STUDIEN ZUR FERMENTATION VON STÄRKE UND BALLASTSTOFFEN AUS VERSCHIEDENEN LEBENSMITTELN BEI GESUNDEN UND PATIENTEN MIT REIZDARMSYNDROM

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1 STUDIEN ZUR FERMENTATION VON STÄRKE UND BALLASTSTOFFEN AUS VERSCHIEDENEN LEBENSMITTELN BEI GESUNDEN UND PATIENTEN MIT REIZDARMSYNDROM INAUGURALDISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin des Fachbereichs Humanmedizin der Justus-Liebig-Universität Gießen vorgelegt von Caroline Bernadette Engstfeld, BA, MSc aus Gießen Gießen 2006 ULB Darmstadt

2 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis Abbildungen Tabellen Seite v ix xi 1. EINLEITUNG 1 2. KOHLENHYDRAT-FERMENTATION IM COLON Der Wasserstoff (H 2 )-Exhalationstest Laktulose im H 2 -Exhalationstest Endogene Variablen des H 2 -Exhalationstestes Bakterielle MikroÖkologie Wasserstoffmetabolismus Methanproduktion Sulfatreduktion Homoacetatogenese Sonstige Mechanismen der H 2 -Konsumtion Pneumatosis cystoides intestinalis Stabilität der H 2 -konsumierenden Colonflora ph-wert Wasserstoffpartialdruck Intestinale H 2 -Diffusion Methan Exogene Variablen des H 2 -Atemtestes Atemtechnik, körperliche Aktivität und emotionaler Stress Ernährung Zigarettenrauchen Antibiotikatherapie Mechanische und medikamentös induzierte Darmreinigung Gase im Gastrointestinaltrakt unter physiologischen Bedingungen Flatus Gase im Gastrointestinaltrakt unter pathologischen Bedingungen Geschlecht, Alter, Rasse Ursachen erhöhter Basalwerte Orocaecale Passagezeit Laktulose-Atemtest bei intestinaler bakterieller Fehlbesiedlung 21

3 3. STÄRKE IN DER MENSCHLICHEN ERNÄHRUNG Stärke Resistente Stärke Rohe und unvollständig verkleisterte Stärke Retrogradierte Stärke Eingeschlossene, für Amylase nicht erreichbare Stärke Messung der menschlichen Stärkeresorption Ergebnisse nach Sondierung des terminalen lleums Ergebnisse der Effluate aus endständigem Ileostoma Ergebnisse mittels H 2 -Atemtest Ergebnisse der Levitt-Studie Sonstige Ergebnisse Stellenwert des H 2 -Atemtestes BALLASTSTOFFE Definitionen und Eigenschaften Fermentation von Ballaststoffen Sauerkraut Fermentation von Ballaststoffen und H 2 -Exhalation Verzehr von Ballaststoffen zusammen mit stärkehaltigen Nahrungsmitteln Alleiniger Ballaststoffverzehr REIZDARMSYNDROM Definition Prognose Pathogenese Viszerale Überempfindlichkeit Motilitätsstörungen Darmgase Belastungstests: jejunale Gasinfusion Intestinale Gasbildung Abdominelle Distension Therapie Darmgas assoziierter Symptome EIGENE UNTERSUCHUNGEN Methodik Studiendesign Probanden Art und Ablauf der H 2 -Exhalationsstudien 52

4 Laktulose Brot aus Roggenmehl Type Brot aus Vollkornroggenmehl Type Brot aus Roggenmehl Type 815 zusammen mit 30g Haferkleie Reis Sauerkraut Kartoffeln H 2 -Atemtest Apparativ-technische Grundlagen Aspekte der praktischen Durchführung Bestimmung der orocaecalen Passagezeit Statistische Methoden Ergebnisse Laktulose Reproduzierbarkeit des Laktulose-Belastungstestes Basalwerte und initialer H 2 -Peak Orocaecale Passagezeit H,-Atemprofile Ergebnisse der statistischen Analyse Roggenmehl Roggenmehl Type 815 und Hi-Atemkurven bei Gesunden und RDS-Patienten Maximale H 2 -Exhalation Roggenmehl Type 815 zusammen mit Haferkleie H 2 -Atemkurven bei Gesunden und bei RDS-Patienten Orocaecale Passagezeit Statistische Analyse der Roggenmehl-Versuche Abdominelle Beschwerden Reis H 2 -Atemkurven und integr RDS-Patienten Abdominelle Beschwerden Sauerkraut H 2 -Atemkurven Maximale H->-Exhalation 1 2 -Exhalation bei Gesunden und

5 Orocaecale Passagezeit und individuelle Verträglichkeit Kartoffeln H 2 -Atemkurven Maximale H 2 -Exhalation Orocaecale Passagezeit und Verträglichkeit Diskussion Laktulose Kumulative H 2 -Exhalation Orocaecale Passagezeit Maximale H 2 -Konzentration Roggen Epidemiologie des Roggenverzehrs Malassimilationsraten nach Roggenmehl- und Haferkleieverzehr Roggenmehl Haferkleie H 2 -Produktion bei RDS Reis Malassimilationsraten nach Reisverzehr Reisbelastungstest als Diagnostikum eines bakteriellen Überwucherungs-Syndromes Abdominelle Beschwerden nach Reisverzehr Sauerkraut Malassimilationsraten nach Sauerkrautverzehr Orocaecale Passagezeit und Verträglichkeit Maximale H 2 -Exhalation Kartoffeln Zusammenfassung Summary Ausblick Anhang Literaturverzeichnis Danksagung Lebenslauf