Verdauung und Ernährung

· Cholestase  ( behinderter Gallenabfluss )

   · beeinträchtigte Fettabsorption  →  Fettstuhl ( Steatorrhoe )  /  Vitaminmangel ( A / D / E / K )

   · fehlende Ausscheidung von Metaboliten  ( z.B. Medikamente )

   · Ikterus  ( Gelbsucht )

   · Gallensteine  /  Cholezystitis  ( Entzündung der Gallenblase )

   · Nierensteine  ( nicht-resorbierte Fettsäuren im Darm binden Ca²⁺ → erhöhte Oxalat-Resorption )

   · dunkler Urin  /  heller Stuhl

· Bilirubin (Abbauprodukt des Hämoglobins) wird in der Leber glucuronisiert und über Galle / Urin ausgeschieden

· Anstieg von

   · nicht-konjugiertem Bilirubin  →  präheptisches Problem  ( Leber kann nicht alles konjugieren )

   · konjugiertem und unkonjugiertem Bilirubin  →  intrahepatisches Problem  ( z.B. virale Hepatitis )

   · konjugiertem Bilirubin  →  posthepatisches Problem  ( Obstruktion )

· physiologischer Neugeborenenikterus durch vermehrter Hämoglobin-Abbau und unreifer Leberfunktion

· Hauptort der trans- und parazellulären Resorption von

   · Nährstoffen  ( Fette / Aminosäuren / Kohlenhydrate )

   · Elektrolyte

   · Wasser

   · Mineralien / Spurenelementen / Vitaminen

· weniger als 1m funktionellem Darm  →  Maldigestion  ( Kurzdarmsyndrom )

· Rohr  ( ø ~ 4cm  /  L ~ 280cm )   →   0.3m²

  · mit Plicae circulares ( Kerkring-Falten )  →  1m²

     · mit Villi ( Zotten )  →  10m²

        · mit Mikrovilli  →  200m²

· Brunner-Drüsen  ( im Duodenum )

· Becherzellen  ( in Lieberkühn-Krypten )

· Sekretion wird stimuliert durch

   · tiefer pH

   · Sekretin

   · Cholecystokinin

   · ENS  ( enterisches Nervensystem )

1.  Mucine sind intrazellulär an Ca²⁺ und H⁺ gebunden

2.  durch Bicarbonat ( HCO₃^- ) werden Ca²⁺ und H⁺ gebunden

3.  Mucine entfalten  ( wegen elektrostatischer Abstossung der negativen Ladungen )

→ ohne Bikarbonat keine Mucinausscheidung

· Fettresorption

   · Aufnahme von Triglyceriden in Chylomikronen  →  Lymphgefässe

   · kurz- und mittelkettige Fettsäuren  →  Portalvene

· Proteinresorption

   · Aufnahme von Aminosäuren  ( Na⁺-abhängig )  →  Portalvene

   · Transzytose von kleinen Peptiden  ( z.B. Antibiotika / ACE-Hemmer )  →  Portalvene

· Kohlenhydratverdauung

   · Aufnahme von Glucose / Galactose / Fructose  ( über SGLT* / GLUT )  →  Portalvene

   · andere Zucker werden durch Bürstensaumenzyme entsprechend modifiziert  ( → Bild )

* ermöglicht Glucose-Transport gegen Konzentrationsgradienten  ( Symport mit 2 Na⁺ )

· reduzierte Expression der Laktase nach den ersten ~ 5 Lebensjahren

· aber durch Mutation bleibt die Laktase-Aktivität im Erwachsenen erhalten

· funktioneller Test über Messung des ausgeatmeten H₂  ( wird von Dickdarm-Bakterien produziert )

· im Jejunum

· bei Mangel → makrozytäre Anämie

· in der aktiven Form (Tetrahydrofolsäure) als Coenzym bei der Nukleinsäurenbiosynthese

· im Ileum über Na⁺-gekoppelter Transporter

· bei Mangel → Skorbut und Eisenmangel

1.  Spaltung von Trägerprotein durch tiefen pH im Magen

2.  Bindung an R-Protein  ( Haptocorrin )

3.  Spaltung von R-Protein im Jejunum durch Trypsin

4.  Bindung an Intrinsic factor  ( aus Belegzellen )

5.  Rezeptor-vermittelte Endozytose am Ende des Dünndarms  ( "Cubam" )

6.  Transport zur Leber

· bei Mangel  →  perniziöse Anämie  ( makrozytäre Anämie + neurologische Symptome )

· v.a. im Duodenum

· Aufnahme:   ~1mg pro Tag  ( von ~10mg / Hepcidin* zerstört Ferroportin → Hemmung der Absorption )

· Verlust:   ~1mg pro Tag

· Eisenreserve:   ~4g

* bei Mutationen  →  Hämochromatose  ( Bronzediabetes )

· bei hohen Konzentrationen passiv  ( parazellulär )

· bei niedrigen Konzentrationen aktiv  ( transzellulär / reguliert durch aktives Vit.-D₃ / PTH / FGF )

· im Dickdarm

· parazellulär / transzellulär

· parazellulär ( bei normalen Konzentrationen → ~20mM )

· transzellulär  ( bei niedrigen Konzentrationen / über NaP_i2b / stimuliert durch Vit-D₃ )

· empfohlene Zufuhr:   800mg pro Tag  ( erhöhter Serumphosphatspiegel erhöht Sterblichkeit )

· ist nicht essentiell für das Leben

· resorbiert 1.5l Flüssigkeit pro Tag  ( Aquaporine / solvent drag / nur ~200ml werden ausgeschieden )

· Na⁺-Resorption und K⁺-Sekretion nach Bedarf  ( zu 10% → 90% macht Niere / reguliert über Aldosteron )

· Abbau von Cellulose / Pektin durch Bakterien  ( Resorption als kurzkettige Fettsäuren und NH₄⁺ )

· Schleimproduktion für Transport des Darminhaltes

· im proximalen Kolon:  NaCl rein  /  HCO₃^- + H⁺ raus

· im distalen Kolon:  Na⁺ rein  ( ENaC, stimuliert von Aldosteron / Cl^- folgt parazellulär )  /  K⁺ raus

· dient der Verflüssigung des Chymus  ( → bei Mangel Ileus )

· Chlorid-Kanal = CFTR  ( wird über cAMP aktiviert )

· Chlorid wird mit K⁺ sezerniert  ( für Ladungsausgleich )

· Chlorid kann über sekundär-aktiven HCO₃^-/Cl^- - Austauscher wieder aufgenommen werden

→ Sekretions- / Absorptionsverhältnis bestimmt die Stuhlmenge  ( zu starke Sekretion → sekretorische Diarrhöe )

· insgesamt mehr als 10x mehr Bakterien als körpereigene Zellen

· Funktionen:

   · de novo Synthese von  Folat / Biotin / Vitamin K

   · Gallensalze → sekundäre Gallensäuren  ( durch Abspaltung von Taurin / Glycin )

   · Abbau von Ballaststoffen zu kurzkettigen Fettsäuren  ( Butyrat / Proprionat )

   · Freisetzung von Laktat  →  Reduktion des pH  ( verminderte Bildung kolorektaler Karzinogene ) 

· Präbiotika:   nicht-verdaubar / regen Dickdarm-Bakterien gezielt an

· Probiotika:   lebensfähige Mikroorganismen  ( Wirkung ist umstritten )

· nicht hydrolysierbare Kohlenhydrate  /  werden erst durch Dickdarm-Bakterien verdaut  ( Pektin / Zellulose )

· empfohlene Tageszufuhr:   30g   ( aber führt zu Durchfall / Krämpfen / Blähungen / chronischen Entzündungen )

· Wirkungen von Ballaststoffen / Abbau-Produkten:

   · verkürzte Transitzeit  ( normal:  2-3 Tage )

   · längere Sättigung  ( Abbau-Produkte wirken auf ZNS → reduziert Hunger )

   · erhöhte Fettausscheidung

   · geringerer glykämischer Index  ( erhöhte Insulinsensitivität )

· ca. 200g pro Tag  ( >700g → Diarrhöe  /  Obstipation z.B. durch Hypokaliämie )

· Einteilung in 7 Stuhlformen  ( Bristol Stool Chart )

· wird für Diagnose verwendet  ( Zusammensetzung / Bluttest / Bakterien / Zellen / DNA )

· stimuliert durch Parasympathikus  /  gehemmt durch Sympathikus

· Defäkationsreflex bei Eintritt von Stuhl in die Ampulla recti

· Austreibung durch intraabdominellen Druck  ( Zwerchfell / Lunge / Bauchpresse )

· innerer Sphinkter  ( glatte Muskulatur )

· äusserer Sphinkter  ( quergestreifte Muskulatur → N. pudendus / S1-S4  )

· angeboren:   Morbus Hirschsprung  ( Megakolon / keine Ganglienzellen → keine Propulsion )  /  Mukoviszidose

· erworben:   Obstipation  /  Entzündungen  ( Morbus Crohn / Colitis ulcerosa )  /  Divertikulose  /  pathogene Keime

· sekretorische Diarrhöe  ( häufigste Form  /  Überstimulation von CFTR durch cAMP )

· osmotische Diarrhöe  ( Wirkung von Laxantien  /  verursacht durch Maldigestion im Dünndarm )

· Motilitäts-bedingte Diarrhöe  ( zu kurze Transitzeit wegen Hypermotilität )

· entzündliche Diarrhöe  ( Maldigestion / - absorption wegen zerstörter Mukosa durch Entzündung )

· Dysenterie  ( blutiger Stuhlgang wegen schweren Entzündungen )

· verursacht durch Enterotoxine

   · Choleratoxin hemmt GTPase → G_αs bleibt aktiv  → Aktivierung der AC → cAMP → PKA → CFTR

   · Hitze-stabiles E. coli Enterotoxin  →  stimuliert Guanylylcylase → Stimulation der Cl^--Sekretion

· Morbus Crohn:  kommt vom Mund bis zum Anus vor

· Colitis ulcerosa:   kommt nur im Dickdarm vor

· Nervengeflechte in der Wand des Magen-Darmtrakts

   · Plexus submucosus  ( reguliert Sekretion und Absorption )

   · Plexus myentericus  ( reguliert Tonus der Längs- und Ringmuskulatur  /  macht Kontraktionsrhythmus )

· hemmende und erregende Interneurone  ( für abwechselnde Kontraktion der Längs- und Ringmuskulatur )

   · hemmende Neurotransmitter:   Somatostatin / VIP / NO / Opioidpeptide

   · erregende Neurotransmitter:   ACh / Substanz P / Serotonin

· Parasympathikus  ( N. vagus  /  aktiviert erregende und hemmende Neurone des ENS )

   · fördert Verdauung und Sekretion

   · relaxiert Sphinkteren

   · Neurotransmitter:   ACh  ( präganglionär nicotinerg → Liganden-gesteuert  /  postganglionär muscarinerg → GPCR )

· Sympathikus  ( hemmt erregende Neurone des ENS )

   · hemmt Verdauung und Sekretion

   · aktiviert Sphinkteren

   · Neurotransmitter:   ACh ( präganglionär nicotinerg )  /  NOR ( postganglionär α1-adrenerg → GPCR )

· Peristaltik  ( Ösophagus / Magen / Dünndarm )

· rhythmische Segmentation  ( Dünndarm / Dickdarm )

· Pendelbewegung  ( Dünndarm / Dickdarm )

· tonische Kontraktion  ( Sphinktere )

· spontane Depolarisationen  →  Slow Waves  ( Aktionspotentiale werden über Gap Junctions weitergeleitet )

   · Magen:   3min^-1  ( in der grossen Kurvatur des Magens )

   · Duodenum:   18min^-1

   · Jejunum:   13min^-1

   · Ileum:   8min^-1

· ACh (Parasympathikus) ermöglicht spontane Depolarisationen  ( durch Verstärkung der Potential-Oszillation )

· NOR (Sympathikus) führt zu Hyperpolarisation  →  keine spontane Depolarisationen  ( verm. Potential-Schwankungen )

· setzt zwischen den Mahlzeiten alle 90 Minuten ein  ( aktiviert von Motilin )

· zufällige segmentale Bewegungen  ( ~12min^-1 → enden in Magenknurren )

· 5-10x pro Tag  ( u.a. durch gastro-kolischen Reflex ausgelöst )

· transportiert Stuhl in das Rektum

· gastro-kolischer Reflex

   · erhöhte Motilität im Kolon durch Magenfüllung

   · ausgelöst durch chemische Signale aus der Nahrung

   · vermittelt durch Serotonin / Neurotensin / CCK / Gastrin

· kolono-ilealer Reflex

   · verzögert Leerung des Ileums in das Kolon

   · ausgelöst durch Dehnung des proximalen Kolons

   · vermittelt durch Sympathikus

· enterogastrischer Hemmreflex

   · reduziert Magensäuresekretion und Vagotonus  /  verstärkt Sympathikotonus

   · ausgelöst durch sauren pH und Chyme im Duodenum

   · vermittelt durch Sekretin / GIP / CCK