Verdauungssystem
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Das Verdauungssystem ist die Leitung von Nahrung durch den Magen-Darm-Trakt. Bei Menschen beginnt es in der Mundhöhle: Die Zähne zerkleinern die aufgenommene Nahrung und zerstören die Zellwände der Nahrung, um den Verdauungsenzymen eine bessere Aufspaltung zu ermöglichen.
Verdauung
Viele Nährstoffe, die wir mit der Nahrung aufnehmen, sind nicht wasserlöslich. Sie können deshalb und auch wegen ihrer Größe nicht aus dem Dünndarm ins Blut und in die Lymphe aufgenommen werden. Wasserlöslich werden die Nährstoffe, wenn sie in ihre Grundbausteine zerlegt werden. Die Spaltung der Nährstoffe verläuft jedoch ihne Einflüsse von außen jedoch relativ langsam ab. Enzyme, die in Verdauungssäften enthalten sind, beschleunigen die Spaltungsreaktion um eine Vielaches. So kann die aufgenommene Nahrung in kurzer Zeit verdaut werden.
Bei der Verdauung werden die Nährstoffe in mehreren aufeinander folgenden Reaktionen zunächst in größere Spaltstücke und danach in die Grundbausteine zerlegt. Für jede dieser unterschiedlichen Reaktionen gibt es nur ein bestimmtes Enzym. Das liegt daran, dass die jeweiligen Enzyme zu ihrem umzusetzenden Stoff passen (Passform) müssen, ähnlich bei einem Schlüssel in das zugehörige Schloss. So spaltet zB. das im Speichel enthaltene Enzym Amylase von der Stärke Malzzucker ab. Die Verdauung beginnt nachweislich also schon im Mund.
Verdauung im Mund und Magen
1=Speiseröhre, 2=Magen, 3=Zwölffingerdarm, 4=Dünndarm, 5=Blinddarm, 6=Appendix, 7=Dickdarm, 8=Enddarm, 9=Anus
Es gibt drei Speicheldrüsen: Die Unterkiefer-, die Unterzungen- und die Ohrspeicheldrüse. Diese sondern Speichel ab, durch den die Nahrung enzymatisch gespalten wird. So wird z.B. Stärke durch die Amylase in Maltose und Glucose gespalten. 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 Kehlkopfdeckel abgesenkt, die Luftröhre geschlossen, so dass keine Nahrung in sie gelangen kann, die Atmung angehalten und der Zugang zur Nase abgeriegelt.
Aus der Mundhöhle gelangt die Nahrung in die Speiseröhre. Die Speiseröhre ist ein muskolöser Schlauch, welcher hinter der Luftröhre liegt und die Nahrung in den Magen transportiert. Die Nahrung wird durch Muskelbewegungen (Peristaltik peristaltische Bewegungen), die wellenförmig vom Rachen zum Magen verlaufen, wird der Speisebrei in wenigen Sekunden in den Magen gepresst. Dies ist ein aktiver Transportvorgang innerhalb des Verdauungssystems. Auf Grund diesen Vorganges ist das Trinken im Liegen ebenso wie im Handstand möglich.
Der Speisebrei wird nun über längere Zeit im Magen gesammelt, welcher ein Fassungsvermögen von 1,5 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 Drüsenzellen kann man in drei Typen unterteilen: die Nebenzellen, die Hauptzellen und die Belegzellen. Die, von den Belegzellen, Salzsäure hat nach einer halben bis einer Stunde den gesamten Mageninhalt durch säuert. Diese Säure macht das Enzym Amylase unwirksam, tötet mit ihrer Nahrung eingedrungene Krankheitserreger ab und bringt Proteine zum Quellen. Aus den, aus den Hauptzellen abgegebenen, Pepsinogen bildet sich in Verbindung mit Salzsäure das wirksame Enzym Pepsin, welches Proteine spaltet. Eine weitere proteinspaltende Substanz ist Kathepsin. Diese Enzyme und weitere Stoffe sind im Magensaft enthalten, von dem täglich 1,5 - 2 Liter gebildet werden.
Die Nebenzellen produzieren den Magenschleim, welcher verhindert das die im Magensaft enthaltene Salzsäure und eiweißspaltende Enzyme an die Magenwand gelangen. So schützt der Magenschleim die Magenwand vor der Selbstverdauung. Wenn dieser Magenschleim fehlt, so entstehen Magengeschwüre. Die Magenwand wird von kräftigen längs-, ringförmigen und schrägverlaufenden Muskelschichten gebildet,
Kräftige Muskelschichten aus längs und ringförmig sowie schräg verlaufenden Muskelfasern bilden die Magenwand. Sie erzeugen wellenförmige Bewegungen, Peristaltik genannt. Sie dienen der Durchmischung und dem Transport des Speisebreies zum Pförtner (Pylorus) hin. Der Pförtner, welcher ein Schließmuskel ist, schließt den Magen gegen den Zwölffingerdarm ab.
Die Verweildauer der Speisen im Magen hängt von ihrer Zusammensetzung ab. Leicht verdauliche Speisen, wie zum Beispiel Milch und Reis, verweilen nur etwa 1-2 Stunden im Magen, jedoch verweilen schwer verdauliche Speisen wie Schweinespeck oder Ölsardinen etwa 5-8 Stunden im Magen.
Nicht eiweißhaltige Flüssigkeiten fließen meistens in der Magenstraße, die von zwei großen, längs verlaufenden Schleimhaufalten gebildet wird, sofort zum Magenausgang.
Der Nahrungsbrei läuft nun in den Dünndarm.
Verdauung im Dünndarm
Der Dünndarm ist der Hauptabschnitt der Verdauung. Er ist in Schlingen durch Hautfalten des Bauchfelles lose an der Rückenwand der Bauchhöhle befestigt. Die Innenseite des Dünndarms ist eine faltige Schleimhaut. Sie hat auf ihrer Oberfläche Dünndarmzotten, diese vergrößern die innere Oberfläche des Dünndarms um das 4000fache auf etwa 2000 m².
Es gibt drei Abschnitte im Dünndarm:
- Zwölffingerdarm: Er ist so lang, wie zwölf Finger in der Breite.
- Leerdarm: Er wird bei der Obduktion leer gefunden.
- Krummdarm: Er ist der längste Abschnitt des Dünndarms. Er hat den Namen durch die vielen Schlingen.
Anschließend verläuft der Nahrungsbrei in den Dickdarm.
Verdauung im Dickdarm
Auch hier gibt es zwei Abschnitte:
Der Dickdarm beginnt im unteren rechten Bauchraum, wobei der Dünndarm nicht an seinem Ende, sondern etwas oberhalb einmündet. Das blinde Ende ist der Blinddarm. Am Ende ist ein 7 bis 10 cm langer Wurmfortsatz. Er erfüllt eine Abwehrfunktion und fängt Krankheitserreger ab. Die unverdaulichen Reste des Dünndarms wandern in den Dickdarm. Er besitzt keine Zotten und ist weiter als der Dünndarm. Zwischen dem Dünn- und dem Dickdarm verhindert eine Blinddarmklappe den Rückstau vom Darminhalt. Der dünnflüssige Inhalt des Dünndarms wird durch die Resorption von Wasser eingedickt. Im Dickdarm befindet sich die sog. Darmflora, die unter anderem aus Colibakterien, acetogenen Bakterien, methanogenen Bakterien oder sulfatreduzierenden Bakterien besteht. Diese spalten und ernähren sich von bis dahin unverdauten Nahrungsmitteln. Dadurch entstehen im Kolon täglich ca. 12 Liter Wasserstoff, der von anderen der Bakterien zusammen mit Carbonat weiterverarbeitet wird. Unter anderem werden dabei in dem anaeroben Milieu des Kolons von den Bakterien die Salze kurzkettiger Fettsäuren (Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure) aufgebaut, die von der Muscosa (Darmschleimhaut) resorbiert werden. Diese Fettsäuren ernähren die Zellen der Mucosa oder werden in den Blutkreislauf abgegeben und dort innerhalb weniger Minuten metabolisiert. Ebenfalls von den Bakterien im Kolon hergestellt werden einige wichtige Vitamine wie z.B. Vitamin K und Vitamine aus der B-Gruppe. Unverdauliche Reste werden zu Kotballen geformt und mit Schleim überzogen und durch den Mastdarm zum After geschoben.
Der After wird durch einen Schließmuskel, der einem andauernden Spasmus unterliegt, verschlossen. Dieser Schließmuskel ermöglicht dem Menschen eine weitgehende Kontrolle des Zeitpunkts der Darmentleerung. Diese Kontrolle des Schließmuskels kann der Mensch im Laufe seines Lebens jedoch, auf Grund der heranstreitenden Lebensdauer, wieder verlieren.
