Verdauung

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. Aufgrund 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 0,9 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.

Siehe auch Bristol-Stuhlformen-Skala

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.

Verdauung bei Tieren

Siehe Wiederkäuer

Siehe Cyclose

„Verdauung“ von Gefühlen, Stress, Problemen und Gedanken

Die „Verarbeitung“ von Gefühlen, Stress und Problemen im Bereich der Verdauung wird auch in diversen Redensarten angesprochen: „daran habe ich noch lange herungekaut“, „das muss ich erst hinunterschlucken“, „das liegt mir (schwer) im Magen“, „jemandem auf dem Magen liegen“, „der frisst alles in sich hinein“, „eine Wut im Bauch haben“, „ein flaues Gefühl im Bauch“, „da dreht sich mir der Magen um“, „das stößt mir sauer auf“, „das sagt mein Bauchgefühl“, „Schmetterlinge im Bauch“, „da vergeht mir der Appetit“, „das habe ich gründlich satt“. Mitunter „kommt uns die Galle hoch“, „spucken wir Gift und Galle“ und es kann uns auch einmal „etwas über die Leber laufen“ oder „an die Nieren gehen“^[1].

Und dann kann sich ein Problem „auf den Magen schlagen“. Zusammen mit dem Reizdarmsyndrom stellt der Reizmagen eine der häufigsten Verdauungsstörungen in den industrialisierten Ländern dar. Rund 25 Prozent der Bevölkerung haben damit mindestens einmal im Leben zu tun. Meist wird diese Diagnose dann gestellt, wenn keine organische Störung gefunden werden konnte^[2]. Vielen Menschen schlägt Stress auf den Magen, Übelkeit, Sodbrennen, Durchfall oder Verstopfung sind die Folge^[3].

Die Norwegerin Gerda Boyesen, Begründerin der Biodynamischen Psychologie, entwickelte unter anderem die Theorie, dass der Abbau psychischen Stresses auch mit dem Verdauungssystem zusammenhängt. Sie entwickelte eine Technik der Massage, durch die stagnierende Kreisläufe, d.h. der Ausdruck verdrängter Gefühle, wieder in Gang gebracht werden können. Dies zeige sich darin, dass dabei ähnliche Darmgeräusche entstehen wie bei der Verdauung von Nahrung, Äußerungen einer von ihr so genannten Psychoperistaltik. Sie unterschied eine Vielzahl von Peristaltik­geräuschen und verwertete sie diagnostisch für Rückschlüsse auf die unbewussten Prozesse des Klienten.

Von Medizinern wird die Biodynamik nicht als wissenschaftliche Methode anerkannt. So heißt es zum Beispiel in einer Beurteilung durch die AOK: „Wissenschaftlich entbehren die Vorstellungen von "emotionalen Rückständen", die über den Darm abgegeben werden, jedweder Grundlage. Es gibt auch keine wissenschaftlichen Studien, die die Wirksamkeit der Therapie belegen könnten. (...) Sicherlich haben Ängste und Stress Auswirkungen auf das vegetative Nervensystem des Darms und zeigen sich in einer veränderten Verdauungstätigkeit. Aber die Vorstellung, dass die Darmgeräusche ein Ausdruck der psychischen Situation des Patienten seien, ist nicht nachvollziehbar.“^[4]

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

Einzelnachweise