Um zu überleben, müssen wir Nährstoffe aus der Nahrung aufnehmen, die wir essen. Dies wird durch die Verdauung erreicht, ein komplizierter Prozess, der in unserem Darm abläuft.
Obwohl die Nahrung alle Nährstoffe enthält, die wir für eine gute Gesundheit benötigen, sind sie in großen, komplexen Verbindungen eingeschlossen. Damit sie vom Körper genutzt werden können, müssen sie zunächst durch den Prozess der Verdauung in kleinere Teile zerlegt werden.
In diesem Artikel erklären wir, wie die Nahrung in die Bausteine des Lebens und natürlich in Kot umgewandelt wird.
Was ist Verdauung?
Kurz gesagt: Bei der Verdauung werden große Nahrungsmoleküle in wasserlösliche Moleküle zerlegt, die ins Blut übergehen und zu den Organen des Körpers transportiert werden können.
Zum Beispiel werden Kohlenhydrate in Glukose, Proteine in Aminosäuren und Fette in Fettsäuren und Glycerin zerlegt.
Das Verdauungssystem besteht aus „hohlen“ und „festen“ Organen.
Die Nahrung wandert durch die Hohlorgane – Mund, Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Dickdarm und Anus.
Die festen Organe – Bauchspeicheldrüse, Leber und Gallenblase – fügen der Mischung verschiedene Produkte hinzu.
Neben den festen und hohlen Organen sind auch das Nerven- und das Kreislaufsystem wichtig für die Verdauung, ebenso wie die Bakterien, die im Darm leben.
Die Verdauung wird oft in zwei Arten unterteilt:
- Mechanische Verdauung – die Nahrung wird physisch in kleinere Teile zerlegt. Zum Beispiel durch Kauen.
- Chemische Verdauung – die Nahrung wird durch Säuren und Enzyme in ihre Grundeinheiten zerlegt.
Der Weg der Verdauung
Beim Menschen ist der Magen-Darm-Trakt (auch Verdauungskanal genannt) etwa 8 Meter lang. Ein Autor beschreibt ihn als „den wichtigsten und am wenigsten schönen Wasserweg der Erde“. Im Folgenden beschreiben wir die Reise eines Bissen Nahrung:
Der Mund
Die Verdauung beginnt schon, bevor die Nahrung in den Mund gelangt. Der Geruch oder auch nur der Gedanke an Nahrung setzt die Produktion von Speichel durch die Speicheldrüsen in Gang. Sobald die Nahrung im Mund ist, wird sie durch den Speichel befeuchtet, und die Zähne und die Zunge beginnen mit dem Prozess der mechanischen Verdauung.
Der Speichel enthält ein Enzym namens Speichelamylase, das die Stärke aufspaltet. Der Speichel enthält auch Schleim, der die Passage der Nahrung durch das Verdauungssystem erleichtert.
Sobald das Kauen (Mastikation) und die Amylaseverdauung abgeschlossen sind, ist die Nahrung zu einem kleinen runden Klumpen geworden, der als Bolus bezeichnet wird. Nach dem Schlucken gelangt der Bolus in die Speiseröhre und wird durch einen Prozess, der Peristaltik genannt wird, nach unten in den Magen befördert.
Peristaltik
Peristaltik ist die langsame Kontraktion der glatten Muskeln um die Rohre des Verdauungssystems. Langsame Kontraktionswellen laufen entlang des Darms und schieben den Bolus in die richtige Richtung – weg vom Mund und hin zum Anus.
Der Magen
Der Bolus gelangt in den Magen durch ein muskuläres Ventil an der Spitze, das Herzschließmuskel genannt wird. Dieser Schließmuskel steuert, wie viel Nahrung in den Magen gelangt und wann.
Der Magen enthält Magensaft, der vor allem Folgendes enthält:
- Salzsäure – eine Säure, die stark genug ist, um Rasierklingen aufzulösen.
- Pepsin – ein Enzym, das Proteine aufspaltet.
Beide Chemikalien könnten die Magenschleimhaut schädigen, daher produziert sie eine schleimige Schicht, um sich vor Schäden zu schützen.
Im Magen setzt sich die Peristaltik fort, die hilft, die Nahrung mit den Magensäften zu vermischen. Nicht viele Verbindungen werden aus dem Magen ins Blut aufgenommen; Ausnahmen sind Wasser, Alkohol und nichtsteroidale Antirheumatika (NSAIDs).
Nach 1-2 Stunden im Magen ist die Nahrung ein dicker Brei, der als Chymus bezeichnet wird. Er verlässt den Magen durch den Pylorus-Schließmuskel am Boden des Magens.
Der Dünndarm
Der Zwölffingerdarm ist der erste Abschnitt des Dünndarms. Hier vermischt sich der Speisebrei mit Enzymen aus der Bauchspeicheldrüse, Galle aus der Leber und Darmsaft:
Galle – wird von der Leber produziert, hilft beim Abbau von Fetten und wird in der Gallenblase gespeichert.
Pankreassaft – enthält einen Cocktail von Enzymen, darunter Trypsinogen, Elastase und Amylase.
Darmsaft – diese Flüssigkeit aktiviert einige der Enzyme im Pankreassaft. Sie enthält auch andere Enzyme, Schleim und Hormone.
Die Nahrung setzt ihre Reise durch die restlichen Teile des Dünndarms – das Jejunum und das Ileum – fort und wird dabei allmählich verdaut. Sobald sie vollständig aufgespalten ist, wird sie in das Blut aufgenommen.
Beim Menschen wird die überwiegende Mehrheit der Nährstoffe im Dünndarm absorbiert.
Winzige fingerartige Fortsätze, Zotten genannt, ragen aus den Wänden des Zwölffingerdarms heraus und vergrößern dessen Oberfläche. Die Zotten maximieren die Menge der Nährstoffe, die aufgenommen werden können. Die Oberfläche wird weiter vergrößert durch Mikrovilli, das sind noch kleinere Fortsätze, die aus den Zellen des Darmepithels (Auskleidung) stammen.
Der Dickdarm
Der Dickdarm, auch Kolon oder Dickdarm genannt, ist 1,5 Meter lang. Obwohl er kürzer ist als der Dünndarm, ist er im Durchmesser dicker.
Im Dickdarm werden Wasser und Mineralien in das Blut aufgenommen.
Die Nahrung durchläuft diesen Bereich viel langsamer, um die Fermentation durch Darmbakterien zu ermöglichen.
Der Dickdarm absorbiert alle Produkte, die durch bakterielle Aktivität entstehen, wie Vitamin K, Vitamin B12, Thiamin und Riboflavin.
Der Dickdarm ist in verschiedene Abschnitte unterteilt:
Der aufsteigende Dickdarm (Colon ascendens ) – dazu gehören das Zökum (ein Beutel, der an das Ileum anschließt) und der Blinddarm (ein weiterer kleiner Beutel). Seine Funktion ist unklar, aber er spielt möglicherweise eine Rolle bei der Erhaltung der Darmbakterien).
Der querverlaufende Dickdarm – dieser Abschnitt durchquert den Bauchraum.
Derabsteigende Dickdarm – dieser Abschnitt hat eine dichte Population von Darmbakterien und dient der Speicherung von Fäkalien.
Dersigmoide (S-förmige) Dickdarm – hat muskulöse Wände, die helfen, den Kot in den Enddarm zu schieben.
Der Enddarm
Alle Abfallstoffe, die der Körper nicht verwenden kann, werden in den Enddarm transportiert und bei der Defäkation durch den Anus ausgeschieden. Dies kann mehrmals an einem Tag oder einmal alle paar Tage geschehen.
Dehnungsrezeptoren in der Wand des Rektums erkennen, wenn die Kammer voll ist und stimulieren den Wunsch zur Defäkation. Wird die Defäkation hinausgezögert, kann der Kot zurück in den Dickdarm befördert werden, wo Wasser zurück in den Körper absorbiert wird. Wenn die Defäkation über einen längeren Zeitraum aufgeschoben wird, wird mehr Wasser entfernt, der Stuhl wird hart und die Person kann Verstopfung bekommen.
Wie Nährstoffe aufgespalten werden
Verschiedene Bestandteile der Nahrung werden auf unterschiedliche Weise aufgespalten:
Eiweiß – verdaut durch drei Enzyme namens Pepsin (im Magen), Trypsin und Chymotrypsin (im Zwölffingerdarm, von der Bauchspeicheldrüse abgesondert).
Fett – die linguale Lipase beginnt die Fettverdauung im Mund. Das meiste Fett wird jedoch im Dünndarm durch die Pankreaslipase aufgespalten. Auch die Galle hilft bei der Aufspaltung von Fetten.
Kohlenhydrate – Speichel- und Pankreasamylase spalten Stärke in einzelne Glukoseeinheiten auf. Laktase spaltet Laktose, den Zucker in der Milch. Sucrase spaltet Saccharose (Haushaltszucker oder Rohrzucker).
DNA und RNA – werden durch die von der Bauchspeicheldrüse produzierte Desoxyribonuklease (DNase) und Ribonuklease (RNase) abgebaut.
Nicht-zerstörende Verdauung
Bestimmte essentielle, komplexe Moleküle würden ruiniert werden, wenn sie sich mit den Verdauungssäften im Magen vermischen würden.
Zum Beispiel ist Vitamin B12 sehr säureempfindlich, und wenn es in seine Bestandteile zerlegt würde, könnte es seine Aufgabe im Körper nicht erfüllen.
In diesen Fällen findet eine zerstörungsfreie Verdauung statt. Bei Vitamin B12 bindet eine Chemikalie im Speichel namens Haptocorrin an das Molekül und schützt es.
Im Zwölffingerdarm wird die Bindung gespalten, und B12 lagert sich an den Intrinsic Factor an. Im Ileum transportieren dann spezielle Rezeptoren die beiden gebundenen Moleküle ins Blut.
Hormonelle Steuerung der Verdauung
Die Verdauung ist ein komplexer Prozess, bei dem verschiedene Organe zum richtigen Zeitpunkt aktiv werden müssen. Zum Beispiel müssen die richtigen Enzyme zur richtigen Zeit und in der richtigen Menge an die richtige Stelle gespritzt werden. Um dieses System zu organisieren, sind eine Reihe von Hormonen beteiligt, dazu gehören:
Gastrin – dieses Hormon wird im Magen freigesetzt und stimuliert die Produktion von Salzsäure und Pepsinogen (einer inaktiven Form von Pepsin). Gastrin wird als Reaktion auf die Ankunft von Nahrung im Magen produziert. Saure pH-Werte reduzieren den Gastrinspiegel.
Secretin – stimuliert die Bikarbonatsekretion, um die Säure im Zwölffingerdarm zu neutralisieren.
Cholecystokinin (CCK) – dieses Hormon wird ebenfalls im Zwölffingerdarm gebildet und regt die Bauchspeicheldrüse zur Freisetzung von Enzymen und die Gallenblase zur Freisetzung von Galle an.
Magenhemmendes Peptid – vermindert das Aufstoßen des Magens und reduziert die Geschwindigkeit, mit der sich die Nahrung aus dem Magen entleert. Es löst auch die Sekretion von Insulin aus.
Motilin – stimuliert die Produktion von Pepsin und beschleunigt die Peristaltik.
Was ist Kot?
Abhängig von der Person und der Art der Nahrung, die sie gegessen hat, dauert die Verdauung – vom Mund bis zur Toilette – 24-72 Stunden.
Poop oder Fäkalien sind die Reste der Nahrung, die vom Dünndarm nicht absorbiert werden konnten und die von Bakterien im Dickdarm zersetzt wurden. Er enthält Bakterien und einige kleine Mengen an Stoffwechselabfallprodukten, wie Galle und Bilirubin (aus dem Abbau von Blut).
Stuhl kann sehr unterschiedlich gefärbt sein (lesen Sie hier mehr darüber, was die verschiedenen Stuhlfarben bedeuten) und kann verschiedene Konsistenzen haben, von wässrig bis fest.
Kurz und bündig
Die Verdauung ist ebenso komplex wie wichtig. Um die Nahrung in nützliche Bestandteile umzuwandeln, sind mehrere Organe und Systeme, eine Reihe von Chemikalien und eine beeindruckende Koordination erforderlich. Der Weg vom Burger zum Poop ist lang und kurvenreich.
Zuletzt medizinisch geprüft am 11. Januar 2018