Leber, Niere, Verdauungssystem - member

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Leber, Niere, Verdauungssystem - member

BMb-3H Physiologie 1/14

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6. Organe im Blutkreislauf

6.1. Die Niere

Die beiden Nieren liegen links und rechts der Wirbelsäule dicht unter dem Zwerchfell.

Die bohnenförmigen, rotbraunen Organe sind im Durchschnitt 11 cm lang, und 150 g

schwer. Die Nieren werden nicht vom Peritoneum (Bauchfell) bedeckt, sondern

liegen hinter der Bauchhöhle im Retroperitonealraum. abseits der Darmschlingen

Dort zwischen der Hinterwand des Peritoneums und der Rückenmuskulatur befinden

sich außer den Nieren auch die Nebennieren und die Harnleiter.

In der Mitte der Niere liegt eine nischenförmige Vertiefung, der Nierenhilus. An dieser

Stelle befindet sich das Nieren-becken, das den aus dem Nierengewebe kommenden

Urin sammelt. Hier münden Nierengefäße, Nerven und Lymphgefäße.

Jede Niere ist von einer Bindegewebshülle der Nierenkapsel überzogen, und ist, von

Fett- und Bindegewebe vor Stoßverletzungen geschützt, an der hinteren Bauchwand

verankert.

Im Längsschnitt einer Niere fallen drei Zonen auf: Im Inneren das Nierenbecken, an

welchem sich nach außen das Nierenmark (Medulla renalis) und schließlich die

Nierenrinde (Cortex renalis) anschließt. Das Nierenmark ist fein gestreift.

Ausläufer der Rinde reichen durch das Nierenmark hinunter bis zum Nierenbecken

und unterteilen so die Markschicht in 8 bis 16 kegelförmige Markpyramiden, deren

Spitzen zum Nierenbecken zeigen. Vom Nierenbecken gelangt der Harn über die

beiden Harnleiter in die Harnblase.

Die Niere dient dazu, Stoffwechselendprodukte („Schlacken“) aus dem Blut zu

entfernen und den Elektrolyt- und Wasserhaushalt im Körper zu regulieren. Dies

geschieht in einem kompliziert gebauten Gefäßsystem das in feinen Kapillaren das

Blut filtert (Primärharn) gleichzeitig aber auch die Rückführung wichtiger Mineralstoffe

ermöglicht.

6.1.1. Aufbau

Jede Niere erhält ihr Blut über die linke bzw. rechte Nierenarterie (Arteria renalis), die

direkt der Aorta entspringt. Nach ihrem Eintritt am Nierenhilus verzweigen sich linke

und rechte Nierenarterie in Zwischenlappenarterien, die in den Säulen zwischen den

Markpyramiden in Richtung Nierenrinde aufsteigen. Nahe der Nierenrinde gehen

fächerförmig die Bogenarterien ab, die sich weiter verzweigen und zur Nierenkapsel

ziehen. Mikroskopisch kleine Arteriolen, führen schließlich das Blut zu den

Nierenkörperchen (Glomeruli) in denen der Primärharn entsteht. Jede Niere besitzt

etwa eine Million solcher Nierenkörperchen, die in der gesamten Rindenregion

verteilt sind. Am Eingang zu den Glomeruli befinden sich im juxtaglomerulären

Apparat spezialisierte Zellen, die das Haormon Renin produzieren, das den Wasser-

und Elektrolythaushalt steuert.

Die Urinbildung erfolgt im Nephron. Jedes Nephron besteht aus dem Glomerulum

und den dazugehörigen kleinsten Harnkanälchen, dem Tubulusapparat. Beide bilden

zusammen eine funktionelle Einheit:

Im Glomerulum wird das Glomerulumfiltrat durch Filtrierung des Blutes gewonnen.

Als Filtermembran dienen das Kapillarendothel, die Basalmembran und das sogenannte

innere Blatt der Bowmanschen Kapsel.

Die Bowmansche Kapsel besteht histologisch aus zwei Blättern, deren äußeres das


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gesamte Nierenkörperchen kapselartig umschließt. An der Ein- bzw. Austrittspforte

der Kapillaren (Gefäßpol des Nierenkörperchens) geht das äußere in das innere Blatt

über. Dieses innere Blatt umhüllt das Kapillarendothel. Durch die Porenöffnungen

von Basalmembran und Bowmanscher Kapsel können nur Wasser und kleinste

Plasmabestandteile hindurchtreten, rote und weiße Blutkörperchen, Blutplättchen

sowie große Plasmamoleküle werden dagegen in den Kapillarschlingen

zurückgehalten. Die meisten Eiweiße des Blutes können aufgrund ihrer Molekülgröße

nicht durch den Filter des Nierenkörperchens hindurch.

Das in den Kapselraum, den Raum zwischen äußerem und innerem Blatt der

Bowmanschen Kapsel, hineingepreßte Glomerulumfiltrat ist daher ein nahezu

eiweißfreies Ultrafiltrat. Ionen und kleine Moleküle befinden sich im Glomerulumfiltrat

in der gleichen Konzentration, wie sie auch im Blutplasma vorkommen .

Nachdem das Blut das Knäuel der Glomerulumgefäße passiert hat kommt es über

ein ableitendes Gefäß (Vas efferens) zum einem weiteren Kapillarnetz, jenem des

Tubulusapparates.

Dieser Tubuluapparat setzt sich aus mikroskopisch kleinen Röhren zusammen, die

das im Nierenkörperchen gebildete Glomerulumfiltrat (Primärharn) ableiten. Die ihn

umbegebenden Kapillaren konzentrieren den Primärharn durch

Reabsorptionsvorgänge und reichern ihn durch Sekretionsvorgänge mit

Stoffwechselprodukten an. Am Ende des Tubulusapparates wird der Sekundärharn

(= definitiver Harn) weitergeleitet.

6.1.2. Der glomeruläre Filtrationsdruck

Bei vielen Krankheiten kommt die Urinproduktion zum Erliegen, was das Leben des

Patienten akut gefährdet (akutes Nierenversagen).

In den Glomerulmschlingen herrscht ein Blutdruck von etwa 50 mmHg. Dieser

glomeruläre Blutdruck ist jedoch nicht identisch mit dem glomerulären

Filtrationsdruck – dieser liegt wegen des kolloidosmotischen Druckes im Blut (ca. 25

mmHg) und des hydrostatischen Druckes in der Bowmanschen Kapsel (ca.17

mmHg) bei etwa 8 mmHg. Die Glomerulumfiltratmenge, die sämtliche

Nierenkörperchen beider Nieren erzeugen beträgt beim jungen Erwachsenen ca. 120

ml pro Minute. Dies entspricht einer Filtrationsmenge von 180 l Glomerulumfiltrat

täglich. Somit wird also das gesamte Blutplasmavolumen (ca. 3 1) täglich etwa 60

mal in den Nieren filtriert.

Die starke Durchblutung der Nieren (1500 1 täglich) und der Blutdruck in den

Glomerulumschlingen muß weitgehend konstant gehalten werden. Ein zu geringer

glomerulärer Filtrationsdruck bringt die Urinproduktion rasch zum Erliegen, während

ein zu hoher glomerulärer Filtrationsdruck zu einem „schlechten‘, weil ungenügend

konzentrierten, Urin führt.

Die Konstanthaltung der Nieren-durchblutung und des Drucks in den

Glomerulumschlingen geschieht im wesentlichen über die glatte Muskulatur der

zuleitenden Gefäße der Nierenkörperchen. Die glatten Muskelfasern der zuführenden

Gefäße regulieren selbsttätig ihre Gefäßweite gerade so, daß sich der glomeruläre

Blutdruck auf etwa 50 mmHg einstellt.

Diese Autoregulation der Nierendurchblutung funktioniert jedoch nur bei einem

arteriellen Blutdruckbereich zwischen 80 und 190 mmHg. In geringem Maße

beteiligen sich auch hormonelle (Renin-Angiotensin) und neurale Faktoren an der

Regulation der Nierendurchblutung.


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Sinkt der arterielle Blutdruck unter 80 mmHg (Systole), so kommt es zum Nierenversagen.

Chlor, Bikarbonat, Natrium, Kalzium und Kalium werden aktiv rückresorbiert. Kalium

kann dabei je nach der Kaliumkonzentration im Blutplasma vom distalen Tubulus

nicht nur aufgenommen, sondern auch abgegeben (sezerniert) werden. Die

Elektrolyte werden teils aktiv, teils passiv rückresorbiert. Dabei verlaufen Elektrolyt-

und Wassertransportvorgänge meist miteinander kombiniert und beeinflussen sich

gegenseitig.

Neben Elektrolyten werden im proximalen Tubulus auch Aminosäuren und Glukose

aktiv ins Blut zurückresorbiert. Dadurch bleiben dem Organismus diese

lebenswichtigen Nährstoffe erhalten. Der Rückresorptionsmechanismus kann nur

bestimmte Konzentrationen dieser Nährstoffe bewältigen. Wird ein Schwellenwert

überschritten, so scheidet der Körper diesen „Überschuß“ mit dem Harn aus.

Die Wasserrückresorption findet vor allem im distalen Tubulus und in den

Sammelrohren statt, und sie wird durch das Hormon Adiuretin reguliert.

Aus dem Tubulussystem werden nicht nur Stoffe rückresorbiert (also ins Blutsystem

aufgenommen), sondern es werden auch Substanzen in umgekehrter Richtung in

den Tubulus abgegeben (sezerniert, tubuläre Sekretion). Dadurch beschleunigt der

Körper vor allem die Ausschleusung von körperfremden Substanzen wie z.B.

Penicillin und vielen anderen Arzneimitteln, aber auch körpereigener Abbauprodukte,

z.B. der Harnsäure.

6.1.3. Die Glukosurie des Diabetikers

Die Resorptionsmechanismen im Tubulus können die Ausscheidung eines zu

resorbierenden Stoffes nur so lange verhindern, wie die Konzentration dieses Stoffes

im Glomerulumfiltrat einen bestimmten Wert nicht übersteigt. Beim Diabetiker liegt

die Glukose-Blutkonzentration oft über diesem Schwellenwert, der für Glukose bei

ca. 1,8 mg/ml liegt. Übersteigt die Konzentration der Glukose im Blut und damit auch

im Glomerulumfiltrat diesen Wert, so kommt es durch die „Überforderung“ der

Resorptionsmechanismen zur Glukoseausscheidung mit dem Urin (Glukosurie),

wodurch häufige Harnwegsinfekte begünstigt werden.

Der Endharn besteht zu 95% aus Wasser. Der mit täglich 25 g Ausscheidungsmenge

wichtigste in Wasser gelöste Bestandteil des Urins ist der Harnstoff, der in der Leber

gebildet wird und ein Stoffwechselendprodukt des Eiweißstoffwechsels ist. In

größerer Menge werden außerdem die erwähnte, schwer wasserlösliche Harnsäure,

sowie das aus dem Muskelstoffwechsel und dem Fleisch der Nahrung stammende

Kreatinin mit dem Urin aus dem Organismus entfernt. Außerdem enthält der Urin

Salze, insbesondere NaCl. Schließlich erscheinen im Urin noch Phosphate und Säuren

wie Zitronensäure oder Oxalsäure.

Für die gelbliche Harnfarbe schließlich sind in der Hauptsache das Urobilinogen, ein

Abbau-produkt des Blutfarbstoffs Häm und das Urochrom, ein Produkt des Eiweiß-

und Hämoglobinstoffwechsels, verantwortlich. Frischer Harn sollte eine klare

Flüssigkeit sein.


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6.2. Die Leber

Die rötlich-braune Leber (Hepar) ist die größte Drüse des Körpers und nimmt als

Anhangsdrüse des Darmes eine wichtige Mittlerposition zum Blutkreislauf ein. Ihr

komplizierter Aufbau erklärt sich durch die umfangreichen Aufgaben:

1)Bildung der Gallenflüssigkeit (Bedeutung für die Fettverdauung und Fettresorption),

2) Eiweiß-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel,

3) Entgiftungsfunktionen, z.B. für Alkohol und viele Medikamente.

Die Leber ist in zwei unterschiedlich große Lappen, den größeren rechten und den

kleineren linken Leberlappen unterteilt. Die Hauptmasse der Leber liegt unter der

rechten Zwerchfellkuppel und ist an deren Form angepaßt.

An der in der Mitte gelegenen Leberpforte treten die Leberarterie (A. hepatica) und

die Pfortader (V portae) als zu-führende Blutgefäße in die Leber ein, während die

beiden Lebergallengänge (Ductus hepaticus dexter et sinister), von den beiden

Leberlappen kommend, die Leber hier verlassen. Die Leber ist an ihrer Außenseite

von einer derben Bindegewebskapsei überzogen.

Leber und die an ihr befestigte Gallenblase liegen wie alle anderen

Verdauungsorgane auch innerhalb des Baufells (Peritoneum). Bindegewebskapsel

und Bauchfellschicht werden vom Nervensystem sensibel innerviert, sind also

schmerzemplindlich.

Ein Anteil von 25% des zur Leber gelangenden Blutes ist sauerstoff-reich und

stammt aus der Leberarterie. 75% ihres Blutes erhält die Leber durch die Pfortader

(über 1l pro Minute). Sie sammelt das venöse Blut der Bauchorgane und spaltet sich

unmittelbar nach Eintritt in die Leber in viele Äste auf. Das Blut der Pfortader enthält

unter anderem die im Dünndarm resorbierten Nährstoffe, Abbauprodukte aus der

Milz, Hormone der Bauchspeicheldrüse und auch Stoffe, die teilweise schon von der

Magenschleimhaut resorbiert wurden (wie z.B. Alkohol).

6.2.1. Der Feinbau der Leber

Die Leber ist aus einer riesigen Zahl von

Leberläppchen aufgebaut. Im Mikroskop

erkennt man eine Anordnung wie

sechseckige Bienenwaben.

An den Ecken der wabenartigen Struktur

befinden sich die sogenannten

Periportalfelder, in denen jeweils ein feiner

Ast der Pfortader, ein Ast der Leberarterie

und ein kleiner Gallengang verläuft

(Glissonsche Trias).

Das Leberläppchen selbst wird aus

zahlreichen, radiär verlaufenden

Zellsträngen gebildet, die ein dreidimensionales

Plattensystem aufbauen. Jede

dieser Platten besteht gewöhnlich aus ein

bis zwei Zellagen. Dazwischen liegen die

Lebersinusoide in denen sich das artenielle

Blut mit dem Blut aus der Pfortader mischt

und eine „Austauschstrecke“ entlang der

Leberzellen durchläuft.


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In der Mitte des Leberläppchens finden die Sinusoide Anschluß an die Zentralvene,

über die das Blut schließlich in die drei großen Lebervenen (V. hepaticae) und die

untere Hohlvene (V. cava infenior) abfließt.

Die Wand der Leberzellen grenzt nicht direkt an die Lebersinusoide, sondern ist von

diesen durch einen schmalen Spaltraum, den Disséschen Raum, getrennt. Seine

Begrenzung wird von Endothelzellen sowie von Kupffer´schen Sternzellen gebildet,

die dem Monozyten-Makrophagen-System (siehe Blut und Lymphsystem) angehören

und Bakterien, Fremdstoffe und Zelltrümmer aufnehmen können.

In den Disséschen Raum ragen feine Ausläufer der Leberzellen (Mikrovilli)

fingerförmig hinein. Zum Kontakt mit den im Blut enthaltenen Stoffen kommt es durch

feine Poren zwischen den Endothel- bzw. Kupffer´schen Sternzellen, durch die die

aufzunehmenden Stoffe in den Disséschen Raum übertreten. Dadurch wird eine

Entgiftung des Blutes ermöglicht.

6.2.2. Die Gallengänge innerhalb der Leber:

Neben dem System der Sinusoide existiert in der Leber ein zweites Kapillarsystem

mit Gallenkapillaren, das räumlich völlig getrennt von den Lebersinusoiden verläuft.

Die Gallenkapillaren sind von den Sinusoiden durch die Leberzellen getrennt, ihre

Wände werden von den Zellmembranen der Leberzellen selbst gebildet. Die

Flußrichtung in den Gallenkapillaren ist der der Lebensinusoide entgegengesetzt: Sie

beginnen im Zentrum der Lebenläppchen. In ihrem weiteren Verlauf vereinigen sich

diese Sammelgänge immer mehr, bis schließlich an der Leberpforte nur noch ein

Hauptast aus dem rechten und dem linken Leberlappen austritt. Dies sind die beiden

Hauptgallengänge, die sich außerhalb den Leber zum Ductus hepaticus communis

vereinigen und nach Abgang des Ductus cysticus zur Gallenblase als Ductus

choledochus weiterziehen. Der Ductus choledochus mündet in den Regel

gemeinsam mit dem Ductus pancreaticus der Bauchspeicheldrüse in die Papille des

Zwölffingerdarms (Verdauungssekrete, Ausscheidung).

6.2.3. Die Leber als Entgiftungs- und Ausscheidungsorgan

Die Leber ist unser wichtigstes Entgiftungsorgan. Dazu verfügt die Leber über

zahlreiche Enzyme, die den Abbau bzw. die Entgiftung über zwei grundsätzlich

unterschiedliche Wege bewerkstelligen:

1) Ausscheidung über die Niere. Gut wasserlösliche Abbauprodukte werden von den

Leberzellen in die Lebersinusoide abgegeben. Von dort gelangen sie über den

Blutkreislauf zur Niere und verlassen schließlich mit dem Urin den Organismus.

2) Ausscheidung über die Galle. Schlecht wasserlösliche und damit auch im Blut

schlecht lösliche Abbauprodukte werden auf der den Lebersinusoiden gegenüberliegenden

Seite der Leberzellen in die Gallenkapillanen abgegeben. Durch die

emulgierende Wirkung der Gallensäuren können sie in der Galle in Lösung gehalten

werden und gelangen mit dieser in den Darm. Von dort aus werden sie mit dem

Stuhl ausgeschieden.

6.2.4. Die Leber als Verarbeitungs- und Verteilungsorgan

Über das Pfortaderblut wird der Großteil der Nährstoff-moleküle und sonstigen Stoffe

(z.B. Vitamine) an die Leber herangeführt. In den Lebersinusoiden bzw. dem

Disséschen Raum tritt die Leber großflächig mit diesem nährstoffreichen Blut in

Kontakt, wobei ein Großteil der gelösten Stoffe nun von den Leberzellen

aufgenommen wird.

Je nach Nahrungsaufnahme sind manche Stoffe jedoch plötzlich im Überschuß


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vorhanden, andere werden je nach der Zusammensetzung der Nahrung vielleicht

überhaupt nicht zugeführt, obwohl sie von den Körperzellen benötigt würden. Hier

kommen die Aufgaben, die die Leber erfüllen muß, deutlich zum Vorschein:

1) Sie muß Stoffe, die im Blut im Uberschuß vorhanden sind, in eine Speicherform

überführen;

2) sie muß bei Mangel von bestimmten Stoffen im Blut diese wieder aus ihrer

Speicherform freisetzen und an das Blut abgeben können, um die Zellen

gleichmäßig mit Nähr- und anderen Stoffen zu versorgen.

Der Kohlenhydratstoffwechsel der Leber

Die Leber ist in der Lage, überschüssigen Blutzucker in die Speicherform Glykogen

zu überführen und zu speichern. Bei Bedarf wird dieses gespeicherte Glykogen

wieder zu Glukose (Traubenzucker) abgebaut und an das Blut abgegeben.

Da schon nach einer kurzen Fastenpeniode von 24 Stunden die Glykogenvorräte der

Leber vollständig erschöpft sind, existiert in den Leberzellen noch ein weiterer Stoffwechselweg,

der die Leberzellen in die Lage versetzt, Glukose neu zu bilden. Für

diese Zuckerneubildung (Glukoneogenese) sind als Ausgangsstoff z.B. verschiedene

Aminosäuren geeignet.

Der Eiweißstoffwechsel der Leber

Auch im Stoffwechsel der Eiweiße und Aminosäuren nimmt die Leber eine zentrale

Stellung ein. Die Leber stellt insbesondere die meisten der im Blut benötigten Eiweißkörper

her, deren wichtigste sind:

# Albumine und viele anderen Eiweiße des Blutes (Globuline) und

# die Blutgerinnungsfaktoren.

Bei Funktionsstörungen der Leber kommt es dementsprechend zu einem Mangel an

Albumin, Globulin und Gerinnungsfaktoren. Bauchwassersucht (Aszites) infolge des

Albuminmangels, erhöhte Infektanfälligkeit infolge des Globulinmangels sowie unter

Umständen unstillbare Blutungen sind die lebensbedrohlichen Folgen.

In der Leber findet ein ständiger Um- und Abbau von Eiweißen und deren

Bausteinen, den Aminosäuren, statt. Aus der großen Menge Stickstoff, die bei diesen

Um- und Abbauvorgängen anfällt, bildet die Leber Harnstoff. Dieser wird ins Blut

abgegeben und über den Urin ausgeschieden.

Der Fettstoffwechsel der Leber

Auch Fette können in der Leber in einer Reserveform den Neutralfetten

(Triglyceriden) gespeichert oder im Bedarfsfall wieder abgebaut werden, wobei dann

wieder freie Fettsäuren entstehen. Im Hungerzustand oder beim Diabetes mellitus

kann es aufgrund eines starken „Brennstoffmangels“ zum überstürzten Einschmelzen

der Fettreserven kommen, wobei dann massiv Ketonkörper anfallen. Diese können

zu einem starken Abfall des Blut-pH-Werts und damit zu einem lebensbedrohlichen

Zustand führen. Diese Gefahr besteht auch bei längeren extremen Fastenkuren,

insbesondere bei der deshalb gefährlichen Null-Diät.


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6.3. Magen-Darmtrakt / Verdauung:

An die Speiseröhre schließt sich als sackartige Erweiterung des Verdauungskanals

der Magen an. In ihm wird die bereits in der Mundhöhle begonnene Verdauung der

Nahrung fortgesetzt. Sein Fassungsvermögen beträgt etwa 1,5 l.

In seiner Position in der Bauchhöhle wird der

Magen hauptsächlich durch die ihn

umgebenden Bänder, die zu Leber und Milz

verlaufen, gehalten. Trotzdem variiert die Form

des Magens ständig, je nach seinem

Füllungszustand und der Körperlage.

Den Mageneingang, also den Übergang von

der Speiseröhre zum Magen, bezeichnet man

als Kardia (Magenmund). Seitlich davon,

unmittelbar unter dem Zwerchfell

(Abgrenzende Muskelmembran zwischen

Bauchhöhle und Lunge), liegt die

kuppelförmige Erweiterung des Magens, der

Fundus (Magengrund). Dies ist beim

stehenden Menschen die am höchsten

liegende Region des Magens, in der sich die

beim Essen zwangsläufig mitgeschluckte Luft

ansammelt.

An den Fundus schließt sich der größte Teil des Magens, der Korpus (Magenkörper)

an. Dieser geht in den Vorraum des Pförtners (Antrum pyloricum), meist kurz als

Antrum bezeichnet, über. Den Abschluß des Magens bzw. den Übergang zum

Dünndarm stellt der Pförtner (Pylorus) her.

Die Muskelschicht der Magenwand (Muskularis) besteht in Abweichung zum übrigen

Verdauungskanal aus drei übereinandergelagerten Schichten von Muskelfasern, die

längs, ringförmig oder schräg verlaufen.

Diese Anordnung erlaubt dem Magen, sich auf vielfältige Weise zusammenzuziehen

und dadurch die Magengröße der jeweiligen Füllung anzupassen, den Nahrungsbrei

mit dem Magensaft zu mischen und den Nahrungsbrei zum Magenausgang

weiterzuleiten. Dies erfolgt durch peristaltische Wellen, die über den ganzen Magen

in Richtung Pylorus verlaufen. Diese ständige Durchmischung dient insbesondere

der mechanischen Zerkleinerung der Nahrung.

6.3.1. Die Magenschleimhaut:

Die rötlich-graue Magenschleimhaut ist beim entleerten

Magen in ausgedehnte Längsfalten gelegt, welche am

Pförtner zusammenlaufen.

Die Oberfläche der Magenschleimhaut besteht aus einem

einreihigen Zylinderepithel. Dieses Epithel ist in tiefe

Falten gelegt, wodurch unzählige, schlauchförmige Drüsen

entstehen, die den verdauenden Magensaft produzieren.

Man findet diese Drüsen zwar im ganzen Magen, der

verdauende Magensaft wird jedoch nur im Magengrund

(Fundus) und Magenkörper (Korpus) produziert. Die

Fundus- und Korpusdrüsen enthalten drei unterschiedliche

Zellarten:


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1) Die Belegzellen - sie liegen überwiegend im mittleren Abschnitt der

Drüsenschläuche. Ihre Hauptaufgabe ist die Herstellung von Salzsäure.

2) Die Hauptzellen - in der Tiefe der Drüsenschläuche, sind auf die Bildung der

eiweißspaltenden Enzyme (Pepsinogene bzw. in der aktiven Form Pepsine) spezialisiert.

3) Die Nebenzellen - sie bilden wie die zylinderförmigen Oberflächenzellen des

Magens den muzinhaltigen Magenschleim, der die Aufgabe hat, die innere Oberfläche

des Magens vor der aggressiven Salzsäure zu schützen.

In den übrigen Regionen des Magens wird kein Magensaft gebildet, sondern

ausschließlich der schützende Magenschleim abgesondert.

Im Antrum und vor allem auch im Schleimhautabschnitt des Pförtners findet man

noch eine vierte Zellart, die sogenannten G-Zellen. Diese bilden das Hormon Gastrin,

das auf dem Blutweg die Magenbeweglichkeit steigert sowie die Haupt- und

Belegzellen von Fundus und Korpus anregt, Salzsäure und Verdauungsenzyme zu

bilden.

6.3.2. Der Magensaft

Alle Drüsen des Fundus- und Korpusbereichs bilden zusammen, in Abhängigkeit von

der Nahrungsaufnahme, durchschnittlich 2 1 Magensaft pro Tag. Seine Bestandteile

sind:

1) Die Salzsäure des Magensaftes erreicht einen pH-Wert von 1-2. und kann dadurch

Eiweiße hydrolysieren. Sie wirkt ausserdem als Desinfektionsmittel gegen die mit

der Nahrung aufgenommenen Bakterien und Viren. Nach der Passage des Magens

ist der Speisebrei gewöhnlich frei von vermehrungsfähigen Mikroorganismen (mit

Einschränkungen).

2) Verdauungsenzyme wie Pepsinogene. Die Pepsinogene werden, wie bereits

erwähnt, in den Hauptzellen gebildet. Die Fähigkeit zur Spaltung von

Eiweißmolekülen erhalten die Pepsinogene jedoch erst im Magensaft. Sie werden

dort durch die Magensäure in die aktiven Pepsine umgewandelt. Diese Pepsine

führen aber noch nicht zu einer gänzlichen Spaltung der mit der Nahrung aufgenommenen

Eiweiße, sondern lassen lediglich gröbere Bruchstücke entstehen

(Polypeptide mit 10 - 100 Aminosäuren).

3) Der Magenschleim. Der muzinhaltige (diverse Polysaccharide) Magenschleim wird

von allen Oberflächenzellen der Magenschleimhaut sowie den Nebenzellen der

Magendrüsen gebildet. Das zähe Muzin haftet intensiv auf der Oberfläche der

Zellen und bildet einen geschlossenen Film, der den gesamten Innenraum des

Magens auskleidet. Seine wesentliche Aufgabe ist der Schutz der Schleimhaut vor

dem Angriff der Salzsäure und des Pepsin um die „Selbstverdauung“ zu verhindern.

Ein gestörtes Gleichgewicht zwischen schützendem Magenschleim und aggressiver

Säure ist häufig für die Entstehung eines Magengeschwürs (Ulcus ventricuIi)

verantwortlich.

4) Bildung des intrinsic factor der benötigt wird, um das Vitamin B12 im Dünndarm

resorbieren zu können. Die ausreichende Zufuhr von Vitamin B12 ist für mehrere

Gewebe, insbesonders für das blutbildende Knochenmark, aber auch das

Nervensystem sowie Haut- und Schleimhäute unverzichtbar. Bei längerdauernder

Unterversorgung resultieren u.a. eine Blutarmut sowie Schäden am Nervensystem.

Der Mageninhalt wird nicht als ganzes, sondern in kleinen Portionen an den sich

anschließenden Zwölffingerdarm weitergegeben. Vom Antrum gehen starke peristaltische

Kontraktionswellen aus, der Pylorus öffnet sich kurzzeitig und ein kleiner Anteil


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des Speisebreies kann in den Zwölffingerdarm übertreten. Die Geschwindigkeit, mit

der sich der Magen insgesamt entleert, hängt stark von der Zusammensetzung der

Nahrung ab (Verweilzeit zwischen 2 und 7 Stunden).

Kohlenhydratreiche Speisen (das Frühstückssemmel) verweilen am kürzesten im

Magen, während fettreiche Speisen (die Weihnachtsgans) am langsamsten den

Magen passieren.

6.3.3. Der Dünndarm

Hauptaufgabe des Dünndarms ist es, den im Mund und Magen vorverdauten

Speisebrei (Chymus) zu Ende zu verdauen und die dabei entstehenden Bruchstücke,

die dann nur noch aus kleinen Molekülen bestehen, über das Epithel der Dünndarmschleimhaut

in den Kreislauf aufzunehmen.

Außerdem werden ungefähr 7 Liter an Verdauungssäften (Speichel, Magen-saft,

Galle, Bauchspeicheldrüsensekret, Dünndarmsekret), die im Verlauf eines Tages ins

Verdauungsrohr gelangen, im Dünndarm größtenteils wieder über das Epithel der

Schleimhaut ins Blut rückresorbiert. Diese Resorptionsaufgaben des Dünndarms

erfordern eine riesige (also stark gefaltete) innere Oberfläche.

Unmittelbar auf den Magen folgt als erster Abschnitt des Dünndarms der etwa 25 cm

lange C-förmige Zwölffingerdarm. Das C umschließt den Kopf der Bauchspeicheldrüse,

deren Ausführungsgang in der Regel gemeinsam mit dem Gallengang

etwa in der Mitte des des Zwölffingerdarmes einmündet. An seinem Ende geht der

Zwölfingerdarm mit einem scharfen Knick (Flexura duodenoieiunalis) in den

Leerdarm (Jejunum) über. Das Jejunum ist wesentlich länger als der

Zwölffingerdarm und geht seinerseits ohne scharfe Begrenzung in den Krummdarm

(Ileum) über (Zusammen etwa 1,5m)

Der allgemeine Aufbau der Dünndarmwand entspricht dem des übrigen

Verdauungsrohres, besitzt aber in der Submukosa einen Teil des Dünndarm-Nervensystems,

den Plexus submucosus (Meissner-PIexus), der die Schleimhaut

versorgt. Die Muskularis aus glatter Muskulatur ist in Form einer inneren Ring- und

äußeren Längsmuskelschicht angeordnet. Zwischen diesen beiden Muskelschichten

liegt ein weiteres Geflecht von Nervenzellen, den Plexus myentericus (Auerbach-

Plexus).

Die Faltungen der Dünndarmschleimhaut ermöglichen eine

Oberflächenvergrößerung auf insgesamt 200 Quadratmeter. Die Schleimhautzellen

selbst tragen zur Oberflächenvergrößerung dicht beieinander stehende Fortsätze des

Zytoplasmas, die sogenannten Mikrovilli.

Im Zentrum der etwa 4 Millionen Zotten findet sich jeweils ein Lymphgefäß, durch

das die Darmlymphe (Chylus) transportiert wird. Während des Verdauungsvorgangs

sind die Zotten in ständiger Bewegung, tauchen in den Speisebrei und saugen

Moleküle auf, die dann über die Kapillaren des Blutkreislaufs bzw. das zentrale

Lymphgefäß abtransportiert werden.

Auch im Dünndarm werden Verdauungssekrete gebildet (Brunner-, Lieberkühn- und

Schleimdrüsen) die auch dafür sorgen daß der Kontakt zwischen den im Darm

gelösten Substanzen und den resorbierenden Mikrovilli der Enterozyten verbessert

wird.

Gegen Ende des lleum (Krummdarm) nimmt die oberflächenvergrößernde Faltung

der Dünndarmschleimhaut immer mehr ab. Man findet hier das lymphatisches

Gewebe des Dünndarms dessen Aufgabe es ist, eingedrungene Krankheitserreger

unschädlich zu machen. Diese zahlreichen Lymphfollikel werden auch als Peyersche

Plaques bezeichnet.


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Der Dünndarm besitzt sehr große Beweglichkeit:

1) Eigenbeweglichkeit der Zotten.

2) Miscbbewegungen durch rhythmische Einschnürungen der Ringmuskulatur sowie

Pendelbewegungen, die von der Längsmuskulatur bewirkt werden.

3) Peristaltische Wellen zur Fortbewegung des Darminhalts in Richtung Dickdarm.

Diese Bewegungen sind von einer äußeren lnnervation (Nervenversorgung) durch

das vegetative Nervensystem unabhängig (Autonomie der Darmbewegungen).

Wenn die Transportfunktion des Darmes ausfällt, liegt ein Ileus (Darmverschluß) vor.

Dieser kann durch eine Verlegung des Darmlumens mechanisch bedingt sein

(mechanischer Ileus) oder seine Ursache in einer Darmlähmung haben.

6.3.4. Die Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) bildet als Drüse mit äußerer Sekretion (exokrine

Drüse) den Pankreassaft, der in den Dünndarm abgegeben wird. Zusätzlich bildet

der Pankreas als Drüse mit innerer Sekretion (endokrine Drüse) in den Langerhans-

Inseln die Hormone für den Kohlenhydratstoffwechsel.

Bei den Langerhans´schen Inselzellen unterscheidet man 3 Typen die

unterschiedliche Hormone biden:

1) B-Zellen: Sie stellen die Hauptmasse der Inselzellen dar und bilden Insulin. Insulin

ist ein Eiweißhormon, und hat vielfältige biologische Wirkungen, die alle gleichsinnig

den Blutzuckerspiegel senken (Fehlfunktion→ Diabetes mellitus)

2) A-Zellen: Sie bilden das Hormon Glukagon, den Gegenspieler des Insulins.

Glukagon ist, wie Insulin, ein Eiweißhormon. Als Gegenspieler des Insulins fördert

es den Glykogenabbau, sowie die Glukoseneubildung (Glukoneogenese) aus

Milchsäure (Laktat) oder anderen Stoffwechselabbauprodukten

3) D-Zellen, die im gesamten Verdauungstrakt verstreut vorkommen und

Somatostatin bilden, ein Verdauungsfunktionen hemmendes Hormon.

6.3.4.1. Der Pankreassaft

Pro Tag werden vom Pankreas etwa 1,5 Liter Sekret gebildet und dem

Dünndarminhalt beigemischt. Der aus dem Magen kommende Speisebrei ist nach

seiner Durchmischung mit dem Magensaft stark sauer und muß im Dünndarm wieder

neutralisiert werden, weil die Enzyme des Pankreassaftes bei saurem pH-Wert ihre

Spaltfunktion nicht erfüllen können. Dazu trägt der bikarbonatreiche Pankreassaft

zusammen mit den alkalischen Sekreten der Leber und des Darmsaftes maßgeblich

bei. Der Pankreassaft enthält zudem zahlreiche Enzyme, die für die endgültige

Spaltung sowohl der Eiweiße, als auch der Kohlenhydrate und Fette notwendig sind:

1) Trypsin und Chymotrypsin müssen als eiweißspaltende Enzyme in Form inaktiver

Vorstufen (Trypsinogen und Chymotrypsinogen) erzeugt und werden erst im

Dünndarm aktiviert. Sie gehören zu den Proteasen.

2) Die Carboxypeptidase spaltet einzelne Aminosäuren vom Carboxyende von

Eiweißmolekülen ab.

3) α-Amylase spaltet pflanzliche Stärke bis zum Zweifachzucker Maltose und trägt so

zur Kohlenhydratverdauung bei (auch im Speichel).

4) Das wichtigste von der Bauchspeicheldrüse produzierte Enzym zur Fettverdauung

ist die Lipase, die Fettsäuren von den Neutralfetten (Triglyzeriden) abspaltet.

6.3.5. Die Galle

Pro Tag werden von der Leber kontinuierlich etwa 0,5 Liter einer gelbbraunen


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Flüssigkeit, der Galle, gebildet, die bei Bedarf über den Gallengang portionsweise in

den in den Zwölffingerdarm abgegeben wird.

Die Gallenflüssigkeit besteht neben Wasser und Elektrolyten aus Bilirubin

(Abbauprodukt des Häm), Gallensäuren, Cholesterin, Lezithin und anderen

auszuscheidenden fettlöslichen Substanzen (auch Medikamenten). Darüber hinaus

werden über die Galle auch Zwischen- und Endprodukte des Stoffwechsels und

etliche Hormone ausgeschieden.

Für die Fettverdauung und -resorption sind die Gallensäuren, Lezithin und andere

Phospholipide von großer Bedeutung:

Die Gallensäuren werden in der Leber aus Cholesterin gebildet. Sie setzen die

Oberflächenspannung zwischen Fetten und Wasser herab und ermöglichen damit

eine sehr feine Verteilung der Fette im Dünndarminhalt (Wirkung als Emulgatoren).

Im letzten Abschnitt des Dünndarms werden die Gallensäuren zu etwa 90%

rückresorbiert, gelangen mit dem Pfortaderblut wieder zur Leber und werden dort

erneut in die Galle abgegeben. Dieser Kreislauf der Gallensäuren zwischen Leber

und Darm wird als enterohepatischer Kreislauf bezeichnet. Er entlastet die Leber, die

durch dieses beständige „Recycling“ nur wenig Gallensäure neu herstellen muss.

Die Regulation dieser Stoffwechselfunktionen untersteht zum einen dem vegetativen

Nervensystem, wird aber auch durch zwei Hormone gesteuert, die von der

Schleimhaut des Zwölffingerdarms freigesetzt werden, sobald saurer bzw. fettreicher

Speisebrei vom Magen in den Zwölffingerdarm gelangt:

1) Das Hormon Sekretin führt bei der Bauchspeicheldrüse zu einer starken

Anreicherung des gebildeten Saftes mit Bikarbonat und trägt somit maßgeblich zur

Neutralisierung des sauren Speisebreis bei (siehe oben). Ferner steigert Sekretin

die Gallenbildung in der Leber.

2) Cholecystokinin-Pankreozymin (CCK-PKZ) erhöht den Enzymgehalt des

Pankreassafts und bewirkt ein Zusammenziehen der Gallenblase. Gleichzeitig

erschlafft der Schließmuskel des Gallenganges, sodass die Gallenflüssigkeit in den

Zwölffingerdarm abgegeben werden kann.

Die Resorption

Durch die enzymatischen Spaltungen durch die diversen Verdauungssekrete

entstehen überwiegend Dipeptide. Die endgültige Zerlegung dieser Dipeptide in

einzelne Aminosäuren erfolgt aber erst durch die im Bürstensaum (Mikrovilli) der

Dünndarmmukosa vorhandenen Enzyme, die Dipeptidasen. Sodann gelangen die

einzelnen Aminosäuren mit den Pfortaderblutgefäßen zur Leber.

Den größten Teil der Nahrungskohlenhydrate nimmt der Mensch in Form von

Vielfachzuckern (Polysacchariden), wie z.B. Stärke (z.B. Kartoffeln, Getreide) auf.

Die enzymatische Aufschließung dieser Vielfachzucker beginnt bereits im Mund

durch die α-Amylase der Speicheldrüsen, das Ptyalin. Dabei entstehen zunächst

größere Bruchstücke (Dextrine). Diese begonnene Kohlenhydratverdatiung stoppt im

Magen wieder, da das Ptyalin durch den sauren Magensaft inaktiviert wird.

Im Dünndarm werden erneut α-Amylasen aus der Bauchspeicheldrüse zugegeben.

Zusammen mit den Glukosidasen aus der Dünndarmschleimhaut setzen sie den

Abbau fort, wobei die Bruchstücke Maltose, Isomaltose und Glukose resultieren.

Fette werden vom Menschen z.B. in Form von Wurst, Eiern, Milch, Nüssen, Butter

und 01 aufgenommen. Mit etwa 90% bilden die Triglyzeride (Neutralfette) den


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Hauptanteil dieser Fette. Die übrigen 10% sind Phospholipide, Cholesterin und die

fettlöslichen Vitamine A, D, E und K.

Die Spaltung der Triglyceride beginnt bereits im sauren Milieu des Magens unter dem

Einfluß der Zungengrundlipasen. Der größte und abschließende Teil der

Fettverdauung findet im Dünndarm statt, nachdem Galle und Pankreassaft dem

Speisebrei zugemischt wurden. Unter dem Einfluß der Pankreaslipase werden die

Triglyzeride in Monoglyzeride und freie Fettsäuren gespalten. Ferner erfolgt eine

teilweise Aufschließung der Cholesterin-Fettsäure-Verbindungen und der

Phospholipide durch Enzyme der Bauchspeicheldrüse.

Die Resorption der Fette und ihrer gespaltenen Bausteine erfolgt überwiegend im

Zwöffingerdarm und im beginnenden Jejunum. Die kurz- und mittelkettigen

Fettsäuren gelangen über Diffusionsvorgänge in die Kapillaren der Darmzotten und

von dort über das Pfortadersystem zur Leber. Die aufgenommen Fette werden in der

Epithelzelle von einer Proteinhülle umgeben. Diese Fett-Eiweiß Tröpfchen heißen

Cbylomikronen. Die Lymphgefäße der Darmzotten leiten die Chylomikronen über

größere Lymphgefäße und den Milchbrustgang an der Leber vorbei in den

Blutkreislauf. Der wichtigste Teil des Fettstoffwechsels geschieht in der Leber.

Die fettlöslichen Vitamine A, D, E, K werden gemeinsam mit fetthaltigen

Lebensmitteln aufgenommen, weil sie nur über die Mizellenbildung in Gegenwart

anderer Fette resorbierbar sind.

6.3.6. Dickdarm und Enddarm

Der Dickdarm und der sich anschließende Enddarm (Rektum) bilden den letzten

Abschnitt des Verdauungsrohres. Da Verdauung und Resorption der Nährstoffe im

Dünndarm bereits abgeschlossen sind, muß der Dickdarm vor allem noch Wasser

und Elektrolyte rückresorbieren. Dadurch wird der Darminhalt eingedickt und nach

Speicherung im Enddarm als halbfester Stuhl (Kot, Faeces) schließlich über den

After ausgeschieden.

Der Dickdarm ist im Unterschied zum Dünndarm reichlich mit Bakterien besiedelt, die

alle für den Menschen unverdauliche Nahrungsreste durch Gärungs- und

Fäulnisvorgänge weiter abbauen. Der Dickdarm besitzt mit einer durchschnittlichen

Weite von 7 cm einen wesentlich größeren Durchmesser als der Dünndarm.

Man unterscheidet folgende Abschnitte, die ohne deutliche Begrenzung ineinander

übergehen:

1) Der Blinddarm (Caecum) mit dem Wurmfortsatz (Appendix vermiformis).

2) Das Kolon (Grimmdarm)

An der Dickdarmschleimhaut findet man keine Zotten mehr, sondern ausschließlich

besonders tiefe Einstülpungen, die Dickdarmkrypten. Das einschichtige

Kryptenepithel besteht vorwiegend aus schleimbildenden Becherzellen, deren

abgesonderter Schleim die Dickdarmschleimhaut gegenüber dem sich zunehmend

verfestigenden Stuhl gleitfähig hält. An den Kryptenübergängen finden sich neben

den Becherzellen zusätzlich resorbierende Epithelzellen, die zum Darminneren hin

einen Bürstensaum (Mikrovilli) besitzen. Hier erfolgt die Rückresorption von Wasser

und Elektrolyten.

Charakteristisch für den Dickdarm ist die äußere Längsmuskelschicht: Sie verläuft

nicht gleichmäßig um den ganzen Darm, sondern ist zu drei bandförmigen Streifen

zusammengebündelt, den Tänien. Durch den Spannungszustand dieser Tänien und

Anspannung der Ringmuskelschicht entstehen im Abstand von einigen Zentimetern

peristaltische Einschnürungen, zwischen denen dann Haustren als Ausbuchtungen


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deutlich hervortreten. Sie sind keine starren Gebilde, sondern verändern

entsprechend der ablaufenden Peristaltik dauernd ihre Form.

Der Dickdarm ist teils fest, teils über ein dünnes Aufhängeband, das Mesocolon

(Dickdarmgekröse), elastisch mit der hinteren Bauchwand verbunden. Über dieses

Mesocolon wird der Dickdarm mit Blut- und Lymphgefäßen sowie Nerven versorgt.

Blinddarm und Appendix:

In den Blinddarm stülpt sich von links her in einem nahezu rechten Winkel das

Dünndarmende, das terminale Ileum, ein. An der Einmündungsstelle liegen zwei

Schleimhautfalten, die in periodischen Abständen Dünndarminhalt in den Dickdarm

übertreten lassen.

Am unteren Ende des Blinddarms hängt als wurmförmiges Anhangsgebilde der

Wurmfortsatz (Appendix vermiformis). Seine Schleimhaut ist ähnlich aufgebaut wie

die des Dickdarms, in die Wand sind jedoch zahlreiche Lymphfollikel eingelagert, die

vor allem im Kindesalter der Infektabwehr dienen.

Bei der insbesondere Kinder und Jugendliche häufig treffenden Appendizitis

(Blinddarmentzündung) kommt es zu einer akuten Entzündung des Wurmfortsatzes.

Dadurch daß der Wurmfortsatz eine Sackgasse für den Speisebrei bildet, können

sich hier Keime, die in diesem Darmabschnitt im Speisebrei zu finden sind, leicht

ausbreiten. Die Therapie besteht in der Regel in einer frühzeitigen operativen

Entfernung des Wurmfortsatzes, der Appendektomie.

Nach dem Blinddarm folgen die Dickdarm-abschnitte Colon ascendens

(aufsteigender Grimm-darm), Colon transversum (querverlaufender Grimmdarm),

Colon descendens (absteigender Grimm-darm) und schließlich das Rektum

(Mastdarm, Enddarm).

In der Hämorrhoidalzone liegt unter der Schleimhaut des Rektums ein

Venengeflecht, das mit der oberen Mastdarmarterie in Verbindung steht. Dieser

arteriovenöse Schwellkörper trägt neben den beiden beschriebenen Muskeln

maßgeblich zum Verschluß des Afters bei. Knotige Erweiterungen in diesem Bereich

werden als Hämorrhoiden bezeichnet.

Bösartige Tumoren von Kolon und Rektum bilden die zweithäufigsten bösartigen

Tumoren (beim Mann nach dem Bronchialkarzinom, bei der Frau nach dem

Mammakarzinom) mit weiter steigender Tendenz. Er entwickelt sich meist aus

Wucherungen der Schleimhaut. Als entscheidender Risikofaktor wird ungünstige

Ernährung, insbesondere ballaststoffarme Kost und fettreiche Ernährung genannt.

Die beiden wichtigsten Alarmsymptome sind Blut im Stuhl sowie plötzliche

Änderungen der Stuhlgewohnheiten (z.B. anhaltende Verstopfung oder

unwillkürlicher Stuhl-abgang).

Die Stuhlentleerung (Defäkation) ist ein reflexartig ablaufender Vorgang, der jedoch

willentlich beeinflußt werden kann. Bei ausreichender Füllung der Ampulle werden

dort Dehnungsrezeptoren erregt. Diese senden über afferente Nervenbahnen

Impulse zum Defäkationszentrum im Sakralmark, außerdem wird im Großhirn die

Empfindung „Stuhldrang“ ausgelöst. Ein Hinauszögern der Stuhlentleerung über eine

gewisse Zeit ist deshalb möglich, weil der äußere Schließmuskel willentlich

angespannt werden kann und damit die Stuhlentleerung verhindert wird.

Der Stuhl (Kot, Faeces) ist der eingedickte und durch Bakterien zersetzte,

unverdauliche Rest des Nahrungsbreis. Der Stuhl besteht zu 75% aus Wasser, der

Rest Setzt sich folgendermaßen zusammen:


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1) Unverdauliche, teilweise zersetzte Nahrungsbestandteile (vorwiegend Zellulose),

2) Abgestoßene Epithelzellen der Darmschleimhaut,

3) Schleim,

4) Bakterien (pro Gramm Stuhl etwa 10 Milliarden),

5) Sterkobilin wird im Darm durch Umwandlung des Gallenfarbstoffs Bilirubin gebildet

und verleiht dem Stuhl seine eigentümliche, bräunliche Farbe,

6) Gärungs- und Fäulnisprodukte, die bei den bakteriellen Zersetzungsvorgängen im

Dickdarm entstehen und für den unangenehmen Geruch des Stuhls verantwortlich

sind,

7) Entgiftungsprodukte: Medikamente, Giftstoffe und deren Abbauprodukte und

andere von der Leber über die Galle in den Darm abgegebene

Stoffwechselprodukte.

Literatur:

Arne Schäffler Biologie/Anatomie/Physiologie G.Fischer, 1998;

P.Köpf, Atlas der Anatomie des Menschen, Karger, 2000

Internet: http://www.med1.de/Home/

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