Verdauung ist der Abbau von großen Nahrungsmolekülen zu kleineren Molekülen. Dabei baut das Verdauungssystem Nährstoffe aus der Nahrung zu einer Form ab, die von Körperzellen resorbiert und zur Bildung von ATP sowie Körpergewebe verwendet werden kann. Hier bekommen Sie einen kompakten Überblick über die Physiologie der Verdauung: von der Nahrungsaufnahme, über den Schluckakt, den beteiligten Verdauungsorganen bis hin zur Resorption von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen.
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komponenten des Verdauungssystems

Bild: “Components of the Digestive System” von philschatz. Lizenz: CC BY 4.0


Grundvorgänge der Verdauung

Das Verdauungssystem wird von zwei Organgruppen gebildet:

  • Magen-Darm-Trakt / Gastrointestinaltrakt (GI-Trakt)
  • Akzessorische (unterstützende) Verdauungsorgane

Der GI-Trakt, oder auch Verdauungskanal genannt, ist bei einem Leichnam ca. 9 m lang und wird als durchgehende Röhre vom Mund bis zum After definiert.

Verdauungsprozess

Bild: “Digestive Processes” von philschatz. Lizenz: CC BY 4.0

Bestandteile des GI-Trakts:

  • Mund
  • größter Teil des Rachens
  • Speiseröhre (Ösophagus)
  • Magen
  • Dünndarm
  • Dickdarm

Akzessorische Verdauungsorgane:

  • Zähne
  • Zunge
  • Speicheldrüsen
  • Leber
  • Gallenblase
  • Bauchspeicheldrüse (Pankreas)

Mit Ausnahme der Zähne, die für die Nahrungszerkleinerung sowie die Zunge, die zur Unterstützung beim Kauen und Schlucken dient, kommen die anderen Verdauungsorgane nie in direktem Kontakt mit der Nahrung. Sie bilden und speichern lebensnotwendige Sekrete, die über die Gänge des GI-Trakts fließen und beim chemischen Nahrungsabbau helfen.

Das Verdauungssystem führt 6 wichtige Grundvorgänge aus:

  • Ingestion: Vorgang der Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme in den Mund
  • Sekretion: 7 Liter Wasser, Säure, Puffer und Enzyme werden täglich ins Lumen des Trakts sezerniert.
  • Mischen und Fortbewegen: Aufgrund der Fähigkeit des GI-Trakts, der aktiven Bewegung (Motilität), kann mit Hilfe der abwechselnden Kontraktion und Entspannung sowie der Peristaltik des GI-Trakts, die Nahrung mit Beimischung von Sekreten Richtung After getrieben werden.
  • Verdauung / Digestion: Beim mechanischen Verdauungsvorgang wird die Nahrung vor dem Schlucken zerkleinert und durch die glatte Muskulatur des Magens und Dünndarm heftig bewegt. Nahrungsmoleküle können sich so lösen und vermischen sich mit den Verdauungsenzymen. Kohlenhydrat-, Lipid- und Protein- und Nucleinsäuremoleküle werden bei der chemischen Verdauung dann durch Hydrolyse in kleinere Moleküle gespalten und mit den Verdauungsenzymen anschließend resorbiert. Nur wenige Stoffe wie z.B. Vitamine und Cholesterin können ohne chemische Verdauung vom Körper aufgenommen werden.
  • Resorption: Unter Resorption (resorbere = aufsaugen) versteht man den Eintritt verdauter und sezernierter Flüssigkeit, von Ionen und der Verdauungsprodukte in die Epithelzellen, die das Lumen des GI-Trakts füllen. Über das Blut und die Lymphe gelangen die Stoffe zu den Zellen im gesamten Körper.
  • Defäkation: Defäkation wird als Vorgang bezeichnet, wo Abfallstoffe, Bakterien, unverdauliche Stoffe oder verdautes Material, das nicht resorbiert wurde über den After ausgeschieden wird. Dabei entsteht beseitigtes Material, was man als Fäzes (Stuhl, Kot) definiert.

Der GI- Trakt wird durch innere und äußere Nerven reguliert. Man unterscheidet zwischen:

  • Darmwandnervensystem/ enterisches Nervensystem (ENS)
  • vegetativen Nervensystem

Das ENS ist das „Gehirn des Darms“ mit ca. 100 Millionen Neuronen, die sich von der Speiseröhre bis zum After erstrecken. Der Auerbach-Plexus oder auch Plexus myentericus und der Meissner- Plexus, auch Plexus submucosus genannt, bilden das Darmwandnervensystem.

Der Auerbach-Plexus kontrolliert die Motilität des GI-Trakts, insbesondere die Häufigkeit und Stärke der Musculariskontraktion, da die Motoneuronen des Plexi die Längs- und Ringmuskelschichten der Muscularis versorgen. Der Meissner-Plexus versorgt mit seinen Motoneuronen dagegen die sezernierenden Zellen des Mucosaepithels und kontrolliert die Sekretion der Organe des GI-Trakts.

Die Nervenzellen des Darmwandnervensystems können unabhängig funktionieren, dennoch sind sie Gegenstand der Regulierung durch Nervenzellen des vegetativen Nervensystems. Mit Hilfe der Parasympaticfasern des Nervus Vagus (X. Hirnnerv) und der Nervi splanchnici pelvini wird die Sekretion und Motilität des GI-Trakts erhöht, indem die Aktivität der ENS-Neuronen gesteigert wird. Die Sympathicusfasern haben dagegen genau die entgegengesetzte Wirkung. Aus dem Thoraxbereich und den oberen Lendenbereichen des Rückenmarks kommend senken sie die Sekretion und Motilität des GI-Trakts, indem sie die ENS-Neuronen hemmen.

Merke: Parasympaticfasern steigern die Aktivität der ENS-Neuronen, Sympathicusfasern hemmen die Wirkung der ENS-Neuronen.

Der Schluckvorgang der Verdauung

Beim Schluckvorgang wird die Nahrung vom Mund in den Magen bewegt. Bevor es dazu kommt, ist Speichel notwendig, um Nahrung zu lösen, damit sie von Geschmacksrezeptoren geschmeckt werden und Verdauungsreaktionen beginnen können.

Speichel besteht zu 99,5 % aus Wasser und zu 0,5 % aus gelösten Stoffen. Ionen wie Natrium, Kalium, Chlorid oder Bicarbonat zählt man zu den gelösten Stoffen. Außerdem kommen gelöste Gase vor sowie verschiedene organische Stoffe wie Harnstoff, Harnsäure, Schleim, Immunglobulin sowie die Speichelamylase, ein Verdauungsenzym, das auf Stärke wirkt.

Vom vegetativen Nervensystem wird die Speichelsekretion kontrolliert, die den Mund, den Rachen und die Speiseröhre mit einbezieht. Die täglichen sezernierten Speichelmengen betragen im Durchschnitt 1000- 1500 ml und erleichtern den Schluckvorgang. Das Schlucken vollzieht sich in drei Stufen:

  1. willkürliche Phase
  2. Pharynxphase
  3. Ösophagusphase

Die willkürliche Phase des Schluckens beginnt, wenn der Bolus durch die Zunge auf und abwärts bewegt wird und gegen den Gaumen in die hintere Mundhöhle und in den Oropharynx gezwungen wird.

Die unwillkürliche Phase beginnt mit dem Eintritt des Bolus in den Oropharynx. Rezeptoren des Oropharynx werden durch den Bolus stimuliert, die Impulse zum Schluckzentrum der Medulla oblongata und der unteren Pons des Stammhirns senden. Der weiche Gaumen und das Zäpfchen (Uvula) werden durch die zurückkehrenden Impulse veranlasst, sich nach oben zu bewegen und den Nasopharynx abzuschließen. Das ist notwendig, damit die geschluckte Nahrung und die Flüssigkeit nicht in die Nasenhöhle gelangen. Außerdem verschließt die Epiglottis (Kehldeckel) reflektorisch die Kehlkopföffnung, wodurch verhindert wird, dass der Bolus in die Luftröhre gelangt. Sobald sich der Ösophagussphinkter entspannt, bewegt sich der Bolus in die Speiseröhre.

Teil des Oropharynx

Bild: “Diagram showing the parts of the oropharynx” von Cancer Research UK. Lizenz: CC BY-SA 4.0

Die Ösophagusphase des Schluckens beginnt, wenn der Bolus in die Speiseröhre eingetreten ist. Mit Unterstützung der Ösophagusperistaltik wird der Bolus durch kontrollierte Kontraktion und Entspannung der Ring- und Längsmuskulatur in Richtung Magen gedrückt. Die Kontraktion verläuft in Wellen und schiebt die Nahrung in den Magen, wenn sich der untere Ösophagussphinkter entspannt. Der Schleim hilft bei der Gleitfähigkeit und verringert die Reibung.

Hier finden Sie einen ausführlichen Beitrag zur Mundhöhle, dem Anfang des Verdauungstraktes.

Die Vorgänge der Nahrung im Magen

Der Magen verbindet den Ösophagus mit dem Duodenum (Zwölffingerdarm). Nachdem die Nahrung in den Magen gelangt, laufen alle 15 bis 25 Sekunden wellenartige Bewegungen oder auch Mischwellen genannt über den Magen. Durch die Bewegungen wird die Nahrung mazeriert (eingelegt) und mit Sekreten der Magendrüse zu einem Speisebrei (Chymus) umgewandelt.

Die Mischwellen werden kräftiger, sobald der Speisebrei den Pylorus, das Magenende, erreicht. Die Magenentleerung in den Zwölffinderdarm erfolgt, wenn die Nahrung den Pylorus erreicht und jede Mischwelle drückt periodisch einen kleinen Teil des Speisebreis durch den Pylorussphinkter. Die restliche Menge wird zurück in den Corpus des Magens gedrückt. Ständige Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen sorgen für eine Durchmischung im Magen.

Aufgrund der heftigen Bewegungen mischt sich der Speisebrei mit dem sauren Magensaft, die Speichelamylase wird inaktiviert und die Zungenlipase aktiviert, die dann beginnt, Triglyceride zu Fettsäuren und zu Diglyceriden abzubauen.

Viele Mikroben in der Nahrung werden durch die stark saure Magenflüssigkeit getötet. Proteine werden teilweise in der Nahrung durch Salzsäure (HCL) denaturiert. HCL regt die Sekretion von Hormonen an, die den Fluss von Gallen- und Pankreassaft fördern.

Pepsin ist ein verdauende Magenenzym, das von den Hauptzellen des Magens sezerniert wird. Es ist am wirksamsten in einem sehr sauren Milieu (ph- Wert 2) und als Peptidase ist es für den Abbau der mit der Nahrung aufgenommenen Proteine verantwortlich. Damit Pepsin das Protein in den Magenzellen zusammen mit der Nahrung nicht verdaut, wird Pepsin in inaktiver Form als Pepsinogen sezerniert. Sobald Pepsinogen mit Salzsäure in Berührung kommt, welche von den Belegzellen sezerniert wird, wird das Pepsin aktiv.

Belegzellen sind außerdem notwendig zur Resorption von Vitamin B12, dass zur Bildung roter Blutkörperchen verwendet wird.

Ein weiteres wichtiges Magenenzym der Hauptzellen ist die Magenlipase, die Triglyceride in Fettsäuren und Monoglyceride spaltet. Es arbeitet am besten bei einem ph-Wert zwischen 5 bis 6.

Bedeutender als Zungen- und Magenlipase ist die Pankreaslipase, ein Enzym, dass vom Pankreas in den Dünndarm abgegeben wird.

Im Magen wird nur eine kleine Nahrungsmenge resorbiert wie z.B. Wasser, bestimmte Medikamente (Aspirin) und Alkohol, da die Epithelzellen für die meisten Stoffe undurchlässig sind.

Innerhalb von wenigen Stunden nach dem Verzehr einer Mahlzeit hat der Magen seinen Inhalt in das Duodenum entleert. Kohlenhydrate verbringen am wenigsten Zeit im Magen. Dagegen verbleibt Nahrung mit hohen Proteingehalt wie z.B. Fleisch etwas länger im Magen und am langsamsten läuft eine Magenentleerung bei einer fetthaltigen Nahrung ab.

Merke: Pepsin ist notwendig, um Proteine aus der Nahrung im Magen aufnehmen zu können.

Die Vorgänge der Nahrung im Duodenum, Sekretion des Pankreas und der Galle

Aus dem Magen gelangt der Speisebrei in den Dünndarm, angefangen im Zwölffingerdarm (Duodenum) über das Jejunum bis zum Ileum.

In der Mitte des Zwölffingerdarms befindet sich die Papilla vateri. Hier münden der Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse und der Gallengang ein.

MRCP Pankreas divisum

Bild: “MRCP bei Pankreas divisum: (a) Gallenblase, (b) Gallengang, der den (c) langen Ductus Santorini kreuzt, (d) kurzer Ductus Wirsungianus gemeinsam mit dem Gallengang zur Papilla duodeni major, (e) mit abgebildetes Nierenhohlsystem.” von Hellerhoff. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Aus der Bauchspeicheldrüse und aus der Gallenblase werden dem sauren Speisebrei weitere Verdauungsenzyme beigefügt, in den Zwölffingerdarm abgegeben und der saure Speisebrei wird gleichzeitig durch alkalisches Sekret neutralisiert.

Dieser gesamte Prozess wird ausgelöst, sobald der saure Nahrungsbrei mit der Darmschleimhaut in Kontakt tritt. Die Schleimhaut produziert nun zwei Hormone, das Sekretin und das Pankreozymin-Cholecystokinin (CCK).

Dieses Hormon löst über den Blutweg die Ausschüttung der Bauchspeicheldrüsenenzyme aus und sorgt dafür, dass sich die Gallenblase rhythmisch zusammenzieht. In der Leber wird dadurch die Gallensekretion angeregt und Gallensaft wird vermehrt durch den Gallengang in den Zwölffingerdarm freigesetzt.

Zusammensetzung des Pankreassaftes

Jeden Tag bildet der Pankreas ca. 1200 bis 1500 ml Pankreassaft und ist durch eine klare, farblose Flüssigkeit gekennzeichnet.

Sie besteht hauptsächlich aus Wasser, etwas Salz, Natriumcarbonat und einigen Enzymen.

Einen leicht alkalischen ph-Wert gibt das Natriumcarbonat dem Pankreassaft, um die Wirkung der Verdauungsenzyme im Dünndarm zu erzeugen.

Zu den Enzymen zählen:

  • Pankreasamylase – ein Stärke verdauendes Enzym
  • Trypsin, Chymotrypsin, Carboxypeptidase und Elastase – Protein verdauende Enzyme
  • Pankreaslipase – wichtigstes Triglycerid verdauende Enzym
  • Ribonuclease und Desoxyribonuclease – Nucleinsäure verdauende Emzyme

Wie bereits erwähnt, mündet auch der Ausführungsgang der Galle in den Zwölffingerdarm.

Zusammensetzung der Gallenflüssigkeit

Die Hepatocyten (Leberzellen) sezernieren jeden Tag ca. 1 Liter Galle, die eher einen basischen ph-Wert von 7,6 bis 8,6 besitzt.

Die gelbe, bräunliche oder olivgrüne Flüssigkeit besteht aus:

  • Wasser
  • Gallensalzen
  • Cholestrin
  • Lecithin – Phospholipid
  • Gallenfarbstoffen und einigen
  • Ionen

Bilirubin ist das Hauptpigment der Galle, welches dort sezerniert wird und im Darm abgebaut wird. Stercobilin ist ein Abbauprodukt von Bilirubin, das dem Stuhl seine normale braune Farbe verleiht.

Bilirubin pigmente in der leber

Bild: “Liver showing canalicular accumulation of bilirubin pigment.” von Department of Pathology, Calicut Medical College. Lizenz: CC BY-SA 4.0

Bei der Galle handelt es sich nicht nur um ein Exkretionsprodukt, sondern auch um ein Verdauungssekret.

Die Gallenflüssigkeit spielt eine besonders große Rolle bei der Emulgierung, also dem Abbau großer Fettkügelchen zu einer Suspension (lat. suspendere = aufhängen, schweben lassen) kleiner Fettkügelchen. Durch die größere Oberfläche, die die kleinen Fettkügelchen bieten, ermöglicht es der Pankreaslipase, die Triglyceridverdauung schneller durchzuführen.

Gallensalze helfen außerdem bei der Fettresorption, die der Fettverdauung folgt.

Die Digestion der Nahrung im Dünndarm

Teilweise bereits verdaute Kohlenhydrate, Proteine und Fette enthält der Speisebrei, wenn er in den Dünndarm gelangt. Speichelamylase wandelt bereits im Mund Stärke zu Maltose, zu Maltotriose und zu α- Dextrinen um. Außerdem wandelt Pepsin Proteine zu Peptiden (kleine Proteinbruchstücke) und Zungen- sowie Magenlipasen manche Triglyceride zu Fettsäuren um.

Eine gemeinsame Aktivität des Pankreassafts, der Galle und des Darmsafts im Dünndarm, der Wasser und Schleim enthält und leicht alkalisch ist, ist die Vollendung der Kohlenhydraht-, Protein- und Lipidverdauung.

Die Kohlenhydratverdauung

Die Kohlenhydratverdauung beginnt, wie bereits erwähnt, schon im Mund. Aufgrund des sauren ph-Werts im Magen wird die Wirkung der Speichelamylase allerdings im Magen aufgehoben und verliert dort ihre Aktivität.

Durch Pankreasamylase, ein Enzym im Pankreassaft, das seine Wirkung im Dünndarm entfaltet, spaltet es die noch vorhandene Stärke in Maltose, Maltotriose und zu α- Dextrinen auf. Nachdem Stärke in kleine Bruchstücke gespalten wurde, wirkt ein Bürstensaumenenzym α- Dextrinase auf die entstandenen α-Dextrinen und spaltet jedes Mal eine Glucoseeinheit ab.

Die Kohlenhydratverdauung endet mit der Herstellung von Monosacchariden, die anschließend vom Körper resorbiert werden.

Mit Hilfe der Nahrung nehmen wir drei Disaccharid- Moleküle auf: Sucrose (Saccharose, Rübenzucker), Lactose (Milchzucker) und Maltose (Malzzucker).

  • Bürstensaumenenzyme haben die Aufgabe, Disaccharide zu Monosacharide zu verdauen.
  • Sucrase – spaltet Sucrose in Glucose und Fructose
  • Lactase – verdaut Lactose zu Glucose und Galactose
  • Maltase– spaltet Maltose und Maltotriose zu zwei bis drei Glucosemolekülen

Die Proteinverdauung

Wie wir bereits wissen, beginnt die Proteinverdauung durch die Wirkung von Pepsin, die Proteine in Peptide zerlegen, im Magen.

Der Proteinabbau zu Peptiden setzt sich durch die Enzyme im Pankreassaft – Trypsin, Chymotrypsin, Carboxypeptidase und Elastase fort. Alle Enzyme unterscheiden sich in ihrer Wirkung ein wenig, weil jedes Enzym die Peptidbindungen zwischen anderen Aminosäuren spaltet. Während Trypsin, Chymotrypsin und Elastase Peptidbindungen zwischen einer spezifischen Aminosäure und deren Nachbar spaltet, trennt Carboxypeptidase Aminosäuren am Carboxylende eines Peptids.

Von zwei Peptidasen im Bürstensaum wird die Proteinverdauung abgeschlossen.

  • Aminopeptidase
  • Dipeptidase

Aminopeptidase spaltet Aminosäuren am Aminoende eines Peptids.

Dipeptidase spaltet zwei Aminosäuren, die über eine Peptidbindung miteinander verknüpft sind, in einzelne Aminosäuren.

Die Fettverdauung

Die häufigsten Fette die wir aus der Nahrung aufnehmen sind Triglyceride, die aus einem Molekül Glycerin bestehen und mit 3 Fettsäuremolekülen verknüpft sind.

Um Triglyceride spalten zu können, sind Enzyme, sogenannte Lipasen notwendig. Man unterscheidet:

  • Zungenlipase
  • Magenlipase
  • Pankreaslipase

Hauptsächlich spielt sich aufgrund der Pankreaslipase die Fettverdauung im Dünndarm ab, obwohl im Magen durch die Zungen- und Magenlipase die Fettverdauung bereits eintritt. Pankreaslipase baut Triglyceride zu Fettsäuren und Monoglyceride ab, damit der Körper diese größtenteils durch die Darmzotten aufnehmen und verarbeiten kann.

Fettsäuren können kurzkettig oder langkettig sein. Nur mit Hilfe einer Emulgierung ist es möglich, dass große Fettkügelchen, die Triglycerine enthalten, zu kleinen Fettkügelchen abgebaut werden, damit sie im Dünndarm verdaut werden können. Die gebildeten kleinen Fettkügelchen bieten eine große Oberfläche, die es der Pankreaslipase ermöglicht, wirksamer zu arbeiten.

Verdauungsphasen

Die Verdauung kann in 3 überlappenden Phasen zusammengefasst werden:

  • Cephale Phase
  • Gastrale Phase
  • Intestinale Phase

Durch Geruch, Aussehen oder Gedanken an die Nahrung werden Nervenzentren im cerebralen Cortex, Hypothalamus und Stammhirn aktiviert. Um den Mund und den Magen auf die kommende Nahrung vorzubereiten, sezernieren die Speicheldrüsen Speichel und die Magendrüsen Magensaft. Dies geschieht während der cephalen Phase der Verdauung.

Die gastrale Phase beginnt, wenn die Nahrung den Magen erreicht. Um die Magensekretion und Magenmotilität anzuregen ist eine Regulation der neuralen und hormonellen Mechanismen in der gastralen Phase notwendig.

Von den Dehnungsrezeptoren (Messen das Füllungsvolumen) und den Chemorezeptoren (Überwachung des ph- Werts des Magenspeisebreis) gehen Nervenimpulse zum Meissner-Plexus aus und aktivieren dort die Parasympathicus und Darmneuronen. Die entstandenen Nervenimpulse verursachen Peristaltikwellen und regen die Magensekretion an.

Sobald die Wellen stark genug geworden sind, entleert sich eine kleine Speisebreimenge in das Duodenum und der ph- Wert des Magenbreis wird saurer. Gleichzeitig verringert sich die Dehnung der Magenwand, weil der Speisebrei in das Duodenum gelangt ist und hemmt somit auch die Magensaftproduktion.

Während der gastralen Phase wird die Magensaftsekretion auch durch das Hormon Gastrin reguliert. Es regt Magendrüsen dazu an, große Mengen an Magensaft zu sezernieren. Außerdem verstärkt es die Kontraktion des unteren Ösophagusspinkters, um den Rückfluss von saurem Speisebrei in die Speiseröhre zu verhindern. Gastrin erhöht weiterhin die Magenmotilität und trägt gleichzeitig zur Entspannung des Pylorussphinkters bei, der die Magenentleerung fördert.

Die intestinale Phase beginnt ab dem Zeitpunkt, in dem die Nahrung in den Dünndarm gelangt. Während dieser Phase nehmen Magenmotilität und Magensekretion ab, um den Speisebreiaustritt aus dem Magen zu verlangsamen, damit der Dünndarm nicht mit mehr Speisebrei beladen wird, als er verarbeiten kann. Durch zwei wichtige Hormone, die vom Dünndarm sezerniert werden, wird die intestinale Phase hormonell reguliert.

Cholecystokinin (CCK) stimuliert die Sekretion des Pankreassafts, der reich an Verdauungsenzymen ist. Desweiteren verursacht CCK den Gallenausstoß aus der Gallenblase und das Öffnen des Oddi- Sphinkter und induziert ein Sättigungsgefühl. Das zweite wichtige Hormon ist Secretin, dass die Sekretion von Pankreassaft und Galle stimuliert, die reich an Bicarbonationen sind. Secretin hemmt außerdem die Magensaftsekretion, fördert das normale Wachstum und den Erhalt des Pankreas und verstärkt die Wirkungen von CCK.

Die Resorption der Nahrung im Dünndarm

Der Vorgang der verdauten Nährstoffe vom Magen-Darm-Trakt in das Blut oder Lymphe nennt man Resorption. Diese findet zu 90 % im Dünndarm statt und vollzieht sich mittels Diffusion, Osmose und aktivem Transport. Die anderen 10 % der Nährstoffresorption verteilen sich auf den Magen und den Dickdarm.

Ziel aller chemischen und mechanischen Verdauungsphasen ist es, Nahrung in eine Form zu verwandeln, welche die resorbierenden Zellen des Epithels passieren kann, um in die Blut- oder Lymphgefäße zu gelangen.

Merke: Folgende Nährstoffe kann der Körper nach der Verdauung aufnehmen:

  • Monosaccharide – Glucose, Fructose und Galactose aus Kohlenhydraten
  • Aminosäuren, Dipeptide und Tripeptide aus Proteinen
  • Fettsäuren, Glycerin und Monoglyceride aus Triglyceriden

Hier finden Sie einen ausführlichen Beitrag zum Mittelpunkt der Verdauung, dem Dünndarm

Resorption der Monosaccharide

Alle Monosaccharide werden über erleichterte Diffusion oder aktiven Transport vom Lumen durch die apikale Membran transportiert. Die Resorptionskapazität ist riesig, sodass alle Nahrungskohlenhydrate resorbiert werden, die verdaut wurden. In den Fäzes bleiben nur unverdauliche Cellulose und Fasern übrig.

Mit Hilfe erleichterter Diffusion wird Fructose, was in Früchten vorkommt, transportiert. Dagegen wird Glucose und Galactose durch sekundär aktivem Transport in die Resorptionszellen der Villi transportiert, da sie einen Transporter (Na+– Gradienten) benötigen.

Resorption der Aminosäuren, der Dipeptide und der Tripeptide

Über aktive Transportvorgänge werden die meisten Proteine (ca. 95- 98 %) resorbiert, das sich überwiegend im Duodenum und Jejunum abspielt. Ungefähr die Hälfte aller Proteine nehmen wir durch die Nahrung auf. Die andere Hälfte wird vom Körper selbst aus Verdauungssäften und toten Zellen (Erythrozyten) resorbiert.

Manche Aminosäuren gelangen von selbst in die Resorptionszellen der Villi’s, andere benötigen ähnlich wie der Glucosetransporter einen Na+ abhängigen sekundär aktiven Transportvorgang. Durch Diffusion gelangen die Aminosäuren dann in die Kapillaren der Zotte und verlassen die Resorptionszellen.

Dipeptide und Tripeptide benötigen mindestens ein Symporter (Na+), die sie in die Resorptionszellen hinein bringt, um anschließend zu einzelnen Aminosäuren hydrolisiert zu werden.

Merke: Monosaccharide und Aminosäuren werden nach der Resorption im Dünndarm über das Pfortadersystem zur Leber transportiert und gelangen dann in den allgemeinen Kreislauf.

Resorption der Fette

Durch einfache Diffusion werden Nahrungsfette resorbiert. Ca. 95 % aller Fette, die im Dünndarm vorhanden sind, resorbiert ein Erwachsener.

Kurzkettige Fettsäuren können sich aufgrund ihrer kleinen Größe im wässrigen Darmbrei lösen und so den gleichen Weg wie die Monosaccharide und Aminosäuren in eine Blutkapillare einer Zotte nehmen.

Langkettige Fettsäuren und Monoglyceride sind zu groß und haben Schwierigkeiten im wässrigen Milieu des Darmbreis suspendiert zu werden. Gallensalze helfen dabei und bilden mit den Langkettigen Fettsäuren und Monoglyceride Micellen (lat. mica = Klümpchen, kleiner Bissen).

Sobald die Micellen gebildet sind, wandern sie vom Inneren des Dünndarmlumens zum Bürstensaum der Resorptionszellen. An dieser Stelle diffundieren die langkettigen Fettsäuren und die Monoglyceride aus den Micellen heraus, in die Resorptionszelle und lassen die Micellen im Speisebrei zurück.

Die Micellen wiederholen fortwährend diesen Vorgang.

Fettlösliche Vitamine wie z.B. Vitamin A, D, E und K sowie Cholesterin werden auch mit Unterstützung der Micellen so zur Resorptionszelle transportiert, um die Resorption zur ermöglichen.

Nach dem die langkettigen Fettsäuren und Monoglyceride in die Resorptionszelle gelangt sind, werden sie wieder zu Triglyceride zusammengesetzt. Zusammen mit Phospholipiden und Cholesterin sammeln sie sich zu Kügelchen und werden mit Proteinen überzogen. Diese entstandenen großen Kugeln bezeichnet man als Chylomikronen.

Chylomikronen gelangen aufgrund ihrer Größe nur über den Lymphweg in das Blut. Das Enzym Lipoprotein-Lipase sorgt anschließend dafür, dass Triglyceride in Chylomikronen und andere Lipoproteine zu Fettsäuren und Glycerin abgebaut wird. Aus diesem Grund sind nur noch 2 bis 3 Stunden nach einer Mahlzeit Chylomikronen im Blut vorhanden.

Gallensalze, die an der Emulgierung und Resorption der Lipide teilgenommen haben, werden im letzten Segment des Ileums rückresorbiert und vom Blut durch das Leberpfortsystem zur Wiederverwendung in die Leber zurückgebracht.

Merke: Gallensekretion aus Hepatocyten in die Galle, Rückresorption durch das Ileum und erneute Sekretion in die Galle bezeichnet man als enterohepatischen Kreislauf.
enterohepatischer Kreislauf

Bild: “Bile recycling” von Boumphreyfr. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Wasser, Vitamine, Elektrolyte oder Alkohol werden auch im Dünndarm resorbiert.

Die Vorgänge im Dickdarm

Der letzte Teil des GI-Trakts ist der Dickdarm.

Folgende Funktionen hat der Dickdarm:

  • Vollendung der Resorption
  • Bildung bestimmter Vitamine
  • Fäzesbildung
  • Ausscheidung des Stuhls aus dem Körper

Digestion

Durch die Arbeit des Ileocaecalsphinkters wird die Passage des Speisebreis vom Ileum in das Caecum reguliert. Nach einer Mahlzeit wird durch den Magen-Ileum-Reflex die Peristaltik im Ileum verstärkt und der Chymus wird in das Caecum befördert. Nachdem die Nahrung den Ileocaecalsphinkters passiert hat, beginnen die Colonbewegungen. Mit Unterstützung der Haustralbewegung und der Persitaltik, die proximal zunimmt, wird der Nahrungsbrei von Haustren zu Haustren gedrückt bis es das Rektrum erreicht.

Durch die Aktivität von Bakterien vollzieht sich der letzte Schritt der Verdauung. Es werden keine Enzyme sezerniert, da die Drüsen des Dickdarms Schleim absondern. Bakterien bauen außerdem noch die verbliebenen Proteine zu Aminosäuren um und bauen Aminosäuren zu einfachen Stoffen ab, wie z.B. Schwefelwasserstoff oder Fettsäuren.

Mehrere Vitamine, unter anderem B- Vitamine und Vitamin K, gehören zu den bakteriellen Produkten, die resorbiert werden.

Resorption und Fäzesbildung im Dickdarm

Der Dickdarm gehört zu einem wichtigen Organ für die Aufrechterhaltung des Wassergleichgewichts des Körpers, obwohl die Wasserresorption zu ca. 90 % im Dünndarm stattfindet. Von 0,5 bis 1 Liter Wasser gelangen in den Dickdarm, die durch Osmose bis auf 100 bis 200 ml resorbiert werden.

Neben der Wasserresorption werden auch noch Ionen, einschließlich Natrium und Chlorid sowie manche Vitamine resorbiert.

Ca. 3 bis 10 Stunden verbleibt der Speisebrei im Dickdarm, bevor er fest oder halbfest wird, weil das Wasser resorbiert wurde. Der nun gebildete Stuhl bzw. Fäzes besteht aus folgenden Bestandteilen:

  • Wasser
  • anorganischen Salzen
  • abgestreiften Epithelzellen der Mucosa des Magen-Darm Trakts
  • Bakterien
  • Produkte des bakteriellen Abbaus
  • unverdauliche Teile der Nahrung

Sobald der innere und äußere Analsphinkter sich öffnen geschieht die Darmentleerung und die Fäzes werden durch den After ausgetrieben.

Info: Hier finden Sie einen ausführlichen Beitrag zum Ende des Verdauungstraktes, dem Rektum und Analkanal.

Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts

Colon irritabile – Reizdarmsyndrom

Die Krankheit wird auch als Reizcolon oder spastische Colitis bezeichnet. Ca. 50% aller Patienten leiden mit Magen-Darm-Beschwerden an einem Reizdarm, welche eine funktionelle Störung des Dickdarms ist, aber als kein organisches Leiden definiert wird. Fast doppelt so viele Frauen als Männer leiden am Colon irritable, das man zu den psychosomatischen Erkrankungen zählt.

Sie gilt auch als „Volkskrankheit“, da ca. 10 bis 20 % der Erwachsenen betroffen sind.

Folgende Symptome kennzeichnen die Krankheit:

  • Abwechselnde Obstipation und Diarrhoe
  • Blähungen (Flatulenz)
  • Schwindel
  • Appetitverlust
  • Druck und Völlegefühl, nach Darmentleerung tritt Besserung ein
  • Geringer Druckschmerz im linken Unterbauch ohne Abwehrspannung
  • Unauffällige Darmgeräusche
  • Übermäßiger Schleim in den Fäzes

Weitere Erkrankungen des Magen- Darm- Trakts sind:

  • Peritonitis
  • Appendizitis
  • Ösophagitis
  • Pylorusstenose und Pylorusspasmus
  • Pankreatitis
  • Cholelithiasis
  • Lactoseintoleranz
  • Polypen im Colon
  • Ulcus pepticum
  • Divertikelerkrankung
  • Malabsorption
  • Sodbrennen
  • Hämorrhoiden

Beliebte Prüfungsfragen zum Verdauungsvorgang

1. Welches Enzym ist zur Aufnahme von Proteinen aus der Nahrung im Magen notwendig?

  1. Trypsin
  2. Pepsin
  3. Amylase
  4. Lipase
  5. Chymotrypsin

2. Welches Hormon ist für Sekretion des Pankreassafts und für den Gallenausstoß aus der Gallenblase verantwortlich?

  1. Elastase
  2. Gastrin
  3. Secretin
  4. Cholecystokinin (CCK)
  5. Carboxypeptidase

3. Welchen Nährstoff kann der Körper nach der Verdauung nicht aufnehmen?

  1. Disaccharide
  2. Aminosäuren
  3. Monoglyceride
  4. Fettsäuren
  5. Glucose

 

 



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