Physiologie des Gastrintestinaltraktes Flashcards
Nenne Funktionen des GIT
1. Originäre verdauungsphysiologische Funktionen
• Nahrungsaufnahme (einschließlich Einspeichelung und mechanischer Zerkleinerung) • Transport des Speisebreis (einschließlich Reservoirfunktionen) • Verdauung (einschließlich: Sekretion der körpereigenen Verdauungssäfte, mikrobielle Fermentation) • Resorption • Defäkation
Funktionen des GIT
2. Akzessorische Funktionen
• Abwehr: Schutz vor Erregern / Antigenen
(oberflächlicher Schleim, Salzsäure des Magens, Enzyme, Abwehrzellen, sekr.
IgA, symbiotische Mikroorganismen)
• Schutz vor luminalen Schadstoffen / Toxinen
(Schleim u.a. physikalische Resorptionsbarrieren, Enzyme)
• Stoffausscheidung / Entgiftung
(insbes. über die Galle: Glucuronidierung, Sulfatierung)
• Thermoregulation
(Tränkeaufnahme, Maulatmung / Hecheln)
• Art- und individualspezifische Verhaltensmuster
(Belecken, Flehmen, Beißen, Spucken, Markieren,…)
Funktionen des GIT (in d. Anatomie)
Organe des Magen-Darm-Trakts
• Anatomie • Funktion Sekretion Digestion Resorption Motorik • Kontraktionsmuster • Verweildauer (Steuerung/Regulation)
Nahrungsaufnahme u. Speichelsekretion
Wie nehmen unterschiedliche Lebewesen Festes und Flüssiges zu sich, nenne Bsp.
Erfassen fester Bestandteile • Hund / Katze: Zähne, Vordergliedmaßen • Rind: Zunge, Schneidezähne • Pferd / Schwein: Lippen, Schneidezähne Aufnahme von Flüssigkeiten • Hund: "Löffeln" • Katze: Zunge eintauchen & zurückziehen • übrige: Saugen gelegentlich Schlürfen (bes. Schwein)
Wie führen Pflanzen-& Fleischfresser Kaubewegungen aus? Wie stark ist die Kauintensität?
Kaubewegungen
• Fleischfresser: vertikal
• Pflanzenfresser: vertikal & horizontal
(Zermahlen des Futters)
Kauintensität • Fleischfresser: wenig - gar nicht (Hund: "Schlingen") • Pflanzenfresser: intensiv (teilw. Wiederkauen)
Welche Speicheldrüsen unterscheiden wir für die Nahrungsaufnahme?
Hauptspeicheldrüsen (> 90% des Gesamtsekrets) • Ohrspeicheldrüse1 • Unterkieferdrüse2 • Unterzungendrüsen4 Kleine Wanddrüsen • ventrale Backendrüsen3 • Backen- und Pharynxdrüsen5 • Lippendrüsen6 • Gaumendrüsen
Nenne Primäre& sekundäre Funktionen des Speichels
Primär verdauungsphysiologische Funktionen
• Schutz der Maulschleimhaut
• Durchfeuchtung / Gleitfähigmachen des Bissens
• Verdauung (Amylase, prägastrische Esterase)
Bei Wiederkäuern
• Pufferung des Panseninhaltes
• Sekretion von Phosphat, Bikarbonat und Harnstoff
Sekundäre Speichelfunktionen
• Bakterizidie (Lysozym, Lactoferrin, IgA, Rhodanidionen)
• Thermoregulation
• verhaltensorientierte Abwehrmaßnahmen (Spucken)
Nahrungsaufnahme u. Speichelsekretion
Regulation der Speichelsekretion
• Nervale Reflexe: unbedingt / bedingt
• klassische Reize: gustatorisch/olfaktorisch
mechanisch
optisch/akustisch (nach Konditionierung)
-> parasympathische Stimulation (Acetylcholin ± Bradykinin/VIP)
Haupteffekt: Durchblutung (hoch)
zusätzlich: Ionenkanalaktivierung
v.a. Parotis: -> seröse Sekretion
(Gesamtspeichelfluss (hoch))
-> sympathische Stimulation (v.a. Noradrenalin)
Haupteffekt: Durchblutung (niedrig)
Freisetzung präformierter Granula (hoch)
Korbzellkontraktion (hoch)
-> muköse Sekretion
(Gesamtspeichelfluss (niedrig) oder (hoch))
Nahrungsaufnahme u. Speichelsekretion
Erkläre den Schluckakt in seinen 3Phasen
Orale Phase: (= willkürlich)
• Kaudalverlagerung des Bissens (Zunge)
Pharyngeale Phase: (= Schluckreflex) • Verschluss des Nasopharynx (Gaumensegel) • reflektorische Atemhemmung • Heben des Kehlkopfes • Verschluss der Trachea (Epiglottis) • Öffnung des oberen Ösophagus-Sphinkter • Kontraktion der Pharynxmuskulatur
Oesophageale Phase: (= peristaltischerv Reflex)
• primäre Peristaltik
• sekundäre Peristaltik
• Öffnung des unteren Ösophagus-Sphinkter
Magenverdauung u. -motorik
Erkläre die Sekretion& die Motilität des einhöhligen Magens
• Sekretion
prodigestiv (HCl, Pepsinogene)
antidigestiv (Schleim, Intrinsic-Faktor)
(verschiedene Schleimhautregionen & Zelltypen)
• Motilität
Durchmischung / Zerkleinerung
propulsiv
Magenverdauung u. -motorik
Welche Sekrete sondert der Magen (Magensaft) ab
• Salzsäure / Intrinsic-Faktor: Belegzellen der Fundusdrüsen
• Pepsinogene: Hauptzellen der Fundusdrüsen
• Schleim:
Nebenzellen der Fundusdrüsen
Kardiadrüsen
Pylorusdrüsen
Oberflächenepithel
Magenverdauung u. -motorik
Erkläre den Mechanismus der HCl-Sekretion
Belegzellen im Fundus • initial K+ & Cl- -Sekretion • K+/H+-ATPase sorgt für eigentliche H+-Sekretion Sekret • pH ~ 1,0 • Osmol.: ~ 300 mosmol/L
Magenverdauung u. -motorik
Erkläre die Steuerung der HCl-Sekretion
Drei synergistische Mediatoren: 1. Azetylcholin 2. Gastrin 3. Histamin
Aktivierung:
1. zentral über N. vagus
2. peripher: Dehnungsreflexe
Nahrungsbestandteile
Negatives Feedback:
Somatostatin
Welche Kontraktion findet im Magenspeicher/ bei der Magenpumpe statt?
Magenspeicher
tonische Kontraktion
Magenpumpe
phasische Kontraktion
Magenverdauung u. -motorik
Erkläre die Funktion der
m.o.w. konstanter Druck
• Funktion: - Ermöglicht Verweilen der Nahrung im Magen
(-> Effizienz der gastrischen Verdauung (hoch))
- Erzeugt Gegendruck, um Nahrungsaustreibung
durch Pylorus zu ermöglichen
Magenmotilität: Magenspeicher
Nenne drei Arten der Relaxation
Drei Arten der Relaxation:
1. Rezeptive ~: während des Schluckakts
(Mechanorezeptoren in Maulhöhle)
2. Adaptive ~: entsprechend der Magenfüllung
(Spannungsrezeptoren in Magenwand)
3. Feedback ~: entsprechend der Darmfüllung
(Chemorezeption im Darm)
Magenverdauung u. -motorik
Erkläre die Magenmotilität: Magenpumpe
Erkläre die Kontraktionsphasen
• Wellenartiger Kontraktionsverlauf von oral nach aboral
• Tiefe / Wirksamkeit der Einschnürung nimmt
nach aboral zu
• funktionell drei aufeinanderfolgende
Kontraktionsphasen
- Phase des Vorschubs: Kontraktion des proximalen Antrums -> Füllung des distalen Antrums
- Phase der Entleerung: Kontraktion des mittleren Antrums -> transpylorischer Fluß mit Abfluss
- Phase der Rücktreibung: -> düsenartiger Rückfluss mit Zerkleinerung und Verkleinerung Kontraktion des distalen Antrums
Magenmotilität: Erbrechen
Welchen Schutzreflex, welche Reize gibt es?
Erkläre den Reflektorischen Ablauf
• Schutzreflex: Elimination (potentiell) toxischer Substanzen
• Reize: Noxen im GIT, zentrale Toxinwirkung (Brechzentrum), Reizungen des
Gleichgewichtsorgans, hormonelle Imbalancen
Reflektorischer Ablauf:
1. Antiperistaltik des Dünndarmes (= “Vorbote”)
2. “Inspiration” bei geschlossener Glottis
3. Erschlaffung des Magens und unteren Ösophagus-Sphinkters,
Kontraktion der Bauchdecke
4. Kontraktion der Speiseröhrenlängsmuskulatur,
Weitung des Thorax
5. Kontraktion des Antrum pyloricum,
Öffnung des oberen Ösophagus-Sphinkter
-> “Ööhx”
Magenmotilität: Erbrechen
Was muss beim Pferd beachtet werden?
spitzwinkelige Einmündung des Ösophagus in den Magen
• Kardia wird bei gefülltem Magen komprimiert
• kein Erbrechen möglich:
-> Gefahr einer Magenruptur
Darmverdauung u. Resorption
Vorbemerkungen: Verdauungsstrategien
Welche Verdauungsstrategien gibt es ?
Strategien • autoenzymatisch Sekretion eigener Verdauungsenzyme • mikrobiell fermentativ Nutzung mikrobieller Enzyme Ausgangssubstrate Resorbierbare Substrate - Kohlenhydrate Î Hexosen kurzkettige Fettsäuren (nur ferm.) - Proteine Î Peptide Aminosäuren - Fette Î Fettsäuren Monoazylglyzeride u.a.
Darmverdauung u. Resorption
Teilprozess der Nährstoffgewinnung im Dünndarm
Erkläre den Teilprozess Sekretion
1) Sekretion:
• Verdünnung / Lösung / Quellung der Nährstoffe
• Chymus gleitfähig machen
• Bereitstellung von Na+-Ionen für Na+-abhängige Resorption
• Schutz des Epithels
• Regulation des luminalen pH-Wertes
(vorwiegend alkalische Sekrete)
• Einleitung / Förderung der luminalen Digestion
(pankreatische Verdauungsenzyme, hepatische Gallensäuren)
• Exkretion von Schadstoffen / metabolischen Abfallprodukten
Darmverdauung u. Resorption
Teilprozess der Nährstoffgewinnung im Dünndarm
Erkläre die Teilprozesse Digestion, Resorption & Darmmotorik
2) Digestion = Verdauung:
= enzymatische Hydrolyse der Nährstoffe
(Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate)
• luminale und membranale Phase
• Zerlegung in resorptionsfähige Einheiten
• Schutz vor Resorption antigener Makromoleküle
3) Resorption:
• weitestgehend selektiver, gerichteter Transport
• spezifische und unspezifische Transportwege
4) Darmmotorik:
• Durchmischung und Transport des Chymus
Darmverdauung u. Resorption
Nenne die Teilprozess der Nährstoffgewinnung im Dünndarm
- Sekretion
- Digestion
- Resorption
- Darmmotorik
Strukturelle Grundlagen: Darmepithel & Anhangsdrüsen
Nenne die Bestandteile/Aufbau
Mesenterium Serosa Submukosa Nervenplexus Lamina propria Epithel Lymphknoten Längsmuskelschicht Ringmuskelschicht Leber bzw. Pankreas Lieberkühnsche Drüse Darmzotten
Strukturelle Grundlagen: Darmzotte
Nenne die Bestandteile& derer Funktion
reife Enterozyten (Resorption & Sekretion)
Becherzellen (Schleimsekretion)
Lieberkühnsche Kryptenzellen (Zellteilung)
(Sekretion von Wasser & Elektrolyten)
Blut-/Lymphgefäße (Transport von Substraten, Elektrolyten, Wasser & Atemgasen)
endokrine Zellen
Darmverdauung u. Resorption
Erkläre die Leberfunktionen
zentrales Stoffwechselorgan • Nährstoffumwandlung & - speicherung • Entgiftungsfunktion • Gallesekretion Fettemulgierung HCO3-Sekretion Aufkonzentrierung der organischen Bestandteile der Galle in der Gallenblase Gallenfluss wird durch CCK und Acetylcholin stimuliert
Darmverdauung u. Resorption
Erkläre die Pankreasfunktion
Nenne Bsp. von täglicher Sekretion der Lebewesen
• Endokrines Pankreas (hormonelle Regulation des Stoffwechsels: Insulin, Glukagon) • Exokrines Pankreas gelappte, tubuloazinäre Drüse Sekretion des Pankreassaftes Tägliche Sekretion Hund: 0,2 - 0,4 L Mensch/Schwein: 1 - 2 L Rd: 10 - 15 L Pferd: 30 - 35 L
Darmverdauung u. Resorption
Pankreasfunktion
Was hat es mit dem Exokrinen Pankreas auf sich?
Exokrines Pankreas: • Azinusepithel: Verdauungsenzyme teils als aktive Enzyme teils als Zymogene (Schutz vor Eigenverdau) • Gangepithel: HCO3- Na
Digestion und Resorption
Erkläre die Schritte der Verdauung und Resorption der Triglyzerine
1) Emulgierung durch die Galle
2) enzymatische Hydrolyse
3) Mizellen-Bildung
4) Resorption
5) Resynthese von Triazylglyzerinen
6) Verpackung in Chylomikronen
7) Abtransport der Chylomikronen über die Lymphe
ENS und Darmmotorik
Erkläre die Darminnervation
Wie kann man Mechano- bzw. chemosensensitive Nervenendigungen messen
• Innervation von Muskulatur und Epithel durch zwei Plexus
• Verschaltungen erfolgen in darmeigenen Ganglien
(“Gehirn im Bauch”)
• hoher Autonomiegrad, funktioniert unabhängig von
Willen und Bewusstsein
Mechano- bzw. chemosensensitive Nervenendigungen messen:
• Dehnung in zirkulärer Richtung: stimulierend (insbes. Peristaltik)
• Dehnung in longitudinaler Richtung/Überdehnung: hemmend (Zerreißschutz)
• pH-Wert
• Nährstoffkonzentration
• Osmolarität
ENS und Darmmotorik
Erkläre die Darmmotorik
Wie am Magen, gibt es auch am Dünndarm eine postprandiale (digestive) Motorik, die sich über kürzere Abschnitte erstreckt, und eine interdigestive Motorik, die unverdauliches Material über den gesamten Dünndarm weitertransportiert.
ENS und Darmmotorik
Darmmotorik
Was passiert bei der Postprandialen Motorik?
Postprandiale Motorik • Rhythmische Segmentationen: Kontraktionen der Ringmuskulatur über mehrere cm, die nach einigen Sekunden wieder an anderer Stelle auftreten. • Peristaltischer Weitertransport über kurze Strecken, wonach wieder rhythmische Segmentationen auftreten • Funktion: Mischung und intensiver Kontakt des Chymus mit der Darmwand
ENS und Darmmotorik
Darmmotorik
Was passiert bei der Interdigestiven Motorik?
Interdigestive Motorik • Massive Kontraktionsabfolgen, die mit langsamen Wellen vom Duodenum (Schrittmacherzone) bis zum Ende des Ileums ablaufen (Motorischer Migrationskomplex, MMC = migrating motor complex). • Funktion: Abtransport unverdaulichen Materials durch den ileozäkalen Sphinkter in den Dickdarm. Verhindert Ausbreitung von Darmbakterien in den Dünndarm.
ENS und Darmmotorik
Was sind die Aufgaben der Darmmotorik?
Aufgaben
• Transport des Chymus
• Durchmischung des Chymus
• Unterstützung der Nährstoffresorption: - Peristaltik, Segmentation
- sog. “Zottenpumpe” im Dünndarm
• Reinigung von Magen und Darm: interdigestive Motorik
Darmmuskulatur = Single-unit-Typ (Gap junctions)
ENS und Darmmotorik
Erkläre die 3 Ebenen der Darmmotorik
1. Ebene: Schrittmacherzellen • Interstitielle Zellen nach Cajal (ICC) • Rhythmische Depolarisationen der glatten Muskulatur = "slow waves" • Slow waves entscheiden darüber, ob der Darm überhaupt APs (Spikes) ausbilden kann ! 2. Ebene: Intrinsische Innervation durch ENS • Sensorische, Inter- und Motoneurone • Autonome Reflexe 3. Ebene: Extrinsische Afferenzen und Efferenzen • Bestimmen Grundaktivität • Lösen „lange Reflexe“ aus Gastrokolischer Reflex Magendehnung => Dickdarmmotilität Ileale Bremse Hemmung der Magen und Dünndarmmotorik durch hohe Nährstoffkonzentrationen im Ileum (insbes. Glukose, Fett)
Peristaltischer Reflex
“Gesetz des Darms”
(Bayliss & Starling)
ENS und Darmmotorik
Was machen die extrinsischen Reflexe, wo liegen diese?
Was ist das Hoflund-Syndrom?
• Am Ösophagus, Vormagen (Wdk.) und Magen sind extrinsische Reflexe besonders ausgeprägt:
Adaptive Relaxation des Magens beim Abschlucken
Vormagenmotorik der Wiederkäuer
Erbrechen
Hoflund-Syndrom: Sistieren der Vormagenmotorik der Wiederkäuer bei Vagusläsion
ENS und Darmmotorik
Erkläre die Bedeutung der Darmmotorik: Motorik des Dickdarms
Bedeutung • Durchmischung durch: • Peristaltik (A) • Haustrennbewegungen (B) • Aboral wandernde Segmentation (C) • Aboraler Weitertransport: • Peristaltik (A) • Haustrennbewegungen (B) • Aboral wandernde Segmentation (C) • Riesenkontraktionen: (z.T. Bestandteil des gastrokolischen Reflexes)
ENS& Darmmotorik
Was passiert bei der Defäkation?
• Zwei Sphinktermuskeln:
Beide tonisch kontrahiert
• M. sphincter ani internus (glatt):
Unwillkürliche Kontraktion
(myogen & α1-adrenerg)
• M. sphincter ani externus (quergestr.):
Unwillkürliche & willkürliche Kontraktion
• Schubweise Rektumfüllung durch Kolonmotorik
-> Phasische rektosphinkterische Reflexe
Erschlaffung des M. sphincter ani internus
Kontraktion des M. sphincter ani externus
-> Schrittweise Entstehung eines Stuhldranges -> Defäkationsreflex
Anspannung Bauchdecke und Zwerchfell
Erschlaffung des M. sphincter ani externus
Parasympathische Kontraktion von Colon descendens und Rectum
Erkläre die Bedeutung der mikrobiellen Fermentation
Bedeutung Vormagenverdauung Vormagenverdauer Pansenmikroorganismen Kohlenhydratfermentation Proteinsynthese/-verdau Fettverdauung Resorptionsprozesse Durchflussnährstoffe Vormagenmotorik Dickdarmverdauung vergleichend zum Vormagen
Mikrobielle Fermentation
Erkläre die Bedeutung der Symbiose, die Leistungen des Wirtes& die der Mikroorganismen
Symbiose: mikrobielles Ökosystem eingebettet in Wirtsorganismus
Leistungen des Wirtes:
• kontinuierliche Versorgung der Mikoorganismen mit Substrat
• Schaffung optimaler Mileubedingungen für die Fermentation
Leistungen der Mikroorganismen:
• Verdauung pflanzlicher Strukturkohlenhydrate zu nutzbaren Energieträgern: Zellulose -> kurzkettige Fettsäuren (SCFA)
• De-novo-Synthese von Aminosäuren aus (anorganischem) NH3
• Synthese wasserlöslicher Vitamine
• Entgiftung toxischer Substrate:
Nitrite, Phytoöstrogene, Pflanzen- und Pilztoxine
Vormagenverdauung
Vormagenmorphologie
Retikulorumen: Große Gärkammer (Rind: ca. 80 - 150 l; Schaf ca. 6 - 15 l)
Resorptionsorgan (SCFA, Elektrolyte)
Psalter: Resorptionsorgan (Wasser, SCFA, Elektrolyte, HCO3-)
Vormagenverdauung
Pansenmikroorganismen
Nenne Drei Bakterienpopulationen
Drei Bakterienpopulationen: Epithelassoziierte Flora • O2-tolerant • Urease-positiv Flora der Pansenflüssigkeit Partikelassoziierte Flora
Vormagenverdauung
Erkläre die Bedeutung der Bakterien
Bakterien erbringen die Hauptleistungen bei der Fermentation:
• Verdauung pflanzlicher Strukturkohlenhydrate
• De-novo-Synthese von Aminosäuren
• Synthese wasserlöslicher Vitamine
Vormagenverdauung
Fermentierbare Kohlenhydrate
Leicht verdauliche Kohlenhydrate (KH):
• nahezu identisch mit monogastrisch abbaubaren KH
• Mono- und Disaccharide ■ junges Gras, (Zucker)rüben
• Stärke ■ Getreidekörner
Faser-KH :
• im Wesentlichen pflanzliche Zellwandbestandteile
• Rohfaser (Rfa); ältere, wenig aussagefähige Klassifizierung
• Neutral detergent fiber (NDF)
= Rückstand nach Kochen in neutraler Detergenzienlösung
• Acid detergent fiber (ADF)
= Rückstand nach Kochen in schwefelsaurer Detergenzienlösung
Krustierende Substanzen (keine Kohlenhydrate!):
• v.a. Lignin (Holzstoff): erschwert/verhindert Faserabbau
• Acid detergent lignin (ADL)
= Rückstand nach Schwefelsäure-Hydrolyse der ADF
Vormagenverdauung
Der Säure-Basen-Haushalt im Pansen
Überschießende Säureproduktion führt zu gefährlicher Absenkung des pHWertes im Pansen
• normaler Pansen-pH-Wert: pH 5,5 – 7,0
• subakute Pansenazidose: pH < 5,5; Leistungsminderung
• akute Pansenazidose: pH < 5,0; massive Pansenepithelschädigung,
lebensbedrohliche Erkrankung
pH-Homöostase im Pansen wird aktiv
durch den Wirt reguliert
• Effiziente Säureresorption aus dem Pansen
• hohe Speichelsekretionsrate
• alkalischer pH-Wert: 8,2
• hohe Pufferkonzentration
ca. 120 mM HCO3-
ca. 20 mM HPO4^2-
Vormagenverdauung
Erkläre die Proteinverdauung im Pansen
- Proteinverdauung
• Verdaulichkeit 30 – 70%
prozesstechnisch steuerbar
■ Erhitzen schützt Proteine vor Abbau (protected proteins)
• hauptsächlich bakterielle Proteasen
• auch Proteasen von Protozoen und Pilzen
• auch pflanzliche Proteasen (frisches Gras) - Proteinassimilation!
• Nutzbarmachung anorganischen Stickstoffes (NH4+, NO3-, NO2-)
De-novo-Synthese von Aminosäuren
Ausgangssubstrat für bis zu 95% des mikrobiellen Proteins
Harnstoff-Fütterung möglich
• durch verfügbare Energie limitiert
• produzierte Proteinmenge: ca. 10 g Protein je 10 MJ ME
• effizientes Recycling von Stickstoff: ruminohepatischer Kreislauf
Vormagenverdauung
Ruminohepatischer N-Kreislauf
Harnstoffsekretion Speicheldrüse Pansenepithel Urease der Pansenbakterien • sofortige Überführung in NH4+ Bei Proteinüberversorgung • Belastung Leberstoffwechsel
Vormagenverdauung
Fettverdauung im Pansen
pansendepressive Wirkung der Fette !!!
(v.a. Hemmung von Zellulolyten)
• in Futterpflanzen kaum Fette enthalten (< 5% TS); Ausnahme Ölsaaten
• Abbau durch mikrobielle Hydrolyse
Lipasen
Phospholipasen
• Hydrierung der Fettsäuren (aufgrund H2-Überschuss im Pansen)
Vormagenverdauung
Resorptionsprozesse im Pansen
Resorption von: Konz. im Pansensaft
• SCFA ca. 100 mM
• Mineralstoffe
Na+ 20 - 110 mM (zs. mit K+: 130 - 160 mM)
Cl- 10 – 20 mM
Mg2+ 1 – 10 mM
Ca2+ 1 – 10 mM
• H2PO4
- - wichtige Pufferfunktion im Pansen (10 - 15 mM)
- im Pansen kaum resorbiert
- wird erst im Darm resorbiert
-> enteroruminaler Kreislauf
(endogener Phosphatkreislauf der Wiederkäuer)
• Glukose - sehr schnell mikrobiell verstoffwechselt
-> Glukosekonzentration im Pansen sehr gering (< 1 mM)
- bei Anstieg der Konz. sehr effiziente Resorption möglich
-> wirkt mikrobieller Entgleisung entgegen
-> Azidoseschutz
Vormagenverdauung
Nicht vergessen!
• Nach dem Vormagen passiert die Ingesta auch beim Wiederkäuer einen Säuremagen und Darm
• gastrale und intestinale Verdauung:
1.mikrobiell produzierte organische Substanz
2.Durchfluss-Nährstoffe
• Mechanismen:
siehe Vorlesung autoenzymatische Verdauung
Vormagenverdauung
Durchfluss-Nährstoffe
Durchfluss-Stärke (Resistant starch, RS)
• natürlicherweise hoch in Mais
• verminderte Gefahr von Pansenazidosen
• hohe Energiedichte der Ration möglich
Durchfluss-Futterprotein (Rumen undegradable protein, RUP; protected proteins)
• durch Prozessierung gesteigert (■ thermische Behandlung, Pelletierung)
• höhere Proteinanflutung im Dünndarm (zusätzlich zum mikrobiellen Protein)
• geringere Belastung des Leberstoffwechsels (Harnstoffsynthese (gering))
Geschützte Fette (Rumen protected fat)
• Ziel: pansendepressive Wirkung der Fette vermeiden
• Modulation der Milchzusammensetzung (Milchmenge (hoch); Milchfett% (gering) )
• 3 Hauptstrategien:
- Ca2+-Salze langkettiger Fettsäuren -> Dissoziation erst im Labmagen
- “Verpacken” mit denaturierten Eiweißen (Hitzebehandlung)
- Verfütterung gehärteter Fette
Vormagenverdauung
Erkläre die Bedeutung& Muster der Vormagenmotorik
Bedeutung • Mischung, wichtig für: Fermentation Resorption • teilw. Zerkleinerung • Freisetzen der Fermentationsgase • Auswaschen löslicher Bestandteile • Transport der Ingesta
Muster • Hauben-Pansen-Zyklen A-Zyklus (erster Zyklus) B-Zyklus (zweiter Zyklus) • Rejektionskontration (Haube) • Ruktus • Psaltermotorik koordiniert mit HaubenPansen-Zyklen
Vormagenverdauung
Steuerung der Vormagenmotorik
• stimuliert durch Kauvorgang Futterstruktur im Pansen (pansenmotorisch wirksame Rohfaser; physically effective NDF) • gehemmt durch Pansenazidose Labmagenüberdehnung / -verlagerung Schmerzen (z.B. Fremdkörpererkrankung) Allgemeinerkrankungen / Fieber Frequenz: ca. 2-3 / 2 min • Rind: 5-12 / 5 min • Schaf: 7-14 / 5 min • Ziege 6-16 / 5 min
Vormagenverdauung
Erkläre den Ablauf des Wiederkauens
Mehrere Wiederkauperioden am Tag
• Ablauf
Rejektion = Hochbringen des Bissens
Reinsalivation = Einspeichelung des Bissens
Remastikation = eigentliches Wiederkauen
phasenweises Abschlucken
• Reflexkette
Rezeptoren: epitheliale Rezeptoren in Haube und Pansenvorhof
bei Ziege: Kopplung mit Mechanosensoren des Euters
• wenn Reize länger ausbleiben: Pseudowiederkauen
Die Haubenmotorik sortiert relativ unverdautes, grobes Futter gezielt in Richtung
Speiseröhrenöffnung Ö Rejektion
Kleines, verdautes Futter wird hingegen vor die Hauben-Psalter-Öffnung platziert
-> Weitertransport in Psalter und Labmagen
Vormagenverdauung
Was passiert beim Ruktus?
- “leises” Entlassen der Pansengase (Predator-Theorie)
- Rind: ca. 500 - 1500 l/d Pansengase (~ 1 l/min)
- meist während B-Zyklus (“Ruktuskontraktion”)
- lebensbedrohend wenn gestört (Schlundverstopfung, schaumige Gärung)
Vorarlberg News am 30.03.2009:
“Kühe rülpsen und furzen = falsch
und schaden damit dem Klima“ = richtig
Vormagenverdauung
Haubenrinnenreflex
• Neugeborene Wiederkäuer = funktionelle Monogastrier
• Reflektorische Umgehung des Pansen beim Milchsaufen
Rezeptoren: Chemorezeptoren in der Maulhöhle
• u.U. auch beim erwachsenen Tier durch chemische Stimuli noch auslösbar
• reflektorische, spiralige Drehung
der Haubenlippen
• Öffnen der Hauben-PsalterÖffnung
Pansensaufen (von Milch):
• schwere Indigestion
Dickdarmverdauung
Nenne 2 Strategien, was passiert?
Zwei Strategien
• Zäkumverdauung
• Kolonverdauung
- autoenzymatisch verwertbare Nährstoffe werden zuerst im Dünndarm extrahiert
- Dickdarm fungiert als “Nachbrenner” für Faserbestandteile
Dickdarmverdauung
Was ist bei allen Tieren gleich, wie unterscheiden sie sich in der Dickdarmverdauung?
• Faserfermentation findet prinzipiell bei allen Tieren
im Dickdarm statt.
• Dabei werden ähnliche SCFA-Konzentrationen
erreicht wie im Pansen.
• Unterschiede bestehen aber in
Größe des Dickdarms
Rückhaltevorrichtungen (Blinddarm, Haustren,
Antiperistaltik)
-> Verweildauer
-> absolute Menge an gebildeten SCFA
Dickdarmverdauung
Anteil der SCFA an der Deckung des Energiebedarfs. nenne Bsp.
- Hund < 10%
- Mensch ~ 10%
- Schwein (5 -) 15 - 30%
- Kaninchen ~ 40%
- Pferd ~ 60%
- Vormagenverdauer ~ 80%
Dickdarm- vs. Vormagenverdauung
Mikroorganismen vergleichbar Vormagen?
anaerobe Bedingungen JA
Bakterien, Protozoen, Pilze JA
Bakteriendichte (1010 - 1012 KBE/g) JA
Artenvielfalt JA
wand- / partikelassoziiert & in Flüssigkeit JA
• pH-Puffersysteme
pH 6 - 7 JA
HPO4^2- (alle Spezies) JA
HCO3- (v.a. Zäkum- und Kolonverdauer) JA
• Substrate
Faserkohlenhydrate JA
leicht verdauliche KH, Proteine & Fette NEIN (nur bei Überangebot)
o zusätzlich endogene Substrate (abgeschilferte Epithelzellen, Sekrete)
• Fermentationsreaktionen JA
• Nutzbarkeit der Fermentationsprodukte
SCFA (Menge und Proportionen) JA
Fette (fluten kaum im Dickdarm an) NEIN (kaum Resorption)
mikrobielles Protein NEIN (keine Resorption)
wasserlösliche Vitamine NEIN (keine Resorption) aber: Zäkotrophie mgl.
Dickdarmverdauung
Was ist Zäkotrophie?
• kontinuierliche, schwache, antiperistaltische Wellen des Kolons
-> Selektives Zurückhalten von (proteinreichen)
Mikroorganismen im Zäkum
• Abgabe als schleimumantelter Zäkumkot (Weichkot) einmal täglich
-> Absammeln vom Anus
-> Fressen
• Zwischenlagerung im Magen
Zäkotrophie ist eine Sonderform der Koprophagie, bei der selektiv Zäkumkot
(= protein- und vitaminreich) abgegeben wird und i.d.R. direkt vom Anus abgesammelt und aufgenommen wird.
insbesondere Hasenartige (Kaninchen, Hasen, Pfeifhasen) betreiben Zäkotrophie
Skizzen Zeichnungen etc
Skripppptttt!!!!
