Die Darmatonie bei Intensivpatienten beruht auf vielen Ursachen, die im Einzelnen bisher nur unvollständig untersucht sind. Kürzlich wurde eine neue Klasse von Rezeptoren, sog. Protease-Activated Receptors (PAR1, PAR2) in verschiedenen Organen, u.a. im Darm beschrieben. Über die physiologische Funktion der PARs im Darm ist wenig bekannt. In der vorliegenden Studie wird die Wirkung von der natürlichen Liganden (PAR1: Thrombin; PAR2: Trypsin) sowie der synthetisch hergestellten Liganden (PAR1: TRAP; PAR2: SLIGRL) auf die Dünndarmperistaltik untersucht. Hierzu wurden Segmente des Meerschweinchendünndarms im Organbad kontinuierlich mit Tyrodelösung gegen einen Druck von 400 Pa perfundiert. Dabei wird ab einer konstanten Schwelle des intraluminalen Drucks (peristaltik pressure threshold, PPT) eine von oral nach aboral verlaufende peristaltische Kontraktionswelle ausgelöst und der Darminhalt ausgeworfen. Unter Einfluss einer inhibitorisch wirkenden Substanz stieg die PPT an oder es waren bei kompletter Hemmung überhaupt keine peristaltischen Kontraktionen mehr auszulösen. Eine peristaltikanregende Wirkung zeigte sich hingegen in einer Absenkung der PPT. Untersucht wurden je Substanz bzw. Substanzkombination sechs Segmente von sechs verschiedenen Meerschweinchen, wobei jedes Darmsegment nur mit einer Konzentration einer Substanz behandelt wurde. Die Signifikanzprüfung erfolgte auf dem Niveau von p<0,05 (Kolmogorov-Smirnov-Test, ANOVA). Wesentliches Ergebnis dieser Arbeit ist, dass die synthetisch hergestellten Liganden an PAR1 und PAR2, SLIGRL und TRAP, die Dünndarmmotilität konzentrationsabhängig hemmen. Im Gegensatz dazu zeigten die natürlichen Liganden an PAR1 und PAR2, Thrombin und Trypsin, keinen Effekt auf die Dünndarmmotilität. Durch Vorbehandlung des Darms mit Antagonisten und Inhibitoren der vermuteten Signaltransduktionswege wurden die der Hemmung zugrunde liegenden Mechanismen untersucht. Die Hemmwirkung von TRAP und SLIGRL ließ sich durch Vorbehandlung des Darms mit Naloxon, nicht jedoch mit Apamin aufheben. Somit sind an der inhibitorischen Wirkung der PAR1- und PAR2-Agonisten am Meerschweinchendünndarm enterische, möglicherweise unspezifische opioiderge Mechanismen beteiligt, allerdings keine „low conductance Ca2+ activated K+ Channels“. Die motilitätshemmende Wirkung des Benzodiazepins Midazolam wurde durch PAR1- (Thrombin, TRAP), nicht jedoch durch PAR2-Agonisten (Trypsin, SLIGRL) verstärkt. Der hemmende Effekt des Opiates Fentanyl wurde weder durch PAR1- oder PAR2-Agonisten beeinflusst. / Bowel paralysis in intensive care patients is based on many different factors, which are investigated only incomplety until now. Recently a new class of receptors, protease activated receptors (PARs), in different tissues were discribed,inter alia in the intestine. The present study examnined the effect of PARs on gut motility.

Motilitätsstörungen des Magen-Darm-Traktes können bei kritisch kranken Patienten auf der Intensivstation zu einem lebensbedrohlichen Krankheitsbild führen. Dabei spielen eine Vielzahl von Pathomechanismen eine Rolle, wobei das Interesse dieser Arbeit den Wirkungen des Tag-Nacht-Hormons Melatonin gilt. Da aus anderen Untersuchungen eine protektive Funktion des Melatonins postuliert werden kann, ist sein Einfluss auf die Peristaltik am Meerschweinchendünndarm untersucht worden. Dabei wurde durch kontinuierliche Perfusion eines Dünndarmsegments im Organbad eine gerichtete Peristaltik induziert. Der Schwellendruck, bei dem eine Kontraktionswelle ausgelöst wurde, als Messparameter herangezogen. Durch Zugabe von Melatonin (in den Konzentrationen: 10 pM, 1nM, 0,1µM und 10 µM) in das Organbad konnte kein Einfluss auf dem Schwellendruck nachgewiesen werden. Auch der Melatoninrezeptorantagonist Luzindol führte zu keiner Änderung des Schwellendruckes. Ein signifikanter Anstieg des Schwellendruckes und damit ein inhibitorischer Einfluss auf die Dünndarmperistaltik konnte lediglich durch den partiellen Agonisten 2Phenylmelatonin nachgewiesen werden. Wesentliche Ergebnisse dieser Arbeit zeigen den Einfluss von Melatonin unter Hypoxiebedingungen des Dünndarmes, bei dem Luzindol den inhibitorischen Effekt auf die Darmperistaltik verstärkt. Die Melatoningabe führt zu keiner protektiven Wirkung auf die Darmperistaltik unter Hypoxiebedingungen. Damit ist zu vermuten, dass der protektive Effekt des Melatonins auf die Darmperistaltik nicht durch seine Eigenschaften als Radikalfänger, sondern über Melatoninrezeptoren vermittelt wird. In den Versuchen mit dem Opioid Fentanyl ist eine signifikante Hemmung der Dünndarmperistalik ebenso unter Blockade des Melatoninrezeptorantagonisten Luzindol festzustellen. Bei Versuchen mit Propofol wurde durch Zugabe von Melatonin oder Melatoninrezeptoragonisten eine Verstärkung der Hemmung der Dünndarmmotilität durch Propofol nachgewiesen. In unseren Versuchen bestätigten wir, dass Midazolam eine hemmende Wirkung auf die Dünndarmperistalik hat. Eine vorherige Zugabe von Melatonin hatte dabei keinen Einfluss auf die hemmende Wirkung von Midazolam, wohingegen Luzindol die Hemmwirkung von Midazolam verstärkte. Somit hat das endogene Melatonin möglicherweise einen protektiven Einfluss, der jedoch durch exogene Zugabe von Melatonin nicht verstärkt wird und nicht nachgeahmt werden kann. Insgesamt zeigen die Untersuchungen, dass Melatonin per se keinen gesicherten Einfluss auf die Peristaltik hat, möglicherweise aber in Wechselwirkung mit Anästhetika. / Effects of Melatonin on intestinal peristalsis. In vitro-study on guinea-pig small intestine.