Der Verdauungstrakt

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Die Verdauung ist die Aufnahme von Nahrungsmitteln, Aufspaltung in die kleinsten Bausteine durch Enzyme und Resorption durch die Dünndarmwand.

1 kcal ist die Energiemenge, die ich benötige, um einen Liter Wasser um 1 °C von 14,5 °C auf 15,5 °C zu erhöhen.

Der Grundumsatz ist die benötigte Kalorienmenge, die man bei völliger Körperruhe pro kg Körpergewicht pro Stunde benötigt: 1 kcal pro kg Körpergewicht pro Stunde.

Der Leistungsumsatz ist der 1,5-fache Grundumsatz.

Die gesunde Ernährung besteht zu 65 % aus Kohlenhydraten, 25 % Fett und 10 % Eiweiß.

1 BE (Broteinheit) entspricht 12 g KH.

Die Verdauung beginnt im Mund. In die Mundhöhle hinein münden die Ausführungsgänge der drei paarig angelegten Mundspeicheldrüsen Ohrspeicheldrüse (Glandula parotis), Unterzungenspeicheldrüse (Glandula sublingualis) und Unterkieferspeicheldrüse (Glandula submandibularis). Die Ausführungsgänge der Glandula parotis münden in den Seitenwänden der Wangen über den zweiten Molaren (Mahlzähnen) des Unterkiefers. Die Ausführungsgänge der anderen Speicheldrüsen münden vor der Zunge. Die Speichelproduktion wird nervös-reflektorisch gesteuert, durch Anblick, Geruch, Vorhandensein, Vorstellung von Nahrung. Der Nervus Parasympathikus des autonomen Nervensystems fördert die Speichelsekretion, der N. sympathikus bremst die Sekretion. Die Gesamtsekretion pro Minute beträgt 1 ml. In dem Mundspeichel, der der Verflüssigung der Nahrung dient, ist weiterhin ein Enzym enthalten, die Speichelamylase. Voraussetzung für die Wirkung des Enzyms ist natürlich, dass das Enzym genügend Zeit zum Einwirken hat.

Die Speiseröhre (Ösophagus)

Die Speiseröhre liegt im Rachen hinter dem Luftröhreneingang. Der Ösophagus hat eine Länge von 30 cm, verläuft senkrecht im Mediastinum, durchbohrt das Diaphragma und endet im Magen. Im leeren Zustand liegen die Wände der Speiseröhre dicht beieinander. Gelangt Speisebrei hinein, kann sie sich auf 2,5 bis 3 cm ausdehnen. Die Speiseröhre hat in ihrem Verlauf drei Stellen, wo sie sich nicht soweit ausdehnen kann, die physiologischen Engstellen. Die oberste Enge befindet sich in der Höhe vom Ringknorpel des Kehlkopfes, die zweite, mittlere Enge in der Höhe des Aortenbogens oder auch an der Teilungsstelle der Trachea bzw. Trachealgabelung (Bifurcatio tracheae), die dritte Enge nennt man den Speiseröhrendurchtritt (foramen oesophagus). Die Aufgabe der Speiseröhre liegt ausschließlich im Transport der Speise vom Mund in den Magen hinein durch peristaltische Bewegung. Die Speiseröhre hat zwei Muskelschichten, die eine Schicht verläuft ringförmig, darauf folgt die zweite Schicht, sie ist längs verlaufend. Das obere Drittel der Speiseröhre besteht aus quergestreifter Muskulatur, ist also willentlich bedienbar, dadurch wird der Schluckvorgang ausgelöst. Die unteren zwei Drittel bestehen aus Glatter Muskulatur und sind willentlich nicht bedienbar.

Der Magen (Gaster, Ventriculus)

Er ist das erste Sammelbecken der Nahrung und liegt im oberen Bauchraum überwiegend links unter der linken Zwerchfellkuppe. Dort ist der Magen mit dem Zwerchfell verbunden und macht daher atemsynchrone Bewegungen mit. Angrenzende Organe sind Leber, Pankreas und Bauchspeicheldrüse. Der Magen liegt intraperitoneal, d. h. er ist komplett vom Peritoneum umgeben und liegt in der Bauchhöhle. Das Fassungsvermögen des Magens beträgt 1,5 bis 2,5 l. Die Form des Magens ist nicht konstant, man sagt die Form des Magens ist angelhakenförmig, auch posthornförmig. Sie ist zudem abhängig vom Füllungszustand, Größe und Fülle der angrenzenden Organe, Bauchhöhleninnendruck, von der Konstitution und der Lage des Menschen.

Der Bauchraum meint den Raum unterhalb des Zwerchfells bis einschließlich der Harnorgane. Die Bauchhöhle ist ein Teil des Bauchraumes und meint den ganzen Raum, der vom Bauchfell ausgekleidet ist. Intraperitoneal bedeutet innerhalb der Bauchhöhle (Leber, Magen und Dünndarm). Extraperitoneal liegt die Harnblase und heißt außerhalb der Bauchhöhle. Postperitoneal meint hinter des Bauchfells bzw. der Bauchhöhle, hier liegen die Nieren und sowohl der auf- und absteigende Teil des Dickdarms. Im Fundusbereich sammelt sich die mit der Nahrung aufgenommene Luft.

Der Aufbau der Magenwand

Die innerste Schicht der Magenwand ist die Magenschleimhaut (Tunica mucosa). Darunterliegend ist eine verschiebliche Bindegewebsschicht, (Tunica submucosa). Danach kommt die Muskelschicht, die Tunica muskularis, sie besteht aus drei Schichten glatter Muskulatur; eine Schicht verläuft ringförmig, die zweite Schicht verläuft schräg und die dritte Schicht ist längsverlaufend. Die Tunica serosa ist die vierte Schicht der Magenwand und ist das Peritoneum.

Die Tunica mucosa setzt sich aus unterschiedlichen Zelltypen zusammen, Hauptzellen, Belegzellen und Nebenzellen. Die Hauptzellen produzieren Enzyme, die Belegzellen Salzsäure und die Nebenzellen alkalischen Schleim. Insgesamt setzt sich der Magensaft aus Enzymen, Salzsäure, Schleim, Wasser und Salz zusammen. Die Magensaftproduktion verläuft unter gleichen Bedingungen wie die Mundspeichelproduktion. Insgesamt werden 1,5 bis 2,5 l am Tag (in 24 Std.) produziert. Durch die Salzsäure ist der Magensaft extrem sauer, er hat einen pH-Wert von 1,5 und kleiner. Der Magensaft hat eine bakterientötende (bakterizide) Wirkung, einige Bakterien werden jedoch nicht durch die Salzsäure abgetötet, so z. B. Tbc. Eine alkalische Schleimhaut verhindert, dass die Salzsäure nicht die darunterliegende Schicht angreift.

Eine zweite Aufgabe der Salzsäure ist die eiweißaufquellende Wirkung. Im Magen haben wir zwei Enzyme, Pepsinogen und Kathepsinogen. Diese sind Vorstufen und werden durch die Salzsäure zu Pepsin und Kathepsin aktiviert. Diese haben dann Wirkung auf die aufgequollenen Eiweiße und spalten diese in die nächstkleinere Stufe, zu Polypeptiden. Diese bestehen aus 10 bis 100 Aminosäuren. Sollten die Enzyme vom zeitlichen Faktor her noch Gelegenheit haben, spalten sie die Polypeptide zu Oligopeptiden, die aus bis zu 10 Aminosäuren bestehen. Wenn die Enzyme noch mehr Zeit zum Einwirken haben, spalten sie die Oligopeptiden zu Dipeptiden, die aus zwei Aminosäuren bestehen.

Die Speisen verbleiben so lange, bis sie zum Chymus, verflüssigter Nahrungsbrei, geworden sind. Kohlenhydrate werden am schnellsten verflüssigt, sie benötigen eine Stunde zum Verflüssigen. Die Fette werden am langsamsten verdaut (ca. 5 Stunden), die Eiweiße liegen mit ca. zwei bis drei Stunden dazwischen. In der Regel ist der Magen nach zwei bis drei Stunden leer, da die Nahrung beim Verdauen nicht getrennt wird. Kohlenhydrate werden im Magen durch den Magensaft nur verflüssigt, aber nicht verdaut.

Die Magenarbeit wird hormonell und über das autonome Nervensystem gesteuert. Sobald sich im Antrumbereich des Magens Nahrung befindet, wird in den G-Zellen das Hormon Gastrin gebildet. Dieses Hormon hat eine Wirkung auf die Belegzellen und stimuliert diese zu einer gesteigerten Produktion von Salzsäure. Die Wirkung beim autonomen Nervensystem ist, dass der N. parasympathikus (Hauptvertreter ist der 10. Hirnnerv, N. vagus) fördert die Magensaftproduktion und die Magenbewegung. Der N. sympathikus bremst die Magentätigkeit. Die Magenarbeit wird durch zwei Hormone aus dem Zwölffingerdarm, der sich direkt an den Magen anschließt, gebremst. Sobald der Zwölffingerdarm durch Nahrung gedehnt wird und die Schleimhaut des Zwölffingerdarms gereizt wird, werden zwei Hormone, Sekretin und Enterogastron gebildet. Beide Hormone werden von Zwölffingerdarm auf dem Blutwege zum Magen gebracht, wobei dann das Sekretin die Magensaftproduktion und das Enterogastron die Magenbewegungen stoppt. Der Magen produziert ein weiteres Enzym, das nichts mit der Verdauung zu tun hat, das Castle’sche Ferment zur B12-Resorption.

Der Dünndarm (Intestinum tenue)

Bei einem Verstorbenen mißt er eine Länge von 6 bis 6,5 m, bei einem lebenden Menschen nur 3 bis 3,5 m. Der Dünndarm wird in drei Abschnitte eingeteilt: Der erste Teil, der sich direkt an den Magen anschließt, heißt Zwölffingerdarm, Duodenum. Das Duodenum besitzt eine nach links offene Hufeisenform, eine Länge von 20 bis 25 cm, ist straff mit der hinteren Bauchwand verwachsen und liegt retroperitoneal. In der Mitte des Duodenums befindet sich eine warzenförmige Erhebung, die Papilla vateri, auch Vater’sche Papille. Auf dieser Papille münden zwei Ausführungsgänge, einmal von der Bauchspeicheldrüse, der Ductus pancreaticus, und von der Leber und der Gallenblase, der Ductus choledochus. Das Duodenum macht dann einen scharfen Knick, die Flexura dudenijejunalis.

Dann kommt der zweite Teil des Dünndarms, der Leerdarm (Jejunum). Der Leerdarm macht zwei Fünftel der gesamten Dünndarmlänge aus und liegt in Form von Schlingen überwiegend links im Oberbauch. Das Jejunum geht ohne erkennbaren Grenzen in den dritten Teil, den Krummdarm (Ileum), über. Der Krummdarm liegt überwiegend rechts im Unterbauch, ist intraperitoneal und nimmt ca. drei Fünftel der Gesamtlänge ein. Jejunum und Ileum sind mittels Bindegewebe locker an der hinteren Bauchwand befestigt, dieses Aufhängeband nennen wir auch Mesenterium oder Gekröse. Der erste Teil des Duodenums zeigt eine zwiebelartige Ausdehnung, Bulbus duodeni.

Der Wandaufbau des Dünndarms

Der Wandaufbau des Dünndarms ist fast identisch mit dem des Magens. Die innerste Schicht ist die Schleimhaut (Tunica mucosa), bestehend aus Zylinderepithelgewebe. In der Schleimhaut sind Drüsen eingelagert, die im Duodenum Brummersche Drüsen, im Rest des Dünndarms heißen sie Becherzellen. Darauf folgt eine zweite Schicht aus Bindegewebe (Tunica submucosa). Die dritte Schicht, die Tunica muscularis,

besteht aus zwei Muskelschichten: die innere ist quer-, die äußere längsverlaufend. Die äußere Schicht ist serös, die Tunica serosa.

Die Resorption durch den Dünndarm

Eine große Aufgabe des Dünndarms ist die Resorption. Um die Resorption zu vergrößern, muß die Fläche vergrößert werden. Um die Resorptionsfläche zu vergrößern, hat der Dünndarm einige Einrichtungen, die Falten. Die Falten des Dünndarms nennt man auch die Kerckring’schen Schleimhautfalten, die zusätzlich noch Vertiefungen aufweisen. Die Erhöhungen (Höhe: 1 mm) bezeichnen wir als Zotten, zwischen den Zotten sind Vertiefungen (Krypten, Lieberkühnsche Krypten). In der Tiefe der Krypten befinden sich Paneth’sche Zellen, welche den Dünndarmsaft. Auf der Oberfläche der Zotten befinden sich weitere kleine Erhebungen, die Mikrozotten (Mikrovillis).

Die Aufgaben des Dünndarms

  • Produktion von Dünndarmsaft (3 l in 24 Std.)

  • Resorption von Wasser

  • Bildung von Enzymen

  • Aufspaltung aller Nährstoffe durch die Enzyme

  • Resorption der Nährstoffe durch die Dünndarmwand

  • Bildung von Hormonen

  • Transport des Speisebreies durch peristaltische Bewegungen

Aufgaben des Dünndarms bei der Kohlenhydratverwertung

Als erstes wirkt ein Enzym aus der Bauchspeicheldrüse (Pankreasamylase) auf den Speisebrei ein und spaltet den Rest der Kohlenhydrate bis zum Disaccharid auf. Danach wirkt eine Gruppe von mindestens drei Enzymen (die Glucosidasen, Sammelbegriff) auf die Kohlenhydrate ein. Diese Glucosidasen spalten alle Zweifachzucker zu Einfachzuckern. Als Einfachzucker sind sie von der Darmwand resorbierbar und verbleiben bis zu einer Konzentration von 80 bis 120 mg% im strömenden Blut. Der Überschuß wird von der Vena porta aufgenommen, bindet sich an das Haemoglobin, wird zur Leber und Muskulatur transportiert, zu Glykogen umgewandelt und dort gespeichert. Dieses ist nur möglich bei ausreichendem Vorhandensein von Insulin.

Aufgabe des Insulins

  • Transport der Glucose zu den Speicherorganen

  • Öffnung der Speicherorgane für die Glucose, damit diese eingeschleust werden kann

  • Umwandlung der Glucose zu Glykogen

  • Speicherung des Glykogens

  • Glukoseoxidation

Ohne Insulin verbleiben die gesamten Kohlenhydrate im Blut. Insulin wird im Pankreas produziert.

Weitere Hormone, die Insulinantangonisten, sorgen dafür, dass die gespeicherte Energie aus den Speicherorganen in Glucos umgewandelt wird und dann ins Blut gelangt.

  • Adrenalin aus dem Nebennierenmark

  • Cortison aus der Nebennierenrinde

  • T3, T4 aus der Schilddrüse

  • Nor-Adrenalin aus dem Gehirn und dem Nebennierenmark

  • Somatotropin aus dem Hypophysenlappen (Wachstumshormon)

  • Testosteron

  • Glukagon aus der Bauchspeicheldrüse (nur für das Glykogen aus der Leber)

Aufgaben des Dünndarms bei der Eiweißverdauung

Auf die vorgespaltenen Eiweiße wirken zwei Enzyme des Pankreas,

Trypsinogen und Chymotrypsinogen, sowie das Enzym Enterokinase aus dem Duodenum. Diese Enzyme spalten gemeinsam die Eiweiße bis auf die kleinsten Bausteine, den Aminosäuren, auf. Diese Aminosäuren werden durch die Dünndarmwand resorbiert und komplett über die Vena portae zur Leber gebracht. In der Leber werden daraus körpereigene Eiweiße aufgebaut (Albumine, Globuline, Fibrinogen, Gerinnungsfaktor Prothrombin, SGOT, SGPT, -GT, LDH, HBDH). Diese in der Leber aufgebauten Enzyme werden unter einer Sammelbezeichnung genannt: Transaminasen. Eiweiße und Aminosäuren können im Organismus nicht gespeichert werden, der Bedarf beträgt 1 g pro kg Körpergewicht täglich.

Aufgaben bei der Fettverdauung

Auf die im Dünndarm ankommenden Fette wirkt als erstes die Gallensäure aus der Leber ein, welche die Fette emulgiert. Weiterhin wirken zwei Enzyme aus der Bauchspeicheldrüse sowie aus dem Dünndarmsaft auf die emulgierten Fette ein, beide haben den Namen Lipase: Darmlipase und Pankreaslipase. Diese beiden Lipasen werden, bevor sie wirksam werden, durch die Gallensäure aktiviert. Die Lipasen spalten die Fette bis zu den kleinsten Bausteinen Glycerin und jeweils drei Fettsäuren auf. In dieser Form sind sie dann resorbierbar und werden innerhalb der Darmwand, während der Resorption, durch dort vorhandene Enzyme größtenteils wieder zusammengebaut. Ein geringer Teil dieser resorbierten Fette wird über die Vena portae zur Leber gebracht. Der überwiegende Teil der resorbierten Fette wird von den sogenannten Chylusgefäßen (Lymphkapillargefäßen) aufgenommen. Diese Chylusgefäße vereinigen sich im oberen Abdomen kurz unter dem Diaphragma zu einem großen gemeinsamen Hauptlymphgang. Dieser Gang wird auch als Ductus thoracicus oder Milchbrustgang bezeichnet. Dieser Milchbrustgang durchbohrt das Zwerchfell, zieht im Mediastinum aufwärts, verläuft hinter dem Herzen und mündet in den linken Venenwinkel. Die Bezeichnung Milchbrustgang kommt daher, dass erstens der Gang durch die Brust verläuft und zweitens die Flüssigkeit durch das Fett milchig trüb aussieht. Das Fett geht über das Lymphsystem, damit es sich außerhalb der Leber abspeichert und die Leber ihre anderen Aufgaben nicht verliert.

Der Dickdarm (Intestinum crassum)

Der Dickdarm hat eine nach unten offene Hufeisenform mit einer Länge von etwa 1 bis 1,2 m. An der Stelle, wo das Ileum in den Dickdarm einmündet, befindet sich eine Klappe, die aus Schleimhautfalten besteht. Sie heißt Ileocoecalklappe oder auch Bauhin’sche Klappe. Ihre Aufgabe besteht darin, dass nichts mehr in den Dünndarm zurücktransportiert werden kann. Der Dickdarm wird eingeteilt in drei Abschnitte: der erste Teil ist der Blinddarm (Coecum, Caecum). Dieser Teil hat noch ein Anhängsel, den Wurmfortsatz (Appendix), dieser besteht aus lymphatischem Gewebe und dient der Spezialisierung der Lymphozyten (B-Zellen).

Der zweite Teil heißt Grimmdarm (Colon). Das Colon besteht aus vier Abschnitten: der aufsteigende Teil (Colon ascendens) geht bis zur Leber, macht dort einen Knick (Flexura hepatica, Flexura dexter). Daran schließt sich das Colon transversum, der querverlaufende Dickdarm an, dieser geht bis zur Milz (Lien, Splen) und macht dort wieder einen Knick (Flexura lienalis, Flexura sinister). Danach folgt der absteigende Teil (Colon descendens). Der vierte Teil ist das Sigma (Colon sigmoideum).

Der dritte Teil des Dickdarms ist der Enddarm, auch Mastdarm (Rectum).

Intraperitoneal verläuft nur der querverlaufende Teil, die anderen beiden Teile verlaufen retroperitoneal.

Aufbau der Dickdarmwand

Die innerste Schicht ist eine Schleimhaut (Tunica mucosa). Diese Schleimhaut weist Becherzellen auf, die Schleim produzieren. Sie besitzt keine Zotten, wofür die Krypten tiefer sind. Die zweite Schicht (Tunica submucosa) ist eine verschiebliche Bindegewebsschicht. Danach kommt die Tunica muskularis, sie besteht aus zwei Schichten glatter Muskulatur. Die innere Schicht der Tunica muskularis verläuft ringförmig, die äußere Muskelschicht ist längsverlaufend und ist zu drei bandförmigen Muskelstreifen zusammengefaßt. Diese bezeichnen wir als Taenien. Zwischen diesen Taenien treten während der Kontraktionen Ausstölpungen oder Vorwölbungen (Haustren) hervor. Die Taenien und Haustren finden wir im gesamten Dickdarm bis zum Sigma, danach ist nur eine flächenförmige Ausdehnung der Muskulatur zu finden. Nach der Tunica muskularis kommt die Tunica serosa, das Bauchfell, welches den Dickdarm nur an der Vorderseite ganz bzw. teilweise bedeckt. Der komplette Dickdarm ist mit einem Aufhängeband (Gekröse, Mesenterium, Mesocolon) an der hinteren Bauchwand befestigt, wobei er recht locker aufgehängt ist, damit er volle Bewegungsfreiheit hat.

Die Dickdarmarbeit

Unter der Dickdarmarbeit verstehen wir die peristaltische Bewegung, die überwiegend über reflektorische Dehnungsreize gesteuert wird, d. h. der Dickdarm arbeitet nur dann, wenn er wirklich Nahrung durch die Ileocoecalklappe erhält. Des weiteren wird die Arbeit über das autonome Nervensystem gesteuert, der N. parasympathicus fördert, der N. sympathicus bremst die Dickdarmarbeit.

Am Ende des Rectums befinden sich zwei Schließmuskel: der innere und der äußere Schließmuskel (M. sphinctus ani internus, M. sphinctus ani externus). Der innere Schließmuskel besteht aus glatter Muskulatur und wird vom autonomen Nervensystem gesteuert. Der N. parasympathicus bringt den inneren Schließmuskel zur Erschlaffung, also zum Öffnen. Der N. sympathicus veranlaßt den Schließmuskel zur Dauerkontraktion.

Der äußere Schließmuskel liegt um den inneren Schließmuskel herum, besteht aus quergestreifter Muskulatur, ist somit willentlich bedienbar und man kann dadurch die Darmentleerung eine gewisse Zeit aufhalten.

Die Aufgaben des Dickdarms

  • Resorption von Wasser

  • Etwa 90 % des vom Dünndarm mitgewanderten Wassers wird rückresorbiert, dieses trifft bei einer Aufenthaltsdauer von ca. 8 Std. zu. Bei einem längeren Aufenthalt wird mehr Wasser, bei einem kürzeren Aufenthalt weniger Wasser rückresorbiet.

  • Schleimproduktion in den Becherzellen

  • Transport des Chymus

  • Umwandlung aller unverdaulichen Nahrungsbestandteile zum Stuhl durch Dickdarmbakterien (z. B. Escheria coli, Enterokokken, Milchsäurebazillen (Lactobazillen)), sie bewirken Fäulnis und Gärung, Vitaminaufbau (B12, K). Bei dieser Bakterienarbeit im Darm entstehen Gase. Diese Gase werden zu etwa 90 % durch die Dickdarmwand resorbiert, über die V. portae zur Leber gebracht und dort entgiftet und abgebaut.

Stuhl

75 %

Wasser

10 %

unverdauliche Nahrungsstoffe, Ballaststoffe

7 – 8 %

abgestoßene Dickdarmepithelien

7 – 8 %

Bakterien

Die Farbe kommt durch das Sterkobilin.

Obstipation

Konstistenz: viel zu wenig Wasser

Gefahr: Ileus

Diarrhoe

  • Konstistenz: stark wasserhaltig

  • Gefahr: Exsiccose

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