Significations et usages de Verdauungstrakt

Dieser Artikel erläutert die extrazelluläre Verdauung (Verdauung in Verdauungstrakt); intrazelluläre Verdauung in Nahrungsvakuolen innerhalb einer Einzelzelle ist unter Nahrungsvakuole erläutert.

  Verdauungsapparat des Menschen

Als Verdauung oder Digestion bezeichnet man den Aufschluss der Nahrung im Verdauungstrakt mit Hilfe von Verdauungsenzymen. Dabei entstehen durch chemische Spaltung (genauer: Hydrolyse) aus hochmolekularen Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen niedermolekulare Verbindungen (z. B. Mono- und Disaccharide, Fettsäuren, Aminosäuren, Di- und Tripeptide), die zum Teil in Energie umgewandelt bzw. ansonsten bei der Produktion von neuer Körpersubstanz eingesetzt werden, indem der lebende Organismus sie nach einem chemischen Umbau in die verschiedensten Zellstrukturen einbaut.

Viele Nährstoffe, die mit der Nahrung aufgenommen werden, sind nicht wasserlöslich. Sie können deshalb nicht aus dem Dünndarm ins Blut und in die Lymphe aufgenommen werden. Wasserlöslich werden die Nährstoffe, wenn sie in kleinere Grundbausteine zerlegt werden. Enzyme, die in Verdauungssäften enthalten sind, katalysieren unterschiedliche Spaltungsreaktionen um ein Vielfaches. So kann die aufgenommene Nahrung in relativ kurzer Zeit verdaut werden.

  Verdauung beim Menschen

Beim Menschen findet die Verdauung hauptsächlich im Mund, Magen (Gaster), Zwölffingerdarm (Duodenum) und im restlichen Dünndarm (Jejunum und Ileum) statt. Zur Aufnahme von Nährstoffen kommt es jedoch fast nur im Zwölffingerdarm und im Dünndarm.

  Aufschluss und Aufnahme der Nahrung

  Mund

Durch Kauen im Mund wird die Nahrung mechanisch zerkleinert und mit dem Zusatz von Speichel gleitfähig gemacht, damit sie anschließend über die Speiseröhre (Ösophagus) in den Magen befördert werden kann.

Der Speichel wird von drei Speicheldrüsen produziert:

• Ohrspeicheldrüse (Glandula parotidea),
• Unterzungenspeicheldrüse (Glandula sublingualis) und
• Unterkieferspeicheldrüse (Glandula submandibularis).

Der wässrige Speichel enthält das Enzym Ptyalin, eine α-Amylase. Dieses spaltet die Stärke (Polysaccharide) in der Nahrung zu Malzzucker (Maltose), Maltotriose und Oligosacchariden – deswegen schmeckt Brot nach längerer Verweilzeit im Mund süßlich. Dies spielt aber physiologischerweise nicht immer eine Rolle, da die Zeit von der Nahrungsaufnahme bis zur Inaktivierung der Amylase durch den niedrigen pH-Wert des Magens zu kurz für tatsächliche „Verdauung“ ist. Des Weiteren wird „tierische Stärke“ (Glykogen) ebenfalls zu Maltose zerlegt. Während des Kauvorganges durchmischt die Zunge den Speisebrei, dieser wird anschließend von ihr gegen den Gaumen gepresst und der Schluckreflex ausgelöst. Dabei wird kurzfristig der Kehldeckel abgesenkt, die Luftröhre geschlossen, so dass keine Nahrung in sie gelangen kann, die Atmung angehalten und der Zugang zur Nase abgeriegelt.

Nach der Mundhöhle gelangt die Nahrung in die Speiseröhre. Die Speiseröhre ist ein muskulöser Schlauch, der hinter der Luftröhre liegt und die Nahrung in den Magen transportiert. Gelangen Nahrungsreste in die Luftröhre, führt dies zu starkem Husten und im schlimmsten Fall zum Ersticken. Die Nahrung wird durch Muskelbewegungen (Peristaltik), die wellenförmig vom Rachen zum Magen verlaufen, in wenigen Sekunden in den Magen gepresst. Dies ist ein aktiver Transportvorgang innerhalb des Verdauungssystems. Auf Grund dieses Vorganges ist das Trinken im Liegen ebenso wie im Handstand möglich.

  Magen

Der Speisebrei wird über längere Zeit im Magen gesammelt, welcher ein Fassungsvermögen von ca. 1,5 bis 2 Liter hat. Zunächst läuft die Stärkeverdauung durch die Amylase auch im Magen weiter. Am Eingang befindet sich der Magenmund (Cardia). Die Magenschleimhaut, welche die Innenwand des Magens auskleidet, ist stark gefaltet und von zahlreichen Drüsenzellen durchsetzt. Diese Zellen kann man in drei Typen unterteilen: Nebenzellen, Hauptzellen und Belegzellen. Durch die Belegzellen wird Salzsäure produziert. Diese hat nach einer halben bis einer Stunde den gesamten Mageninhalt durchsäuert. Die Säure macht das Enzym Amylase unwirksam, tötet mit der Nahrung eingedrungene Krankheitserreger ab und denaturiert Proteine. Die Hauptzellen sondern das inaktive Enzym Pepsinogen ab, welches durch die Salzsäure zu Pepsin aktiviert wird. Das Pepsin spaltet Proteine in kleinere Peptide, welche später weiter zerlegt werden. Da das Pepsin auch Kollagen, den Hauptbestandteil des Bindegewebes, umwandeln kann und der pH-Wert im Magen durch die Salzsäure bei etwa 0,8 liegt, ist es nötig, die Magenschleimhaut besonders zu schützen. In den Nebenzellen wird deswegen ständig ein hydrogencarbonatreicher, zäher Schleim abgesondert, der sich schützend über die Magenschleimhaut legt und einen Puffer zur lokalen Neutralisation der Magensäure bildet. Eine weitere proteinspaltende Substanz ist Kathepsin. Diese Enzyme und weitere Stoffe sind im Magensaft enthalten, von dem täglich 1,5–2 Liter gebildet werden. Außerdem wird in den Belegzellen des Magens der Intrinsic-Faktor gebildet, welcher für die Vitamin B₁₂-Resorption im Ileum wichtig ist. Die im Magen herrschende Peristaltik durchmischt den Speisebrei (Chymus) und drückt ihn durch den Pförtner (M. sphincter pylori), falls dieser entspannt ist, in den Zwölffingerdarm (Duodenum).

  Dünndarm

Die verschiedenen Verdauungs- und Aufnahmestadien sind im Dünndarm sehr schwer zu unterscheiden, sie beginnen im Duodenum (Zwölffingerdarm) und enden im Ileum.

Im Zwölffingerdarm wird die Magensäure durch Hydrogencarbonat-Puffer neutralisiert und mit Galle und Sekret aus der Bauchspeicheldrüse versetzt. Die Verdauung, also der Aufschluss von Nahrungsbestandteilen, wird hier abgeschlossen.

Im Falle der Kohlenhydrate schließt diese direkt an die Verdauung durch den Speichel im Mundraum an. Durch Ptyalin wird Stärke zu Oligosacchariden und Maltose. Diese werden durch die Enzyme Lactase, Sucrase und Maltase in ihre einzelnen Bestandteile (Glucose, Fructose, Galaktose und Mannose) zerlegt, welche dann durch einen Na⁺-Glucose-Symport in die Zellen der Darmschleimhaut aufgenommen werden können.

Die ebenfalls vorverdauten Proteine, die nun ausschließlich als Peptide (Poly-, Di- und Tripeptide) vorliegen werden durch Peptidasen (hauptsächlich Trypsin, Chymotrypsin und Carboxypeptidasen) zu Aminosäuren zerlegt. Sie werden durch einen Na⁺-Aminosäure-Symport in die Zelle aufgenommen. 90 % der Di- und Tripeptide werden über spezielle Transportmechanismen direkt in die Zelle geschleust und dort durch eine cytoplasmatische Peptidase zu Aminosäuren zerlegt.

Die noch nicht verdauten Fette (Lipide) liegen als Fetttröpfchen vor. Diese werden zuerst durch Lecithin und Gallensäure zu einer Fettemulsion verkleinert (primäre Mizellen). Dann werden sie durch die Enzyme Pankreaslipase und Gallensalz-aktivierte Lipase zu freien Fettsäuren und 2-Monoglycerid zerlegt. Die Salze der Gallensäure bilden nun mit den Fettsäuren sogenannte sekundäre Mizellen, in denen das 2-Monoglycerid eingeschlossen ist. Diese diffundieren passiv in die Darmschleimhaut, da die Zellmembranen der Darmschleimhaut lipophil sind. Die Salze der Gallensäure bleiben zurück, 90 % davon werden später im Ileum wieder aufgenommen.

Schließlich wird dem Speisebrei auch etwa 80 % des mit der Nahrung aufgenommenen und vom Körper durch Sekretion abgegebenen Wassers entzogen. Das sind etwa 9 Liter Wasser, 2 Liter aus der Nahrung und 7 Liter aus den Verdauungssekreten. Das geschieht im Zusammenhang mit der Aufnahme von Salzen aus dem Speisebrei. Diese diffundieren passiv, dem Konzentrationsgefälle folgend, in die Zellzwischenräume. Dort werden sie durch Na⁺-K⁺-Pumpen in die Zelle aufgenommen. Das Wasser folgt dem durch die Salze erzeugten osmotischen Druck und diffundiert von dort in den Blutstrom.

Im Dünndarm findet demzufolge die Resorption der Nährstoffbausteine statt. Nachdem die Nährstoffe (Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße) in ihre Einzelbestandteile zerlegt wurden, werden diese über die Dünndarmzotten ins Blut und in die Lymphe resorbiert (übergeleitet). Durch diesen Vorgang wird der größte Teil der energiereichen Stoffe für unseren Organismus bereitgestellt.

  Dickdarm

Im Dickdarm (Intestinum crassum, Colon) werden weitere 19 % des noch im Speisebrei vorhandenen Wassers resorbiert. Stoffe, die weder durch Verdauungsenzyme des Dünndarmes noch durch die im Dickdarm befindlichen Mikroorganismen fermentiert werden können, werden durch das Rektum unverändert ausgeschieden.

  Mastdarm

Im Mastdarm findet keine Verdauung mehr statt, es wird jedoch dem Stuhl (Kot, med. Fäzes) Flüssigkeit entzogen, bevor er über den Anus ausgeschieden wird.

  Dauer

Der gesamte Verdauungsvorgang dauert je nach Art der aufgenommenen Nahrung unterschiedlich lang. Während des Schlafs wird die Verdauung besonders durch das Hormonsystem Somatotropin unterstützt, was zu einer schnelleren Aufnahme an Nährstoffen führt.

Siehe auch Bristol-Stuhlformen-Skala

  Verdauung bei Tieren

Siehe auch Wiederkäuer

Siehe auch Cyclose

  Literatur

• Christian und Astrid Hick: Intensivkurs Physiologie. Urban & Fischer, München/Jena 2005, ISBN 3-437-41892-0, S. 154–167.

  Weblinks

• Die Verdauung bei Säuglingen - Informationsangebot der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung auf kindergesundheit-info.de
• Stopmotionfilm - Verdauung
• Human Physiology – Digestion
• Tk Logo - Die Verdauung
• Deutsches Ernährungsberatungs- und Informationsnetz - Verdauung
• Das Gesundheitsnetzwerk - Verdauungssystem

Trakt bezeichnet

• Gebäudeflügel, ein abhängiger, untergeordneter Baukörper
• Magistrale, im russischen Ausfallstraßen in Großstädten
• Trakt (Komi), eine Siedlung in der Republik Komi

Diese Seite ist eine Begriffsklärung zur Unterscheidung mehrerer mit demselben Wort bezeichneter Begriffe.

Mit den Begriffen Verdauungstrakt oder Verdauungsapparat (lat.: Apparatus digestorius) werden die Organe zusammengefasst, die der Aufnahme, der Zerkleinerung und dem Weitertransport der Nahrung dienen, um diese letztlich zu verdauen und die darin enthaltenen Nährstoffe für den Körper verwertbar zu machen. Weitere Synonyme für den Verdauungstrakt sind Canalis alimentarius und Systema digestivum. Der Verdauungsapparat besteht aus der Mundhöhle, dem Pharynx, der Speiseröhre, dem Magen-Darm-Trakt (Syn. Gastrointestinaltrakt, von griech. gaster Magen und lat. intestinum Darm), der Leber mit den Gallenwegen und der Bauchspeicheldrüse.

  Funktion

Im Verdauungstrakt findet der eigentliche enzymatische Aufschluss der Nahrung, die Resorption von Nahrungsstoffen und Wasser sowie die Ausscheidung unverdaulicher oder nicht verwertbarer Nahrungsbestandteile statt. Neben Enzymen sind auch verschiedene Mikroorganismen an der Verdauung beteiligt, die man unter dem Begriff Darmflora zusammenfasst.

Die großen Verdauungsdrüsen, die Leber – mit Gallenblase – und die Bauchspeicheldrüse, produzieren Verdauungssäfte, die die Nahrung in ihre Bestandteile aufspalten. Der untere Teil des Verdauungstraktes dient hauptsächlich der Resorption von Wasser und der Ausscheidung der unverdaulichen Nahrungsbestandteile.

  Aufbau

  Übersicht über den menschlichen Verdauungstrakt

Der Verdauungstrakt kann in einen Kopf- und einen Rumpfteil (synonym auch oberer und unterer Verdauungstrakt) unterteilt werden. Neben dem eigentlichen Magen-Darm-Trakt (Gastrointestinaltrakt) gehören zum Verdauungssystem noch die Mundhöhle, wo vorwiegend die mechanische Zerkleinerung der Nahrung erfolgt, Speicheldrüsen, Pharynx und die Speiseröhre, die dem Weitertransport in den Magen dient. Die Zuordnung der Speiseröhre zum Magen-Darm-Trakt ist umstritten.

  Kopfteil

Die Mundwerkzeuge und Mundhöhle (Lippen, Zähne, Zunge) dienen der Nahrungsaufnahme und der Zerkleinerung. Die Speicheldrüsen produzieren Speichel, der die Nahrung gleitfähig macht und bei einigen Säugetieren auch Enzyme zum Stärkeabbau (Amylase) enthält. Der Pharynx (Rachen, Schlundkopf) ist der Übergang zur Speiseröhre. In ihm kreuzen sich Nahrungs- und Atemweg.

  Rumpfteil

• Speiseröhre: dient dem Transport der Nahrung vom Mund zum Magen.
• Magen: wandelt die Nahrung in Nahrungsbrei um und reichert sie mit Magensaft an.
• Dünndarm mit
  • Zwölffingerdarm (Duodenum): Der Gallengang mündet hier, mit ihm werden dem Nahrungsbrei Pankreassaft, der der Protein- und Fettverdauung dient, und die Galle, die bei der Fettverdauung hilft, beigemengt.
  • Leerdarm (Jejunum): Ort der Absorption der nun in Peptide aufgespaltenen Eiweiße, der Fette, Kohlenhydrate, Vitamine und Wasser
  • Krummdarm (Ileum)
• Dickdarm (mit Blinddarm und Wurmfortsatz, aufsteigendem, querverlaufendem und absteigendem Grimmdarm (Colon) und Mastdarm): Speicherort für den Kot, um den Stuhlgang in Intervallen zu erlauben, ebenso Ort der Resorption von Wasser und Elektrolyten.
• After: dient der Ausscheidung des Kots.

  Unterscheidung der Verdauungssysteme

Durch die Evolution ist der Verdauungstrakt an die jeweilige Nahrung der Spezies optimal angepasst. Einerseits betrifft es die Anatomie des Verdauungstraktes und anderseits das Milieu der nährstoffspaltenden Mikroorganismen. Hier eine Übersicht der verbreiteten Verdauungssysteme:

• Einfaches System wie zum Beispiel Mensch, Schwein und Hund
  • Magen
  • Dünndarm
  • Blinddarm
  • Dickdarm

• Einfaches System mit funktionellem Blinddarm wie zum Beispiel beim Pferd, Kaninchen und Ratte
  • Magen
  • Dünndarm
  • Blinddarm (mit mikrobieller Verdauung)
  • Dickdarm

• Multiples System (Wiederkäuer) wie zum Beispiel Rind, Schaf und Ziege
  • Pansen
  • Blättermagen
  • Netzmagen
  • Labmagen (Drüsenmagen)
  • Dünndarm
  • Blinddarm (ausgeprägt aber funktionslos)
  • Dickdarm

• Aviäres System (Geflügel) wie zum Beispiel Huhn, Pute, Ente
  • Drüsenmagen (Proventriculus)
  • Muskelmagen (Ventriculus) (mikrobielle Verdauung)
  • Dünndarm (Hauptabsorbtionsort)
  • Dickdarm (mikrobielle Verdauung)
  • Kloake (gemeinsame Ausscheidung von Harn und Kot)

  Wandschichten

Die Wand des Verdauungstraktes besteht in allen Abschnitten grundsätzlich aus vier Geweben, die in Schichten übereinander liegen. In den verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Traktes unterscheidet sich der Aufbau je nach Funktion etwas.

Die Schichten von innen nach außen:

• Mukosa (Schleimhaut): Sie bildet die innere Wandschicht des Magen-Darm-Traktes.
• Submukosa: Sie bildet eine recht schmale Bindegewebsschicht zwischen Mukosa und Muskularis.
• Muskularis: Diese besteht im Mund, Pharynx und dem oberen Teil der Speiseröhre aus quergestreiften Muskeln, die der Willkür unterliegen und z. B. beim Schlucken angespannt werden können. Im übrigen Teil des Verdauungskanals überwiegt die glatte Muskulatur, die durch den Parasympathikus gesteuert wird. Sie ist auch verantwortlich für die Peristaltik des Darms und ist sowohl ringförmig als auch längs angeordnet, damit sich der Verdauungskanal sowohl längs als auch quer zusammenziehen kann.
• Tunica serosa (auch Peritoneum viscerale). Bildet die äußerste Gewebsschicht des Magen-Darm-Trakts. Sie sondert Flüssigkeiten ab und ermöglicht somit das Übereinandergleiten mit anderen Organen. Die Serosa kommt allerdings nur bei Organen vor, die im Peritoneum liegen. In den anderen Bereichen des Körpers wird die Verbindung einzelner Organe durch lockeres Bindegewebe (Adventitia) realisiert.

  Quellen und weiterführende Informationen

  Literatur

• M. et. al: Tierernährung, 12. neu überarbeitete Aufl., DLG-Verlags-GmbH, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-7690-0703-9 (Abschnitt „Unterscheidung der Verdauungssysteme“)
• Franz-Viktor Salomon: Verdauungsapparat, Apparatus digestorius. In: Salomon u. a. (Hrsg.): Anatomie für die Tiermedizin. Enke-Verlag Stuttgart, 2. erw. Aufl. 2008, S. 235–323, ISBN 978-3-8304-1075-1

  Weblinks

 Commons: Verdauungstrakt – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

 Wiktionary: Verdauungstrakt – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Internistischer Endoskopie-Atlas mit ca. 1000 Bildern, Videos und Fallbeispielen

• Bebilderte medizinische Terminologie des Verdauungstraktes (pdf, 44 Seiten, Uni Greifswald 2010)