Verdauung Flashcards
Aufgaben des Verdauungstraktes/ Gastrointestinaltrakt (GI)
- Überführung der aufgenommenen Nahrung in absorbierbare Bestandteile
- Aufnahme der Bestandteile ins Blut bzw. Lymphe
Bestandteile des Verdauungstraktes
- Mund
- Rachen
- Speiseröhre (Ösophagus)
- Magen
- Dünndarm
- Dickdarm
- Rectum
- Anus
GI Struktur und Funktion
- Oberer Teil: Mund, Ösophagus, Hypothalamus (Sättigungszentrum) und Magen (dient der Aufnahme)
- Mittlerer Teil: Duodenum, Jejenum und Ileum (dient Verdauung und Absorption)
- Unterer Teil: Zäkum, Kolon, Rektum (dient Aufbewahren und Elimination)
Aufgaben des Gastrointestinaltraktes
- Weitertransport: Oropharynx und Speiseröhre
- Reservoirfunktion: Magen, Gallenblase, Caecum und Rektum
- Verdauung und Absorption: Dünndarm
Schritte der Nahrungsverwertung
• Die erste Phase der Verdauung ist mechanisch und findet in der Mundhöhle statt. Mechanische Prozesse dienen der Aufnahme, Zerkleinerung, Durchmischung, Transport der Nahrung.
• durch Verdauungssäfte mit ihren Enyzmen werden Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße hydrolytisch gespalten und in absorbierbare Bruchstücke zerlegt (Verdauung)
• Endprodukte werden aus dem Darmlumen über die Darmschleimhaut ins Blut oder Lymphe aufgenommen
(Absorption oder Resorption)
• nicht absorbierter oder absorbierbare Stoffe, Bakterien und deren Produkte werden mit dem Stuhl ausgeschieden (Ausscheidung)
Organe, die an der Nahrungsverarbeitung beteiligt
sind
a) Verdauungskanal
b) sekretorische Organe (z.B. Speicheldrüse, Leber, Galle, Pankreas)
Ösophagus
- 1/3 aus Skelettmuskulatur der Rest aus glatter Muskulatur
- Ösophagus bildet mukoide Substanz als Schutz
- die Nahrung erreicht nach 5-10 Sek. den Magen
- Der Ösophagus Sphinkter verhindert den Rückfluss (Reflux) der Nahrung in den Ösophagus
Sphinkters
Sind Ventile, die die Bewegung von
Partikeln zwischen Kompartimenten regulieren.
Speichelfunktion
- Nahrung wird gleitfähig
- Förderung des Geschmackes
- Bereitstellung der Abwehrstoffe (reinigend durch Lysozyme, Laktoferrin, prolinreiche Proteine, skretorische IgA, Peroxidase)
- Speichel enthält Verdauungsenzyme -> Förderung der Verdauung: Alpha Amylase (Ptyalin) leitet die Verdauung der Stärke ein, Lipase (baut Fette ab)
- Der Parasympathikus bewirkt über M3 Rezeptoren die Sekretion
- Der Sympathikus bewirkt eine Sekretion eines viskösen Muzin, K+ und HCO3 - reichen Speichels
Speichel Zusammensetzung
- Speichel besteht aus 99% Wasser
- Enthält Elektorlyten: Na+, K+, Cl- und HCO3-
- Die Elektrolytzusammensetzung ändert sich mit der Sekretionsrate
- Mit zunehmenden Sekretionsvolumen steigen Na+ und Cl- Konzentrationen während K+ und HCO3- Konz. abfallen
- Der pH Wert ist im Ruhezustand zw. 6,5 und 6,9 und steigt nach Sekretion auf 7 bis 7,2 an
Speichel - 2 Phasenproduktion
- Primärer Speichel: erscheint in Azinuszellen und interkalierten Gang der Speicheldrüse. Der Speichel resultiert als isotonisches Produkt und ist bezüglich der Komposition und der Osmolalität dem Plasma ähnlich.
- Sekundärer Speichel: wird in den Ausführgängen aus dem Primärspeichel gebildet; die Ionenzusammensetzung ändert sich: hypotonisch
Peristalsis
- Rhythmische Kontraktionen der Muskeln im Verdauungskanal drückt den Bolus in den Magen
- Deshalb können wir schlucken während wir auf dem Kopf stehen
Motilität im GI
• Motilität = Bewegungsvermögen von Organismen und Zellorganellen
•GI Motilität dient dem Transport, der mechanischen Zerkleinerung der Nahrungsbestandteile und ihrer Durchmischung mit Verdauungssäften
• Der Ausgangspunkt der Aktivität in der glatten
Muskulatur sind Schrittmacherzellen, deren Ruhepotential rhythmischen Spontandepolarisationen unterliegt
• GI Motalität wird durch langsame Potentiallwellen, die von Schrittmacherzellen kommen, reguliert
• Das Schlucken ist willkürlich gesteuert, ist durch quergestreifte Muskulatur am oberen Oropharynx bewerkstelligt; auch die Defäkation
• Die Wände des übrigen GI Traktes enthalten glatte Muskulatur
• Im GI Trakt entstehen unterschiedliche Motalitätsmuster
Neuronale Steuerung
Das vegetative Nervensystem wirkt mudulierend auf das Darmnervensystem.
- der Parasympathikus fördert Motaliät und Sekretion
- der Sympathikus übt einen hemmenden Einfluss aus (führt zu einer Abnahme der Durchblutung, steigert den Tonus der Sphinkeren)
- Nicht-adrenerge-nicht-cholinerge (NANCNeurone). Erregende NANC Neurone sind Transmitter Substanz P und endogene Opioide und Peptide. Hemmende NANC Neurone benutzen VIP, ATP, Somatostatin, Opiode, Stickoxid und CO als Transmitter
- GI verfügt über eigenes Nervensystem, das enterische Nervensystem: es steuert elementare motorische und sekretorische Funtionen von Magen und Darm
Das enterische Nervensystem
- Die Netzwerke des Darmnervensystems liegen im Plexus myentericus und im Plexus submucosus
- die efferenten Fasern des Plexus myentericus beeinflussen den Muskeltonus und den Rhythmus der Kontraktionen
- der Plexus submucosus steuert sekretorische Funktionen der Schleimhaut
Rezeptoren des enterischen Nervensystems
- Mechanorezeptoren: messen Füllungszustand
- Chemorezeptoren. registrieren chemische Reize und den intraluminalen pH-Wert
- Viszerale Afferenzen: Leiten Informationen von Mechanorezeptoren und Chemorezeptoren zum ZNS, wo sie zur Auslösung vegetativer Reflexe führen
Magenmotorik
- Die Peristaltik des Magens wird von autonomen Nervengeflechten in der Magenwand gesteuert
- Rezeptive Relaxion (Bereits während des Schluckakts): eine Anpassung der Wandspannung aufgrund eines vagovagalen Reflexes, wird durch afferente und efferente parasympathische Nervenfasern vermittelt und stimuliert durch Dehnungsrezeptoren im Pharynx und Ösophagus
- Zusätzliche Erschlaffung der Magenmuskulatur, adaptive Relaxion aufgrund stimulierten Dehnungsrezeptoren im Magen
- Die Entleerung erfolgt schubweise
- Verweildauer der Speisen im Magen beträgt 1-5 Stunden
- Kohlenhydratreiche Nahrung verlässt Magen rascher als eiweißreiche Nahrung am längsten verweilen fettreiche Speisen
Magen und seine Rolle beim Verdauen
- Rerserfoirfunktion
- Die Magenmuskeln zerkleinern die Nahrung beim Freilassen von hydrochlorischen Säuren und Enzymen e.g. Pepsin um Proteine abzubauen
- Parietalzellen, produzieren hydrochlorische Säuren; diese Säure aktiviert das Freilassen von Pepsin. Diese Säure vernichtet die über Nahrung aufgenommene Mikroorganismen
- Mucouszellen bilden alkalischen Schleim, um das Epithelium von hydrochrolischen Säuren zu schützen
- Entleerung in den Dünndarm
Steuerung der Magensaftsekretion
• Peritalzellen produzieren HCl- und Intrinsic factor (ein
Glykoprotein) ist ein Stoff, der im Ileum die B12 Absorption ermöglicht
• Magensekretion wird nerval und hormonal gesteuert
• Es gibt 3 Phasen: kephale, gastrale und intestinale Phase
Verdauung im Dünndarm
- Der Dünndarm ist der längste Abschnitt des GI Kanals.
- Ist der wichtigste Verdauungs und Absorptionsorgan
- Der erste Teil des Dünndarms ist Duodenum, wo Chyme (Nahrungsbrei) mit Verdauungssäften aus Bauchspeicheldrüse, Leber, Gallenblase und Dünndarm durchmischt wird
Pankreas
- Das Pankreas produziert täglich ca. 2L plasmaisotonisches alkalisches Sekret, das viele hydrolytische Enzyme enthält
- 90% der Proteine des Pankreassaftes sind Verdauungsenzyme
- In der verdauungsphase wird die Pankreassekretion durch Cholezystokinin und Vagusaktivierung gesteigert und Ausstoß hydrolytischer Enzyme erhöht
- Der Pankreassaft ist reich an HCO3-
- Durch Sekretin Stimulation werden Clim Gangepithel gegen HCO3- ausgetauscht, deshalb wird alkalisches Sekret ins Duodenum abgegeben, das den sauren Chymus neutralisiert
Langerhans Zellen im Pankreas
- 25% Alpha-Zellen: Glucagon Produktion
- 60% Beta-Zellen: Insulin Produktion
- 10% Gamma-Zellen: Somatostatin
(Folie 43)
Glucagon
- Glucagon ein wichtiger Gegenspieler von Insulin
- Glucagon stimuliert Glucagon Enzyme der Gluconeogenese und der Glycogenolyse und hemmt Enzyme der Glykogensynthese
Absorption im Dünndarm
• Nährstoffe werden im Dünndarm absorbiert und vom
Körper gebraucht
• Villi (Zotten) und Microvilli vergrößern die Oberfläche des Dünndarms. Sie sind in das intestinale Lumen gerichtet
• Die große microvillar Oberfläche erhöht die Rate der absobierten Nährstoffe
• Aminosäuren und Zucker passieren das Epithelium des
Dünndarms und gelangen so in das Blutsystem
• Kapillaren und Venen laufen zusammen in die hepatische Portalvene und liefern Blut in die Leber und dann zum Herzen
Absorption im Dickdarm
- Das Kolon des Dickdarms ist mit Dünndarm verbunden
- Das Zäkum unterstützt die Fermentation des pflanzlichen Materials und stellt eine Verbindung her zw. Dünn- und Dickdarm
- Das menschliche Zäkum hat eine Erweiterung, den Blinddarm
Kolon und Rektum
- Die wichtigste Funktion des Kolons ist das Wasser zurückzugewinnen
- Abfälle des Verdauungstraktes, Fäkalien, werden immer mehr fest
- Die Fäkalien passieren das Rektum und gelangen nach Außen durch den After
- Das Kolon beherbergt verschiedene Stämme von dem Bakterium Escherichia coli, einige von ihnen produzieren Vitamine
- Die Fäkalien werden im Rektum aufbewahrt bis zu ihrer Elimination
- Zwei Sphinkter zwischen Rektum und After kontrollieren den Stuhlgang
Verdauung und Absorption von Kohlenhydraten
- Kohlenhydrate setzten sich zusammen aus:
Stärke, Saccharose, Laktose, Glukose, Fruktose, Glykogen - Kohlenhydrate werden intraluminal und membranassoziiert verdaut
- Intraluminale Verdauung: Alpha – Amylase spaltet Stärke zu Maltose und Maltotriose
- Membranassoziierte Verdauung: Kohlehydrate können nur als Monosaccharide absorbiert werden, deshalb werden Amylasespaltprodukte weiter zerlegt durch die in der Bürstensaummembran lokalisierte Oligosaccaridasen (hochkonzentriert im Jejenum)
- Absorption der Monosaccharide: die Endprodukte der hydrolytischen Spaltung sind Glukose, Galaktose und Fruktose; Glucose und Galaktose verlassen die Enterozyten durch Glukosetransporter-2, Fruktose durch Uniporter und Pentosen und Mannosen durch Diffusion
Verdauung und Absorption von Proteinen
- Proteine werden durch Endo- und Exopeptidasen (produziert im Pankreas) sowie Amino- und Oligopeptidasen hydrolytisch gespalten
- Di- und Tripeptide werden rasch absorbiert durch H+ Symporter
- Di- und Tripeptide werden durch zytoplasmatische Aminopeptidasen zu L-Aminosäuren hydrolysiert und durch Carriertransport ins Interstitium transportiert
- Absorption der Aminosäuren in die Enterozyten erfolgt durch tertiär aktive Aminosäuren-Antiporter und elektrogene Na+ Symporter
Verdauung und Absorption von Fetten
- Fette setzten sich zusammen aus lang- und kurzkettige Triacylglycerole, Phospholipide, Cholesterol, Cholesterolester, fettlösliche Vitamine
- Zur Fettverdauung die Lipide werden emuligiert
- Triacylglycerol wird im Magen gespalten
- Langkättige Fettsäuren werden im Dünndarm gespalten
- Pankreasenzyme: Pankreaslipase (Kolipase, Lipase), Phopholipase A2
- Cholesterolesterase spaltet Cholesterolester in freie Fettsäuren und Cholsterol
- Mizellbildung: Lipolyseprodukte werden in Mizellen eingebaut, deren Grundgerüst besteht aus Gallensäuremolekülen. Im Inneren hydrophobe und Außen hydrophile Moleküle
- Kurz und mittelkettige Fettsäuren sowie Glycerol diffundieren in die Enterozyten
- Langkettige Fettsäuren gelangen durch Carrier vermittelten Transport in die Enterozyten
- Nach Veresterung der Fettsäuren werden die resynthetisiserten Triacyglycerole zusammen mit Cholesterol, Phospholipiden, fettlöslichen Vitaminen in Chylomikrone verpackt, diese verlassen durch Exozytose die Enterozyten und gelangen so in die Lypmphe
Zusammenfassung 1
• Die Aufgaben des GIs sind: Transport, Aufbewahrung,
Druchmischng, Verdauung, Absoption, Resorption von Nährstoffen
• GI Motalität dient dem Transport, der mechanischen Zerkleinerung der Nahrungsbestandteile und ihrer Durchmischung mit Verdauungssäften
• GI verfügt über eigenes Nervensystem, das enterische Nervensystem; es steuert elementare motorische und sekretorische Funtionen von Magen und Darm
• Die Magenmuskeln zerkleinern die Nahrung durch das
Freilassen von hydrochlorischen Säuren und Enzymen e.g. Pepsin um Proteine abzubauen
• Magensaftsekretion findet in drei Phasen statt: 1. kephale Phase 2. gastrale Phase 3. intestinale Phase
• Speichel unterstützt den Schluckprozess, die Vorverdauung von Kohlenhydraten
• Sphinkter regulieren die Bewegung von Partikeln zwischen Kompartimenten
Zusammenfassung 2
- Der Dünndarm ist der wichtigste Verdauungs- und Absorptionsorgan
- Propulsive Peristaltik verlagert den Darminhalt in aboraler Richtung
- Die wichtigste Funktion des Kolons ist das Wasser zurückzugewinnen
- Sphinkter zw. Rektum und After kontrolieren den Stuhlgang
- Verdauung und Absorption der Kohlenhydrate: Kohlenhydrate werden durch die alpha Amylase des Speichels und des Pankreasekrets gespalten, nur Monosaccharide werden absorbiert
- Verdauung und Absorption der Proteine: hydrolitische Spaltung der Proteine erfolgt in mehreren Schritten, Aminosäuren werden apical durch Austauscher und Na+ Symporte transportiert
- Verdauung und Absorption von Fetten: Fetteverdauung beginnt im Magen und wird fortgesetzt in Duodenum, Gallensäuren fördern die Fettemulgierung und bilden Mizellen
- Kurz und mittelkättigen Fettsäuren sowie Glycerol diffundieren in die Enterozyten und von dort ins Blut
- Langkettige Fettsäuren und Cholesterol werden von Carriern vermittelt aufgenommen
- Nach Veresterung der Fettsäuren werden die resynthetisiserten Triacyglycerole zusammen mit Cholesterol, Phopholipiden, fettlöslichen Vitaminen in Chylomikrone verpackt, diese verlassen durch Exozytose die Enterozyten und gelangen so in die Lypmphe
