10 Verdauung - Wagner

Es wird nur zirka 5-15% des oral aufgenommenen Eisens im Darm resorbiert. Das mit der Nahrung aufgenommene Eisen ist zum großen Teil dreiwertig (Fe3+). Es wird zunächst im Bürstensaum des Darmepithels an der apikalen Membran der Enterozyten von der membranständigen Ferrireduktase zu zweiwertigem Eisen (Fe2+) reduziert. Anschließend erfolgt der aktive Transport in das Zellinnere durch das Transportprotein DMT1 ("divalent metal ion transporter-1"), dessen Expression an den Eisenstatus des Körpers gekoppelt ist. Der Transport ist ein Co-Transport von Fe2+ und H+ und wird auch als DCT1 ("divalent cation transport-1") bezeichnet.

In der Mukosazelle angekommen, werden die Eisenionen sofort mit Apoferritin zu ihrer "Lagerform" Ferritin komplexiert. Der Weitertransport der Eisenionen erfolgt am basalen Zellpol. Dort werden sie vom Membranprotein Ferroportin (FP) in den Extrazellulärraum sezerniert, wo sie von Hephaestin und Coeruloplasmin wieder zu dreiwertigem Eisen oxidiert werden. Schließlich erfolgt die Bindung der Eisenionen an Transferrin und der Abtransport auf dem Blutweg.

Häm-Eisen wird im Duodenum durch den apikalen Transporter HCP1 (Häm-Carrierprotein 1) resorbiert (▶Abb. 12.30). Intrazellulär wird dreiwertiges Eisen (Fe3+) durch die Hämoxygenase freigesetzt.

Für die systemische Regulation des Eisenhauhaltes ist besonders das „Hormon“ Hepcidin aus der Leber von Bedeutung. Hepcidin hemmt die intestinale Eisenaufnahme sowie die Eisenabgabe aus Makrophagen, indem es den lysosomalen Abbau von Ferroportin (IREG1) fördert. Seine Expression wird durch Eisen gefördert, sodass hier eine klassische und einfache Rückkopplung vorliegt. Die Expression von Hepcidin wird außerdem von Entzündungsmediatoren (z. B. IL-6) gefördert und durch Hypoxie und Anämie gehemmt. Die vermehrte Expression von Hepcidin bei Entzündungen führt zur Eisenretention in Abwehrzellen und stellt somit einen Erklärungsansatz für
die seit Langem bekannte Entzündungsanämie dar.

 Calciumbalance. Der Mensch nimmt mit der Nahrung täglich im Mittel etwa 20mmol Calcium auf. Davon werden im Darm 2mmol/d nettoresorbiert, der Rest über den Stuhl ausgeschieden (▶Abb. 11.20). Der Calciumtransport durch das Darmepithel erfolgt in beiden Richtungen, d. h., er ist bidirektional. Calcium kann im oberen Dünndarm sowohl resorbiert als auch mit den Verdauungssäften sezerniert werden. Die Summe der beiden Vorgänge ergibt die Nettoresorption. Ist die Calci-
umbalance ausgeglichen, so scheiden die Nieren die gesamte im Darm nettoresorbierte Calciummenge aus (▶Abb. 11.20). Die mit der Nahrung aufgenommene Menge wird also mit Stuhl (90 %) und Harn (10 %) wieder
vollständig aus dem Organismus entfernt.

(text identisch mit dem auf der abb)

Fällt der ionisierte Anteil des Plasmacalciums unter die Norm, wird das Peptidhormon Parathyrin (Synonyme: Parathormon, PTH) aus den Epithelkörperchen, den sog. Nebenschilddrüsen, freigesetzt und gelangt in Sekundenschnelle über die Blutbahn an seine Zielzellen. PTH verhindert eine Hypokalzämie dadurch, dass es im Knochen zur raschen Mobilisierung der kristallinen Strukturen führt. Dabei gelangt das freigesetzte Calcium in die Blutbahn. Gleichzeitig führt PTH in der Henle-Schleife und im distalen Tubulus der Niere zu einer vermehrten Resorption von Calcium. Dadurch bleibt das aus dem Knochen mobilisierte Ca2+ dem Organismus erhalten.

Das Peptidhormon Calcitonin wird in den sog. C-Zellen gebildet, die als parafollikuläre Zellen vor allem in der Schilddrüse, aber auch in Nebenschilddrüsen und Thymus vorkommen. Erhöhung des Plasmacalciumspiegels über die Norm setzt dieses Hormon frei, worauf Calcium im Skelett eingelagert wird. Calcitonin ist also offensichtlich ein Gegenspieler des Parathyrins, was den Calciummetabolismus des Knochens betrifft. In der Niere jedoch wirken die beiden Hormone synergistisch. Sowohl Parathyrin wie auch Calcitonin finden an Zellen des proximalen Tubulus und der Henle-Schleife spezifische Membranrezeptoren vor und führen dort – nach hormonspezifischer Stimulation der Adenylylcyclase und der Bildung von cAMP – zur Phosphaturie (verstärkte Phosphatausscheidung) und Antikalzurese (verstärkte Calciumresorption).

Der freie Anteil des Plasma-Mg2+ (80 %) passiert ungehindert das glomeruläre Filter der Niere.

Im Gegensatz zum Ca2+ und den meisten anderen Elektrolyten werden davon aber nur etwa 20% im proximalen Tubulus resorbiert, während der Löwenanteil (S.422) im Bereich der Henle-Schleifen das Tubuluslumen verlässt.

Phosphatüberladung durch westliche Nahrung 
• Coca-Cola oder Pepsi enthält 14 -17 mg Phosphorus in 100 mL (Milch 120 mg/100 ml)
• Empfohlene tägliche Zufuhr: 800 mg

Höhere Serumphosphatspiegel in Patienten mit Infarkt erhöht Sterblichkeit und Herzerkrankungen

Überleben von niereninsuffizienten Patienten (CKD3-4) entsprechend Serumphosphatspiegel
-> Je phosphat desto Tot

Höhere Aufnahme von Phosphat in Dialysepatienten erhöht Sterblichkeit

Selektive parazelluläre Resorption via Claudine

Das Choleratoxin ist ein starkes Enterotoxin, das von Vibrio cholerae produziert wird. Es verursacht eine schwere sekretorische Diarrhoe, das Hauptsymptom der Cholera.

Durch die vermehrte Füllung im Enddarm kommt es zur Reizung der Dehnungsrezeptoren in der Mastdarmwand. Über Afferenzen (zum Zentralnervensystem hinführende Nervenbahnen) wird dieser Dehnungsreiz zum Rückenmark, genauer zum Sakralmark geleitet. Hier erfolgt eine Umschaltung auf Efferenzen (vom Zentralnervensystem wegführende Nervenbahnen) des Parasympathikus. Diese lösen eine reflektorische Erschlaffung des inneren Analschließmuskels aus. Gleichzeitig wird vom Sakralmark über Bahnen des motorischen Nervensystems eine reflektorische Anspannung des äußeren Analschließmuskels ausgelöst, die den Stuhlabsatz verhindert. Der erhöhte Druck im Mastdarm löst Stuhldrang aus.

Nach etwa 30 bis 60 Sekunden erfolgt bei unterdrücktem Kotabsatz eine Anpassung des Mastdarms an die vermehrte Füllung. Die Darmspannung vermindert sich und die Dehnungsrezeptoren werden auf einen höheren Schwellenwert eingestellt, so dass der Stuhldrang wieder verschwindet. Ein Erwachsener kann den Stuhlabsatz bis zu einer Füllungsmenge von etwa einem Liter unterdrücken.

Sekretorische Diarrhöe
Aktive Sekretion von Chlorid, und sekundär von Natrium und Wasser. Wässriger Stuhl, grosse Volumen. VIP-Sekretion, Bakterielle Toxine, Bsp. Cholera, hitzestabiles Enterotoxin (E. coli)

Osmotische Diarrhöe
Osmotische Anziehung von Wasser in das Darmlumen: Sprue, Laxantien, Hochdosis Magnesium oder Vitamin C, Laktoseinteroleranz, Pankreasinsuffizienz, Fruktose/Galaktose/Glucose-Malabsorption, Sorbitol

Motilitäts-bedingte Diarrhöe
Hypermotilität: Verringerte parasympathische Aktivität: Vagotomie, diabetische Neuropathie, Hyperthyroidismus, Irretable Bowel Syndrome (?)

Entzündliche Diarrhöe
Zerstörte Mukosa durch Entzündung: Maldigestion und Malabsorption: Bakterielle, virale oder parasitär, autoimmun

Dysenterie
Blutiger Stuhlgang infolge von schweren Entzündungen.
 

E. Coli Enterotoxin stimuliert Guanylatzyklase

Das von Enterobakterien gebildete hitzestabile Enterotoxin aktiviert Guanylinrezeptoren der Darmmukosa und führt so zur Bildung von cGMP. Dieses cGMP vermittelt Sekretion von Ionen und gleichzeitig auch von Wasser in das Darmlumen.

Plexus myentericus:
- Tonus der Längs- und Ringmuskulatur
- Kontraktionsrhythmus

Plexus submucosus:
Regulation von Sekretion und Absorption