Der Duodenum — die ersten 25–30 cm des Dünndarms — erhält hochsäuren Chymus (pH 1,5–3,5) vom Magen. Es setzt ein raffiniertes, mehrschichtiges Abwehrsystem ein, um seine Schleimhaut zu schützen und einen nahezu neutralen pH-Wert für Pankreasenzyme zu schaffen.
1. Präepitheliale Barriere: Schleim-Bikarbonat-Schicht
- Becherzellen sekretieren hochmolekulare Mucine (MUC2, MUC5AC, MUC6) und bilden ein visköses, adhäsives Gel.
- Oberflächenepthelzellen sekretieren Bikarbonat (HCO₃⁻) in das Schleimgel über CFTR und andere Transporter.
- Ergebnis: Ein pH-Gradient vom Lumen (sauer) zur Epitheloberfläche (pH ~7). Schleim fängt HCO₃⁻ ein und schafft eine Diffusionsbarriere, die H⁺ neutralisiert, bevor es die Zellen erreicht.
2. Epitheliale Barriere: Tight Junctions und schnelle Restitution
- Tight Junctions (Claudine, Ocludin, ZO-1) dichten den parazellulären Raum ab und verhindern Rückdiffusion von H⁺.
- Schnelle Restitution: Angrenzende Zellen wandern innerhalb von Minuten über den denudierten Basalmemran (Trefoil-Faktoren, EGF, Prostaglandine).
- Proliferation: Krypt-Stammzellen erneuern das Epithel alle 3–5 Tage.
3. Pankreatische Bikarbonatsekretion (wichtige luminale Neutralisation)
- Sekretin (freigesetzt von S-Zellen in der Duodenalschleimhaut als Reaktion auf pH < 4,5) → stimuliert pankreatische Duktuszellen zur Sekretion von HCO₃⁻-reicher Flüssigkeit (bis zu 150 mM, 1–2 L/Tag).
- CFTR vermittelt apikalen Cl⁻/HCO₃⁻-Austausch (SLC26A6).
- Neutralisiert Chymus auf pH 6–7, optimal für pankreatische Amylase, Lipase, Proteasen.
4. Hormonale und neuronale Koordination
- CCK (I-Zellen) – stimuliert Pankreasenzymsekretion, Gallenblasenkontraktion, verlangsamt Magenentleerung.
- GIP (K-Zellen) – insulinotrop.
- Enterisches Nervensystem: Lokale Reflexe (vagovagal, enterisch) modulieren Blutfluss, Motilität, Sekretion als Reaktion auf Säure, Osmolarität, Nährstoffe.
5. Zytoprotektive Prostaglandine (PGE₂, PGI₂)
- Stimulieren Schleim-/HCO₃⁻-Sekretion
- Erhalten mukosale Durchblutung (Vasodilatation)
- Hemmend auf Säuresekretion (über Somatostatin)
- Fördern Restitution
- NSAR hemmen COX-1 → ↓ Prostaglandine → Verlust der Zytoprotektion → Duodenalulkus.
6. Brunner-Drüsen (duodenumspezifisch)
Sekretieren alkalischen Schleim reich an EGF, Trefoil-Faktoren und antimikrobiellen Peptiden. Schützen die Duodenalschleimhaut proximal zum Pankreasgangseintritt.
Versagen dieser Mechanismen → Duodenalulkus, erosive Duodenitis. H. pylori stört Schleim, erhöht Säure, induziert Entzündung. PPIs + Eradikationstherapie stellen die Abwehr wieder her.
