Wie funktioniert Verdauung?

In diesem Artikel erfährst du wie die Verdauung in Magen und Darm sowie die Nährstoffaufnahme funktioniert.

1) Das Gesamtbild: Wie funktioniert Verdauung?

1.1.) Mund

Genau genommen beginnt die Verdauung der Nahrung bereits im Mund, wo Kohlenhydrate durch die im Speichel enthaltenen Amylase-Enzyme aufgeteilt werden.

1.2.) Magen

Im Magen angelangt wird die Kohlenhydratverdauung gestoppt, der Nahrungsbrei durch die salzsäurehaltige Magensäure (ph-Wert von 0-3) aufgelöst und Proteine durch das Enzym Pepsin in die einzelnen Aminosäuren gespalten.

Die stark saure Magensäure mit niedrigem ph-Wert dient auch dem Schutz vor Fremdkeimen und tötet diese effizient ab. Je höher (bzw. basischer) der pH-Wert im Magen ist, desto mehr muss die Magenmuskulatur den Nahrungsbrei durchkneten, um mit der wenigen Magensäure eine halbwegs brauchbare Verdauung einzuleiten. Wurde genügend Magensäure gebildet, verschließen Schließmuskeln den Mageneingang und –ausgang.

1.3.) Dünndarm

Nach der Verdauung im Magen wandert der Nahrungsbrei weiter in den Zwölffingerdarm. Durch einen sauren ph-Wert des Nahrungsbreis und durch aufgespaltene Amino- und Fettsäuren wird die Freisetzung des Peptidhormons Cholecystokinin (CCK) angeregt. Im Hirn wirkt dieses Hormon als Neurotransmitter und leitet das Sättigungsgefühl ein. Am Darmbeginn (Zwölffinger- und Leerdarm) leitet CCK als nächsten Verdauungsschritt die Freisetzung von Verdauungsenzymen aus der Bauchspeicheldrüse sowie die Freisetzung von Gallensäure in den Darm ein.

Mit den freigesetzten Verdauungsenzymen und der Gallensäure können nun alle Arten von Makronährstoffen (Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette) verdaut und verwertbar gemacht werden.

Es gibt folgende Arten von Verdauungsenzymen:

  • Lipasen (und Gallensäure) spalten Fette,
  • Amylasen spalten Kohlenhydrate
  • Proteasen spalten Eiweiße
  • Daneben werden von der Dünndarmschleimhaut noch weitere Verdauungsenzyme gebildet (zB Laktase zur Spaltung von Laktose).

Ist der Nahrungsbrei wegen einem Mangel an Magensäure zu basisch, wird die Freisetzung von Verdauungsenzymen und damit die Weiterverarbeitung des Nahrungsbreis im Darm gehemmt.

Verdaute Nährstoffe werden hauptsächlich im Dünndarm resorbiert und von der dortigen Schleimhaut in die Blutbahn transportiert. Nur wenn die Nahrung ausreichend aufgespalten und die Nährstoffe gelöst wurden, kann der Körper diese auch gut verwerten. Deshalb kann die beste Ernährung auch nur dann von Nutzen sein, wenn genügend Magensaft vorhanden ist.

Unabhängig davon können auch nicht ausreichend verdaute Nahrungsbestandteile ins Blut aufgenommen werden und dort überschießende Immunreaktionen auslösen, weil das Immunsystem diese Bestandteile nicht kennt und als gefährlich einstuft. Vor allem unverdaute Proteine können im Dünndarm ein sog, „leaky gut“-Syndrom und bei Übertritt ins Blut Autoimmunerkrankungen, Hautkrankheiten und Allergien auslösen. Eine allergene Wirkung entfalten Proteine, die nicht ausreichend von Pepsin gespalten wurden, dann, wenn sie aus mehr als 8-10 Aminosäuren (Peptide bzw. kleine Proteine) bestehen.

Grundsätzlich werden die Nahrungsproteine im Dünndarm zu 85-95% hydrolisiert (dh durch Wasserstoff gespalten) und dann in die Dünndarmzellen bzw. ins Blut resorbiert.

 Am Ende des Dünndarms werden die meisten Nährstoffe aufgenommen. 

1.4.) Dickdarm

Die in den Dickdarm gelangenden Aminosäuren und Peptide können von den Miroorganismen (Bakterien, Pilze, etc.) utilisiert werden. Auch andere unverdauten Nahrungsbestandteile, die im Darm weiterwandern, können so vergärt werden (unverdaute Kohlenhydrate) oder eine Fäulnis (unverdautes Eiweiß) erzeugen.

Generell für den menschlichen Körper unverdauliche Nahrungsbestandteile sind Ballaststoffe. Diese haben die Aufgabe den Nahrungsbrei weiterzutransportieren und dienen auch der Ernährung von Dünn- und Dickdarmbakterien.

2) Wie funktioniert die Verdauung im Magen?

Bereits im vorherigen Punkt haben wir gesehen, dass die Magensäure auch entscheidend für die restliche Verdauung im Darm ist.

Denn weil die Magensäure der offizielle Startschuss der Verdauung ist, führt ein Mangel auch zu einer verlangsamten und verschlechterten Verdauung auch in den folgenden Verdauungsstufen.

Sehen wir uns nun an wie die Magensäurebildung im Detail aussieht:

  • Anregung (Neurotransmitter und Hormone): Die Magendrüsen produzieren täglich etwa 2 – 3 Liter Magensaft, vornehmlich bestehend aus Salzsäure (HCl), Schleim und Verdauungsenzymen. Beim Anblick von Nahrung oder beim Beginn des Nahrungsverzehrs leitet der Neurotransmitter Acetylcholin (über den nervus vagus im parasympathischen Nervensystem) die Magensaftsekretion in den Magen ein, indem er an seine Rezeptoren an der Magenwand (muskarinischen ACh-Rezeptor M3 der glatten Magenmuskulatur) andockt. Die Aktivierung der Rezeptoren läuft über das Phosphoinositol-System. Daneben regen auch das Hormon Gastrin, das Stresshormon Cortisol und das Gewebshormon Histamin (H2-Rezeptoren des Magens) die Magensaftsekretion an.
  • Ausgangsstoffe (Protonen und Bicarbonat): Das Schlüsselenzym für die Produktion der Magensäure ist Carboanhydrase. Diese befindet sich in den Belegzellen (Parietalzellen) des Magenepithels (äußerste Zellschicht im Magen) und stellt Protonen (Wasserstoff, H+) und Bicarbonat aus Wasser und Kohlenstoffdioxid her.
  • Austausch 1 (Kalium und Protonen): Das in den Epithelzellen vorhandene Enzym Protonen-Kalium-ATPase (V-ATPase, Protonen-Kalium-Pumpe, H+/K+-ATPase, sog. „Protonenpumpen“) sorgt für den gleichzeitigen Austausch von Kalium in die Epithelzelle während Protonen aus der Epithelzelle ins Mageninnere gelangen. Hier setzt auch die Wirkung von Protonenpumpenhemmer (PPI) wie Pantoloc oder Omeprazol an. Das sind Medikamente, die die die Freisetzung von Protonen in das Mageninnere hemmen.
  • Austausch 2 (Bicarbonat und Chlorid): Daneben erfolgt auch ein Austausch von Bicarbonat ins Blut während Chlorid (=Salz) aus dem Blut in die Epithelzelle gelangt. Das Chlorid gelangt dann durch einen Chloridkanal in das Magenlumen und bildet dort mit den Protonen (Wasserstoff, Hydrogen) die Magensäure (=Hydrochlorsäure, HCl).
  • Natürlicher Magenschutz (Natriumhydrogencarbonat): Vor der ätzenden Magensäure schützen sich die Belegzellen, indem sie gleichzeitig mit Magensäure auch Schleim bilden, der stark basisches Natriumhydrogencarbonat enthält und der in die Schleimschicht eindringende Magensäure neutralisierern kann. 
  • Eiweißspaltung (Pepsin): Der niedrige ph-Wert der Magensäure unterstützt die Umwandlung von Pepsinogen zu Pepsin (=eiweißspaltendes Protease-Enzym) und fördert die Pepsin-Aktivität. Die höchste Aktivität hat Pepsin bei einem pH-Wert zwischen 1,5 und 3. Oberhalb von pH 6 wird das Enzym irreversibel inaktiviert.
  • Pepsin ist notwendig, um Proteine (Polypeptide), die aus Aminosäuren zusammen gesetzt sind, in die einzelnen Aminosäuren und kleinere Peptide zu spalten. Je höher (bzw. basischer) der pH-Wert im Magen ist, umso mehr muss der Magen den Speisebrei durchkneten, um mit der wenigen Magensäure eine halbwegs brauchbare Verdauung einzuleiten. 

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