Zusammen mit ihren klassischen Rolle als Detergentien , die Fettabsorption aus dem Darm zu erleichtern, Gallensäuren wurden als potente Signalmoleküle beeinflussen mehrere Organe zusätzlich zu den mit den enterohepatischen Kreislauf 1,2 zugeordnet entstanden. Zusätzlich zu ihren eigenen Stoffwechsel steuern, modulieren Gallensäuren mehrere Aspekte der gastrointestinalen Physiologie (zB Darmmotilität und incretin Hormonproduktion, Kolon Physiologie und Krebsanfälligkeit) und haben eine systemische Wirkung auf den vaskulären Tonus, Glukose- und Lipidstoffwechsel, und die Energienutzung. Während einige dieser Wirkungen im Darm vermittelt werden, sind andere aufgrund postprandial Veränderungen in systemische Spiegel Gallensäure, bei adipösen Patienten oder nach Magen-Bypass-Operation nicht anderweitig angegeben. Aufzuklären ist die komplexe metabolischen Wirkungen von Gallensäuren neue Technologie benötigt, die gleichzeitige Überwachung von Gallensäureniveaus in verschiedenen anatomischen Abteilen ermöglicht, im Gastrointestinaltrakt und metabolic Geweben (Leber, Bauchspeicheldrüse, Skelettmuskulatur und Fettgewebe). Erhalten eines solchen zeitlichen und räumlichen Informationen erfordert innovative Technologie - in - vivo - Bildgebung neue Gallensäure - Tracer verwendet , wie hier beschrieben ist so ein neuer Ansatz.
Gallensäure Zusammensetzung und Verteilung in anatomischen Kompartimenten werden durch verschiedene Faktoren reguliert, die ihre hepatische Synthese und Ileum-Aufnahme modulieren, einschließlich Ernährung, Chirurgie, den Einsatz von Antibiotika und Veränderungen in der Darmflora. Ein wichtiger Regulator der intestinalen Gallensäureaufnahme für ihre enterohepatischen Kreislauf 3 (Figur 1) ist die Ileum - Apical natrium-abhängigen Gallensäure - Transporter (ASBT; SLC10A2). Obwohl passive Absorption in den Därmen stattfindet, vermittelt ASBT Aufnahme von 95% der intestinalen Gallensäuren, so dass normalerweise beschränkt Verschütten von Gallensäuren in die Faeces ist. ASBT-defizienten (Slc10a2 - / -) Mäusen haben fäkalen Gallensäuren und Gallen eine verminderte aci erhöhted Pool 4.

Abbildung 1: enterohepatischen Kreislauf von Gallensäuren.
Illustration von enterohepatischen Kreislauf , wodurch Gallensäuren werden in der Leber gebildet schieden in den biliäre Baum, Stored in der Gallenblase, Veröffentlicht in den Proximal Duenndarm mit Mahlzeiten und aktiv über ASBT in distaler Ileum aufgenommen. Während geringe Mengen an Gallensäuren passiv ganzen Darm absorbiert werden, etwa 95% der intestinalen Gallensäuren resultierende im Stuhl in minimal (etwa 5%) Verlust aktiv durch ASBT transportiert, die durch eine ähnliche Menge an neuen Gallensäuresynthese kompensiert wird in die Leber, die Aufrechterhaltung dadurch eine Steady-State-Gallensäure-Pool. Die Pfeile auf der rechten Seite identifizieren Faktoren, die native und Fluor-markierten Gallensäurestabilität, einschließlich Magensäure, Bauchspeicheldrüsen- und Darmschleimhaut Enzyme auswirken können, und die meisten importantly, hydrolytische von Clostridien - Spezies freigesetzt Enzyme, die den distalen Dünndarm und Dickdarm besiedeln. (Mit Genehmigung 16) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Gallensäure-Malabsorption können in drei Typen eingeteilt werden, von denen jeder fäkalen dihydroxy Gallensäuren erhöht, wodurch eine intermittierende oder chronischen Durchfall. Typ 1 Ergebnisse von den Brutto - Ileum - Pathologie (zB Resektion, Morbus Crohn) 5. Typ 3 Ergebnisse von Cholezystektomie, Vagotomie, Zöliakie, bakterielle Überwucherung und Pankreasinsuffizienz. Im Gegensatz dazu Personen mit "primären" (Typ 2) Gallensäure-Malabsorption stellen eine gewaltige diagnostische Herausforderung, weil sie solche Vorbedingungen fehlen und haben keine Beweise für Pathologie im Ileum. Daher wird primären Gallensäure-Malabsorption häufig als Durchfall-p falsch diagnostiziertredominant Reizdarmsyndrom (IBS-D), vielleicht der häufigste Grund für Gastroenterologie bezogene ambulante Besuche. Es hat sich gezeigt, dass mit IBS-D haben primäre Gallensäure-Malabsorption ein Drittel der Patienten geschätzt wird; in den USA kann dies mehrere Millionen Personen repräsentieren 5. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass die primäre BAM leitet sich von beeinträchtigten Feedback-Hemmung der Lebergallensäuresynthese durch Darm-Fibroblasten-Wachstumsfaktor-19 (FGF19), nicht von einer verminderten Expression oder Funktion von ASBT.
Bei der primären Gallensäure - Malabsorption, versagen niedrige Plasmaspiegel von FGF19 Lebergallensäuresynthese abzusperren - das daraus resultierende Erhöhung der intestinalen Gallensäuren sättigt Gallensäure - Transporter, einschließlich ASBT und das vergrößerte Verschütten von Gallensäuren in den Kot verursacht Durchfall 6 (Abbildung 2). Defiziente Mäuse in Fgf15 (murine FGF19) haben eine Gallensäure Pool erweitert und erhöht fäkale Gallensäuren 7.

Abbildung 2: Die Mechanismen der intestinalen Gallensäure - Malabsorption.
Normalerweise , wie in Tafel A gezeigt ist , etwa 95% der intestinalen Gallensäuren werden durch aktiven Transport im distalen Ileum über ASBT absorbiert. Wenn ASBT Expression oder Aktivität vermindert (Feld B), Beeinträchtigung der Darmgallensäureaufnahme führt Verschütten von Gallensäuren in den Darm. Mit eingeschränkter FGF19 - Signalisierung (Panel C), das Fehlen von Feedback - Hemmung der Lebergallensäuresynthese führt zu einer erhöhten Konzentration von Darmgallensäuren , die ASBT Transportkapazität mit verschütteten Materialien von Gallensäuren in den Darm zu überwältigen. Bitte hier klicken , um eine größere Version zu sehen diese Figur.
Die langfristige, chronische Erhöhung in fäkale Gallen acids kann Kolon Neoplasien fördern. Colon Neoplasie ergibt sich aus progressiven Schleimhaut-Dysplasie mit somatischen Gen-Mutationen assoziiert, aber Umweltfaktoren, die fäkale Gallensäuren erhöhen kann diesen Prozess beschleunigen und zu erweitern. Bei Nagetieren erhöhten fäkalen Gallensäuren entweder als Folge der exogenen Verabreichung oder ASBT Mangel fördern colon Dysplasie und Tumorbildung 8-10.
Bemerkenswert ist , provokativ Ergebnisse zeigen , dass häufig verwendete Medikamente , die von der Food and Drug Administration (FDA) genehmigt Gallensäuretransport durch ASBT in vitro 11 potent inhibieren. Wenn diese Medikamente Dünndarm Gallensäuretransport in vivo und erhöhen fäkale Gallensäurespiegel zu senken, wäre die möglichen Auswirkungen auf die Kolon Pathologie betreffen. Selbst ein kleiner Anstieg der Kolon Pathologie zurückzuführen eines solchen Arzneimittels zu verwenden, könnte eine große Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Ein Toolkit, das die Plausibilität dieser in - vitro - Ergebnisse und epidemiologischer ob beurteilenachtungen würde zusätzliche Forschung anspornen, einschließlich Post-Marketing-Studien zur Sicherheit.
Trotz der Notwendigkeit, die praktische Tests identifizieren Menschen mit Gallensäure-Malabsorption fehlen. Eine direkte Messung der fäkalen Gallensäuren wurde Jahre abgelehnt vor als umständlich, unpraktisch und unzuverlässig 5. Alternative Ansätze umfassen die Messung Beibehaltung einer radioaktiven Selen-markiertem Cholsäure - Derivat (75 SeHCAT) und die Plasmaspiegel von 7α-Hydroxy-4-cholesten-3-on (C4) oder einem Therapieversuch von Gallensäurebinder. 75 SeHCAT Tests haben begrenzte Verfügbarkeit in Europa und ist nicht FDA-zugelassen oder für den Einsatz in den USA Außerdem, selbst bescheidene Strahlenexposition (0,26 mSv / 75 SeHCAT Test) von diagnostischen Tests wirft Bedenken, und bakterielle Überwucherung und fortgeschrittener Lebererkrankung kann 75 SeHCAT Ergebnisse durcheinander bringen. C4-Test ist potentiell attraktiv, da nur Plasma erforderlich ist, aber es hat eine geringe positive prädiktive value und Prüfung ist nicht weit verbreitet. Messung der Serumspiegel von FGF19 hat ähnliche Grenzen. Häufig greifen Ärzte auf ein Therapieversuch von Gallensäurebindern, aber dieser Ansatz kann eine endgültige Diagnose von Gallensäure - Malabsorption 5 nicht zur Verfügung stellen.
Aus diesen Gründen wurde ein neuartiges MRI - Ansatz konzipiert Gallensäure Transport und die Verteilung in vivo unter Verwendung von innovativen Multi-fluorierten Gallensäuren (MFBA-MRT) messen. MFBA drei Atome von Fluor (19 F), einem stabilen Isotop von 100% natürlicher Häufigkeit enthält, werden ähnlich zu nativem Gallensäuren 12, transportiert und verwendet werden kann , um Gallensäure - Transport mit einer Kombination von Protonen (1 H) und Fluor visualisieren ( 19 F) MRT, ein sensibles, sicheres Verfahren ohne Strahlenbelastung ionisierender 13,14.