Aufbau und Funktion des Pankreas
Das Pankreas hat endokrine und exokrine Funktionen, die teilweise in Wechselwirkung zueinander stehen [1].
Endokrine Funktion
Das endokrine System besteht aus etwa 1,5-2 Mio. Langerhans-Inseln, die hauptsächlich im Pankreaskörper und -schwanz gelegen sind und die Hormone Glukagon und Insulin sowie Somatostatin, pankreatisches Polypeptid und vasoaktives intestinales Polypeptid bilden. Insulin und Glukagon regulieren den Glukosestoffwechsel. Das Hormon Somatostatin hemmt die Sekretion von Magensaft und Bauchspeichel sowie die Ausschüttung von Insulin und Glukagon. Das pankreatische Polypeptid hemmt die exokrine Sekretion.
Exokrine Funktion
Die Hauptaufgabe des exokrinen Pankreas ist die Produktion bikarbonathaltiger Flüssigkeit und von Verdauungsenzymen.
Der bikarbonathaltige Saft wird primär von den Gangepithelien sezerniert. Er neutralisiert den sauren Magenbrei (Chymus), der vom Magen nach dem Essen ins Duodenum abgegeben wird.
Die in den Azinuszellen der Bauchspeicheldrüse gebildeten Verdauungsenzyme zerlegen die Nahrung in ihre Einzelbausteine. Nur so können diese aus dem Darm ins Blut aufgenommen werden. Die drei wichtigsten Enzyme der Bauchspeicheldrüse sind Amylase (Kohlenhydratverdauung), Trypsin (Proteinverdauung) und Lipase (Fettverdauung). Diese Enzyme werden erst nach Erreichen des Zwölffingerdarms in ihre aktive Form umgebaut. Damit wird verhindert, dass sie bereits in der Bauchspeicheldrüse beginnen, eigenes Gewebe abzubauen. [1, 2].
Physiologie der Verdauung
Exokrine Pankreasinsuffizienz
Definition und Symptome
Unter exokriner Pankreasinsuffizienz versteht man die funktionelle Einschränkung der Produktion und Sekretion von Enzymen und Bikarbonat unabhängig von ihrer Genese. Das typische und häufig erste Symptom der exokrinen Pankreasinsuffizienz ist die Steatorrhö („Fettstuhl”).
Die Steatorrhö ist durch gelbliche, voluminöse und übelriechende Stühle mit einem täglichen Gesamtstuhlgewicht über 200 g und einer Stuhlfettausscheidung von mehr als 7 g/d charakterisiert [3, 4]. Aufgrund verschiedener benigner (gutartiger) und maligner (bösartiger) Erkrankungen des Pankreas wird die Synthese und Sekretion der Pankreaslipase, die für die Fettverdauung zuständig ist, früher eingeschränkt als die der anderen Pankreasenzyme. Außerdem wird die Lipase im Dünndarm rascher als andere Pankreasenzyme proteolytisch abgebaut.
Bei reduzierter Bikarbonatproduktion kann die Magensäure im Duodenum nicht ausreichend alkalisiert werden. Ein intraduodenaler pH-Wert < 4 führt ebenfalls zu einem forcierten Lipase-Abbau, und extrapankreatische lipolytische Enzyme können nur unzureichend zu einer suffizienten Fettverdauung beitragen [5–7]. Als klinische Zeichen kommt es daher zur Erhöhung der Fettausscheidung im Stuhl und Abnahme des Serumcholesterins (bedingt durch den erhöhten enteralen Cholesterinverlust und verminderte intestinale Absorption). Weitere Symptome der exokrinen Pankreasinsuffizienz sind:
- Unbehagen,
- abdominelle Schmerzen,
- Krämpfe,
- Meteorismus,
- Diarrhö,
- Malabsorption und Maldigestion,
- Entwicklung von Osteopenie und Osteoporose durch den enteralen Verlust von fettlöslichen Vitaminen und Kalzium,
- Gewichtsverlust.
Insgesamt sind die Symptome der exokrinen Pankreasinsuffizienz bis auf die Steatorrhö recht unspezifisch und können ohne Kenntnis einer bereits vorliegenden Pankreaserkrankung zu einer falschen Diagnosestellung führen [4]. Unbehandelt führt die exokrine Pankreasinsuffizienz zu einer gravierenden Verschlechterung der Lebensqualität.
Ätiologie
Die häufigsten Ursachen
Die häufigsten Ursachen für exokrine Pankreasinsuffizienz sind die chronische Pankreatitis bei Erwachsenen und die zystische Fibrose (Mukoviszidose) bei Kindern. Weitere Ursachen sind Pankreaskarzinom, akute Pankreatitis, Pankreasresektion und Diabetes mellitus.
Der Alkoholkonsum ist mit 50-80 % der häufigste Auslöser der chronischen Pankreatitis. Die zweithäufigste Entität stellt mit 10-30 % die chronisch idiopathische Pankreatitis. Ebenfalls zur Entwicklung einer exokrinen Pankreasinsuffizienz führen kann eine schwer verlaufende oder nicht rechtzeitig behandelte akute biliäre Pankreatitis. In diesem Fall entsteht die Pankreasinsuffizienz als Folge einer entzündlich bedingten Pankreasgangstenosierung und/oder intraduktaler Konkrementbildung. In weniger als 1 % der Fälle liegt eine hereditäre Pankreatitis mit einem autosomal- dominanten Erbgang vor. Weitere Ursachen der chronischen Pankreatitis sind Autoimmunpankreatitis, Pankreas divisum, Hypertriglyzeridämie und Hyperparathyreoidismus [2].
Chronische Pankreatitis
Die chronische Pankreatitis ist eine meist schubweise verlaufende, nicht infektiöse Entzündung des Pankreas, welche u. a. zu Parenchymfibrosierung und zum Funktionsverlust der Bauchspeicheldrüse führt. Ob und wann sich eine exokrine Pankreasinsuffizienz entwickelt, ist nicht vorhersehbar und korreliert mit der Ätiologie der chronischen Pankreatitis, wobei mit zunehmender Erkrankungsdauer die Wahrscheinlichkeit zunimmt. Nach etwa 10 Jahren entwickeln ca. 90 % aller PatientInnen mit einer alkoholtoxisch induzierten chronischen Pankreatitis eine exokrine Pankreasinsuffizienz. In allen anderen Fällen ist das Voranschreiten der exokrinen Insuffizienz langsamer [3].
Akute Pankreatitis
Nach einer schweren akuten Pankreatitis kann durch den Verlust von exokrinem Gewebe eine exokrine Pankreasinsuffizienz entstehen. Eine Regeneration von zerstörtem Pankreasgewebe gibt es üblicherweise nicht, aber nach einer einmaligen biliär bedingten Pankreatitisepisode erholt sich die exokrine Pankreasfunktion häufig nach etwa 12-24 Monaten [8].
Pankreaskarzinom
Eine exokrine Pankreasinsuffizienz kann bei PatientInnen mit einem Pankreaskarzinom auftreten. Hierbei ist sie als Folge einer Obstruktion des Pankreasgangs durch den Tumor zu sehen und ist oft mitverantwortlich für den starken Gewichtsverlust, der häufig bei Bauchspeicheldrüsenkrebs im Rahmen einer Tumorkachexie auftritt.
Nach einer Resektion der Bauchspeicheldrüse wird bei bis zu 80 % aller PatientInnen eine exokrine Pankreasinsuffizienz festgestellt. Dies ist einerseits Folge der Resektion von Funktionsgewebe. Andererseits kommt es aufgrund der veränderten anatomischen Verhältnisse sowohl nach einer klassischen als auch nach einer pyloruserhaltenden partiellen oder totalen Duodenopankreatektomie zu der sog. pankreatiko-cibalen Asynchronie. Das bedeutet, dass die Pankreasenzyme zum richtigen Zeitpunkt produziert und sezerniert werden, aufgrund des fehlenden Duodenums treffen diese aber erst im mittleren Jejunum auf den Speisebrei, wodurch sich eine Malabsorption entwickelt. Die schnelle Nahrungspassage über die Gastrojejunostomie stimuliert die Ausschüttung von verschiedenen Hormonen im Ileum, die wiederum die Pankreasenzymsekretion und den Appetit hemmen [9].
Diabetes mellitus
Der aktuellen Datenlage zufolge findet sich bei 27 % der Menschen mit Diabetes Typ 2 und bei 40 % derer mit Diabetes Typ 1 eine exokrine Pankreasinsuffizienz. Die genaue Pathophysiologie ist Gegenstand derzeitiger Untersuchungen. Mögliche Erklärungen sind ein Ungleichgewicht von stimulierenden und inhibierenden Inselzell-Hormonen (insulär-acinäre Achse), Diabeteskomplikationen sowie gleichzeitige Schädigung von exokrinem und endokrinem Gewebe z. B. durch autoimmune Prozesse [10].
Idiopathische Pankreasinsuffizienz
Abschließend sei die exokrine Insuffizienz ohne erkennbare Ursache erwähnt, die durch die typische oben genannte Symptomatik auffällt, durch erniedrigte Werte der Elastase (entnommen aus festem Stuhl) diagnostiziert wird (⇒ Abschnitt Diagnostik) und wie alle anderen genannten Formen behandelt wird (⇒ Abschnitt Therapie). Begleitet wird sie oft von einer ungeklärten niedrigschwelligen Lipasämie, ohne dass sich in der Bildgebung (Computertomografie [CT] oder Magnetresonanztomografie [MRT]) Auffälligkeiten am Pankreas nachweisen lassen.
Diagnostik
Zur Beurteilung der exokrinen Pankreasinsuffizienz existieren direkte und indirekte Untersuchungsverfahren, welche auf unterschiedlichen Testprinzipien beruhen.
Als exaktestes Verfahren zur Quantifizierung der exokrinen Pankreasinsuffizienz gilt der Sekretin- Pankreozymin-Test. Der Test steht in Deutschland nicht mehr zur Verfügung, da Pankreozymin oder sein synthetisches Analogon in Deutschland zur Anwendung an Menschen nicht mehr zugelassen ist. Es besteht aber die Möglichkeit, nach alleiniger Sekretinstimulation das Duodenalsekret auf Bikarbonat zu untersuchen. Dies ist ein wichtiger Messparameter für die exokrine Pankreasfunktion. Allerdings ist die Untersuchung aufwändig, teuer und mit der Notwendigkeit einer nasoduodenalen Intubation verbunden und somit nicht für die Praxis geeignet.
In den USA wird die endoskopische Variante der Duodenalsekretgewinnung nach Sekretinstimulation favorisiert, aber aufgrund der langen Untersuchungsdauer (bis 60 Minuten) kaum eingesetzt.
Die quantitative Bestimmung der Stuhlfettausscheidung (pathologisch > 7 g/Tag) im über drei Tage gesammelten Stuhl bei täglicher Aufnahme von 100 g Butter ist ein sensitives und vom Prinzip her einfaches Untersuchungsverfahren. Aus nachvollziehbaren Gründen ist die Patientencompliance gering, weshalb der Test in der Praxis kaum angewendet wird.
Wegen der leichten Durchführbarkeit werden zum Nachweis der exokrinen Pankreasinsuffizienz Chymotrypsin oder Elastase aus dem Stuhl bestimmt. Größere Bedeutung besitzt der Elastase-Test, weil dieses Enzym stabil ist und eine quantitative Stuhlfettbestimmung (Cut off: 200 μg/g Faeces) erlaubt. Die Elastase- Analyse aus festem Stuhl besitzt eine hohe Sensitivität beim Vorliegen einer mittelschweren bis schweren Pankreasinsuffizienz. Bei Diarrhö unterschiedlicher Genese werden häufig falsch niedrige Elastase-Werte gemessen. Bei leichter bis mittelschwerer Pankreasinsuffizienz sind die Spezifität und Sensitivität der Elastase-Bestimmung gering.
Zur Messung der Aktivität der Pankreasenzyme existieren einige Atemtests. Der gebräuchlichste ist der gemischte Triglyzerid-Atemtest, bei dem Triglyzeride mit dem stabilen Isotop 13-C markiert werden. Bei ausreichender Lipase-Aktivität lässt sich in der ausgeatmeten Luft 13-C markiertes CO2 messen. Der Atemtest ist kostspielig, außerdem ist ein Vergleich von in unterschiedlichen Zentren gemessenen Werten aufgrund des Fehlens einer einheitlichen Standardisierung nicht möglich [2, 4, 11].
Therapie der exokrinen Pankreasinsuffizienz
Eine ausgewogene Ernährung mit ausreichender Energiezufuhr und eine mahlzeitenadaptierte Enzymsubstitution stellen die Grundlage der Therapie der exokrinen Pankreasinsuffizienz dar.
Der wichtigste Therapieschritt ist die Verbesserung der Verdauung durch die Substitution von Pankreasenzymen. Dabei muss auch eine ausreichende Aktivität der zugeführten Lipase im Duodenum erzielt werden. Eine vollwertige und energiereiche Ernährung ist erst dann erfolgreich, wenn die Absorptionsfähigkeit wiederhergestellt ist [4].
Enzymsubstitution mit Pankreatin
Fast alle in Deutschland zur Verfügung stehenden Pankreasenzympräparate bestehen aus Schweinepankreatin und enthalten Enzyme für alle drei Nährstoffgruppen. Das Präparat ist in Kapselform erhältlich und beinhaltet mehrere Hundert nur ein paar Millimeter große Pankreatinpartikel, die einzeln von einer säuregeschützten Hülle ummantelt sind. Es stehen auch Enzympräparate aus Rindern und Pilzen zur Verfügung, diese haben aber ungünstigere biologische Eigenschaften.
Für eine gute Wirksamkeit der Pankreasenzympräparate ist es wichtig, dass die darin enthaltene Lipase eine hohe Aktivität aufweist, vor Zerstörung durch die Magensäure geschützt ist, sich gut mit dem Chymus durchmischen lässt und eine zeitgleiche Magenentleerung gewährleistet ist. Die Partikelgröße und die Geschwindigkeit der Enzymfreisetzung aus der säuregeschützten Hülle im Duodenum wirken sich ebenfalls auf die Effizienz der Enzymtherapie aus. Es wird empfohlen, Präparate mit einer Partikelgröße von ≤ 2 mm im Durchmesser zu wählen, um eine zeitgleiche Entleerung von Nahrung und Pankreatin durch den Magen zu erreichen. Die Enzymfreisetzung aus der Hülle im Duodenum sollte innerhalb von 30 Minuten erfolgen. Eine geringe Partikelgröße kann die Entleerung der Enzyme im Duodenum erleichtern [2].
Die Dosierung richtet sich nach dem Fettgehalt der Nahrung:
Als Faustregel für die Enzymdosierung gilt:
2000–3500 Einheiten Lipase pro Gramm Nahrungsfett.
Bei manchen PatientInnen ist eine Verdopplung oder Verdreifachung dieser Dosis erforderlich und hilfreich.
Bei Enzymdosen > 10 000-20 000 Einheiten Lipase pro g Nahrungsfett pro Tag sind vereinzelt fibrosierende Kolonopathien mit Gefahr eines Ileus beschrieben worden, wobei es unklar ist, ob diese durch die hohe Enzymkonzentration oder durch die Inhaltsstoffe des Säureschutzes der Enzymhülle bedingt sind. Das Pankreatin soll zu Beginn der Mahlzeit unzerkaut eingenommen werden, bei mehreren Kapseln sollen diese über die Mahlzeit verteilt werden.
Der Erfolg der Enzymtherapie wird in erster Linie anhand der Verbesserung der klinischen Symptomatik gemessen: Verbesserung der Fettabsorption durch Normalisierung der Stuhlfrequenz und Stuhlkonsistenz, Gewichtszunahme und Sistieren von Bauchschmerzen, Diarrhö und Meteorismus. Das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein oder die Stärke dieser Symptome können von den PatientInnen auch als Indikator genutzt werden, ob die Enzymsubstitution genügend hoch dosiert ist oder nicht [4].
Als klinischer Test ist der Atemtest mit C13-markierten Lipiden gut geeignet, um die Wirksamkeit der Pankreatintherapie zu überprüfen. Der Stuhl-Elastase-Test ist hingegen nicht hilfreich, da dieser nur die Konzentration der menschlichen, körpereigenen, aber nicht der therapeutisch zugefügten Enzyme misst. Bei anhaltenden Beschwerden ist es sinnvoll, die Pankreatindosis, die Einnahmemodalitäten und die Compliance der PatientInnen zu überprüfen, z. B. mithilfe eines Tagebuchs.
Eine fehlende Neutralisierung der Magensäure und ein niedriger pH-Wert im Duodenum aufgrund reduzierter pankreatischer Bikarbonatsekretion führen trotz ausreichender Enzymsubstitution zur Zerstörung der Lipase. In diesem Falle ist eine Begleitmedikation mit einem Protonenpumpen-Inhibitor zur Anhebung des pH-Werts auf über 5 empfehlenswert. Eine weitere Ursache von ungenügendem Ansprechen auf die Enzymtherapie ist die bakterielle Fehlbesiedlung des Dünndarms. Diese kann antibiotisch therapiert werden [9].
Ein geringes Therapieansprechen kann auch durch funktionelle Ursachen wie glutensensitive Enteropathie, Morbus Crohn, Laktoseintoleranz oder eine pankreatikocibale Asynchronie nach Pankreas(kopf)resektion verursacht sein.
Vollwertige Ernährung mit ausreichender Energiezufuhr
Eine vollwertige Ernährung mit ausreichender Energiezufuhr ist essenziell für die Therapie der exokrinen Pankreasinsuffizienz. Es gibt keine spezielle Pankreasdiät, wobei eine individualisierte Diät möglicherweise helfen kann, abdominelle Symptome wie Bauchschmerzen, Übelkeit oder Meteorismus zu minimieren. Der Ausschluss von Lebensmitteln, die subjektiv als belastend empfunden werden, darf nicht zu einer einseitigen Ernährung und Energiereduktion führen.
Eine primäre Fettrestriktion ist aufgrund der daraus resultierenden Gewichtsverluste und Nährstoffdefizite nicht mehr zu empfehlen. Generell ist auf eine genügende Energiezufuhr von 35-40 kcal/kg Körpergewicht (KG) zu achten (• Übersicht 1).
Der Proteingehalt der Nahrung liegt bei 1,5 g/kg KG/Tag. Der Kohlenhydratanteil beträgt etwa 300-400 g/Tag. Bei guter Verträglichkeit unter adäquater Enzymsubstitution ist eine tägliche Fettzufuhr von etwa 70-100 g (ca. 30 % der Gesamtenergie) anzustreben. Eine ausreichende tägliche Fettaufnahme ist für PatientInnen mit exokriner Pankreasinsuffizienz von besonderer Bedeutung, da Fette im Vergleich zu Proteinen und Kohlenhydraten deutlich mehr Energie liefern. Fett ist ein guter Geschmacksverstärker und trägt zur Verbesserung der Schmackhaftigkeit der Mahlzeit und zur Appetitanregung bei. Durch höhere Fettzufuhr kann eine Gewichtsnormalisierung und ggf. eine Gewichtszunahme erreicht werden. Außerdem ist Fett essenziell für die Aufnahme der fettlöslichen Vitamine A, D, E und K. Jedoch ist nicht nur der absolute Fettgehalt entscheidend, sondern das Verhältnis der einzelnen Fette zu einander. Als optimal empfehlen die Deutsche Gesellschaft für Ernährungsmedizin (DGEM) [12] und die Deutsche Gesellschaft für Ernährung [13] die folgende Fettverteilung:
- gesättigte Fette: 7-10 % der Gesamtenergie,
- einfach ungesättigte Fette: 10-15 % der Gesamtenergie,
- mehrfach ungesättigte Fette: 7-10 % der Gesamtenergie.
Dabei ist auf eine ausreichende Zufuhr der essenziellen mehrfach ungesättigten n-6- und n-3-Fettsäuren in einem Verhältnis möglichst unter 5:1 zu achten. Aus n-3-Fettsäuren werden Bausteine der Zellmembran sowie Immunabwehrstoffe und entzündungshemmende Prostaglandine gebildet. Diese haben eine bedeutende antiinflammatorische und immunmodulierende Wirkung [12, 13].
Zur besseren Verträglichkeit der Nahrung ist die Aufteilung in mehrere kleine Mahlzeiten sinnvoll [4-8]. Bei klinischem Verdacht auf eine Unterversorgung mit den fettlöslichen Vitaminen A, D, E und K sowie an Kalzium, Magnesium, Zink, Thiamin und Folat sollen diese substituiert werden [14].
Es gibt Hinweise, dass die Abwesenheit von Alkohol zur Zunahme der Lipase-Aktivität führen kann. Aus diesem Grund sollte auf Alkohol möglichst verzichtet werden.
In seltenen Fällen bei persistierender Steatorrhö mit einem Fettverlust über 20 g/Tag kommen mittelkettige Triglyzeride (MCT-Fette) zum Einsatz. MCT-Fette werde ohne Lipase resorbiert und können zu Lasten der Nahrungsfette bis auf 60 g/Tag langsam gesteigert werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Fetten haben MCT-Fette einen geringeren Energiegehalt. Sie sind überdies teurer, haben einen bitteren Geschmack, wirken in hohen Dosen ketogen und können Krämpfe, Übelkeit und Diarrhö verursachen [4, 12]. Daher müssen sie mit Bedacht eingesetzt und ihre Menge schrittweise erhöht werden. Eine gleichzeitige Enzymgabe ist nicht zu empfehlen.
Zusammenfassung
Bei Vorliegen einer Pankreaserkrankung mit einhergehender Malabsorptionssymptomatik ist eine Pankreasenzymsubstitution indiziert, ggf. auch ohne Nachweis einer exokrinen Pankreasinsuffizienz. Die Enzyme werden zu Beginn jeder Mahlzeit eingenommen. Die Dosis richtet sich nach dem Fettgehalt der Nahrung (2000-3500 Einheiten Lipase pro g Fett).
Bei Ausbleiben eines therapeutischen Effekts ist eine Dosissteigerung und eventuell eine zusätzliche Therapie mit einem Protonenpumpenhemmer indiziert. Zusätzlich ist auf eine vollwertige Ernährung und eine dem Bedarf angepasste Energie- und Fettzufuhr zu achten. PatientInnen mit exokriner Pankreasinsuffizienz sollten dazu grundsätzlich von einer Fachkraft ernährungstherapeutisch betreut werden.
Dr. med. Tzveta Kehayova
Europäisches Pankreaszentrum
Klinik für Allgemeine-, Viszerale- und Transplantationschirurgie
Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 420, 69120 Heidelberg
Tzveta.Kehayova@med.uni-heidelberg.de
Beiträge der zertifizierten Fortbildung sind prinzipiell produkt- und dienstleistungsneutral.
Interessenkonflikt
Die Autorin und ärztliche Leiterin erklärt, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Zitierweise
Kehayova T: Exokrine Pankreasinsuffizienz. Diagnostik und Therapie. Ernährungs Umschau 2021; 68(10): M596–602. DOI: 10.4455/eu.2021.042
⇒ Zu Aufbau und Funktion des Pankreas lesen Sie auch den Beitrag in der Rubrik Basiswissen: Hahn S, Ferschke M: Der Verdauungstrakt – Teil 4: Pankreas. Ernährungs Umschau 2017; 64(3): M154–61.
Literatur
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