Auswirkungen einer ballaststoffreichen Ernährung auf die menschliche Gesundheit

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Einleitung

1. VERDAUUNGSSYSTEME IM TIERREICH

2. VERDAUUNGSSYSTEM DES MENSCHEN
2.1 Mund
2.2 Speiseröhre
2.3 Magen
2.4 Dünndarm
2.4.1 Leber mit der Galle
2.4.2 Bauchspeicheldrüse
2.4.3 Resorption der einzelnen Nahrungsbestandteile
2.5 Dickdarm
2.5.1 Darmmotilität
2.5.2 Resorption und Fäzesbildung
2.5.3 Defäkation

3. BALLASTSTOFFE
3.1 Was sind Ballaststoffe?
3.2 Vorkommen
3.3 Vielfältige Wirkungen im Organismus

4. METHODE UND FORSCHUNGSDESIGN
4.1 Auswertungsmethoden
4.2 Statistikauswertung

5. ERGEBNISSE
5.1 Ballaststoffe
5.2 Vollkornprodukte

6. DISKUSSION
6.1 Schlussfolgerung
6.2 Erörterung im Hinblick auf Alltagsrelevanz und persönliche Perspektive ___

7. SCHLUSS

8. Literaturverzeichnis

9. Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Übersicht über die Gliederung der Organe des Verdauungssystems ohne Analkanal und ein Teil des Querkolons (aus Drenckhahn 2008, 586)

Abbildung 2: : H+-Ionen Abgabe ins Magenlumen (aus Horn 2009, 466)

Abbildung 3: Cl-- Ionen Abgabe ins Magenlumen (aus Horn 2009, 466)

Abbildung 4: Biosynthese der Gallensäuren (mod. nach Geisenberger & Rahbari 2018, 244)

Abbildung 5: Darstellung der Tänien, Haustren, Plicae semilunares und Appendices epiloicae, (aus Stein & Jahnke 2014, 11)

Abbildung 6: ß-1,4-glykosidischen Verknüpfung von Zellulose (aus Horn 2009, 27)

Abbildung 7: Dosis-Wirkungs-Analysen zwischen Ballaststoffen und Darmkrebsrisiko (aus Aune et al. BMJ 2011)

Abbildung 8: Darmkrebsrisiko je nach Faserquelle (aus Aune et al. BMJ 2011)

Abbildung 9: Dosis-Wirkungs-Analysen zwischen Vollkornprodukten und Darmkrebsrisiko (aus Aune et al. BMJ 2011)

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Einteilung von Ballaststoffen und ihre Quellen (in Anlehnung an Elmadfa & Meyer 2011, 10 f.)

Tabelle 2: prospektive Studien zur Ballaststoffaufnahme und die Inzidenz von Darmkrebs (aus Aune et al. BMJ 2011)

Tabelle 3: Aufnahmemenge (aus Aune et al. BMJ 2011, eigene Darstellung)

Tabelle 4: Subgruppenanalysen der Aufnahme von Getreidefasern und Vollkorn und des Darmkrebsrisikos, Dosis-Wirkungs-Analyse (aus Aune et al. BMJ 2011)

Tabelle 5: Prospektive Studien zur Vollkornaufnahme und Inzidenz von Darmkrebs (aus Aune et al. BMJ 2011)

Tabelle 6: Subgruppenanalysen der Aufnahme von Getreidefasern und Vollkornprodukte und des Darmkrebsrisikos, Dosis-Wirkungs-Analyse (aus Aune et al. BMJ 2011)

Tabelle 7: Ballaststoffgehalt verschiedener Lebensmittel (in Anlehnung an Becker 2002; Elmadfa & Meyer 2011,32)

Tabelle 8: Ernährungsplan (eigene Darstellung)

Einleitung

„In der ersten Hälfte unseres Lebens opfern wir unsere Gesundheit, um Geld zu erwerben, in der zweiten Hälfte opfern wir unser Geld, um die Gesundheit wiederzuerlangen. Und während dieser Zeit gehen Gesundheit und Leben von dannen“ - ein Zitat von Voltaire der den Zustand der Gesellschaft in wahre Worte fasst. Menschen investieren in alles erdenkliche nur nicht in das Wichtigste, die Gesundheit. Obwohl die Gesundheit das höchste Gut eines jeden Menschen ist, ist sie für viele eher zweitrangig. Dieses Bild spiegelt sich auch in der heutigen Gesellschaft wieder, anhand der zunehmenden Zivilisationskrankheiten. Seit den 90ern hat die Zahl an Zivilisationskrankheiten fortlaufend zugenommen. In Deutschland nimmt die Prävalenz von Übergewicht und Adipositas in allen Altersgruppen immer mehr zu. Adipöse Menschen werden immer dicker und die Zahl an Diabetikern steigt auch weiter an (Richter-Kuhlmann 2012). Auch Krebs ist in Deutschland weit verbreitet und ist neben der Herz-Kreislauf-Erkrankung die zweithäufigste Todesursache in Deutschland (vgl. Bundesministerium für Gesundheit 2019). Insbesondere Darmkrebs ist bei Frauen die am zweithäufigsten und bei Männern die am dritthäufigsten erscheinende Krebsart und gehört somit zu den häufigsten Krebserkrankungen. Jährlich erkranken im Schnitt ca. 30.000 Frauen und 33.000 Männer an Darmkrebs. Die Ursachen sind nicht immer eindeutig aber es gibt bestimmte Risikofaktoren, die Darmkrebs auslösen können. Zum einen kann es erblich bedingt sein und mit dem Erbgut weitergegeben werden, aber zum anderen können äußere Faktoren wie Lebensgewohnheiten und falsche Ernährungsweisen ein Risiko darstellen (vgl. Seidel & Feichter 2018).

Insbesondere die Ernährungsweise spiegelt sich in der Gesundheit wieder. Eine falsche Ernährung kann Zivilisationskrankheiten hervorrufen aber die richtige Ernährung kann nicht nur vor Krankheiten schützen, sondern auch heilen. In der modernen Medizin dreht sich alles um Medikamente, aber die Menschen sollten sich nicht nur auf Medikamente verlassen bzw. abhängig von Medikamenten sein, sondern ein natürliches Mittel gegen Krankheiten finden - nämlich die Ernährung. Wie Hippokrates der Vater der Medizin einst sagte: „Lass die Nahrung deine Medizin sein und die Medizin deine Nahrung!“.

Jeder kennt die Redewendung: „Du bist was du isst“. Alles, was der Mensch konsumiert, wirkt sich auf den Körper aus und verändert ihn. Der Körper baut sich aus dem auf, was zu ihm u.a. als Nahrung zugeführt wird. Eine schlechte Ernährung schlägt sich auf das Wohlbefinden aus und somit auch auf die Lebensqualität. Um ein gesundes und langes Leben führen zu können, ist es also wichtig gesunde Lebensmittel zu konsumieren und auf die optimale Nährstoffzufuhr zu achten. Dadurch kann nicht nur durch ein gesunder Lebensstil gefördert und die Lebensqualität verbessert werden, sondern auch ernährungsbedingte Zivilisationskrankheiten präventiv vorgebeugt werden.

Die Rede ist von der richtigen oder gesunden Ernährung, aber was genau verbirgt sich hinter diesen Begrifflichkeiten? Welche Nahrungsmittel oder Nährstoffe müsste man nehmen, um diesen gerecht zu werden? Es wäre natürlich wunderbar wenn es ein bestimmtes Lebensmittel gebe, der all die gesundheitlichen Sorgen aus dem Weg räumt, aber vielmehr kommt es auf die Einheit der Nahrungsbestandteile ein. Nährstoffe, Vitamine, Mineralien sind die Bausteine des Lebens und unerlässlich für die Gesundheit. Für einen gesunden und starken Körper müssen diese in ausreichenden Maße und in richtigem Verhältnis zueinander stehen, um ihren vielseitigen Funktionen nachzukommen. Es gibt aber ein Nahrungsbestandteil, dass in den letzten Jahren mehr Aufmerksamkeit bekommen hat: die Ballaststoffe. Früher wurde angenommen, dass Ballaststoffe - wie aus dem Namen hergeleitet - nur unnötiger Ballast für den Körper sind. Doch mittlerweile weiß man, dass sie nicht nur für eine gesunde Verdauung sondern auch für die Gesundheit unverzichtbar sind. Sie sind bei einer unzureichenden Konsumierung, welches als eine ballaststoffarmer Ernährung resultiert, neben anderen Faktoren ein erheblicher Risikofaktor für Darmkrebs (Robert-Koch-Institut 2015, 38).

Es wurde auch festgestellt, dass in den Industrieländern die Erkrankungsrate von Darmkrebs viel höher ist, als in den afrikanischen und zentralasiatischen Ländern. Womöglich liegt dies an den Ernährungsgewohnheiten, da in diesen Ländern die traditionellen Essgewohnheiten noch andauern und die Mahlzeiten überwiegend aus Getreide- und Vollkornprodukten, Obst sowie Gemüse bestehen und der Fleischkonsum nur gering ist (vgl. Kasper 2008, 4).

Die Auswirkung von Ballaststoffen ist ein forschungsrelevantes Thema, da sich die meisten Menschen mit ihrer eigenen Ernährung nicht genug beschäftigen und zudem über ein geringes Wissen über gesunde Ernährung verfügen. Dementsprechend sind ihnen auch die vielfältigen Wirkungen von Ballaststoffen auf den menschlichen Organismus nicht bewusst. Des Weiteren leiden viele Menschen auch an Verdauungsproblemen, die auch aufgrund von falscher Ernährung bzw. ballaststoffarmer Ernährung zustande kommen. Daher sollten die Menschen für ein gesundes Leben die präventiven Potenziale der Ernährungsmittel kennen und auch in der Lage sein, dieses Wissen an geeigneten Stellen in ihrer eigenen Ernährung zu nutzen.

Dieses Thema hat seine Relevanz nicht nur auf Grundlage dieser Befunde, sondern auch aufgrund von persönlichem Interesse. In meiner Familie gibt es zwei Vorfälle, die mein Interesse zu diesem Thema geweckt haben. Zum einen ist es wegen meiner Nichte, die seit frühem Kindesalter an Übergewicht und Verdauungsproblemen leidet und ich ihr durch diese Arbeit helfen möchte, den komplexen Vorgang der Verdauung und die Wirkung von Ballaststoffen auf den Verdauungstrakt zu verstehen. Zum anderen ist es wegen meinem Onkel, der seit einigen Monaten an Darmkrebs leidet und momentan in medizinischer Behandlung ist.

Vor diesem Hintergrund und dem persönlichen Interesse wird in dieser Arbeit untersucht, inwieweit Ballaststoffe einen Einfluss auf den Menschen, insbesondere auf Darmkrebs haben. Dazu wird unter anderem eine Metaanalyse prospektiver Studien ausgewertet, die den Zusammenhang zwischen Ballaststoffen und Vollkornprodukten und dem Darmkrebsrisiko untersucht. Zudem soll diese Arbeit mögliche Empfehlungen für eine ballaststoffreiche Ernährung für den Alltag mitgeben. Die vorliegende Arbeit lässt sich in sieben Kapiteln gliedern. Im ersten Kapitel wird zunächst kurz das Verdauungssystem im Tierreich angesprochen, wie es bei den verschiedenen Tieren aufgebaut ist, welche Tiere ein Verdauungssystem besitzen und welche nicht, damit die Entwicklung und das Vorhandensein des Verdauungssystems verstanden werden kann. In Kapitel zwei wird auf den Verdauungssystem des Menschen eingegangen, um Aufbau und die einzelnen Schritte der Verdauung zu verdeutlichen. Dabei wird die Nahrung durch die einzelnen Abschnitte bis zur Ausscheidung begleitet und die einzelnen Prozesse beschrieben. Angefangen wird dabei mit dem Mund als die Anfangsstation der Verdauung mit dem anschließenden Transport der Nahrung durch die Speiseröhre zum Magen. Auf den Magen wird dann etwas mehr eingegangen, da ein Teil der Verdauungsprozesse hier stattfinden und der Nahrungsbrei auf den Weitertransport zum wesentlichen Teil des Verdauungstrakts, nämlich dem Darm vorbereitet wird. Auf die einzelnen Darmabschnitte wird dann näher eingegangen und die einzelnen Verdauungsprozesse sowie die Resorption beschrieben und die Wichtigkeit des Darms für den Verdauungstrakt herausgestellt. Im dritten Teil der Arbeit werden dann die Ballaststoffe herausgearbeitet. Dafür werden sie zuerst definiert und die verschiedenen Arten von Ballaststoffen und ihr Vorkommen geschildert. Anschließend wird die Wichtigkeit der Ballaststoffe für den Menschen dargestellt, indem ihre vielfältige Wirkung auf den Verdauungstrakt verdeutlicht wird. Im vierten Teil der Arbeit wird die Studie bzw. eine Metaanalyse prospektiver Studien ausgewertet, die den Zusammenhang zwischen Ballaststoffen und Vollkornprodukten und dem Risiko an Darmkrebs zu erkranken überprüft. Die Metaanalyse umfasst dabei verschiedene Kohortenstudien, Fallkohortenstudien und Fall-Kontroll-Studien. Diese Studien haben den niedrigsten im Vergleich zur höchsten Ballaststoff- und Vollkornaufnahme und Darmrisiko analysiert, sowie eine Dosis-Wirkungs-Analyse durchgeführt. Die Ergebnisse der Metaanalyse werden daraufhin zusammengefasst, um zu überprüfen welche Faserquellen das Potenzial zur Senkung von Darmkrebsrisiko besitzen und in welchen Mengen sie dafür verzehrt werden müssen, die im Kapitel fünf dargestellt werden. Nach der Diskussion der Ergebnisse und der kurzen Schlussfolgerung, folgt eine persönliche Stellungnahme, indem die Ergebnisse der Metaanalyse als Grundlage für die Empfehlung einer ballaststoffreichen Ernährung in Form eines Ernährungsplans für die Schülerinnen und Schüler (in Folgenden SuS) dienen. In dem siebten und letzten Kapitel werden die Befunde der Masterarbeit mit einer Zusammenfassung gebündelt.

1. VERDAUUNGSSYSTEME IM TIERREICH

Jedes Lebewesen braucht für die Aufrechterhaltung der Körperfunktionen als auch für die Fortpflanzung Energie, die aus der Nahrung gewonnen werden kann. Dazu muss die Nahrung aber erst einmal nach der Aufnahme in resorbierbare Bestandteile verdaut und anschließend aufgenommen werden. Diese Funktion wird vom Verdauungssystem übernommen (vgl. Hickman et al. 2008, 1041). Die Verdauung ist ein Vorgang, bei dem die Nahrung mechanisch und chemisch zerkleinert sowie zersetzt wird (vgl. Burda 2005, 135). Dabei können zwischen verdaulichen und unverdaulichen Stoffen unterschieden werden, wobei letztere als Kot ausgeschieden werden (vgl. Hickman et al. 2008, 1041).

Die Nahrung eines Tieres sagt viel über ihn aus, denn die Art und Weise, wie das Tier zu seiner Nahrung gelangt und frisst, beeinflusst sein Verhalten, seine Physiologie und ebenso seine innere und äußere Anatomie (vgl. Hickman et al. 2008, 1040). So haben sich die einzelnen Abschnitte des Verdauungstraktes in der Evolution an die unterschiedlichen Ernährungsstrategien sowie an die besonderen Bedürfnisse der Tiere angepasst (vgl. Clauss & Clauss 2007, 223) und sind auch unterschiedlich aufgebaut (vgl. Kurth 2011, 669). Eine Verdauung kann intrazellulär oder extrazellulär erfolgen, wobei die intrazelluläre Verdauung wohl als die ursprünglichste Form der Verdauung gilt. Bei Schwämmen und Protozoen beispielsweise erfolgt die Verdauung vollkommen intrazellulär. Die intrazelluläre Verdauung ermöglicht die Aufnahme bzw. Verarbeitung kleiner Nahrungspartikel und ist daher eher für Mikrophagen geeignet (vgl. Heldmaier et al. 2013, 291 f.). Bei den meisten anderen Tiergruppen, erfolgt die Verdauung extrazellulär. Im Laufe der Evolution haben sich auch spezialisierte Verdauungskanäle entwickelt, wodurch es dann auch möglich war, größere Nahrungsmengen zu verarbeiten (vgl. Clauss & Clauss 2007, 223). Plathelminthen und Cnidarier weisen als Darmtrakt das Gastrovaskularsystem auf, einer stark verästelten Einsackung, der nur über eine einzige Öffnung zur Aufnahme der Nahrung und Abgabe der unverdaulichen Stoffe dient. Sie dient aber nicht nur der Verdauung, sondern übernimmt auch die Funktion als Verteilungssystem. Bei den übrigen Tieren besteht der Darmtrakt aus einem durchgehendem Rohr, der eine vordere Öffnung (Mund) und eine hintere Öffnung (After) hat - dem Verdauungstrakt, der auch als Magen-Darm-Trakt bezeichnet wird (vgl. Burda 2005, 131).

2. VERDAUUNGSSYSTEM DES MENSCHEN

Genau wie bei den höher entwickelten Metazoen haben Menschen einen hohen Energiebedarf und müssen eine hohe Leistung erbringen, um Köperfunktionen aufrechtzuhalten und alle Gewebe angemessen mit Blut und Nährstoffen zu versorgen. Daher brauchen sie ein spezialisiertes Verdauungssystem, nämlich dem Verdauungstrakt auch bekannt als Gastrointestinaltrakt oder Magen-Darm-Kanal, (wobei die letztere beiden Begriffe den Kopfdarm nicht miteinbeziehen; vgl. Schwegler 1998, 243).

Das Verdauungssystem (Abb. 1) setzt sich aus dem Verdauungskanal (Mundhöhle, Rachen, Speiseröhre, Magen, Dünndarm und Dickdarm) und einigen Drüsen (Mundspeicheldrüse, Leber und Pankreas) zusammen, die in den Verdauungskanal auslaufen (vgl. Drenckhahn 2008, 586). Diese Verdauungsorgane gliedern sich in einen Kopfdarm und einen Rumpfdarm. Zu dem Kopfdarm gehören:

- Mundhöhle (Cavitas oris)
- Rachen (Pharynx)
- Speicheldrüsen (Glandulae salivariae)

Der Rumpfdarm wiederum beinhaltet die Speiseröhre, den weiteren Verdauungsdrüsen (Leber und Bauchspeicheldrüse) und den Magen-Darm-Trakt, der sich ebenfalls in weitere Abschnitte unterteilt:

- Speiseröhre (Oesophagus)
- Magen (Gaster)
- Dünndarm (Interstinum tenue), darunter Zwölffingerdarm (Duodenum), Leerdarm (Jejunum) und Krummdarm (Ileum)
- Dickdarm (Interstinum crassum), darunter Blinddarm (Caecum) mit Wurmfortsatz (Appendix vermiformis), Grimmdarm (Colon), Mastdarm (Rectum), Analkanal (Canalis analis)
- Leber (Hepar)
- Bauchspeicheldrüse (Pancreas)

Der Grimmdarm (Colon) untergliedert sich dann noch weiter in das Colon ascendens, Colon transversum, Colon descendes und Colon sigmoideum und bildet somit den Hauptteil des Dickdarms. Sowohl die Verdauungsorgane des Kopfdarms als auch die des Rumpfdarms haben an sich ganz unterschiedliche Aufgaben (vgl. Faller 2004, 431 f.). Zusammen sind sie für die Zerkleinerung der Nahrung, Aufschließen der darin enthaltenen Nährstoffe und die Aufnahme ins Blut zuständig (vgl. Schwegler 1998, 242). Welche Aufgaben sie im Einzelnen haben und welchen Beitrag sie zur Verdauung leisten, wird Thema dieses Kapitels sein.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Übersicht über die Gliederung der Organe des Verdauungssystems ohne Analkanal und ein Teil des Querkolons (aus Drenckhahn 2008, 586)

2.1 Mund

Menschen haben je nach Lebensalter und der körperlichen Tätigkeit einen anderen Energiebedarf. Um den Energiebedarf zu decken werden Stoffe, die als Energielieferanten dienen, mit der Nahrung zugeführt (Kohlenhydrate, Fette und Proteine) (vgl. Speckmann & Wittkowski 2004, 229 f.). Um die Energie aus diesen Nährstoffen zu gewinnen, müssen diese wie auch bereits erwähnt, verdaut und dann resorbiert werden (vgl. Kurth 2011, 680). Diese Verdauung beginnt aber nicht direkt im Magen, sondern schon viel vorher, bereits im Mund. In der Mundhöhle (Cavatis orta) wird die Nahrung mit Hilfe der Zähne mechanisch zerkleinert, wobei der Speichelfluss dadurch angeregt wird (vgl. Schwegler 1998, 252). Im Mund befinden sich drei große paarige Speicheldrüsen, nämlich die Unterkieferspeicheldrüse (Glandula submandilubaris), die Ohrspeicheldrüse (Glandula parotis) und die Unterzungenspeicheldrüse (Glandula sublingualis). Die Sekrete der Speicheldrüsen unterscheiden sich dabei vom Typ her. Hierbei wird zwischen muköse, seröse und seromuköse Drüse unterschieden. Ein muköser Speichel ist relativ zähflüssig und schleimhaltig, welches von der Unterzungendrüse abgesondert wird, während der seröse Schleim eher enzymhaltig und dünnflüssig ist und von der Ohrspeicheldrüse produziert wird. Das Sekret der Unterkieferdrüse ist seromukös, also ein Gemisch und ist daher von mittlerer Zähigkeit (vgl. Schwegler 1998, 251). Zusammen produzieren sie bis zu 1,5 L Sekret pro Tag, wobei die Speichelproduktion bei der Nahrungsaufnahme am stärksten ist (vgl. Vaupel 2010, 800). Schon allein der bloße Anblick oder der Geruch des Essens führt zur Steigerung der Speichelproduktion und lässt das Wasser im Mund zusammenlaufen (vgl. Heldmaier et al. 2013, 297). Der Speichel besteht tatsächlich zu 99,5 % aus Wasser und die restlichen 0,5 % aus organische und anorganische Bestandteilen, wie beispielsweise Muzine und das Enzym a-Amylase, die funktionell auch die wichtigsten Substanzen darstellen. Muzine sind Schleimstoffe, die die Nahrung einschleimen und sie so für den Weitertransport durch die Speiseröhre vorbereiten. Die a-Amylase (Ptyalin) ist das einzige Enzym des Sekrets, welches Nahrungsbestandteile, besser gesagt Kohlenhydrate zerlegen kann (vgl. Horn 2009, 463 f.). Das stärkespaltende Enzym Ptyalin, kann die Stärke bis hin zu Maltose, einem Disaccharid abbauen, wodurch stärkehaltige Nahrungsmittel wie Brot nach längerem Kauen einen süßen Geschmack haben (vgl. Mörike et al. 2007, 412). Das Ptyalin wird dabei von der Ohrspeicheldrüse gebildet und kann in der Mundhöhle mit der Spaltung von Kohlenhydraten beginnen, falls die Nahrung lang genug in der Mundhöhle bleibt. Denn anderenfalls gelangt sie kaum zerkaut in den Magen, wo die Amylase aufgrund der starken Magensäure ihre Wirkung verliert und zerfällt (vgl. Horn 2009, 464). Deswegen wird auch öfters empfohlen, eine Speise mehrmals zu kauen.

Nachdem die Nahrung durchkaut, mit Speichel durchtränkt und somit gleitfähig und schluckbar gemacht wird, passiert sie beim Schluckakt die Schlundenge, einer Übergangszone zwischen Mund- und Rachenhöhle, und den Rachenraum (vgl. Drenckhahn 2008, 625). Der Rachen, Pharynx oder auch Schlund genannt, ist ein mit Schleimhaut ausgekleideter, ca. 12 cm langer Schlauch, der von der Schädelbasis bis zum Beginn der Speiseröhre reicht (vgl. Faller 2004, 442). Er lässt sich in drei Abschnitte gliedern, in den oberen Rachen (Epipharynx), dem Nasenrachen, in den mittleren Rachen (Mesopharynx), dem Mundrachen und den unteren Rachen (Hypopharynx), dem Kehlkopfrachen. In dem mittleren und unteren Abschnitt des Rachens, dem Meso- und Hypopharynx kreuzen sich Atem- und Speiseweg (vgl. Speckmann & Wittkowski 2004, 242). Um zu verhindern, dass der Nahrungsbissen (Bolus) oder der Speichel aus der Mundhöhle in den Atemweg gelangt, findet ein komplexer Vorgang statt, den Schluckakt (vgl. Faller 2004, 444). Der Schluckvorgang kann dabei in drei Transportphasen unterteilt werden, die ineinander gleiten. Die erste Phase ist die orale Phase, die willkürlich gesteuert wird. Hierbei werden die Lippen geschlossen und die Zunge bzw. die Zungenspitze bewegt ein Teil des Nahrungsbissens in Richtung Zungengrund zum harten Gaumen. Durch den geschlossenen Kiefer hebt sich der weiche Gaumen, sodass er zusammen mit den kontrahierten palatopharyngealen Muskeln die Mundhöhle gegen den Nasenrachen abschließt. Die Zunge schiebt dabei den Bolus in die Richtung des Rachens. Nun kommt die zweite bzw. pharyngeale Phase: Beim Eintritt des Bolus in den Rachen wird ein unwillkürlicher Schluckreflex eingeleitet. Hier ist es besonders wichtig, dass der Atemweg geschützt wird, damit keine Boluspartikel in die Luftröhre gelangen. Dafür kommt es zum kurzen Schließen der Stimmritze, wodurch die Atmung kurz unterbrochen wird und auch zur Hebung des Kehlkopfes, was dazu führt, dass der Atemweg verlegt wird und der Kehldeckel sich über den Eingang der Luftröhre umbiegt. Durch die Öffnung des oberen Schließmuskels der Speiseröhre gleitet der Bolus mit Hilfe der Muskulatur des Pharynx und der Zunge nun über den Kehldeckel in die Speiseröhre, wodurch die ösophageale Phase, also die dritte Phase beginnt (vgl. Vaupel 2010, 801 f.). Nachdem der Bolus in die Speiseröhre eintritt, zieht die untere Zungenbeinmuskulatur den Kehlkopf wieder in die Ausgangsposition nach unten und öffnet somit wieder den Atemweg. Der Bolus wird dann anschließend durch die Speiseröhre Richtung Magen transportiert (vgl. Faller 2004, 444).

2.2 Speiseröhre

Die Speiseröhre (Ösophagus) ist ein elastischer Muskelschlauch, mit einer durchschnittlichen Länge von 20-30 cm. Sie spielt für die Verdauung keine Rolle. Ihre Aufgabe besteht darin, den Bolus vom Pharynx in den Magen zu transportieren. Dies geschieht durch peristaltische Wellen (vgl. Schwegler 1998, 254). Am unteren Ende des Ösophagus befindet sich ein Schließmuskel (unterer Ösophagussphinkter), der als Verschlussmechanismus fungiert und so die Speiseröhre verschließt. Dieser Verschlussmechanismus sorgt dafür, dass der Inhalt des Magens nicht zurück in die Speiseröhre fließt (vgl. Vaupel 2010, 802). Eine Störung des Verschlussmechanismus kann aber zu einem Rückfluss (Reflux) vom sauren Magensaft in den Oesophagus führen, welches die Schleimhaut schädigt und auch entzünden kann, was auch unter dem Namen Sodbrennen bekannt ist. Es kann auch passieren, dass größere Nahrungsteilchen in der Speiseröhre stecken bleiben, da die Speiseröhre trotz der hohen Elastizität drei enge Stellen hat, die auch als Ösophagusengen bezeichnet werden. Mit einem Durchmesser von 14 mm befindet sich die obere Ösophagusenge auf der Höhe des Ringknorpels und ist somit die engste Stelle (vgl. Faller 2004, 446). Diese Verengung wird auch von einem Sphinktermechanismus (oberer Ösophagussphinkter) verschlossen (vgl. Drenckhahn 2008, 635). Die mittlere Ösophagusenge befindet sich auf der Höhe des Aortenbogens und die untere Ösophagusenge beim Durchtritt durch das Zwerchfell (vgl. Faller 2004, 446). Je nach Körperhaltung und der Konsistenz des Bissens, ändert sich auch die Passagezeit. Flüssigkeiten erreichen bei einer aufrechten Körperhaltung den Magen innerhalb einer Sekunde, wobei der Nahrungsbrei nach fünf Sekunden und feste Nahrungsteilchen nach ca. 10 Sekunden den Magen erreichen (vgl. Vaupel 2010, 802).

2.3 Magen

Der Magen, Gaster oder auch Ventriculus genannt befindet sich unter dem Zwerchfell im linken oberen Bauchbereich, wobei gesagt werden kann, dass die Form und Lage individuell unterschiedlich ist (vgl. Faller 2004, 447 f.). Sie wird von der Körperlage und dem Füllzustand beeinträchtigt. Im Liegen befindet sich der Magen wie bereits erwähnt im linken Oberbauch, wohingegen sie im Stehen bis zum Magen herabhängen und bei einem gut gefüllten Magen dessen Muskulatur erschlafft ist, sich sogar bis unter dem Bauchnabel erstrecken kann. Ihre Form ähnelt sich zumeist die eines Angelhakens (vgl. Mörike et al. 2007, 421). Das Fassungsvermögen des Magens ist auch individuell unterschiedlich und umfasst in etwa 1,5 L (vgl. Drenckhahn 2008, 655).

Der Magen kann in mehreren Abschnitten untergliedert werden. An der Stelle wo die Speiseröhre in den Magen mündet, befindet sich der Mageneingang (Kardia), gefolgt von dem Magengrund auch Fundus genannt (vgl. Drenckhahn 2008, 655). Mit der Ankunft des Bissens durch die Speiseröhre in die Kardia, erschlafft sowohl der Mageneingang, als auch die Wandmuskulatur des Fundus. So kann die aufgenommene Nahrung für eine Weile in diesem Magenabschnitt gespeichert werden (vgl. Schwegler 1998, 263). Der Fundus ist zugleich auch der höchste Bereich des Magens, die auf einem Röntgenbild aufgrund des verschluckten Lufts als Magenblase gut zu sehen ist. Seine Funktion besteht wie bereits erwähnt primär in der Nahrungsaufbewahrung und er besitzt sehr ausgebildete Magendrüsen (vgl. Schwegler 1998, 258). Die Magendrüsen sind in den verschiedenen

Magenabschnitten anders gebaut. Während in der Kardia die Drüsen in erster Linie Schleim produzieren, finden sich in Fundus drei verschiedene Typen von Drüsenzellen, nämlich Hauptzellen, Belegzellen und Nebenzellen. Die Hauptzellen bilden Pepsinogene und befinden sich eher im Hauptteil im Drüsengrund. Die Belegzellen auch Parietalzellen genannt sezernieren Salzsäure und „intrinsic faktor“ und sind mehr im mittleren Bereich im Drüsenhals zu finden, wobei die Nebenzellen Muzine produzieren und sich ebenfalls im Halsbereich befinden (vgl. Drenckhahn 2008, 658 f.). Anschließend an den Fundus folgt der Magenkörper (Korpus), der den Hauptteil des Magens ausmacht. Wie beim Fundus sind auch hier die Magendrüsen stark ausgebildet und sie besitzen die gleichen Typen von Drüsenzellen. Somit stellt die Schleimhaut des Fundus und des Korpus Säure und Verdauungsenzyme her. Der Korpus dient aber nicht wie der Fundus als Speicher, sondern seine Aufgabe besteht darin, die Nahrung, Säure und Enzyme durch peristaltische Wellen, die durch die Muskulatur erzeugt wird, zu vermischen und weiterzutransportieren (vgl. Schwegler 1998, 258). Durch diese peristaltischen Wellen kann so die aufgenommene Nahrung in Richtung Magenausgang transportiert werden, wobei die Abstände zwischen 20 Sekunden bis 4 Minuten variieren können und abhängig von der Verdauungsaktivität des Magens sind (vgl. Schwegler 1998, 263). An dem Korpus schließt sich das Endteil des Magens an, nämlich der Magenausgang (Antrum) mit dem Pförtner (Pylorus) (vgl. Drenckhahn 2008, 655). Die Drüsen des Pylorus ähneln sich die der Kardia und zeigen kaum Unterschiede auf. Sie sezernieren Schleim, der schwach sauer ist und enthalten edokrine Epithelzellen, wie überwiegend Gastrin-Zellen und auch Somatostatin- und Serotonin-Zellen, die eher in geringem Maße vorhanden sind (vgl. Drenckhahn 2008, 662). Die Schleimhaut des Antrums erzeugt Steuerhormone, die die Verdauungstätigkeit regelt und gemeinsam mit dem Magenpförtner Pylorus sind sie für die Zerkleinerung und Durchmischung des Bolus zuständig, welche durch starke peristaltische Wellen des Antrummuskulatur zustande kommt (vgl. Schwegler 1998, 258). In diesem Magenabschnitt sind die Wellen am intensivsten und auch das Lumen ist hier sehr verengt, so dass er einen Durchmesser von wenigen Millimetern hat. Wenn der Bereich des Pylorus voll mit Nahrung ist, herrscht ein hoher mechanischer Druck. Falls sich hier größere Nahrungspartikel von mehr als 1 mm Durchmesser befinden, lösen Mechanorezeptoren im Antrum Signale aus, die zur reflektorischen Schließung des Pylorus führen. So kommt es dazu, dass die peristaltischen Wellen auf einen Wiederstand treffen, den sie nicht überwinden können und der Nahrungsbrei wird durch das enge Lumen in den Korpus wieder zurückgedrängt. Durch diese Bewegung kommt es zur Zerkleinerung der Nahrungspartikel, so dass sie weniger als 1 mm Durchmesser besitzen und dadurch kein Hindernis mehr stellen. Auf diese Weise öffnet sich der Pylorus innerhalb der peristaltischen Welle minimal und gibt mit jeder Welle einen geringen Teil von 1-2 % des Mageninhalts in den Dünndarm ab (vgl. Schwegler 1998, 263).

Der Magen ist aber nicht nur für die chemische und mechanische Zubereitung der Nahrung auf die Darmverdauung zuständig, sondern in der Regel erfüllt der Magen mehrere verschiedene Funktionen (vgl. Kulenkampff & Leonhardt 1974, 9). Neben der Funktion als vorläufiger Speicher der aufgenommenen Nahrung und der Regelung des Weitertransports zum Dünndarm, verflüssigt er noch die Nahrung und löst davon einen Teil mithilfe seiner Enzyme auf. Er ist ebenso für die Produktion von Salzsäure, Gewebshormone und Schleimstoffe zuständig und übernimmt auch die Aufgabe als Gefahrenabwehr, in dem er die Weiterleitung gefährlicher Stoffe durch Erbrechen oder durch Keimtötung verhindert (vgl. Mörike et al. 2007, 422). Diese weiteren Funktionen kann der Magen nur durch die Bildung seines Magensafts erfüllen, der den Nahrungsbrei dafür erst chemisch zerkleinern, bzw. in einen flüssigen Zustand bringen muss. Täglich werden dafür etwa 2-3 L Magensaft produziert (vgl. Faller 2004, 447), dessen pH-Wert bis zu pH = 1 absinken kann, im Normalfall aber einen pH-Wert von 2-3 hat (vgl. Horn 2009, 465). Der Magensaft wird von den verschiedenen Zellen der Magenmukosa sezerniert und besteht dabei aus Salzsäure, Pepsinogene, Muzine, Bikarbonat und dem Intrinsic-Faktor (vgl. Vaupel 2010, 805). Die Salzsäure wird von den Belegzellen (Parietalzellen) gebildet. Dazu nehmen sie Kohlenstoffdioxid aus dem Blut auf und das Kohlenstoffdioxid verbindet sich dort mithilfe der Carboanhydrase mit dem Wasser, wie auch in der Abbildung 2 dargestellt wird. Die dadurch entstandene Kohlensäure (H2CO3) zerfällt anschließend in der Zelle in Bikarbonat und Protonen. Die H+-Ionen werden dann je nach Bedarf im Austausch gegen K+-Ionen ins Magenlumen abgegeben. Der Austauschkanal ist in der Abbildung 2 dabei als ein Kreis dargestellt. Da der Bedarf an Kaliumionen in der Zelle begrenzt ist, werden sie durch einen besonderen Kaliumkanal wieder in den Magenlumen zurückbefördert und so für den nächsten Austausch bereitgestellt. Gleichzeitig werden Cl--Ionen aus dem Blut über einen Austauschkanal in die Zelle im Austausch gegen Bikarbonationen aufgenommen, welches in der Abbildung 3 dargestellt wird. Die Cl--Ionen die sich nun in der Zelle befinden, gelangen dann anschließend durch einen besonderen Chloridkanal ins Magenlumen und bilden da, mit den Protonen zusammen die Salzsäure (vgl. Horn 2009, 465 f.)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: : H+-Ionen Abgabe ins Magenlumen (aus Horn 2009, 466)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Cl-- Ionen Abgabe ins Magenlumen (aus Horn 2009, 466)

Die Salzsäure im Magen erfüllt verschiedene Aufgaben, wie z.B. die Abtötung der Bakterien oder anderen nicht willkommenen Eindringlingen. Sie ist aber auch für die Denaturierung der Nahrungsproteine zuständig. Da die Nahrungsproteine im Magendarmtrakt eher als riesige Aminosäureknödel vorzufinden sind, sind sie auch von eiweißspaltenden Enzymen schlechter angreifbar. Durch die Salzsäure können diese Knödel entwunden werden, da die Aminosäuren durch die Berührung mit der Salzsäure Protonen aufnehmen und so ein Überschuss an positiver Ladung entsteht, was dazu führt, dass sie sich wegen ihrer positiven Ladung gegenseitig abstoßen. Nach einer kurzen Zeit entwinden sich die Aminosäureknödel und sind als lange Schnur mit positiver Ladung vorzufinden und können dadurch durch Verdauungsenzyme leichter angegriffen werden. Das Pepsin ist so ein eiweißspaltendes Enzym, welches als inaktive Vorstufe (Pepsinogen) von den Hauptzellen sezerniert wird. Durch den sauren pH-Wert wird das Pepsinogen im Magenlumen in die aktive Form, dem Pepsin umgewandelt (vgl. Horn 2009, 465 f.). Pepsine sind Endopeptidasen, die Eiweiße zu Polypeptiden spalten. So findet die erste Eiweißverdauung bereits im Magen statt, wobei die Verdauung der Kohlenhydrate nicht im Magen, sondern im Dünndarm fortgesetzt wird (vgl. Faller 2004, 472-476).

Da Salzsäure und Pepsin aggressive Faktoren sind, die der Magenschleimhaut schädigen können, gibt es eine schützende Schleimschicht, die sich über den ganzen Magen zieht und so die Magenschleimhaut vor Schäden schützt. Der Hauptbestandteil dieser Schleimschicht sind Muzine, die in den Nebenzellen gebildet werden. Die Schleimschicht erfüllt zusammen mit dem Bikarbonat eine wichtige Schutzfunktion. Der mit Bikarbonat angereicherte Schleim neutralisiert die Salzsäure und sorgt so an der Zelloberfläche einen pH-Wert von 7, wobei der pH-Wert im Magenlumen bis zu 2 beträgt (vgl. Vaupel 2010, 806). So werden die Zellen vor der Eigenverdauung geschützt (vgl. Horn 2009, 466).

Abgesehen von Salzsäure, Pepsinogene, Muzine und Bikarbonat besteht der Magensaft noch aus dem Intrinsic-Faktor, einem Gylkoprotein, der neben der Salzsäure ebenfalls von den Belegzellen sezerniert wird. Der intrinsic-Faktor ermöglicht die Aufnahme von Vitamin B12 (Cobalamin). Der säuresensitive Cobalamin wird mit der Nahrung aufgenommen und bindet sich an Haptocorrin, wodurch ein magensaftresistenter Komplex entsteht und so der Transport in den Dünndarm ermöglicht wird. Im oberen Bereich des Dünndarms wird dieser Komplex durch Pankreasenzyme gespalten und das Vitamin B12 bindet sich anschließend an den intrinsic-Faktor. Diese Verbindung ist immun gegen Absorption im oberen Bereich des Dünndarms und kann so erst im terminalen Ileum resorbiert werden (vgl. Vaupel 2010, 806).

Die Magensekretion muss aber gut geregelt werden, da im anderen Fall eine zu starke Säureproduktion im Nüchternheit die Schleimhaut schädigen und somit unter anderem zur Magenschleimhautentzündung führen kann (vgl. Schwegler 1998, 261 f.). Bei der Magensaftsekretion werden daher drei Phasen unterschieden: die kephale Phase, die gastrische Phase und die intestinale Phase. Bei der kephalen Phase reicht der bloße Anblick, der Geruch und der Geschmack des Essens aus, um die Magensaftproduktion auszulösen. Sogar der Gedanke an oder auch das Warten auf das Essen führt zu einer Stimulation der Magensaftsekretion. Diese Signale zur Stimulation der Sekretion ist zentralnervös gesteuert und werden vom zentralen Nervensystem ausgelöst und über den N. vagus, dem zehnten Hirnnerv zum Magen weitergeleitet (vgl. Vaupel 2010, 807). Durch den N. vagus werden auch die Sekretion der Magensäure aus den Belegzellen stimuliert und ebenso die Gastrinabgabe aus den Drüsen des Antrum und Pylorus gefördert (vgl. Schwegler 1998, 262). 40-45 % der Sekretion finden bei dieser Phase statt. Die gastrische Phase beginnt mit der Nahrungsaufnahme. Sobald der Nahrungsbrei den Magen erreicht dehnt sich die Magenwand, was dazu führt, dass Gastrin ausgeschüttet wird und dieser auf dem Blutweg zum Fundus und Korpus gelangt und so die Säuresekretion stimuliert. Auch chemische Faktoren wie Alkohol oder Peptide führen ebenfalls zur Ausschüttung von Gastrin. Bei der intestinalen somit auch letzten Phase wird die Magensäureproduktion auch vom Zwölffingerdarm hormonell beeinflusst. Bestimmte Hormone aus der Schleimhaut des Zwölffingerdarms wie Sekretin hemmen beispielsweise die Säureproduktion und führen somit zur Verzögerung der Magenentleerung. Dank diesen Umstands regelt das Hormon die Weitergabe des Speisebreis an den Dünndarm und passt es seinen Bedürfnissen an und verhindert somit eine beschleunigte Entleerung des Mageninhalts (vgl. Schwegler 1998, 262).

Die Verweildauer der Nahrung im Magen ist von ihrer Zusammensetzung und ebenso dem Füllzustand des Darms abhängig. Die Passagezeit der Speisen durch den Magen werden durch einen leeren Dünndarm begünstigt und genauso Flüssigkeiten passieren den Magen nur innerhalb weniger Minuten. Bei Speisen ist es wiederum sehr unterschiedlich. Kohlenhydrate bleiben durchschnittlich 1-2 Stunden im Magen, während Eiweiße 2-3 Stunde im Magen verweilen und Fette sogar nach erst mehr als 5 Stunden den Magen verlassen (vgl. Schwegler 1998, 262). Nach einer Verweildauer von 1 - 5 Stunden (oder mehr) gelangt der Mageninhalt somit ins Duodenum.

2.4 Dünndarm

Der Dünndarm (Intestinum tenue) beginnt am Magenpförtner und ist mit einer Länge von 3 - 5 Metern der größte Teil des Verdauungstraktes (vgl. Schwegler 1998, 264). Er spielt für den Verdauungstrakt eine wichtige Rolle, da er besondere Verdauungsenzyme besitzt, welche die Nahrungsstoffe in ihre kleinsten Bestandteile zerlegt, bevor die Resorption stattfindet. Er wird in drei Abschnitte unterteilt: Duodenum (Zwölffingerdarm), Jejunum (Leerdarm) und Ileum (Krummdarm) (vgl. Rohen & Lütjen-Drecoll 2006, 128 f.). Das Duodenum ist der erste Abschnitt und auch der kürzeste Teil des Dünndarms. Es wird auch wegen seiner Länge von 25 - 30 cm auch Zwölffingerdarm genannt, da er nur etwas länger als zwölf Finger breit ist. Das Duodenum beginnt direkt hinter dem Pylorus und hat die Form eines „C“, dessen Schlinge den Kopf des Pankreas (Bauchspeicheldrüse) umschließt (vgl. Schwegler 1998, 264). Dabei wird es in vier Abschnitte untergliedert. Der obere Abschnitt die Pars superior ist ca. 5 cm lang und verläuft horizontal. Sie liegt im Gegensatz zu den anderen Abschnitten intraperitoneal und hat einen etwas erweiterten Anfangsteil und nimmt den Chymus der aus dem Pylorus hindurchdringt in kleinen Portionen auf. Nach dem Pars superior folgt der absteigende Abschnitt, die Pars descendens, der sich rechts neben der Wirbelsäule befindet. Hier münden die beiden Ausführungsgänge von Leber und Bauchspeicheldrüse. Die Pars horizontalis ist der dritte Abschnitt, der horizontal verläuft und so zum letzten Abschnitt, dem Pars ascendens übergeht. Die Pars ascendens ist der aufsteigende und letzte Teil des Duodenums und geht anschließend in das Jejunum, dem zweiten Abschnitt des Dünndarms über. Das Jejunum und Ileum sind die letzten beiden Abschnittte des Dünndarms und sind im Grunde voneinander nicht scharf abzugrenzen. Die ersten 2/5 werden zum Jejunum und die restlichen 3/5 zum Ileum gezählt. Die beiden Abschnitte des Darms sind anders als beim Duodenum in der Bauchhöhle beweglich.

Ihre Schlingen sind am Mesenterium an der Hinterwand der Bauchhöhle, der auch als Gekröse bezeichnet wird, angeheftet (vgl. Drenckhahn 2008, 667 ff.). Das Mesenterium ist dabei für die Blut- und Nervenversorgung des Dünndarms zuständig (vgl. Faller 2004, 452).

Für die Darmtätigkeit spielt die Schleimhaut eine zentrale Rolle, da hier die Resorptionsprozesse stattfinden, die essenziell sind (vgl. Schwegler 1998, 265). Um eine bessere Resorption im Dünndarm zu ermöglichen, wird die Oberfläche durch Falten, Zotten und der Mikrovilli stark vergrößert (vgl. Faller 2004, 454). Diese Oberflächenvergrößerung ist ein besonderes morphologisches Merkmal des Dünndarms (vgl. Kurth 2011). Durch die ringförmigen, KERCKRINGsche Falten der Schleimhaut wird die Oberfläche um das Dreifache vergrößert. Auf den Falten sitzen feine Zotten, die etwa 0,5 - 1 mm lang sind und sich fingerförmig erheben. Diese Zotten sich nichts Anderes als Schleimhautausstülpungen. Zwischen den Zotten befinden sich Darmdrüsen, die sogenannten Krypten, welche nur eine Länge von 0,2 - 0,4 mm haben und für die Sezernierung von Verdauungssekrete sowie Schleim zuständig sind. Die Krypten enthalten auch die Paneth-Körnerzellen, deren Aufgabe die Absonderung von Lysozymen und hormonproduzierenden Zellen sind. Die Zotten und Krypten zusammen vergrößern die Oberfläche um das Zehnfache, aber die größte Oberflächenvergrößerung entsteht aus dem Bürstensaum, dem Mikrovilli, die in den Epithelzellen vorkommen (vgl. Schwegler 1998, 265). Sie führen zu einer 20­fachen Vergrößerung der Oberfläche und gemeinsam mit den Falten, Zotten und Krypten kann der Dünndarm eine Oberfläche von mehr als 200 m[2] erreichen (vgl. Junqueira et al. 2005, 256).

Das Duodenum enthält im Gegensatz zu den anderen Abschnitten des Dünndarms die KERKRINGsche Falten am meisten (vgl. Drenckhahn 2008, 670.). Auf den Falten seiner Schleimhaut sitzen auch viele Zotten, aber dafür sind Krypten nicht zahlreich vorhanden (vgl. Drenckhahn 2008). So fehlt es ihm an ausreichenden Drüsen, wie den Becherzellen, aber dafür hat das Duodenum eine besondere Drüse, die in der Submukosa sitzt, nämlich die Brunner-Drüsen (vgl. Junqueira et al. 2005, 254). Diese Drüsen sezernieren ein Sekret, der reich an Bikarbonat ist, der den sauren pH-Wert von 2 auf den basischen von 8 anhebt und so den sauren Magensaft neutralisiert (vgl. Horn 2009, 468). Darüber hinaus produzieren die Brunner-Drüsen unter anderem ein wichtiges Enzym namens Enterokinase, der in der Lage ist, das inaktive Trypsinogen in seine aktive Form Trypsin umzuwandeln (vgl. Schwegler 1998, 265).

Wie beim Duodenum sind auch im Jejunum die KERCKRINGsche Falten mit den Zotten zu finden und zudem sind auch noch Krypten vorhanden, aber keine Drüsen die bis in die Submukosa gehen. Bei dem letzten Abschnitt des Dünndarms wiederum, dem Ileum fehlen die Falten, aber Zotten und Krypten sind gleichfalls gegeben. Das Besondere beim Ileum sind die Lymphfollikel, die PEYERschen Platten, die sich in seiner Wand, gegenüber dem Ansatz des Mesenteriums befinden (vgl. Mörike et al. 2007, 428). Diese Lymphfollikel spielen eine entscheidende Rolle bei der Immunabwehr (vgl. Schwegler 1998, 265.).

2.4.1 Leber mit der Galle

Die Leber ist mit ihrem Gewicht von ca. 1,5 kg eines der größten Organe des menschlichen Körpers (vgl. Mörike et al. 2007, 431). Sie ist das zentrale Stoffwechselorgan und übernimmt verschiedene Funktionen wie die Synthese von Aminosäuren, Gallensalze, Cholesterin, Phospholipide und auch Proteinen. Auch der Abbau von Aminosäuren, die Speicherung von Nährstoffen, vor allem von Glykogen und Vitaminen oder auch die Entgiftung gehört zu den Aufgaben der Leber (vgl. Kasper & Burghardt 2009, 246 f.). Zudem ist die Leber als exkretorische Drüse tätig und produziert so die Galle, die in der Gallenblase gespeichert und bei Bedarf in den Darm abgegeben wird (vgl. Mörike et al 2007, 432).

Die Galle wird in den Leberzellen gebildet und über intra- und extrahepatische Gallengänge zum Duodenum befördert. Diese Flüssigkeit, welche auch als Gallenflüssigkeit bezeichnet wird, enthält wichtige Bestandteile aus unterschiedlichen Konzentrationen wie Gallensalze, Phospholipide, Cholesterin und Bilirubin, wie auch Elektrolyte und Wasser (vgl. Kasper & Burghardt 2009, 249). Die tägliche Produktion der Gallenflüssigkeit beträgt dabei etwa 700 ml. Gallensalze sind konjugierte Gallensäuren (vgl. Drenckhahn 2008, 715) und Derivate des Cholesterins (vgl. Geisenberger & Rahbari 2018, 14). Die Hydroxylierung von Cholesterin findet zunächst in den Hepatozyten, genau genommen im glatten endoplasmatischen Retikulum statt (vgl. Königshoff & Brandenburger 2018, 243). Die Umwandlung von Cholesterin in die primären Gallensäuren Cholsäure und Chenodesoxycholsäure (Abb. 4), erfolgt durch die Verkürzung der Seitenkette am Ring D, wodurch eine Carboxylgruppe entsteht und der Einführung von zusätzlichen OH-Gruppen unter anderem an C7 (Chenodesoxycholsäure) und zumeist auch an C12, wodurch man die Cholsäure erhält (vgl. Horn 2009, 550). Außerdem wird im Ring B die Doppelbindung durch Hydrierung aufgehoben (vgl. Kreutzig 2006, 322). Unter Verbrauch von ATP wird die Cholsäure durch CoA zu Cholyl-CoA aktiviert (Abb. 4) (vgl. Dettmer et al. 2013, 439). Am Ring D wird nun eine Thioesterbindung geknüpft und das Cholyl-CoA wird anschließend durch die Aminosäure Taurin oder Glycin ersetzt, wodurch sie wasserlöslicher werden und entweder zu Taurocholsäure oder zu Glykocholsäure konjugiert. Dadurch entstehen die konjugierten Gallensalze (vgl. Königshoff & Brandenburger 2018, 243). Diese Gallensalze werden daraufhin in den Darm abgesondert, wodurch Glycin und Taurin durch Darmbakterien abgespaltet werden. Folglich erhält man wieder die primären Gallensäuren und durch die Dehydroxylierung an Position 7 entstehen darauf die sekundären Gallensäuren, Desoxycholsäure und Lithocholsäure (vgl. Horn 2009, 550 f.). Die Gallensäuren sind unerlässlich für die Fettverdauung und bilden unter anderem zusammen mit den Triacylglycerinen Mizellen, um lipophile Substanzen besser lösen zu können (vgl. Kreutzig 2006, 322). Sie fungieren also als Lösungsvermittler bei der Verdauung von Fetten (vgl. Geisenberger & Rahbari 2018, 14). Die Leber enthält ca. 3-5 g Gallensäure aber da der Bedarf an Gallensäure wesentlich höher ist, werden ca. 90 % der sezernierten Gallensäuren im Ileum rückresorbiert und von der Leber so erneut sezerniert. Dieser Zyklus wird auch enteroheptatischer Kreislauf genannt und wiederholt sich 6- bis 10-mal am Tag (vgl. Zech 2009, 360). Dies geschieht in dem die Gallensäuren im terminalen Ileum wieder aufnimmt und ans Blut abgibt. Über die Pfortader gelangen die Gallensäuren wieder zur Leber, wobei die Hepatozyten die Gallensäuren aufnehmen und sie in die Gallenkanälchen befördern, wodurch der Kreislauf von vorne beginnt (vgl. Schwegler 1998, 278).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Biosynthese der Gallensäuren (mod. nach Geisenberger & Rahbari 2018, 244)

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