Magen-Darm-Trakt (RD)

Lage

• Befindet sich im oberen Teil des Bauchraums, zwischen der Speiseröhre und dem Zwölffingerdarm
• Der Magen liegt intraperitoneal und größtenteils im linken Oberbauch
• Die Größe des Magens variiert in Abhängigkeit von Füllungszustand und der spezifischen Form des Magens

Aufbau

Krümmungen:

• Große Kurvatur (Curvatura major): 
  • Konvex geformter Rand auf der linken Seite
  • Ansatzpunkt des Omentum majus
• Kleine Kurvatur (Curvatura minor): 
  • Konkav geformter Rand auf der rechten Seite
  • Ansatzpunkt des Omentum minus

 Info

Die Kurvaturen definieren die Grenzen zwischen der Vorderfläche (Paries anterior) und der Rückfläche (Paries posterior) des Magens.

Abschnitte:

• Mageneingang (Pars cardiaca):
  • Einmündung des Ösophagus
  • Sphinkter verhindert Rückfluss von Magensäure
• Magenfunddus (Fundus gastricus):
  • Kontakt zum Centrum tendineum des Zwerchfells
  • Luft sammelt sich hier
• Magenkörper (Corpus gastricum):
  • Hauptabschnitt
  • Die Incisura angularis liegt am Übergang zur Pars pylorica
• Magenausgang (Pars pylorica):
  • Gliedert sich in
    • Antrum pyloricum
    • Canalis pyloricus
    • Pylorus

Muskelschicht des Magens (Tunica muscularis):

• Drei Schichten:
  • Äußere Längsmuskelschicht (Stratum longitudinale)
  • Mittlere Ringmuskelschicht (Stratum circulare)
  • Schrägmuskelschicht (Fibrae obliquae)

Funktion 

 Merke

Die Hauptfunktion des Magens besteht darin, die aufgenommene Nahrung zu zerkleinern, zu durchmischen und chemisch zu verdauen. 

• Dies geschieht durch die Absonderung von saurem Magensaft, einer starken Verdauungsflüssigkeit, die Enzyme und Salzsäure enthält
• Die Salzsäure (pH 1-3) hilft dabei, die Nahrung zu desinfizieren und Bakterien abzutöten
• Enzyme wie Pepsin spalten Proteine auf, um ihre Verdauung zu erleichtern

Gefäßversorgung und Innervation

Lage

Der Dünndarm ist zwischen 3,5-5,5 Meter lang und erstreckt sich vom Magenausgang bis zum Übergang zum Dickdarm. Er ist im Bauchraum geschlungen und füllt einen Großteil des Unterbauchs aus. Diese Lage ermöglicht eine effiziente Oberflächenvergrößerung für die Nährstoffaufnahme.

Aufbau

Der Dünndarm gliedert sich in:

• Duodenum (Zwölffingerdarm)
• Jejunum (Leerdarm)
• Ileum (Krummdarm)

Duodenum (Zwölffingerdarm):

Der Zwölffingerdarm umgibt C-förmig den Pankreaskopf und besteht aus 4 Abschnitten:

• Pars superior:
  • Besitzt eine Erweiterung am Anfang, die Ampulla duodeni (Bulbus duodeni) bezeichnet wird
  • Liegt als einziger Abschnitt intraperitoneal
  • Geht an der Flexura duodeni superior in die Pars descendens über
• Pars descendens:
  • Papilla duodeni major (Papilla Vateri): Gemeinsamer Ausführungsgang des Pankreas (Ductus pancreaticus bzw. Ductus Wirsungianus) und der Leber (Ductus choledochus)
  • Papilla duodeni minor (Papilla Santorini): Mündung für den Ductus pancreaticus accessorius
• Pars horizontalis:
  • Beginnt ab der Flexura duodeni inferior
• Pars ascendens:
  • Geht an der Flexura duodenojejunalis in das Jejunum über
  • Kleine Peritonealhohlräume (Recessus duodenalis superior und inferior) bilden sich hier und können Teile des Dünndarms einschließen (Treitz-Hernie)
  • Die Pars ascendens des Duodenums ist durch das Ligamentum suspensorium duodeni (Treitz-Band) am aortalen Ursprung der A. mesenterica superior verbunden
    • Das Ligament enthält glatte Muskelzellen, den M. suspensorius duodeni (Treitz-Muskel)

 Merke

Alle Abschnitte des Duodenums mit Ausnahme der Pars superior liegen sekundär retroperitoneal.

Jejunum (Leerdarm):

Der Leerdarm folgt ab der Flexura duodenojejunalis auf Höhe von LWK 2 dem Duodenum.

• Befindet sich im oberen linken Bauchbereich und macht 2⁄5 des Dünndarms aus
• Liegt intraperitoneal

Krummdarm (Ileum):

Der Krummdarm folgt dem Jejunum und endet bei der Valva ileocaecalis (Bauhin-Klappe) ins Colon.

• Es befindet sich im unteren rechten Bauchbereich und macht 3⁄5 des Dünndarms aus
• Liegt ebenfalls intraperitoneal 

 Info

• Das Jejunum und Ileum bestehen aus zahlreichen Schlingen, die am Mesenterium befestigt sind
• Jejunum und Ileum sind 3-5 m lang

Funktion

Die Hauptfunktion des Dünndarms besteht in der Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen.

Gefäßversorgung und Innervation

Lage

Aufbau

 Merke

Der Dickdarm setzt sich aus Blinddarm (Caecum), Grimmdarm (Colon) und Mastdarm (Rektum) zusammen.

• Blinddarm (Caecum): Bildet den ersten Abschnitt des Dickdarms und enthält den Wurmfortsatz (Appendix vermiformis)
• Grimmdarm (Colon): Längster Darmabschnitt, der in vier Teile gegliedert ist:
  • Colon ascendens: Aufsteigender Abschnitt
  • Colon transversum: Quer verlaufender Abschnitt
  • Colon descendens: Absteigender Abschnitt
  • Colon sigmoideum: S-förmige Schleife, die in den Mastdarm überleitet
• Mastdarm (Rektum): Abschließende, etwa 15–20 cm lange Darmabschnitt, dient der Speicherung des Stuhls 

Funktion

• Wasser- und Elektrolytresorption: Der Dickdarm entzieht dem Nahrungsbrei Wasser, Natrium, Chlorid und andere Elektrolyte → dadurch wird der Stuhl eingedickt
• Speicherung von Stuhl: Vor allem im Mastdarm (Rektum) wird der geformte Stuhl bis zur Ausscheidung gespeichert
• Bakterielle Verdauungsprozesse: Die natürliche Darmflora baut unverdauliche Nahrungsreste ab (z. B. Ballaststoffe) und produziert dabei Gase sowie Vitamine (v.a. Vitamin K und einige B-Vitamine)
• Stuhltransport: Durch Peristaltik (rhythmische Muskelbewegungen) wird der Stuhl Richtung After transportiert
• Immunfunktion: Die Darmflora und die Schleimhautbarriere tragen zur Abwehr von Krankheitserregern bei

Gefäßversorgung und Innervation des Colons

 Merke

Caecum, Colon ascendens und Colon transversum → Arterielle Versorgung durch die A. mesenterica superior

Colon descendens und Colon sigmoideum → Arterielle Versorgung durch die A. mesenterica inferior

Der Magen-Darm-Trakt übernimmt eine Vielzahl zentraler Aufgaben, die weit über die reine Nahrungsaufnahme hinausgehen. Er ist ein wesentliches Funktionssystem des Körpers und trägt maßgeblich zur Verdauung, Resorption und allgemeinen Homöostase bei.

• Magen:
  • Produktion Magensaft
  • Enzyme des Magens
• Dünndarm:
  • Primärer Ort für die Aufnahme von Nährstoffen, Wasser und Elektrolyten
  • Täglich werden etwa 60-100 g Elektrolyte und 8-9 Liter Wasser resorbiert
• Dickdarm: 
  • Wichtig für die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten und somit entscheidend für die Aufrechterhaltung der Wasser- und Elektrolytbalance
  • Im Dickdarm erfolgt nur eine geringfügige Resorption von Nährstoffen
  • Ausscheidung
• Motilität des Magen-Darm-Traktes:
  • Im Verdauungstrakt gibt es verschiedene Bewegungsmuster, die als Motilitätsmuster bezeichnet werden und für den Transport, die Durchmischung sowie die Verdauung der Nahrung essenziell sind

In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Funktionen genauer erläutert.

 Info

Weiterführende Informationen findest du in den Artikeln zur Physiologie der Bauchorgane.

Im Magen gibt es verschiedene Drüsenzellen, die unterschiedliche Sekrete produzieren:

• Die Belegzellen produzieren die Magensäure, diese besteht aus HCl, das auch als Salzsäure bezeichnet wird. Weiterhin produzieren die Belegzellen Intrinsic Factor, der wichtig für die Vitamin-B12-Resorption ist
• Die Nebenzellen produzieren Schleim und sezernieren HCO₃^- und Cl^-. HCO₃^- puffert die Salzsäure und dient somit als Schutz der Magenzellen vor der Magensäure
• Die Nebenzellen und die Hauptzellen produzieren Pepsinogen. Dieses ist die Vorstufe des Verdauungsenzyms Pepsin
• Zusätzlich gibt es weitere Zellen, die Hormone wie Gastrin, Somatostatin oder Histamin sekretieren. Diese beeinflussen die Sekretion der Magensäure

 Tipp

Merkspruch: Die Belegschaft ist sauer, weil die Nebenschaft schleimt und die Hauptschaft Pepsi trinkt.

Magensaft

 Merke

Von den Belegzellen werden täglich ca. 2-4 l Magensaft produziert. Der Magensaft enthält unter anderem Salzsäure (HCl), Muzine, Intrinsic Factor und säurestabile Enzyme. Aufgrund der hohen Konzentration an H⁺-Ionen hat der Magensaft einen niedrigen pH-Wert (0,8-2,3) und ist somit stark sauer.

Bildungsort und Funktionen der Salzsäure:

Die Salzsäure wird von den Belegzellen gebildet. Der niedrige pH-Wert der Salzsäure hat folgende Funktionen: 

• Abtötung von Bakterien
• Aktivierung der Magenenzyme
• Denaturierung von Proteinen, um sie für Proteasen zugänglich zu machen
• Freisetzung von Eisen, Calcium und Vitamin-B12 aus der Nahrung 

Säuresekretion:

1. Zu Beginn werden H⁺-Ionen durch eine H⁺/K⁺-Pumpe unter Verbrauch von ATP in das Lumen sezerniert und K⁺-Ionen in die Belegzelle aufgenommen 
2. Die aufgenommenen K⁺-Ionen rezirkulieren (2)
3. Die H⁺-Ionen werden in den Belegzellen durch die Carboanhydrase in der folgenden Reaktion hergestellt: Co₂ + H₂O ⇌ HCO₃^- + H⁺
4. Das ebenfalls gebildete HCO₃^-  gelangt über einen Cl^-/ HCO₃^--Antiport aus der Zelle und Cl^- in die Zelle hinein 
5. Das Cl^- gelangt über einen calciumabhängigen Chloridkanal (= CaCC) in das Lumen
6. Die ionale Homöostase wird durch die basolaterale Na⁺/K⁺-ATPase und einen H⁺/Na⁺-Antiport aufrechterhalten

Regulation der HCl-Produktion durch Hormone und Neurotransmitter:

Enzyme des Magens

Pepsinogen:

Das Peptid Pepsinogen wird von den Hauptzellen des Magens gebildet und ist die inaktive Vorstufe des Verdauungsenzyms Pepsin. Pepsin dient dem Abbau von Proteinen. Die Bildung von Pepsinogen wird unter anderem durch Gastrin, Acetylcholin und Histamin stimuliert.

Vitamin-B12-Absorption – Intrinsic Factor:

• Vitamin-B12 (Cobalamin) wird mit der Nahrung aufgenommen und bindet im Mund und im Magen zuerst an ein Transportprotein, das Haptocorrin heißt
• Dieser Komplex gelangt weiter in den Zwölffingerdarm (Duodenum). Dort wird Haptocorrin abgebaut
• Jetzt kann Intrinsic Factor (ein Eiweiß, das im Magen von den Belegzellen gebildet wird) das Vitamin-B12 binden
• Der Vitamin-B12–Intrinsic-Factor-Komplex wandert in den unteren Dünndarm (Ileum)
• Dort wird Vitamin-B12 über spezielle Rezeptoren (Cubilin) in die Zellen aufgenommen
• Im Körper ist Vitamin-B12 wichtig für:
  • Blutbildung
  • Zellteilung
  • Funktion des Nervensystems

 Merke

Primärer Ort für die Aufnahme von Nährstoffen, Wasser und Elektrolyten. Täglich werden etwa 60-100 g Elektrolyte und 8-9 Liter Wasser resorbiert. Nach Mahlzeiten kann die Durchblutung um das 3-5-fache ansteigen, was die Resorptionseffizienz erhöht

Das Dünndarmepithel besteht überwiegend aus Enterozyten. Diese Zellen tragen an ihrer dem Darmlumen zugewandten Oberfläche zahlreiche Mikrovilli, die unter dem Mikroskop als Bürstensaum erscheinen. Dieser dient nicht nur der Oberflächenvergrößerung, sondern trägt auch viele Verdauungsenzyme, die z B. für die Aufspaltung von Kohlenhydraten und Eiweißbestandteilen wichtig sind.

Neben den Enterozyten gibt es im Dünndarm weitere spezialisierte Zelltypen:

• Bürstenzellen besitzen ebenfalls Mikrovilli, allerdings keinen vollständig ausgebildeten Bürstensaum. Sie enthalten Dehnungs- und Chemorezeptoren, über die der Darm z.B. die Zusammensetzung oder den pH-Wert des Chymus erkennt
• Becherzellen kommen vor allem im Jejunum und Ileum vor. Sie produzieren Schleim, der die Schleimhaut schützt und den Speisebrei geschmeidig hält
• Paneth-Zellen sitzen vorwiegend in den Krypten. Sie bilden Lysozym und Verdauungsenzyme und unterstützen damit sowohl die Immunabwehr als auch die Verdauung. Richtung Dickdarm nimmt ihre Anzahl ab
• Enteroendokrine Zellen setzen Hormone frei, die die Verdauung steuern, besonders Sekretin und Cholecystokinin, die die Bauchspeicheldrüse und die Gallenblase regulieren

Oberflächenvergrößerung

Der Dünndarm besitzt eine außergewöhnlich große innere Oberfläche. Diese ist entscheidend, damit Nährstoffe schnell und effizient aufgenommen werden können. Drei Strukturen sind daran maßgeblich beteiligt:

1. Kerckring-Falten:
   1. Große, ringförmige Schleimhautfalten
   2. Vergrößern die Oberfläche um das 3-fache
   3. Verzögern den Transport des Speisebreis → verlängerte Kontaktzeit mit der Schleimhaut
2. Zotten:
   1. Fingerförmige Ausstülpungen, die die Oberfläche weiter vergrößern
   2. In den Zotten verlaufen Blutkapillaren (für wasserlösliche Nährstoffe) und Lymphgefäße (für Fette)
   3. Hauptort der Nährstoffresorption
3. Krypten:
   1. Einsenkungen zwischen den Zotten
   2. Enthalten Stammzellen, die die Schleimhaut kontinuierlich erneuern
   3. Paneth-Zellen in den Krypten unterstützen die Immunabwehr
   4. Becherzellen produzieren Schleim, der die Schleimhaut schützt

Schutz und Neutralisation

Die Brunner-Drüsen befinden sich im Duodenum.

Funktionen:

• Produktion von bikarbonatreichem Schleim
• Neutralisation des sauren Mageninhalts, sobald er in den Dünndarm eintritt
• Schutz der Schleimhaut vor Säure
• Bereitstellung eines optimalen pH-Wertes für die Aktivität von Verdauungsenzymen

 Tipp

Damit bilden die Brunner-Drüsen eine wichtige Schutzbarriere und schaffen ideale Bedingungen für die nachfolgenden Verdauungsvorgänge.

Steuerung und Koordination

Unterhalb der Schleimhaut liegt die Submukosa, eine Bindegewebsschicht, die wichtige Gefäße und Nerven enthält.

Submukosa:

• Enthält Blut- und Lymphgefäße
• Stabilisiert die Schleimhaut
• Dient als Nährstoff- und Versorgungsbasis

Meissner-Plexus (Submukosaplexus):

• Teil des enterischen Nervensystems
• Steuert vor allem:
  • Sekretion
  • lokale Durchblutung
  • Flüssigkeitstransport

 Merke

Der Dünndarm kann durch das enterische Nervensystem viele Prozesse autonom regeln.

Darmbewegung:

Die Muskularis besteht aus zwei Schichten glatter Muskulatur:

• Ringmuskulatur (innen)
• Längsmuskulatur (außen)

Zwischen diesen Schichten liegt der Auerbach-Plexus (Myentericus-Plexus), der ein weiterer Teil des enterischen Nervensystems ist und die Bewegung des Darms koordiniert.

Funktionen:

• Peristaltik: Wellenförmige Muskelbewegungen transportieren den Speisebrei 
• Segmentation: Durch rhythmisches Hin- und Herbewegen wird der Speisebrei durchmischt und verbessert Kontakt zu Enzymen und Schleimhaut

 Tipp

Peristaltik und Segmentation

Diese Bewegungen sorgen für einen effektiven Weitertransport und optimale Durchmischung des Nahrungsbreis.

Die äußere Schutzschicht

Die Serosa ist die äußerste Schicht des Dünndarms und besteht aus einem Peritonealüberzug.

Funktionen:

• Ermöglicht reibungsloses Gleiten im Bauchraum
• Schützt den Darm und stabilisiert seine Lage
• Bildet die äußere Barriere gegenüber der Umgebung

Zusammenfassung

Die Physiologie des Dünndarms basiert auf einem fein abgestimmten Zusammenspiel mehrerer Strukturen:

 Merke

Diese Strukturvielfalt ermöglicht die effiziente Verdauung und Resorption, auf die der menschliche Stoffwechsel angewiesen ist.

 Merke

Wichtig für die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten und somit entscheidend für die Aufrechterhaltung der Wasser- und Elektrolytbalance. Im Dickdarm erfolgt nur eine geringfügige Resorption von Nährstoffen. Bakterien fermentieren im Dickdarm unverdauliche Kohlenhydrate (z.B. Ballaststoffe), wodurch kurzkettige Fettsäuren entstehen, die teilweise resorbiert werden. Zudem ist die Wasserresorption im Dickdarm zentral für die Regulation der Stuhlkonsistenz und somit für die Stuhlentleerung.

Mikrobielle Aufspaltung und Resorption

• Die Schleimhaut des Dickdarms ist dicht mit Mikroorganismen besiedelt, die zusammen als Darmflora bezeichnet werden. Es handelt sich überwiegend um anaerobe Bakterien, die ohne Sauerstoff leben
• Diese Bakterien zersetzen die Ballaststoffe, die aus dem Dünndarm in den Dickdarm gelangen, etwa Zellulose
• Dabei entstehen kurzkettige Fettsäuren sowie verschiedene Gase wie Methan, Wasserstoff und Kohlendioxid
• Insgesamt werden im Dickdarm täglich etwa 400–1500 ml Gas gebildet

Der Darminhalt verweilt etwa 1–3 Tage im Dickdarm, bevor er ausgeschieden wird. Eine ballaststoffreiche Ernährung verkürzt diese Passagezeit, während ballaststoffarme Kost sie verlängert. Nachdem im Dünndarm bereits der Großteil des Wassers aufgenommen wurde, entzieht der Dickdarm dem Darminhalt zusätzlich 1–2 Liter Wasser. Außerdem werden hier die kurzkettigen Fettsäuren resorbiert, die bei der bakteriellen Zersetzung der Ballaststoffe entstehen.

 Tipp

Aquaporine:

Spezifische Wasserkanäle, sogenannte Aquaporine, erleichtern den transzellulären Transport von Wasser. Diese Proteine sind in den Zellmembranen der Enterozyten eingebettet und ermöglichen eine schnelle Wasserpassage. Besonders relevant sind Aquaporin-3 und Aquaporin-4, die im Dickdarm exprimiert werden.

Ausscheidung

1. Wenn sich das Rektum (Ampulla recti) durch Massenbewegungen des Dickdarms mit Stuhl füllt, wird die Wand gedehnt
2. Diese Dehnungsreize werden von Sensoren in der Rektumwand erfasst und über das Rückenmark an das Gehirn weitergeleitet
3. Dort entsteht das bewusste Gefühl von Stuhldrang
4. Über parasympathische Nervenfasern wird daraufhin der innere Schließmuskel automatisch entspannt
5. Eine Darmentleerung findet jedoch erst statt, wenn zusätzlich auch der äußere Schließmuskel losgelassen wird
6. Entspannt sich auch der äußere Schließmuskel, lösen parasympathische Nerven im Rektum peristaltische Kontraktionen aus, die den Stuhl nach außen befördern. Unterstützt wird dieser Vorgang durch die Bauchpresse, bei der Bauchmuskeln und Zwerchfell gleichzeitig angespannt werden, um den Druck im Bauchraum zu erhöhen

 Info

Der Stuhl setzt sich überwiegend aus unverdaulichen Nahrungsresten, abgestoßenen Schleimhautzellen und Bakterien der Darmflora zusammen.

Die Häufigkeit des Stuhlgangs ist individuell verschieden und hängt von mehreren Faktoren ab, etwa Ernährung oder Flüssigkeitszufuhr. Als normal gilt eine Spanne von dreimal täglich bis dreimal pro Woche, solange keine Beschwerden bestehen. Die tägliche Stuhlmenge liegt, abhängig von der Ernährungsweise, meist zwischen 150 und 350 g.

 Merke

Obstipation

Von einer Verstopfung (Obstipation) spricht man, wenn der Stuhlgang seltener als dreimal pro Woche auftritt. Häufige Auslöser sind Bewegungsmangel, zu geringe Flüssigkeitsaufnahme und eine ballaststoffarme Ernährung. Darüber hinaus können bestimmte Erkrankungen eine chronische Verstopfung begünstigen, zum Beispiel Diabetes mellitus oder Morbus Parkinson.

Motilitätsmuster

Im Verdauungstrakt gibt es verschiedene Bewegungsmuster, die als Motilitätsmuster bezeichnet werden und für den Transport, die Durchmischung sowie die Verdauung der Nahrung essenziell sind:

Motilitätsmuster	Funktion	Vorkommen
Propulsive Peristaltik	Transport	Ösophagus Magen Dünndarm
Nicht-propulsive Peristaltik	Durchmischung	Dünndarm
Rhytmische Segmentation	Durchmischung	Dünndarm Dickdarm
Pendelbewegung	Durchmischung	Dünndarm Dickdarm
Tonische Kontraktion	Verschluss verhindert Rückfluss	Ösophagussphinkter Ileozökalklappe

• Propulsive Peristaltik: 
  • Bewegt den Darminhalt durch koordinierte Kontraktionswellen der glatten Muskulatur vorwärts
  • Dieses Muster ist charakteristisch für den Ösophagus, den Magen und den Dünndarm, wo es hauptsächlich dem Transport des Nahrungsbreis (Chymus) dient
• Nicht-propulsive Peristaltik: 
  • Ist für die Durchmischung und Kontakt des Chymus mit der Darmschleimhaut wichtig und tritt überwiegend im Dünndarm auf
  • Diese Bewegungen unterstützen die Verdauung und die Nährstoffabsorption, indem sie den Darminhalt langsam bewegen und eine gleichmäßige Verteilung der Enzyme und eine effektive Aufnahme der Nährstoffe ermöglichen
  • Nicht für den Weitertransport des Nahrungsbreis verantwortlich
• Rhythmische Segmentation:
  • Abwechselnde Kontraktionen und Erschlaffungen der Darmsegmente 
  • Fördern die Durchmischung des Chymus 
  • Diese Bewegungen erhöhen die Kontaktzeit zwischen Nahrung und Darmwand, was besonders im Dünndarm und Dickdarm wichtig für die Absorption von Nährstoffen und Wasser ist
• Pendelbewegung:
  • Oszillierende Bewegungen der Darmwand, die ebenfalls zur Durchmischung beitragen
  • Diese Bewegungen sind sanfter und weniger gerichtet als die propulsive Peristaltik und finden sowohl im Dünndarm als auch im Dickdarm statt, um eine effiziente Durchmischung und damit eine optimale Absorption zu gewährleisten
• Tonische Kontraktionen:
  • Erzeugen einen Verschluss, wie z.B. am unteren Ösophagussphinkter, der den Rückfluss von Mageninhalt in die Speiseröhre verhindert oder an der Ileozökalklappe, die den Übertritt von Inhalten aus dem Dünndarm in den Dickdarm reguliert
  • Diese Verschlüsse sind entscheidend, um einen geordneten Durchlauf und eine kontrollierte Entleerung des Darminhalts zu gewährleisten

 Merke

Diese verschiedenen Motilitätsmuster arbeiten parallel, um eine effiziente Verdauung und Nährstoffaufnahme im menschlichen Körper zu ermöglichen. Sie sind durch ein komplexes Zusammenspiel von neuralen und hormonalen Signalen gesteuert, welche die Muskelaktivität des Gastrointestinaltraktes regulieren.

 Info

Klinische Bedeutung

Bei einem Ileus ist der Weitertransport des Darminhalts im Dünn- oder Dickdarm gestört. Dafür gibt es grundsätzlich zwei Ursachen:

• Mechanischer Ileus: Hierbei ist das Darmlumen tatsächlich blockiert. Mögliche Auslöser sind:
  • Tumoren
  • Fremdkörper
  • Einklemmungen des Darms durch Narben oder Verwachsungen
  • Darmverdrehungen 
• Paralytischer Ileus: Beim paralytischen Ileus steht die Darmmuskulatur still, ohne dass eine körperliche Blockade vorliegt. Typische Ursachen hierfür sind:
  • Bauchfellentzündung (Peritonitis)
  • Durchblutungsstörung des Darms, z.B. durch Verschluss einer Darmarterie (Mesenterialinfarkt)

Steuerung der Motilität

Cajal-Zellen:

Die intrinsische Motilität des Gastrointestinaltrakts wird hauptsächlich durch die glatte Muskulatur gesteuert. Die verschiedenen Bewegungsmuster werden durch die spezifischen Eigenschaften der einzelnen Darmabschnitte und das enterische Nervensystem reguliert.

Eine zentrale Rolle in diesem Prozess spielen die interstitiellen Cajal-Zellen (ICC), die als Schrittmacherzellen agieren und rhythmische „Slow Waves“ erzeugen. Diese elektrischen Wellen stellen eine Grundlage für potenzielle Muskelkontraktionen dar, führen jedoch nicht direkt zu Kontraktionen. Erst durch zusätzliche neuronale oder hormonelle Signale, die auf dieses elektrische Grundmuster einwirken, werden Muskelkontraktionen ausgelöst. Die Cajal-Zellen fungieren dabei als wichtige Schnittstelle zwischen dem vegetativen Nervensystem und den glatten Muskelzellen. Die „Slow Waves“ schaffen ein elektrisches Umfeld, das durch Depolarisation verstärkt werden kann. Dies führt über Gap Junctions zu phasischen Kontraktionen der Muskelzellen. Bei längerem Überschreiten des Schwellenwertes durch eine Depolarisation kommt es zu tonischen Kontraktionen.

Enterisches Nervensystem:

Das enterische Nervensystem befindet sich im Magen-Darm-Trakt und ist in 2 Plexus unterteilt. Die Plexi bestehen aus kleinen Ganglien, die ein Geflecht aus Nervenzellen und Fasern des vegetativen Nervensystems bilden. 

1. Plexusmyentericus (Auerbach-Plexus):

• Liegt zwischen der Längs- und der Ringmuskelschicht der Muscularis externa im gesamten Magen-Darm-Trakt. Die interstitiellen Cajal-Zellen werden zum Plexus myentericus gezählt.
• Funktion: Steuerung der Darmmotilität und der Sekretion von Enzymen in das Darmlumen 

2. Plexus submucosus (Meissner-Plexus):

• Liegt in der Submukosa des Gastrointestinaltraktes 
• Funktion: Reguliert die Feinbewegungen der Darmschleimhaut, die Sekretion der Drüsen, den epithelialen Transport und die Durchblutung des Darms 

 Merke

Der Plexus myentericus und submucosus weisen untereinander Verbindungen auf. Das enterische Nervensystem funktioniert weitestgehend autonom. Seine Grundaktivität wird jedoch durch das vegetative Nervensystem reguliert. Der Sympathikus hemmt die Motorik des Darms, der Parasympathikus fördert sie. 

Steuerung durch Neurotransmitter:

Anatomie

 Merke

Das Verdauungssystem erstreckt sich vom Mund bis zum After und ist verantwortlich für die Aufnahme von Nahrungsmitteln, ihre Zerlegung in Nährstoffe (ein Prozess, der als Verdauung bekannt ist), die Aufnahme dieser Nährstoffe in den Blutkreislauf und die Ausscheidung nicht verdaulicher Bestandteile aus dem Körper.

Magen:

Lage:

• Befindet sich im oberen Teil des Bauchraums, zwischen der Speiseröhre und dem Zwölffingerdarm

Aufbau:

• 2 Krümmungen (Kurvaturen):
  • Große Kurvatur (Curvatura major)
  • Kleine Kurvatur (Curvatura minor)
• Abschnitte:
  • Mageneingang (Pars cardiaca)
  • Magenfunddus (Fundus gastricus)
  • Magenkörper (Corpus gastricum)
  • Magenausgang (Pars pylorica)

Funktion:

• Die Hauptfunktion des Magens besteht darin, die aufgenommene Nahrung zu zerkleinern, zu durchmischen und chemisch zu verdauen

Dünndarm:

Lage:

• Der Dünndarm ist zwischen 3,5-5,5 Meter lang und erstreckt sich vom Magenausgang bis zum Übergang zum Dickdarm
• Er ist im Bauchraum geschlungen und füllt einen Großteil des Unterbauchs aus

Aufbau:

• Gliedert sich in:
  • Duodenum (Zwölffingerdarm)
  • Jejunum (Leerdarm)
  • Ileum (Krummdarm)

Funktion:

• Die Hauptfunktion des Dünndarms besteht in der Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen

Dickdarm:

Lage:

Aufbau:

• Gliedert sich in:
  • Blinddarm (Caecum)
  • Grimmdarm (Colon): Längster Darmabschnitt, der in vier Teile gegliedert ist:
    • Colon ascendens: Aufsteigender Abschnitt
    • Colon transversum: Quer verlaufender Abschnitt
    • Colon descendens: Absteigender Abschnitt
    • Colon sigmoideum: S-förmige Schleife, die in den Mastdarm überleitet
  • Mastdarm (Rektum): Abschließende, etwa 15–20 cm lange Darmabschnitt, dient der Speicherung des Stuhls 

Funktion:

• Wasser- und Elektrolytresorption
• Speicherung von Stuhl
• Bakterielle Verdauungsprozesse
• Stuhltransport
• Immunfunktion

Physiologie

Magen:

 Merke

Die Hauptfunktion des Magens besteht darin, die aufgenommene Nahrung zu zerkleinern, zu durchmischen und chemisch zu verdauen

Im Magen gibt es verschiedene Drüsenzellen, die unterschiedliche Sekrete produzieren:

• Die Belegzellen produzieren die Magensäure, diese besteht aus HCl, das auch als Salzsäure bezeichnet wird. Weiterhin produzieren die Belegzellen Intrinsic Factor, der wichtig für die Vitamin-B12-Resorption ist
• Die Nebenzellen produzieren Schleim und sezernieren HCO₃^- und Cl^-. HCO₃^- puffert die Salzsäure und dient somit als Schutz der Magenzellen vor der Magensäure
• Die Nebenzellen und die Hauptzellen produzieren Pepsinogen. Dieses ist die Vorstufe des Verdauungsenzyms Pepsin
• Zusätzlich gibt es weitere Zellen, die Hormone wie Gastrin, Somatostatin oder Histamin sekretieren. Diese beeinflussen die Sekretion der Magensäure

Dünndarm:

 Merke

Primärer Ort für die Aufnahme von Nährstoffen, Wasser und Elektrolyten. Täglich werden etwa 60-100 g Elektrolyte und 8-9 Liter Wasser resorbiert. Nach Mahlzeiten kann die Durchblutung um das 3-5-fache ansteigen, was die Resorptionseffizienz erhöht

• Das Dünndarmepithel besteht überwiegend aus Enterozyten. Diese Zellen tragen an ihrer dem Darmlumen zugewandten Oberfläche zahlreiche Mikrovilli, die unter dem Mikroskop als Bürstensaum erscheinen
• Dieser dient nicht nur der Oberflächenvergrößerung, sondern trägt auch viele Verdauungsenzyme, die z B. für die Aufspaltung von Kohlenhydraten und Eiweißbestandteilen wichtig sind
• Zelltypen:
  • Bürstenzellen besitzen ebenfalls Mikrovilli, allerdings keinen vollständig ausgebildeten Bürstensaum. Sie enthalten Dehnungs- und Chemorezeptoren, über die der Darm z.B. die Zusammensetzung oder den pH-Wert des Chymus erkennt
  • Becherzellen kommen vor allem im Jejunum und Ileum vor. Sie produzieren Schleim, der die Schleimhaut schützt und den Speisebrei geschmeidig hält
  • Paneth-Zellen sitzen vorwiegend in den Krypten. Sie bilden Lysozym und Verdauungsenzyme und unterstützen damit sowohl die Immunabwehr als auch die Verdauung. Richtung Dickdarm nimmt ihre Anzahl ab
  • Enteroendokrine Zellen setzen Hormone frei, die die Verdauung steuern, besonders Sekretin und Cholecystokinin, die die Bauchspeicheldrüse und die Gallenblase regulieren

Dickdarm:

 Merke

Wichtig für die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten und damit entscheidend für die Aufrechterhaltung der Wasser- und Elektrolytbalance. Zugleich spielt der Dickdarm eine zentrale Rolle bei der Formung und kontrollierten Ausscheidung des Stuhls.

• Dichte Darmflora → Aufgaben: Fermentation, Vitaminproduktion, Schutzbarriere
• Ausscheidung:
  • Füllung der Ampulla recti → Dehnungsreize
  • Weiterleitung ans Gehirn → Stuhldrang
  • Innerer Sphinkter → entspann sich automatisch (parasympathisch)
  • Äußerer Sphinkter → willkürlich steuerbar
  • Peristaltik + Bauchpresse → Entleerung möglich

Motilität des Magen-Darm-Traktes:

Im Verdauungstrakt gibt es verschiedene Bewegungsmuster, die als Motilitätsmuster bezeichnet werden und für den Transport, die Durchmischung sowie die Verdauung der Nahrung essenziell sind:

Motilitätsmuster	Funktion	Vorkommen
Propulsive Peristaltik	Transport	Ösophagus Magen Dünndarm
Nicht-propulsive Peristaltik	Durchmischung	Dünndarm
Rhytmische Segmentation	Durchmischung	Dünndarm Dickdarm
Pendelbewegung	Durchmischung	Dünndarm Dickdarm
Tonische Kontraktion	Verschluss verhindert Rückfluss	Ösophagussphinkter Ileozökalklappe

• Steuerung durch:
  • Enterisches Nervensystem
  • Cajal-Zellen
  • Neurotransmitter