1. Übersicht
Das Verdauungssystem des menschlichen Körpers beginnt mit der Nahrungsaufnahme im Mund und endet mit der Ausscheidung unverdaulicher Nahrungsbestandteile über den After. An diesem Vorgang sind verschiedene Organe beteiligt die unterschiedliche Funktionen haben.
2. Aufgaben
Die Aufgabe des Verdauungstraktes ist es, die aufgenommene Nahrung mit verschiedenen Mechanismen mechanisch zu zerkleinern, sie mit Verdauungssäften zu durchmischen, im Magen zu speichern, weiterzuleiten und auszuscheiden. Zudem wird die Nahrung durch Enzyme gespalten. Wichtige Nährstoffe werden aus der Nahrung im Dünndarm resorbiert.
Neben der Nahrungsaufnahme und Verwertung hat der Verdauungstrakt noch die Aufgabe den Körper vor Bakterien und Infektionen zu schützen. Diese Schutzfunktion wird durch die Antikörper im Mundspeichel, dem Magensaft und unterschiedlichen im Verdauungssystem ansässigen lymphatischen Geweben wie den Mandeln übernommen.
3. Die Organe des Verdauungstraktes
Das Verdauungssystem gliedert sich in Mundhöhle, auch Cavum oris genannt,
Rachen, Pharynx, Speiseröhre oder Ösophagus sowie Magen oder Gaster. Der Dünndarm setzt sich aus dem Duodenum, auch Zwölffingerdarm, dem Jejunum oder Leerdarm und dem Ileum, auch Krummdarm genannt, zusammen. Zum Dickdarm gehört neben dem Blinddarm der aufsteigende, querliegende und absteigende Grimmdarm. Der Verdauungstrakt endet im Rektum, auch Mastdarm genannt.
Weitere Organe die eine Rolle im Verdauungstrakt spielen sind die gallenbildende Leber und die Gallenblase, die diese Galle speichert. Die Bauchspeicheldrüse ist für die Bildung von Enzymen des Verdauungstraktes bedeutsam.
3.1 Die Mundhöhle
Die Mundhöhle wird von den Lippen, den Wangen, dem Mundboden und dem weichen sowie harten Gaumen begrenzt. Die Mundhöhle endet am sogenannten Zäpfchen. Das Zäpfchen stellt das Ende des Gaumens dar und mündet in die sogenannte Rachenenge.
Die Rachenenge wird von zwei Gaumenbögen geformt. Zwischen diesen liegen auf beiden Seiten die Mandeln, auch Tonsillen genannt. Die Mundhöhle besteht aus einem verhornten, mehrschichtigen Plattenepithel.
Die Aufgaben der Mundhöhle sind vielfältig. Neben der mechanischen Zerkleinerung der aufgenommenen Nahrung durch die Zähne wird der Speisebrei durch ein von Drüsen gebildetes Sekret mit Speichel gemischt. In der Mundhöhle beginnt bereits die Verdauung von Kohlenhydraten mit Hilfe des Enzyms Alpha-Amylase.
Die Zunge überprüft den Geschmack der Nahrung und wird bei dieser Aufgabe vom Geruchsinn unterstützt. Zudem ist die Zunge das Schluckorgan, das den Speisebrei aus der Mundhöhle in die darunterliegenden Organe des Verdauungstraktes transportiert.
3.1.1 Die Zähne
Die Zähne sind in zwei Zahnreihen im Ober- und Unterkiefer eingebettet. Zunächst werden Milchzähne gebildet, die später nach und nach durch die zweiten, bleibenden Zähnen ersetzt werden. Durch die verschiedene Formung der Zähne ergeben sich unterschiedliche Aufgaben.
Schneidezähne dienen dazu, beim Essvorgang abzubeißen. Die Eckzähne helfen dabei, die Nahrung zu reißen und sie festzuhalten. Die dahinterliegenden Mahl- und Backenzähne leisten den größten Teil der Kauarbeit und zerkleinern die Nahrung.
Ein voll entwickeltes Gebiss besteht aus 32 Zähnen. Es setzt sich aus zwei Schneidezähnen, einem Eckzahn, zwei Prämolaren und drei Molaren je Kieferhälfte zusammen. Der jeweils letzte Molar ist nicht bei jedem Menschen vorhanden. Er wird auch Weisheitszahn genannt.
3.1.2 Die Speicheldrüsen
Zu den Speicheldrüsen der Mundhöhle zählen die Ohrspeicheldrüse, die Unterkieferspeicheldrüse und die Oberkieferspeicheldrüse.
Die größte der Drüsen, die Ohrspeicheldrüse liegt vor den Ohren, während die Ober- und Unterkieferspeicheldrüsen unter die Zungenspitze einmünden.
Die Speicheldrüsen bilden täglich gemeinsam etwa ein bis eineinhalb Liter Speichel. Der Speichel sorgt für eine verbesserte Gleitfähigkeit der aufgenommen Nahrung. Zudem enthält er das Enzym Alpha-Amylase. Das Enzym trägt somit bereits in der Mundhöhle zur Verdauung von Kohlenhydraten bei, indem es Stärke in Disaccharide spaltet.
3.1.3 Die Zunge
Die Zunge ist ein Muskel, der aus stark beweglicher quergestreifter Skelettmuskulatur besteht. Sie wird in der Medizin auch Lingua genannt. Die Zunge dient neben der Bildung von Lauten auch der Bewegung und dem Schlucken von Nahrung.
Auf der Zunge sitzen Rezeptoren für unterschiedliche Geschmacksrichtungen. Für die Empfindung von Geschmack besitzt die menschliche Zunge Sinneszellen, die in verschiedene Geschmacksknospen münden. Diese liegen in der Zungenschleimhaut sowie vereinzelt im weichen Gaumen und dem Rachen. Die Zunge erlaubt die Wahrnehmung von vier verschiedenen Geschmacksrichtungen: bitter, süß, salzig und sauer.
Der Geschmacksinn dient zum Einen der Anregung von Speichel- und Magensaftausschüttung, zum Anderen schützt er vor dem Verzehr verdorbener Speisen.
Die Sinneswahrnehmungen des Geschmacksreizes werden zum Gehirn weitergeleitet. Hierfür sind verschiedene Hirnnerven zuständig. Insbesondere der 9. Hirnnerv, auch Nervus glossopharyngeus genannt, spielt dabei eine wichtige Rolle.
3.2 Der Rachen
Der Rachen wird auch Pharynx genannt und gliedert sich in Luft- und Speiseweg. Das Organ ist ein etwa zwölf Zentimeter langer Schlauch. Er besteht aus Muskelgewebe und ist mit einer Schleimhaut ausgekleidet. Diese besteht aus einem mehrschichtigen unverhornten Plattenepithel.
Am oberen Teil des Rachens sitzen die Rachenmandeln. An der Seite sitzt die Ohrtrompete. Diese verbindet den Rachen mit dem Mittelohr. Im mittleren Teil des Rachens kreuzen sich der Speise- und der Atemweg.
Die Muskeln im Rachen sind bedeutsam für den Schluckvorgang. Der Schluckakt ist ein komplexer Vorgang der sowohl willkürlich als auch unwillkürlich ausgeführt wird.
Die erste Phase des Schluckvorgangs spielt sich im Mund ab und ist willkürlich steuerbar. Durch die Pressung der Zunge an den Gaumen entsteht eine Erhöhung des Druckes. Dieser Druck transportiert die Nahrung mit Hilfe von Zungenbewegungen in den Rachen.
In der zweiten Phase löst der Speisebrei an der Wand des Rachens einen unwillkürlichen Schluckreiz aus. Unterstützt durch den Schluss der Lippen versperrt die Zunge den Zugang zur Mundhöhle. Das Zäpfchen im Gaumen wird gespannt und unterbindet somit für kurze Zeit die Verbindung zur Nase. Der Kehlkopf wird angehoben und verschließt damit die Luftröhre. Der Eingang der Speiseröhre wird gleichzeitig vergrößert. Während dieses Vorgangs steht die Atmung für kurze Zeit still.
Im dritten Schritt erfolgt der Transport der Nahrung in die Speiseröhre.
3.3 Die Speiseröhre
Die Speiseröhre wird auch Ösophagus genannt und ist für den Transport der Nahrung vom Rachen in den Magen verantwortlich.
Der Transport des Speisebreis erfolgt über die sogenannte Peristaltik. Unter Peristaltik wird eine wellenförmig fortschreitende Wandbewegung von Organen verstanden. Die Kontraktion der Muskeln ist dabei langsam und ringförmig.
Die Speiseröhre eines erwachsenen Menschen ist circa 25-30 Zentimeter lang und liegt hinter der Luftröhre. Der untere Abschnitt des Ösophagus verläuft durch das Zwerchfell und endet dort im Magen. Die Speiseröhre weist drei Engstellen auf. Die oberste befindet sich in der Höhe des Kehlkopfes und stellt die engste Stelle des gesamten Magen-Darm-Traktes dar.
Die Speiseröhre besitzt charakteristische Wandschichten. Neben der inneren Schleimhaut sind lockere Bindegewebsschichten und Muskelschichten vorhanden. Die Schleimhaut dieses Organs produziert ein zähes Sekret. Dieses dient dazu, eckige und kantige Nahrungsbestandteile abzurunden.
3.4 Der Magen
Der Magen, auch Gaster genannt, liegt im oberen Bauch etwas links von der Körpermitte. Je nach Füllungszustand des Magens wird die Formung dieses Organs bestimmt. Das Fassungsvolumen des Magens liegt zwischen 1200-1600 Millilitern.
Das Organ gliedert sich in Mageneingang, Magengrund, Magenkörper, Magenhöhle und Magenpförtner. Letzterer wird auch Pylorus genannt und ist ein Schließmuskel, der den Speisebrei portionsweise abgibt.
Der Gaster hat unterschiedliche Funktionen im Verdauungssystem. Neben der Sammlung von Nahrung ist er für die Mischung des Speisebreis, die Produktion von Magensaft, der Beginn der Eiweißverdauung und die Weitergabe der Nahrung zuständig.
3.4.1 Die Schleimhaut und der Magensaft
Die Drüsen des Magens münden in die Schleimhaut. Diese enthalten unterschiedliche Typen von Zellen, die für die Produktion von Magensäften zuständig sind.
Die Hauptzellen bilden das sogenannte Pepsinogen. Dieser Stoff ist die Vorstufe des Enzyms Pepsin. Dieses Enzym ist für die Spaltung von Eiweißen zuständig.
Die Belegzellen bilden neben Salzsäure auch den Intrinsic-Faktor. Die Salzsäure dient dazu Bakterien abzutöten und den ph-Wert zu optimieren. Sie sorgt auch für die Umwandlung von Pepsinogen in Pepsin. Der Intrinsic-Faktor ist für die Aufnahme von Vitamin B 12 im Dünndarm unerlässlich.
Der letzte Zelltyp, die Nebenzellen, produziert Schleim, der die Schleimhaut davor schützt, sich selbst zu verdauen.
Täglich werden circa ein bis drei Liter Magensaft durch die Zellen produziert.
3.5 Der Dünndarm
Hinter dem Magenausgang beginnt der Dünndarm. Dieses Organ ist etwa drei bis fünf Meter lang. Der Dünndarm wird in die drei Abschnitte Duodenum, Jejunum und Ileum unterteilt.
Das Duodenum ist c-förmig und umgibt den Bauchspeicheldrüsen-Kopf. In das Duodenum münden im absteigenden Teil der große Gallengang der Leber sowie der Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse. Ohne sichtbare Grenzen schließen Jejunum und Ileum an das Duodenum an.
Im Dünndarm finden die Endverdauung der Nährstoffe und die Resorption der Bestandteile statt. Dazu werden die Galle und das Sekret der Bauchspeicheldrüse benötigt. Durch die Enzyme der Bauchspeicheldrüse und der Schleimhaut des Dünndarms werden die Nährstoffe abgebaut.
Dabei werden Kohlenhydrate in einfache Zuckermoleküle, sogenannte Monosaccharide, zerlegt. Alpha-Amylase spaltet Stärke in Zweifachzucker, in sogenannte Disaccharide. Die Enzyme Laktase und Maltase aus der Schleimhaut des Dünndarms bauen diese weiter zu Einfachzuckern ab.
Eiweiße werden durch die Enzyme der Bauchspeicheldrüse Trypsin und Chymotrypsin zerlegt. Diese Tri- und Dipeptide werden anschließend mit Enzymen des Dünndarms in Aminosäuren gespalten.
Fette vermischen sich nicht mit Wasser und müssen deswegen zunächst emulgiert werden. Dies geschieht mit Hilfe der Gallensäure aus der Leber. Durch diese Oberflächenvergrößerung können die Fette anschließend über das Enzym Lipase zu Fettsäuren und Glyzerol gespalten werden.
Wenn die Nahrung in ihre Einzelbausteine zerlegt wurde, wird sie von der Schleimhaut des Dünndarms aufgenommen. Einfachzucker und Aminosäuren werden über venöses Blut der Leber zugeführt. Die Fettsäuren und das Glyzerol gelangen zum Transport von Eiweißen über Umwege in das Blut.
Die Schleimhaut des Dünndarms wird durch sogenannte Falten, Zotten und Mikrovilli massiv vergrößert, um die Nährstoffaufnahme zu gewährleisten. Die Vergrößerung ist etwa 300-fach und liefert eine Fläche von etwa 120 Quadratmetern.
3.6 Der Dickdarm
Das Ileum des Dünndarms mündet über eine Klappe in den Dickdarm. Der Anfangsteil des Dickdarms beginnt daher blind und wird deshalb Blinddarm genannt. Anschließend folgt der Grimmdarm, das sogenannte Kolon. Der untere Abschnitt des Dickdarms wird als Mastdarm bezeichnet und endet mit dem After.
Am Blinddarm schließt der sogenannte Wurmfortsatz an. Dieser wird auch Appendix genannt und ist etwa zehn Zentimeter lang. Nur dieser Teil ist bei einer Blinddarmentzündung krankhaft verändert.
Der Dickdarm hat unterschiedliche Aufgaben. Zum Einen ist dieses Organ dafür zuständig Wasser und Salze wieder zurückzuführen, um das Gleichgewicht von Flüssigkeit aufrecht zu erhalten. Täglich werden circa acht Liter rückresorbiert.
Zum Anderen ist der Dickdarm für die Bildung von Vitaminen zuständig. Der Dickdarm ist von sehr vielen Bakterien besiedelt. Diese bilden unter andrem das Vitamin K. Zudem enthält die bakteriell besetzte Dickdarmschleimhaut die Fähigkeit, Fäulnisprozesse durch Zellulose und Eiweiße zu unterbinden.
Eine weitere Aufgabe des Dickdarms ist es, jene Nahrungsreste, die unverdaulich sind, zum After zu transportieren.
Die unverdaulichen Nahrungsbestandteile werden über den Kot nach außen abgegeben. Dieser besteht zudem aus Galle, Schleim und vielen Bakterien.
3.7 Die Leber
Die Leber wird auch Hepar genannt und ist die größte Drüse im menschlichen Organismus. Das 1500-2000 Gramm schwere Organ liegt im Oberbauch und wird durch die Rippen geschützt. Die Leber ist in einen kleinen und einen großen Leberlappen geteilt. An der unteren Seite der Leber liegt die Gallenblase an. Am rechten Leberlappen befindet sich die sogenannte Leberpforte.
In diese Pforte münden die Leberarterie, die das Organ mit sauerstoffreichem Blut versorgt, und die Pfortader. Die Pfortader stellt die Verbindung zum Verdauungstrakt dar. Sie liefert sauerstoffarmes Blut, das jedoch sehr reich an Nährstoffen ist.
An der Pforte treten Nerven, Lymphgefäße und der Lebergang aus. Der Lebergang verbündet sich mit dem Gallenblasengang zum sogenannten großen Gallengang. Von hier aus wird die Galle in den Dünndarm geführt.
Die Leber ist das größte Stoffwechselorgan im menschlichen Körper. Sie hat wichtige Aufgaben hinsichtlich des Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweißstoffwechsels und ist das Entgiftungszentrum des Körpers.
Die Leber produziert Galle. Galle wird im Verdauungstrakt für die Emulgierung von Fetten benötigt. Die Farbstoffe der Galle sind unter anderem für die Färbung des Stuhles verantwortlich.
Das Organ ist zudem ein Speicherort von Energie. Aus Glukose wird in der Leber Glykogen. Bei Bedarf kann in der Hepar der Speicherstoff Glykogen wieder zu Energie umgewandelt werden.
Überschüssige Kohlenhydrate und Fettsäuren werden in der Leber umgewandelt. Sie liegen dann als körpereigenes Fett vor und werden im Fettgewebe gespeichert. Fette sind wasserunlöslich. Damit sie trotzdem zu den Zellen transportiert werden können, bindet die Leber sie an Eiweiße. Die sogenannten Lipoproteine können dann Fette wie zum Beispiel Cholesterin in die Zellen befördern.
Eine weitere wichtige Funktion der Leber ist die Entgiftung. Fremdstoffe wie Alkohol oder Medikamente werden in der Leber wasserlöslich gemacht. Dadurch kann sie der Körper ausscheiden.
3.8 Die Gallenblase
Das dünnwandig aufgebaute Organ liegt am unteren Rand des rechten Leberlappens. Das Volumen der Gallenblase beträgt in etwa 35 Milliliter. In diesem Organ wird die von der Leber gebildete Galle gespeichert. Bei Bedarf gibt die Gallenblase die Galle in das Duodenum im Dünndarm ab.
3.9 Die Bauchspeicheldrüse
Die Bauspeicheldrüse, auch Pankreas genannt, liegt quer hinter dem Magen. Der Pankreas ist die wichtigste Drüse im Verdauungssystem des menschlichen Körpers und bildet täglich etwa zwei Liter Bauchspeichel, der viele wichtige Enzyme für die Verdauung enthält.
Der Pankreas ist daher dafür zuständig, die Magensäure zu neutralisieren. Zudem bildet er das Enzym Alpha-Amylase. Dieses Enzym ist für den Kohlenhydratabbau essenziell.
Des Weiteren werden in der Bauchspeicheldrüse die Proteasen Trypsin und Chymotrypsin gebildet, die für die Spaltung von Enzymen benötigt werden.
Der Pankreas bildet darüber hinaus Lipasen und Nukleasen, die für die Verdauung von Fetten und Nukleinsäuren gebraucht werden.
Die Bauchspeicheldrüse und die Ausschüttung von Enzymen werden über das parasympathische Nervensystem und die Gewebshormone des Duodenums reguliert.
3.9.1 Die Langerhans-Inseln
Im Gewebe der Bauchspeicheldrüse sind die endokrinen Langerhans-Inseln eingebettet. Diese produzieren die Hormone Glukagon und Insulin und beeinflussen somit den Stoffwechsel maßgeblich. Glukagon erhöht den Blutzuckerspiegel, während sein Gegenspieler Insulin für die Senkung dieses Spiegels sorgt.
4. Erkrankungen des Verdauungstraktes
Die Erkrankungen des Verdauungstrakts und des damit zusammenhängenden Stoffwechsels sind sehr unterschiedlich und können einzelne oder mehre Organe und Organsysteme bzw. Funktionsweisen betreffen.
4.1 Erkrankungen der Zähne
Zu den häufigsten Erkrankungen der Zähne zählen der sogenannte Karies und die Parodontose.
Etwa 95 Prozent der Weltbevölkerung sind in ihrem Leben einmal oder mehrfach von Karies betroffen. Karies entsteht multikausal. Ein hoher Zuckergehalt der Nahrung kann eine mögliche Ursache sein. Karies kann vorgebeugt werden. Wichtigste Präventionsmaßnahme ist die regelmäßige Reinigung der Zähne.
Unter Parodontose werden alle Erkrankungen des Zahnhalteapparats zusammengefasst. Häufig geht sie mit einer Entzündung einher. Zahnlockerung und Zahnfleischtaschenbildung sind die Gefahren der Erkrankung. Mögliche Ursachen sind Bakterien und Zahnstein. Eine regelmäßige Mundhygiene kann der Entstehung von Paradontose entgegenwirken.
4.2 Erkrankungen von Speiseröhre und Magen
Durch krankhaftes Zurückfließen von saurem Magensaft kann eine Entzündung der Schleimhaut der Speiseröhre entstehen. Die Ursache einer sogenannten Refluxösophagitis ist eine Funktionsstörung des Speiseröhren-Schließmuskels. Seltener ist eine Erkrankung durch Verätzungen oder Bakterien. Die Betroffenen klagen über Sodbrennen und unspezifische Symptome wie Oberbauchschmerzen. Therapiert wird die Refluxösophagitis meist medikamentös und in Kombination mit einer Ernährungsumstellung.
Eine akute oder chronische Entzündung des Magens wird auch Gastritis genannt. Die akute Gastritis ist häufig eine Folge einer schweren Erkrankung wie zum Beispiel einem Nierenversagen oder einer Blutvergiftung. Auch Medikamente können diese Erkrankung auslösen. Eine schwerwiegende Komplikation der Gastritis ist die Magenblutung. Behandelt wird die akute Gastritis mit Arzneimitteln, die die Produktion von Magensäure hemmen.
Bei der chronischen Gastritis ist eine Infektion mit dem Mikroorganismus Helicobacter pylori die Hauptursache. Beide Erkrankungen können mit Symptomen wie Übelkeit, Erbrechen und Bauchschmerzen einhergehen.
Bei einer durch Helicobacter pylori induzierten Gastritis ist die Entwicklung eines Magengeschwürs möglich. Darunter wird ein Verlust an Gewebe in der Magenschleimhaut verstanden. Ein Magengeschwür entsteht durch ein vorherrschendes Ungleichgewicht aus schützenden und aggressiven Mechanismen der Schleimhaut. Ursachen können auch massiver Alkohol- oder Nikotingenuss sein. Therapiert wird das Magengeschwür mit säurehemmenden Medikamenten und einem Verzicht auf Kaffee, Alkohol und Zigaretten.
4.3 Erkrankungen des Darms
Eine Entzündung des Dünndarms wird auch Enteritis genannt. In vielen Fällen wird sie durch Bakterien oder Viren verursacht. Charakteristisch sind Durchfälle und Krämpfe. Die Enteritis wird ursachenabhängig mit Medikamenten behandelt.
Eine chronisch-entzündliche Darmerkrankung ist der sogenannte Morbus Chron, dessen Ursache noch unklar ist. Die Entzündung zieht sich über alle Darmschichten. Sehr häufig ist das Ende des Ileums im Dünndarm betroffen. Das wichtigste Symptom sind stetig auftretende wässrige Stühle. Je nach Schweregrad der Erkrankung wird diese therapiert. Dazu werden Durchfall hemmende und entzündungshemmende Arzneimittel verwendet. In einigen Fällen ist eine Operation nötig.
Weitere häufige Erkrankungen des Darmes sind die Blinddarmentzündung, Darmpolypen oder eine chronische Entzündung des Dickdarms. Letztere wird auch Colitis ulcerosa genannt.
4.4 Erkrankungen der Verdauungsdrüsen
Mögliche Erkrankungen der Verdauungsdrüsen sind unter anderem die Hepatitis oder die Pankreatitis.
Bei einer Hepatitis ist die Leber entzündet. Dies führt zu Störungen der Organfunktion. Die Hauptauslöser einer Hepatitis sind Viren. Gegen zwei Hepatitis-Virenstämme wurde bereits eine Impfung entwickelt.
Die Pankreatitis ist die Entzündung der Bauchspeicheldrüse. Häufige Ursachen sind Gallensteine und starker Alkoholkonsum. Es treten heftige Oberbauchschmerzen und Übelkeit auf.
4.5 Stoffwechselerkrankungen
Eine der wichtigsten Erkrankungen des Stoffwechsels ist der sogenannte Diabetes mellitus. Die Störung im Zuckerstoffwechsel geht mit chronisch erhöhten Blutzuckerwerten einher. Das Hormon Insulin ist nicht vorhanden oder wirkt nur eingeschränkt. Dadurch kann Zucker nicht aus dem Blut in die Zellen eingeschleust werden und verbleibt im Blut.
Es werden unterschiedliche Typen der Erkrankung beschrieben. Grundsätzlich sind die Gliederungen Typ 1 und Typ 2 die wichtigsten.
Ein unbehandelter Diabetes mellitus kann schwere Folgeerkrankungen nach sich ziehen. Dazu gehören unter anderem Netzhautschädigungen, Linsentrübungen, Erblindung, Nierenschädigung, Herzinfarkt und Schlaganfall.
Um dies zu vermeiden muss ein Typ-1-Diabetiker seinem Organismus ein Leben lang Insulin über Spritzen oder Pumpen zuführen. Typ-2-Diabetiker können auch mit oralen Antidiabetika behandelt werden.