Lactase: Wirkung, Abbau und Klinik

Die Lactase ist ein Enzym im Bürstensaum des Dünndarms, das aus Lactose Glucose und Galactose spaltet. Somit sorgt es für die Spaltung und Resorption des Milchzuckers und ist essenziell für dessen Verdauung. Klinisch ist es vor allem relevant bei der Lactoseintoleranz, die viele Menschen betrifft. Liegt ein Mangel der Lactase vor, so wird Lactose nicht vertragen und es kann zu Durchfall und Blähungen kommen. Der folgende Artikel schildert die Wirkung, Funktion, den Abbau, die Regulation sowie die klinische Relevanz des Verdauungsenzyms.

Lactase – Definition

Lactase ist ein Verdauungsenzym, das im Bürstensaumepithel des Dünndarms vorkommt. Sie ist ein integrales Membranprotein und eine Hydrolase, das die hydrolytische Spaltung des Disaccharids Lactose in die Monosaccharide Glucose und Galactose katalysiert.

Lactase – Wirkung und Funktion

Die Hauptaufgabe der Lactase besteht darin, Lactose in resorbierbare Monosaccharide zu spalten. Lactose ist ein Disaccharid, das aus einem Molekül Glucose und einem Molekül Galactose besteht, die durch eine β-1,4-glykosidische Bindung verknüpft ist. Sie ist das einzige Enzym des menschlichen Körpers, die diese Bindung der Lactose spalten kann. Sie übt ihre Wirkung und Funktion in der Bürstensaummembran der Enterozyten im Dünndarm aus.

Die Lactase katalysiert die Hydrolyse von Lactose, wodurch Glucose und Galactose freigesetzt werden. Diese beiden Monosaccharide können im Anschluss über spezifische Transportmechanismen, wie den SGLT1-Transporter durch die Dünndarmwand und das Blut aufgenommen werden. Damit spielt die Lactase also eine zentrale Rolle in der Verdauung der Kohlenhydrate und vor allem bei der Verwertung von Milchprodukten. Ohne die Wirkung der Lactase gelangt die Lactose ungespalten in den Dickdarm und kann nicht verdaut werden.

Lactase – Abbau und Regulation

Die Aktivität der Lactase unterliegt einer entwicklungsabhängigen Regulation. Bei Neugeborenen ist die Enzymaktivität sehr hoch, da Milch die Hauptnahrungsquelle ist. Im Kindes- und Jugendalter nimmt sie ab, während bei anderen die Enzymaktivität lebenslang erhalten bleibt, was man als Lactasepersistenz bezeichnet. Dies ist genetisch bedingt und tritt in Mitteleuropa, Nordamerika und einigen afrikanischen Populationen auf.

Die Regulation erfolgt auf genetische Ebene durch Polymorphismen des LCT-Gens. Bestimmte Varianten ermöglichen eine kontinuierliche Expression des Enzyms, andere führen zum physiologischen Rückgang der Enzymproduktion.

Beim natürlichen Zellumsatz des Darmepithels wird die Lactase mit den alten Enterozyten, in denen sie eingebaut ist, abgest0ßen und durch neu synthetisierte ersetzt. Die Monosaccharide, die die Lactase aus der Lactose spaltet, werden in der Leber und den Zellen des Körpers zur Energiegewinnung verwendet.

Lactase – Klinik

Ein Mangel an Lactase führt dazu, dass Lactose im Dünndarm nicht gespalten werden kann. Die unverdaute Lactose gelangt in den Dickdarm, wo sie von Bakterien fermentiert wird. Pathophysiologisch läuft dies wie folgt ab: Durch die osmotische Bindung von Wasser im Kolon, kommt es zu Durchfall (Diarrhö). Die Gasbildung durch bakterielle Fermentation führt zu Blähungen, Gasansammlungen im Bauchbereich und Bauchschmerzen. Außerdem führt die Bildung kurzkettiger Fettsäuren zu verstärkter Darmperistaltik. Klinisch zeigen sich also Blähungen, Bauchschmerzen und Krämpfe, Durchfall und ein Völlegefühl oder Übelkeit.

Ursachen für den Mangel sind ein primärer, sekundärer oder angeborener Lactasemangel. Der primäre Lactasemangel ist genetisch bedingt, wobei es zur physiologischen Abnahme der Enzymaktivität nach der Stillzeit kommt.  Der sekundäre Lactasemangel ist die Folge von Dünndarmerkrankungen wie Zöliakie (Unverträglichkeit von Gluten), Morbus Crohn, Infektionen oder Gastroenteritiden. Der angeborene Lactasemangel ist eine sehr seltene genetische Störung durch Mutation im LCT-Gen mit kompletter Abwesenheit des Enzyms. Diese Form führt schon im Säuglingsalter zu schweren Durchfällen.

Diagnostisch kann die Intoleranz über den H2-Atemtest nach Lactosebelastung festgestellt werden, bei dem der Wasserstoffgehalt in der Ausatemluft gemessen wird. Die Therapie besteht im Verzicht auf lactosehaltige Produkte oder der Einnahme von Lactase-Präparaten. Die Lactoseintoleranz ist in den meisten afrikanischen und asiatischen Ländern am weitesten verbreitet.