Digestion und Resorption: Physiologie

Digestion und Resorption

Unter Digestion/Verdauung versteht man den Prozess der mechanischen und chemischen Zerlegung von Nahrung in kleinere Partikel, die dann vom Darm aufgenommen und verwertet werden können. Die Resorption beinhaltet die Aufnahme von Nährstoffmolekülen und deren Transfer aus dem Lumen des GI-Trakts über die Enterozyten und in den interstitiellen Raum, wo sie in den venösen oder lymphatischen Kreislauf aufgenommen werden können. Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate, Proteine Proteine Proteine und Peptide, Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide und Mikronährstoffe werden unterschiedlich digestiert und resorbiert und benötigen mehrere Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme und Transportproteine für diesen Prozess. Probleme bei der Verdauung und Resorption von Nährstoffen werden als Maldigestion Maldigestion Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption und Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption bezeichnet und treten je nach Ätiologie einzeln oder kombiniert auf.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

Inhalt

Überblick

Digestion und Resorption von Kohlenhydraten

Digestion und Resorption von Proteinen

Digestion und Resorption von Fetten

Digestion und Resorption von Mikronährstoffen

Klinische Relevanz von Malabsorption und Maldigestion

Quellen

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Überblick

Digestion/Verdauung und Resorption sind komplexe Prozesse, die im Mund beginnen, aber größtenteils im Magen Magen Magen und Dünndarm Dünndarm Dünndarm ablaufen.
Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate:
- Müssen in Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate zerlegt werden, um resorbiert werden zu können
- Primäre Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme:
  - Amylase
  - Bürstensaumenzyme
- Resorbiert über:
  - Apikale Seite: Natrium-Glukose-gekoppelter Transporter (SGLT) 1, Glukosetransporter (GLUT) 5
  - Basolaterale Seite: GLUT2
Proteine Proteine Proteine und Peptide:
- Aufgespalten in Peptide Peptide Proteine und Peptide und einzelne Aminosäuren (AS)
- Primäre Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme:
  - Pepsin
  - Trypsin
  - Chymotrypsin
  - Carboxypeptidase
  - Elastase
- Resorbiert von spezialisierten Cotransportern
Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide:
- Aufgespalten in einzelne Bestandteile (z.B. Triglyceride → Glycerin + freie Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide)
- Primäre Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme:
  - Lipasen
  - Cholesterinesterase
  - Phospholipase A2
- Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide werden in Enterozyten wieder zusammengesetzt, bevor sie in den interstitiellen Raum freigesetzt werden.
- Über den Lymphkreislauf aufgenommen
Die Vitamin- und Mineralstoffaufnahme variiert und hängt vom Nährstoff ab.

Übersicht über die Verdauung und Absorption von Makromolekülen — Übersicht über die Digestion und Resorption von Makromolekülen
AA: Aminosäure
Bild von Lecturio.

Digestion und Resorption von Kohlenhydraten

Digestion

Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate werden hauptsächlich durch Amylasen und Bürstensaumenzyme verdaut. Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate können nur als Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate aufgenommen werden; dementsprechend hydrolysieren Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme große Stärkemoleküle zu Monosacchariden.

Amylasen:

Spaltung von α-1,4-glycosidischen Bindungen in Zuckermolekülen
Bildung von immer kleineren Polysaccharidketten, bis die meisten α-1,4-glykosidischen Bindungen aufgebrochen sind und zurückbleiben:
- Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate: einzelne Zuckermoleküle
- Disaccharide Disaccharide Chemie der Kohlenhydrate: Stärken mit 2 Zuckermolekülen
- Oligosaccharide Oligosaccharide Chemie der Kohlenhydrate: Stärken mit 3‒10 Zuckermolekülen
- Unverdauliche Stärken: Zucker, verbunden durch andere Arten von Bindungen
Aktiv bei höherem pH-Wert:
- Aktiv im Mund und im Dünndarm Dünndarm Dünndarm
- Im Magen Magen Magen inaktiviert
Arten und Ort der Amylase:
- Speichel-Amylase: von den Speicheldrüsen Speicheldrüsen Speicheldrüsen (Glandulae salivariae) im Mund abgesondert
- Pankreas-Amylase: von dem exokrinen Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion in das Duodenum Duodenum Dünndarm sezerniert

Amylopektin wird teilweise durch die Amylase verdaut. Amylopektinmoleküle sind Glukoseketten, die durch α-1,4-glykosidische Bindungen (Bildung einer geraden Kette von Glucosemolekülen) und α-1,6-glykosidische Bindungen (Bildung einer Verzweigung aus der geraden Kette) verbunden sind. Amylase bricht die α-1,4-glycosidischen Bindungen.
Bild von Lecturio.

Bürstensaumenzyme:

Bürstensaumenzyme sind membrangebundene Proteine Proteine Proteine und Peptide auf der luminalen Oberfläche von Enterozyten im Dünndarm Dünndarm Dünndarm. Es gibt 4 wichtige Bürstensaumenzyme, die an der Kohlenhydratverdauung beteiligt sind.

Isomaltase: spaltet die α-1,6-glykosidischen Bindungen
Maltase:
- Hydrolysiert Maltose → Glukose + Glukose
- Hydrolysiert Maltotriose → Glukose + Glukose + Glukose
Laktase: hydrolysiert Laktose → Glukose + Galaktose
Saccharose:
- Hydrolysiert Saccharose → Glukose + Fruktose
- Hydrolysiert andere kleine Oligosaccharide Oligosaccharide Chemie der Kohlenhydrate

Isomaltase bricht die in Amylopektin vorhandenen α-1,6-glykosidischen Bindungen. Die α-1,6-glykosidischen Bindungen erzeugen Verzweigungen der „geraden Ketten“ der Glukose, indem sie den 1. Kohlenstoff einer Kette (obere Ringstruktur) mit dem 6. Kohlenstoff einer anderen Kette (untere 2-Ring-Struktur) verbinden. Isomaltase hydrolysiert diese Bindungen.
Bild von Lecturio.

Brush border digestion — Isomaltase bricht die in Amylopektin vorhandenen α-1,6-glykosidischen Bindungen. Die α-1,6-glykosidischen Bindungen erzeugen Verzweigungen der „geraden Ketten“ der Glukose, indem sie den 1. Kohlenstoff einer Kette (obere Ringstruktur) mit dem 6. Kohlenstoff einer anderen Kette (untere 2-Ring-Struktur) verbinden. Isomaltase hydrolysiert diese Bindungen.
Bild von Lecturio.

Resorption

Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate werden als Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate von den Enterozyten im Dünndarm Dünndarm Dünndarm aufgenommen und über das Blut in den Pfortaderkreislauf transportiert. Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate, die nicht in Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate zerlegt werden können, werden nicht resorbiert (z.B. Ballaststoffe). Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate werden:

Über eine Art von Transportproteinen in der apikalen Membran in die Enterozyten transportiert:
- SGLT1:
  - Kommt im Dünndarm Dünndarm Dünndarm vor
  - Transportiert 2 Na⁺ mit 1 Glukose oder Galaktose und Wasser
  - Verwendet den von der Na⁺/K⁺-ATPase erzeugten chemischen Na⁺-Gradienten auf der basolateralen Membran (hält die intrazelluläre Na⁺-Konzentration niedrig)
  - Führt zu sekundären aktiven Transporten
- GLUT5: transportiert Fruktose entlang seines Konzentrationsgradienten durch erleichterte Diffusion in die Zelle
Über ein anderes Transportprotein, das sich in der basolateralen Membran befindet, in den interstitiellen Raum transportiert:
- GLUT2:
  - Kann alle 3 primären Monosaccharide Monosaccharide Chemie der Kohlenhydrate transportieren: Glukose, Galaktose und Fruktose
  - Funktioniert über erleichterte Diffusion
Aus dem interstitiellen Raum in die Kapillaren Kapillaren Kapillaren aufgenommen
Kapillaren Kapillaren Kapillaren münden in Venen Venen Venen → Pfortader → Leber Leber Leber für den Stoffwechsel

Aufnahme von Monosacchariden durch Enterozyten
SGLT: Natrium-Glukose-gekoppelter Transporter
GLUT: Glukosetransporter
Bild von Lecturio.

Digestion und Resorption von Proteinen

Digestion

Die Proteindigestion findet hauptsächlich im Magen Magen Magen und Duodenum Duodenum Dünndarm statt.
Zur Erinnerung: Peptidbindungen verbinden den Aminoterminus von AS mit dem Carboxyterminus der nächsten AS.
Die Proteinverdauung erfolgt durch enzymatische Hydrolyse von Peptidbindungen, wobei Proteine Proteine Proteine und Peptide abgebaut werden in:
- Kleine Peptide Peptide Proteine und Peptide
- Individuelle AS
Beteiligte Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme sind:
- Von Magen Magen Magen und Pankreas Pankreas Pankreas: Anatomie und Funktion abgesondert (siehe Tabelle)
- An den Bürstensaum von Enterozyten gebunden:
  - Aminopeptidasen bauen kleine Peptide Peptide Proteine und Peptide von ihrem Aminoende (d.h. dem N-Terminus) ab.
  - Dipeptidasen brechen Peptidbindungen zwischen 2 AS → 2 einzelne AS

Tabelle: An der Proteindigestion beteiligte sezernierte Enzyme Enzyme Grundlagen der Enzyme
Enzym	Zymogen (Vorstufe)	Aktiviert durch	Hinweise zur Aktivität
Magenenzyme, die in den Magen Magen Magen sezerniert werden
Pepsin	Pepsinogen	Salzsäure	Am effizientesten zwischen hydrophoben AS
Pankreasenzyme, die in das Duodenum Duodenum Dünndarm sezerniert werden
Trypsin	Trypsinogen	Enteropeptidase	Aktiviert: Weiteres Trypsinogen → Trypsin Alle anderen Pankreaszymogene Am effizientesten zwischen Lysin und Arginin
Chymotrypsin	Chymotrypsinogen	Trypsin	Am effizientesten zwischen hydrophoben AS
Carboxypeptidase	Procarboxypeptidase	Trypsin	Greift den Carboxy-Terminus von Peptidketten an Erzeugt einzelne AS oder sehr kurze Peptidketten
Elastase	Proelastase	Trypsin	Wie Carboxypeptidase

AS: Aminosäure

Resorption

Die Resorption erfolgt im Dünndarm Dünndarm Dünndarm.
Nur AS, Dipeptide und Tripeptide können über die apikale Membran in die Enterozyten aufgenommen werden.
Nur einzelne AS können über die basolaterale Membran in den interstitiellen Raum resorbiert werden.
Einzelne AS:
- Über spezialisierte Na⁺/AS-Cotransporter über die apikale Membran in die Enterozyten aufgenommen:
  - Verwendet den von der Na⁺/K⁺-ATPase erzeugten Na⁺-Gradienten auf der basolateralen Membranseite
  - [Na⁺] ist hoch im Lumen, aber niedrig in den Enterozyten → Na⁺ wandert seinen Konzentrationsgradienten folgend in die Zelle und transportiert eine AS mit
- Über die basolaterale Membran von spezialisierten Transportern resorbiert (verschiedene Arten von Transportern für verschiedene Arten von AS)
Dipeptide und Tripeptide:
- Von den Enterozyten über die apikale Membran über spezialisierte H⁺/PepT-Cotransporter resorbiert
- Verwendet den H⁺-Gradienten, der vom H⁺/Na⁺-Austauscher auf der apikalen Membran erzeugt wird (der 1 H⁺ in das Lumen pumpt und 1 Na⁺ in die Enterozyten bringt)
- Peptide Peptide Proteine und Peptide werden durch Peptidasen innerhalb der Enterozyten in einzelne AS zerlegt.
- Auf die gleiche Weise wie einzelne AS über die basolaterale Membran resorbiert
Im interstitiellen Raum angekommen, werden AS in den venösen Kreislauf aufgenommen → über den Pfortaderkreislauf zur Leber Leber Leber transportiert

Proteinaufnahme — Transportproteine auf Enterozytenmembranen, die an der Proteinresorption beteiligt sind:
Die Na⁺/K⁺-ATPase auf der basolateralen Membran erzeugt einen Na⁺-Gradienten innerhalb der Zelle. Ein Na⁺/H⁺-Austauscher (NHE) auf der apikalen Membran erzeugt den H⁺-Gradienten. Einzelne Aminosäuren (AS; grüne Kugeln) werden über einen Na⁺/AS-Cotransporter aufgenommen, wobei Na⁺ über die apikale Membran entlang seines Konzentrationsgradienten in die Enterozyten fließt und die AS mitnimmt (gegen den chemischen AS-Gradienten). Kleine Peptide werden über den H⁺/PepT-Cotransporter resorbiert, wobei H⁺ entlang seines Konzentrationsgradienten in die Zelle fließt und die kleinen Peptide mit sich bringt. Peptide werden durch Peptidasen innerhalb der Enterozyten in einzelne AS zerlegt. Alle AS werden dann durch spezialisierte Transporter auf der basolateralen Membran resorbiert.
Bild von Lecturio.

Digestion und Resorption von Fetten

Digestion

Es gibt 3 Hauptarten von Fetten, die verdaut und resorbiert werden: Triglyceride, Phospholipide und Cholesterinester. Alle 3 Typen enthalten Esterbindungen (R ₁ ‒(C=O)‒O ‒R ₂), die während der Digestion aufgespalten werden.

Triglyceride:

Struktur:
- Glycerin-Rückgrat: 3fach Kohlenstoff-Kette, wobei jeder Kohlenstoff an eine Alkoholgruppe gebunden ist
- Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide: Kohlenwasserstoffkette mit einer Carboxylgruppe an einem Ende
- Jeder Kohlenstoff des Glycerinrückgrats ist durch eine Esterbindung an das Carboxyende einer Fettsäurekette gebunden.
Esterbindungen werden von Lipasen hydrolysiert:
- Linguale Lipase (aus Speicheldrüsen Speicheldrüsen Speicheldrüsen (Glandulae salivariae))
- Magenlipase (aus Hauptzellen)
- Pankreaslipase (aus der exokrinen Bauchspeicheldrüse, Wichtigste)

Lipase katalysiert die Hydrolyse von Esterbindungen, was zu 2 freien Fettsäuren und einem Monoglycerid führt. Rote Kugeln stehen für Sauerstoffmoleküle.
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Phospholipide:

Ähnliche Struktur wie Triglyceride, aber das Glycerinrückgrat enthält eine Phosphatgruppe
Die Phosphatgruppe verleiht mehr Polarität.
Esterbindungen werden durch Phospholipase A₂ hydrolysiert.

Phospholipase A2 (PLA2) hydrolysiert die Bindung zwischen der zweiten Fettsäure eines Phospholipids und dem Glycerinrückgrat, was zu einem Lysophospholipid und einer freien Fettsäure führt.
Bild von Lecturio.

Cholesterinester:

Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel über eine Esterbindung an eine Fettsäure gebunden
Esterbindungen werden durch Cholesterinesterhydrolase hydrolysiert.

Cholesterylester-Hydrolase — Cholesterylesterhydrolase katalysiert die Hydrolyse von Cholesterylestern zu Cholesterin und einer Fettsäure.
Bild von Lecturio.

Tabelle: Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide und ihre Verdauungsenzyme
Lipid	Enzym	Produkte
Triglycerin	Lipase	Monoglycerid und 2 Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide
Cholesterinester	Cholesterinesterhydrolase	Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel und Fettsäure
Phospholipide	Phospholipase A2	Lysolecithin und eine Fettsäure

Für die Lipaseaktivität/Digestion von Lipiden benötigte Substanzen:

Galle:
- Emulgator, der von der Leber Leber Leber produziert und von der Gallenblase Gallenblase Gallenblase und Gallenwege abgesondert wird
- Enthält Lecithin (ein Phospholipid) und Gallensalze
- Bildet kleinere Fetttröpfchen und bietet den wasserlöslichen Lipasen mehr Oberfläche zum Verdauen der Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide
Colipase: Hilft Lipasen, sich an die emulgierten Fetttröpfchen zu binden

Mizellen:

Wenn Lipide Lipide Fettsäuren und Lipide abgebaut werden, ordnen sie sich (zusammen mit Bestandteilen aus der Galle) in Strukturen an, die Mizellen genannt werden:

Winzige kugelförmige Tröpfchen:
- Der innere Teil ist lipophil.
- Der äußere Teil ist hydrophil.
- Umgeben von Phospholipiden aus der Galle
Enthalten alle zu resorbierenden fettlöslichen Bestandteile:
- Freie Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide
- Monoacylglyceride
- Cholesterin Cholesterin Cholesterinstoffwechsel
- Phospholipide
- Fettlösliche Vitamine: A, D, E und K
Mizellen transportieren die Lipidkomponenten zur Resorption zu den Enterozyten.

Resorption

Während der Großteil der Resorption im Dünndarm Dünndarm Dünndarm stattfindet, kann ein Teil der Resorption schon im Magen Magen Magen beginnen.

Langkettige Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide (Englisches Akronym: LCFAs):

Gemischte Mizellen verpacken LCFAs und transportieren sie an die Enterozytenwand.
pH-Änderung in der Nähe des Bürstensaums bricht die Mizellen auf.
Lipidkomponenten (z.B. Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide und Monoglyceride) wandern durch die Membran, um in das Zytosol Zytosol Die Zelle: Zytosol und Zytoskelett der Enterozyten einzutreten.
Lipidkomponenten sind:
- Lipidlöslich → kann die Phospholipidmembran ohne spezialisierte Transportmoleküle passieren
- Resynthetisiert über Veresterung im ER
- Umverpackt als Chylomikronen im Golgi-Apparat
Chylomikronen verlassen die Enterozyten auf ihrer basolateralen Seite → treten in den Lymphkreislauf ein

Kurzkettige Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide (Englisches Akronym: SCFAs) und mittellangkettige Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide (Englisches Akronym: MCFAs):

Im Dünndarm Dünndarm Dünndarm:
- SCFAs und MCFAs wandern ohne Hilfe durch die Enterozyten.
- SCFAs und MCFAs werden in den venösen Kreislauf aufgenommen → hepatische Pfortader → Leber Leber Leber
Im Dickdarm Dickdarm Colon, Caecum und Appendix vermiformis verwenden SCFAs den Natriummonocarboxylat-Transporter (SMCT) 1:
- Na⁺/SCFA-Cotransporter
- Verwendet den Na⁺-Gradienten, der von der basolateralen Na⁺/K⁺-ATPase erzeugt wird
- Die Pumpe unterstützt auch die Wasseraufnahme im Dickdarm Dickdarm Colon, Caecum und Appendix vermiformis.

Digestion und Resorption von Mikronährstoffen

Calcium (Ca²⁺) Resorption

Ca²⁺ wird über die Apikalmembran über Ca²⁺-Transporter (hauptsächlich TRPV6) resorbiert.
Calbindin : ein intrazelluläres Ca²⁺-bindendes Protein, das sofort alles resorbierte Ca²⁺ bindet und zur basolateralen Membran transportiert
- Zweck:
  - Freies Ca²⁺ könnte als intrazelluläres Signalmolekül fungieren.
  - Hohe Mengen an freiem Ca²⁺ können toxisch sein.
- Der Calbindin-Spiegel in der Zelle bestimmt, wie viel Ca²⁺ aufgenommen werden kann.
Ca²⁺ wird über die basolaterale Membran resorbiert durch:
- Ca²⁺-ATPase
- Ca²⁺/Na⁺-Antiporter
Hinweis: Eine geringe Menge Ca²⁺ kann auch parazellulär aufgenommen werden.
Regulierung:
- Die Produktion des apikalen Ca²⁺-Transporters wird induziert durch:
  - Vitamin-D
  - Östrogene
- Die Calbindin-Synthese wird durch Vitamin D Vitamin D Fettlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen induziert.

Calciumaufnahme — Schematische Darstellung der Calcium (Ca²⁺) Resorption:
Calcium wird über die apikale Membran von einem spezialisierten Ca²⁺-Transportprotein resorbiert und dann sofort an ein Ca²⁺-bindendes Protein namens Calbindin gebunden.
Calbindin transportiert Ca²⁺ zur basolateralen Membran, wo es von der Ca²⁺-ATPase und/oder einem Ca²⁺/Na⁺-Antiporter resorbiert wird.
Bild von Lecturio.

Eisenresorption

Hauptsächlich im Duodenum Duodenum Dünndarm resorbiert
Fe³⁺ (die primäre Form von Eisen Eisen Spurenelemente in der Nahrung) muss zur Aufnahme über das duodenale Cytochrom B (DcytB), das sich am Bürstensaum der Enterozyten befindet, zu Fe²⁺ reduziert werden.
Resorption über die apikale Membran:
- DMT (divalenter Metal Transporter) 1: ein spezialisierter Fe²⁺ /H⁺-Cotransporter, der das meiste Nicht-Häm-Eisen resorbiert
- Teil der Hämmolekülen (z.B. in Fleisch)
Innerhalb der Zelle:
- Mobilferrin: ein eisenbindendes Protein, das Fe²⁺ bindet und durch die Enterozyten zur basolateralen Membran transportiert
- Häm-Oxygenase Häm-Oxygenase Hämstoffwechsel, Eisenstoffwechsel und Hämoglobin: setzt Fe²⁺ aus Häm frei → Fe²⁺ wird von Mobilferrin gebunden und transportiert
Freisetzung an der basolateralen Membran:
- Ferroportin 1: ein membrangebundenes Transportprotein, das Fe²⁺ in den interstitiellen Raum freisetzt
- Hephaestin:
  - Eine kupferabhängige membrangebundene Ferroxidase
  - Oxidiert Fe²⁺ zu Fe³⁺, damit Eisen Eisen Spurenelemente in die Kapillaren Kapillaren Kapillaren gelangen und Transferrin Transferrin Hämstoffwechsel, Eisenstoffwechsel und Hämoglobin (Plasma-Eisentransportprotein) binden kann
Regulierung:
- Hepcidin:
  - Inaktiviert Ferroportin 1 (primäre negative regulatorische Effekte auf die Eisenresorption im Darm)
  - Klinische Relevanz: Mutation/Mangel von Hepcidin führt zu hereditärer Hämochromatose.
- Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF)-2α induziert die Synthese von DMT1 und DcytB → ↑ Resorption
- Hypoxie und Anämie Anämie Anämie: Überblick und Formen → ↑ Eisenaufnahme über:
  - ↓ Hepcidin → ↑ Aktivität von Ferroportin 1
  - HIF-2α
- Ascorbinsäure ( Vitamin C Vitamin C Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen) verbessert die Resorption.
- Phosphate (in Tees, Kleie) hemmen die Resorption.

Schematische Darstellung der Eisenaufnahme — Schematische Darstellung der Eisenresorption
Bild von Lecturio.

Digestion und Resorption anderer Mikronährstoffe

Fettlösliche Vitamine:

A, D, E und K
Resorbiert mit Lipiden → verpackt in Mizellen
Über die apikale Membran resorbiert → in Chylomikronen umverpackt
Chylomikronen → in die interstitielle Flüssigkeit Interstitielle Flüssigkeit Flüssigkeitsräume des Körpers abgegeben → in den Lymphkreislauf aufgenommen

Wasserlösliche Vitamine:

Enthält alle B-Vitamine und Vitamin C Vitamin C Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen
Hauptsächlich im Dünndarm Dünndarm Dünndarm resorbiert:
- Über aktiven Transport:
  - Vitamin C Vitamin C Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen
  - Thiamin (B1)
  - Pantothensäure (B5)
  - Folsäure (B9)
  - Kobalamin (B12)
- Über passiven Transport und/oder erleichterte Diffusion:
  - Riboflavin (B2)
  - Niacin (B3)
  - Pyridoxin (B6)
Resorption von B12:
- Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 ist in Lebensmitteln an Proteine Proteine Proteine und Peptide gebunden.
- Im Magen Magen Magen:
  - Säure und Pepsin setzen Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 aus Nahrungsproteinen frei.
  - Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 bindet Haptocorrin.
  - Parietalzellen setzen Intrinsic Factor (IF) frei.
- Im Duodenum Duodenum Dünndarm:
  - Pankreasproteasen entfernen Haptocorrin aus B12.
  - B12 bindet IF.
- Der B12-IF-Komplex wird durch rezeptorvermittelte Endozytose im terminalen Ileum Ileum Dünndarm resorbiert.
- Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 wird durch aktiven Transport ins Blut sezerniert, wo es an Transcobalamin bindet.
Klinische Relevanz:
- ↓ Vitamin C Vitamin C Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen → Skorbut Skorbut Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen
- ↓ Vitamin B1 Vitamin B1 Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen → Beriberi; Wernicke-Korsakow-Syndrom
- ↓ Vitamin B3 Vitamin B3 Wasserlösliche Vitamine und deren Mangelerscheinungen → Pellagra
- ↓ Folat Folat Folsäure und Vitamin B12 und/oder Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12 → megaloblastäre Anämie Anämie Anämie: Überblick und Formen
- ↓ Folat Folat Folsäure und Vitamin B12 in der Frühschwangerschaft → Neuralrohrdefekte Neuralrohrdefekte Neuralrohrdefekte bei Säuglingen
- Magenbypass → Großteil der Parietalzellen ist möglicherweise entfernt → ↓ IF → ↓ Aufnahme von Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12
- Chirurgische Entfernung des terminalen Ileums → ↓ Aufnahme von Vitamin B12 Vitamin B12 Folsäure und Vitamin B12

CBL (vitamin B12) absorption — Prozess der Resorption von CBL (Vitamin B12):
Diätetisches CBL ist stark proteingebunden. Im Magen setzen Säure und Pepsin CBL aus diesen Nahrungsproteinen frei. Cobalamin wird von Haptocorrin gebunden; und separat setzen Parietalzellen Intrinsic Factor (IF) frei.
Bild von Lecturio.

CBL (vitamin B12) absorption - duodenum — Prozess der Resorption von CBL (Vitamin B12):
Diätetisches CBL ist stark proteingebunden. Im Magen setzen Säure und Pepsin CBL aus diesen Nahrungsproteinen frei. Cobalamin wird von Haptocorrin gebunden; und separat setzen Parietalzellen Intrinsic Factor (IF) frei.
Bild von Lecturio.

Klinische Relevanz von Malabsorption und Maldigestion

Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption umfasst viele Störungen, bei denen der Darm Nährstoffe, einschließlich Wasser und/oder Elektrolyte Elektrolyte Elektrolyte, nicht aus der Nahrung aufnehmen kann. Maldigestion Maldigestion Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption ist ein eng verwandter Begriff, der die Unfähigkeit des Darms bezeichnet, große Nahrungsmoleküle in ihre kleineren Bestandteile aufzuspalten. Maldigestion Maldigestion Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption kann sowohl Makronährstoffe (Fette, Proteine Proteine Proteine und Peptide und Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate), als auch Mikronährstoffe (Vitamine, Mineralien) betreffen. Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption und Maldigestion Maldigestion Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption treten mit Gewichtsverlust, Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö), Schwäche und Müdigkeit auf.

Ätiologien der Maldigestion Maldigestion Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption:

Anomales Darmmilieu aufgrund von:
- Bakterienüberwucherung im Dünndarm Dünndarm Dünndarm
- Zollinger-Ellison-Syndrom (Hypersekretion von Magensäure, die zu einem niedrigen pH-Wert führt)
Abnorme Motilität aufgrund von:
- Diabetische Gastroparese Gastroparese Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption
- Systemische Sklerose
- Schilddrüsenfunktionsstörung
Gallenwegsobstruktion und/oder Cholestase
Gallensalzmangel durch:
- Leberzirrhose Leberzirrhose Leberzirrhose
- Primäre biliäre Zirrhose
Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse:
- Exokrine Pankreasinsuffizienz
- Mukoviszidose Mukoviszidose Mukoviszidose (Zystische Fibrose)
- Chronische Pankreatitis Pankreatitis Akute Pankreatitis
- Pankreaskarzinom
Disaccharidase-Mangel:
- Laktasemangel Laktasemangel Laktoseintoleranz (führt zu Laktoseintoleranz Laktoseintoleranz Laktoseintoleranz)
- Saccharase-Mangel
Ätiologien der Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption:
- Akut abnormales Epithel Epithel Epithel: Definition, Arten und Funktion – Histologie:
  - Akute Darminfektionen wie Giardiasis Giardiasis Giardien/Giardiasis
  - Alkoholkonsum
- Chronisch abnormales Epithel Epithel Epithel: Definition, Arten und Funktion – Histologie:
  - Zöliakie Zöliakie Zöliakie
  - Chronisch entzündliche Darmerkrankung (CED): Morbus Crohn Morbus Crohn Morbus Crohn und Colitis ulcerosa Colitis ulcerosa Colitis ulcerosa
  - Darmischämie Darmischämie Darmischämie
  - Strahlen-Enteritis
  - Morbus Whipple Morbus Whipple Morbus Whipple
- Infiltrative Erkrankung: kann sowohl die Motilität als auch die Absorptionsfähigkeit beeinträchtigen
  - Lymphom
  - Sarkoidose Sarkoidose Sarkoidose
  - Amyloidose Amyloidose Amyloidose
  - Systemische Sklerose

Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption von Kohlenhydraten:
- Am häufigsten aufgrund eines Mangels an Disaccharidasen (z.B. Laktase)
- Dickdarmbakterien vergären nicht absorbierte Kohlenhydrate Kohlenhydrate Chemie der Kohlenhydrate zu Gasen und Fettsäuren Fettsäuren Fettsäuren und Lipide.
- Führt zu Blähungen und Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö)
Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption von Proteinen: Ein Mangel kann zu Muskelatrophie und Ödemen führen.
Malabsorption Malabsorption Malassimilation: Maldigestion und Malabsorption von Lipiden:
- Ein Mangel an Lipasen verhindert den effektiven Abbau von Fetten.
- Am häufigsten aufgrund einer Pankreasinsuffizienz
- Resultiert in:
  - Steatorrhoe
  - Mangel an fettlöslichen Vitaminen
  - Durchfall Durchfall Durchfall (Diarrhö) (Anregung der Wassersekretion im Dickdarm Dickdarm Colon, Caecum und Appendix vermiformis durch nicht resorbierte Gallensalze)

Quellen

Boland, M. (2016). Human digestion–a processing perspective. J Sci Food Agric. 96(7), 2275-2283. doi: 10.1002/jsfa.7601. Epub 2016 Feb 5. PMID: 26711173.
Cheng, L.K., O’Grady, G., Du, P., Egbuji, J.U., Windsor, J.A., Pullan, A.J. (2010). Gastrointestinal system. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 2(1), 65-79. doi:10.1002/wsbm.19
Konturek, P.C., Brzozowski, T., Konturek, S.J. (2011). Stress and the gut: pathophysiology, clinical consequences, diagnostic approach and treatment options. J Physiol Pharmacol. 62(6), 591-599. PMID: 22314561.
Kusano, M., Hosaka, H., Kawada, A., Kuribayashi, S., Shimoyama, Y., Zai, H., Kawamura, O., Yamada, M. (2014). Gastrointestinal motility and functional gastrointestinal diseases. Curr Pharm Des. 20(16), 2775-2782. doi: 10.2174/13816128113199990572. PMID: 23886379.
Auerbach, M. (2021). Causes and diagnosis of iron deficiency and iron deficiency anemia in adults. UpToDate. Zugriff am 6. Dezember 2021 from https://www.uptodate.com/contents/causes-and-diagnosis-of-iron-deficiency-and-iron-deficiency-anemia-in-adults
Camaschella, C. (2021). Regulation of iron balance. UpToDate. Zugriff am 6. Dezember 2021 from https://www.uptodate.com/contents/regulation-of-iron-balance