VERDAUUNG => Physiologie
Physiologie des Verdauungssystems
Physiologie des Verdauungssystems
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 69 |
|---|---|
| Langue | Deutsch |
| Catégorie | Médecine |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 19.05.2020 / 01.05.2023 |
| Lien de web |
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Was ist die Hauptaufgabe des Verdauungssystems?
=> verwandelt die Nahrung (von Aussen zugeführt) in für den Körper nutzbare Moleküle (ins Innere aufgenommen), sodass diese zu den Zellten transportiert und dort für die Energieproduktion gebraucht werden können.
=> Sichert die Energiezufur auch zwischen den Mahlzeiten (Energiereserve).
Nenne die 4 "Stationen der Verdauung" zwischen dem Schlucken und der Ausscheidung.
- Oesophagus
- Magen
- Dünndarm
- Dickdarm
Der Verdauungsbrei kann sich im Lumen des Verdauungstraktes nur in eine Richtung bewegen. Warum? Welche Strukturen verhindern den Rückfluss?
Welche Pathologie tritt infolge eines Defekts einer dieser Struktuen auf?
=> die Sphinkter: Zirkuläre tonisch kontrahierte Muskeln
- Superioerer Oesophagus-Sphinkter
- Inferioerer Oesophagus-Sphinkter
- Pylor-Sphinkter (am Magenausgang)
- Sphinkter von Oddi (im Duodenum)
- Ilio-caecal-Klappe (zwischen Dünn- und Dickdarm)
- Interner Anal-Sphinkter (unwillkürlich)
- Externere Anal-Sphinkter (willkürlich)
=> schliesst der inferiore Oesophagus-Sphinkter nicht richtig kommte es zum gastroösophagalem Reflux (beim Erwachsenen) oder massivem Aufstossen (beim Neugeborenen) => die Säure aus dem Magen kann dadurch die Osophagus-Schleimhaut angreifen.
Von wo nach wo befördert der Oesophagus den Nahrungsbrei? Wie?
Was ist die Kardia?
Von welchem Musketyp ist der Oesophagus umgeben?
=> vom hinteren Mundbereich in den Magen; durch seine peristaltische Bewegung.
Die Cardia ist der Übergangsbereich vom Oesophagus zum Magen (Grenzzone verschiedener Epithelien).
=> 1. Drittel: Gestreifte Muskulatur (willkürlich)
=> Rest: Glatte Muskulatur (unwillkürlich)
Unter welchem Muskel ligt der Magen?
Was wird auf Höhe der grossen Tuberositas des Magens produziert? Was auf Höhe des Pylor-Sphinkter und der Kardia?
Wodurch kann die Magenentleerung verhindert werden?
=> unter dem Diaphragma (= Zwerchfell)
=> auf Höhe der Tuberositas major: Die Magensäure, Pepsinogene und der Intrinsic factor
=> auf Höhe der des Pylors und der Kardia: Schleim
=> bei einer Hypertrophie des Pylor-Sphinkter am Magenausgang kann dessen Entleerung verhindert sein (oft bei Neugeborenen ca. nach 1 Monat. Führt zu extremes Erbrechen.
Welche 3 Eigenschaften machen den Dünndarm zum optimalen Ort für die Absorbtion?
- extrem grosse Aufnahmefläche => Milionen von Darmzotten (1mm Höhe), welche wiederum von Mikrovilli (1/1000 mm) bedeckt sind
- stark durchblutet => Nährstofftransport
- von vielen Lyphbahnen durchzogen => Abwehr
Nenne die 4 Schichten der Dünndarm-Wand und ihre Aufgabe.
- Serosa => Schutzschicht
- Mucosa => transport des Nahrungsbreis durch Kontraktion der glatten Muskulatur
- Sus-Mucosa => stark durchblutet und innerviert
- Innere Mucosa => Schutz
Zellen mit welchen beiden Aufgaben bedecken die Oberfläche der Dünndarm-Zotten? Was befindet sich in den Zotten?
Das Epithelium umfasst Enterozyten (für die Absorbtion verantwortlich) und Becherzellen (für die Schleim-Produktion verantwortlich).
Das Innere der Zotten ist von Blut- und Lymphbahnen dicht durchzogen.
Was unterscheidet die beiden Rectal-Sphinkter? Aus welchem Muskeltyp bestehen sie?
Welche Aufgabe übernehmen die beiden?
Der innere Anal-Sphinkter besteht aus glatter Muskulatur => unwillkürlich
Der äussere Anal-Sphinkter besteht aus quergestreifter Muskulatur => willkürlich
=> regulieren die Ausscheidung und sichern die Kontinenz (ca. mit dem 2-3 Lebensjahr erworben) mittels eines Systems, welches den Füllzustand des Rectums registriert.
Nenne die 3 Aufgaben des Anfangsbereichs (Mund, Pharynx und Oesophagus) des Verdauungstrakts.
- Kauen
- Schlucken
- Speichelproduktion und Ausschüttung
Ein Mensch nimmt täglich ca. 2 Liter Flüssigkeit zu sich. Dennoch werden ca. 9L/Tag absorbiert. Woher kommen die zusätzlichen 7 Liter pro Tag?
Produktion von Flüssigkeit:
1l Speichel
2l Trinken/Essen
2l Magensaft
1l Galle
2l Pankreassaft
- 1l Intestinalsaft
ergibt zusammen 9 Liter
davon werden 8l (84%) im Dünndarm und 0,9l (16%) im Dickdarm absorbiert
0.1l wird mit den Fäkalien ausgeschieden
Die harmonische Verdauungsarbeit erfordert Koordination der Aktivität mehrerer Organe:
Segmente des Verdauungstrakts, Anhangs-Drüsen, Leber, Pankreas, etc.
Nenne 3 Systeme, die das Zusammenspiel beeinflussen (ev. + Teilsysteme).
- Motorische (und sekretorische) Abläufe:
- willkürlich => quergestreifte Muskulatur
- unwillkürlich => glatte Muskulatur
- Nervöse Steuerung:
- intrinsisches System
- extrinsisches System
- Reflexe
- Hormonale Steuerung bzw. lokale Regulation:
- Endokrine
- Parakrine
Wie verlaufen die Muskelfasern in der Wand des Verdauungstrakts? Wie sind sie angeordnet?
=> Stratum longitudinale: Externe Schicht mit longitudinaler Muskulatur (äussere Längsschicht)
=> Stratum circulare: Interne Schicht mit zirkulärer/ringförmiger Muskulatur
+ schräge Muskelschicht (im Magen)
+ quergestreifter Muskel (1. 1/3 der Speiseröhre und externer Anal-Sphinkter)
Welche 2 Kontraktions-Typen der glatten Verdauungsmuskulatur gibt es? Wie werden sie iniziiert?
Als Antwort auf Dehnung, welche durch das Ankommen der Nahrungskugmasse zustande kommt
Spontane Kontraktionen durch die interstitiellen Cajal-Zellen (CIC) (=> Pacemakers)
Die Cajal-Zellen (CIC) bilden ein komplexes Zellsystem mit Vermittlungsfunktion. Sie dienen der Kommunikation zwischen welchen beiden Strukturen?
An welchen beiden Orten des Verdauungtrakts sind sie zu finden?
Nenne die 4 Hauptfunktionen der CIC.
=> Vermittler zwischen den autonomen Nerven und den glatten Muskelzelen des Gastrointestinaltrakts
- im Auerbach-Plexus (= Plexus mjentericus) des Dickdarms
- in der glatten Muskulatur der Darmwand (zwischen den beiden Muskelschichten)
- Peacemaker => spontane elektrische Aktivität (erleichtert die Depolarisation der glatten Muskelzellen durch Öffnung von spannungs-abhängigen Calcium-Kanälen) => elektrischer Grund-Rythmus (mit spezifischer Frequenz in jedem Segment) durch regelmässige Oszillation des Ruhepotentials (-50 mV <=> -40 mV) => langsame Kontraktions-Wellen (Slow Waves)
- Elektrische Weiterleitung der langsamen Kontraktions-Wellen (SW) via Gap-Junctions
- Verbindung zwischen Motoneuronen (aktivierend oder hemmend) und den glatten Muskelfasern
Wo liegt das Ruhepotential glatter Muskelzellen?
Das funktionelle Syncytium der glatten Verdauungsmuskulatur ist via Synapsen-ähnliche Strukturen mit dem enterischen Nervensystem verbunden. Dieses wiederum wird duch die extrinsische innervation reguliert.
Welche Neurotransmitter wirken dabei aktivierend? Welche hemmend? Auf welche Fasern nehmen sie Einfluss? Welche Fasern werden duch die Substanz P aktiviert?
Aktiveriend (Parasympathische preganglionäre Fasern => Kontraktion-Steigerung): Ach
Hemmend (Sympathische postganglionäre Fasern => Enspannung): Noradrenalin und Serotonin
=> Substanz P aktiviert die sensoriellen, afferenten (zum ZNS verlaufenden) Fasern
Erkläre den Unterschied zwischen Peristaltik und Segmentation.
In welchem Darmsegment überwiegt welche Art der Bewegung? Was ist deren Funktion?
Was versteht man unter dem "peristaltischen Reflex"?
Peristaltik (hauptsächlich im Dünndarm): Abwechselnde Kontraktion der longitudinalen und circulären Muskelfasern (durch die CIC koordiniert) => schiebt den Speisebrei (en bloc) wieter duch den Darm
Segmentation (hauptsächlich im Dickdarm, im Duodenum nicht vorhanden): Gleichzeitige Kontraktion der circulären Muskulatur in einer Abschnitt => verkleinert (und verteilt) den Spesebrei
Der peristaltische Reflex ist für die propulsive Peristaltik verantwortlich. Stimuliert ein durch den Darminhalt ausgelöster Dehnungsreiz die Dehnungsrezeptoren, so werden die Motoneurone auf der oralen Seite aktiviert und dia auf der analen Seite des Darminhaltes gehemmt. Dadurch kontraiert sich die Zirkulärmuskulatur hinter dem Bolus, während sie vor dem Bolus erschlafft, so dass dieser in analer Richtung weitertransportiert wird.
Die Wand des Verdauungskanals (insb. die Darmwand) ist sehr reich an Neuronen (200-600 Mio.), verteilt in tausenden von kleinen Ganglien = enterisches NS = intrinsische Innervation.
In welche 2 Plexen wird das enterische Nervensystem unterteilt? In welcher Schicht der Wand ligen diese? Was ist ihre Funktion?
Myenterischer Plexus (Auerbach): ist Voluminöser, befindet sich zwischen den Muskelschichten und ist für die Motorik verantwortlich
Sub-mukosa Plexus (Meissner): ist weniger entwickelt und hauptsächlich an der Regulation der gastrointestinalen Sekretionen und des lokalen Blut-Debits beteiligt
Welcher Nerv und welche Nervengruppe bilden eine daurhafte afferente und efferente Verbindung (=> extrinsische Innervation) der Plexus des Verdauungssystems mit dem zentralen Nervensystem?
- Nervus vagus (X)
- Nervi Splanchnici
Welche Endokrinen Substanzen wirken auf den Magen? Welche auf das Duodenum?
Welche Auto-/Parakrinen Substanzen wirken auf den Magen?
Endokrine Substanzen:
- Magen: Gastrin
- Duodenum: Cholezystokini + Sekretin
Auto- bzw. Parakrine Substanzen:
- Magen: Histamin + Somatostatin
Welcher Neurotransmitter wird zu 95% durch das enterische Nervensystem produziert?
Was reguliert dieser in ZNS? Was im ENS?
Serotonin:
=> Reguliert die Emotionen und das Wohlbefinden im ZNS
=> Reguliert die Peristaltik und das Immunsystem im ENS
Welche 3 Arten von Mikroben weist das menschliche Mikrobiom auf?
Wie viel mal mehr Mikroben-Zellen als Menschen-eigene Zellen besitzt ein Erwachsener? Inwiefern sind sie für die Energiebereitstellung wichtig?
Wo befindet sich die grösste Ansammlungung residulaer Mikroben im Körper?
- Eukaryoten (z.B. Pilze)
- Bakterien
- Arachaea
=> ca. 10x mehr Mikroben-Zellen als menschliche
(90% Mikrobiom vs. 10% humane Zellen)
=> ca. 1-2 kg: Generieren 30% der Kalorien, indem sie einen Teil der Nahrung in Energie umwandeln
=> im Darm (= Darmflora) leben ca. 1012-14 Mikroben hunderter verschiedener Arten
Ist die Verteilung der Mikroorganismen im Verdauungstrakt ausgeglichen?
Der Verdauungskanal des Fötus ist steril. Wie wird er von Mikroogranismen bewohnt?
Wofür ist diese Colonisation unabdingbar?
Auf dem natürlichen Geburtsweg => durch Schlucken von Vaginal- und Anal-Flora bei der Geburt
Beim Keiser-Schnitt => postnaltal über die Nahrung und den Kontakt mit der Umwelt (+ Medikamenten)
=> das Mikrobiom macht das (fötale) intestinale Immunsystem funktionsfähig und effizient.
Wie bei den Blutgruppen ist auch die Zusammensetzung es Verdauungs-Mikrobs individuell (= Enterotyp). Welche 3 Enterotypen gibt es?
- Enterotyp 1: Dominiert von Bacterioiden (verantwortlich für die Zucker-Fermentation)
- Enterotyp 2: Dominiert von Prevotella (beziehen ihre Energie teilweise aus der Biodegradation der Glycoproteine der Muzine)
- Enterotyp 3: Dominiert von Ruminococcus (reicha an Hem-kodierenden Genen, baut Muzine ab)
Wie wird die Kaubewegung gesteuert? Ist sie willkürlich steuerbar?
Die Kaubewegung ist eine gemischt willkürlich und unwillkürliche Bewegung.
Reflex (unwillkürlich): Beschafenheit der Nahrung => Stimulation mechanischer, thermischer und chemischer (Geschmack) Rezeptoren => Afferenz an die paarigen Kauzentren in der Medulla Oblongata => Efferenz (via Gehirnnerven) an die Kaumuskulatur => Rhyhmus und Koordination der Kaubewegung
Willkürliche Steuerung: Spezifisch für das Kauen verantwortliche Zone auf dem Cortex => willentliche Modulation/Kontrolle der Kaubewegung
In welche 3 Phasen wird der Schluck-Vorgang eingeteilt?
Wie ist das Schlucken gesteueret? (Zentral und Peripoher)
- Buccale/Orale Phase (gemischt willkürlich und unwilkürlich)
- Pharyngale Phase (Reflex/unwillkürlich)
- Oesophagale Phase (Reflex/unwillkürlich)
=> sobald Stimulation von Mechanorezeptoren durch Nahrung im Oropharynx => Afferenz (N. Glosso-pharyngeus) => Schluck-Zentren im Hirnstamm (Medulla oblongata bzw. Pons) => Efferenz (via den Hirnnerven V, IX, X, XII) => Kontrolle und Koordination der Schluck-Muskulatur + interzentrale Hemmung des Kauens und der Atmung
Welche beiden Enzyme der Speicheldrüsen iniziieren den Verdauungsvorgang von Gluziden und Fetten?
Wie viel Speichel produziert ein Erwachsener durchschnittlich pro Tag?
Ein Erwachsender produziert täglich zwischen 0.7 und 1.5 L Speichel pro Tag (während des Tages deutlich mehr als in der Nacht) => wird reflexartig geschluckt
Alpha-amylase => iniziiert den Gluzid-Abbau, indem es Stäreke in Maltose (80%) und Glukose (20%) verwandelt
=> wird im Magen inaktiviert
Lingulae Lipase => zersetzt Tryglizeride mittels hydrolyse (ist im sauen Milieu akitv, ohne Gallensalze)
Mechanismus der Speichelsekretion:
Was wird von den Azinus-Zellen ausgeschüttet?
Was wird von den Kanälchen-Zellen resorbiert, was ausgeschüttet?
=> ist Speichel hyper-, hypo- oder isotonisch?
=> die Aziuns-Zellen schütten Wassen und Elektrolythe aus (H2O, Na+, K+, Cl-, HCO3-)
=> die Kanälchen-Zellen absorbieren Na+ und Cl- und schütten zusätzlich K+ und HCO3- aus (sie sind H2O undurchlässig => Ausschüttung des Schweisses)
=> Speichel ist hypotonisch, insbesondere bei niedriger Produktionsrate
Welche beiden Eigenschaften der Nahrung fördern den Speichelfluss?
Wie verändert sich die Speichelzusammensetzung durch Sympathische-, wie durch parasympathische Stimulation?
parasympathische Stimulation => wässrige Elektrolythen und Amylase-reiche Sekretion
sympathische Stimulation => visköse und Schleim-reiche Sekreition
=> die Regulationszentren im Hirnstamm werden duch die afferente Informaiton aus dem Darm mit-gesteuert
Wodurch wird die Zeit, welche die Nahrung im Magen verbleibt, beeinflusst?
Welcha Art von Makronährstoffen wird am schnellsten, welche am Langsamsten weitergeleitet?
=> ist von der Zusammensetzung der Nahrung abhängig: Glucide schneller als Proteine, Proteine schneller als Fette
+ osmotische Druck (Menge an osmotisch aktiver Teilchen) im Duodenum: Hyperosmolalität => Verlangsamung der Magenentleerung
+ enterogastrischer Hemmreflex: Bestimmte gastrointestinale Hormone, Sympathikusaktivität und die H+-Konzentration (pH-Wert) im Duodenum hemmen die Magenentleerung ebenfalls
Wie viel Magensaft wird täglich produziert? Wo liegt dessen durchschnittlicher pH-Wert?
Was versteht man unter der "cephalischen Phase"?
Was versteht man unter dem Begriff "Chymus"?
=> 1-1.5 L/Tag
=> pH-Wert: 0.8-1.0
Cephalische Phase: Das Sehen, daran Denken oder Riechen von Nahrung stimuliert (via den N. Vagus) die Sekretion von Magensaft (30 - 50% der Ausschüttung wird so ausgelöst).
NB: Das Vorhandensein von Nahrung im Magen stimuliert auf Zug und gewisse Verdauungsprodukte (Amine) ragierende Rezeptoren und beschleunigt damit die Magensaft-Sekretion
Chymus: Halb-flüssiger Verdauungsbrei, welcher vom Dünndarm aufgenommen werden kann
Welche 4 Arten von Zellen finden sich in den Magen-Krypten? Was ist deren jeweilige (Haupt-)funktion?
- Hauptzellen, die inaktives Pepsinogen und Lipase produzieren.
- Muzin-Zellen / Nebenzellen, sezernieren Schleim, der den Magen vor der Magensäure schützt.
- Parietal-Zellen / Belegzellen, produzieren Magensäure und den Intrinsic Factor für die Resorption von Vitamin B12.
- Enterochromaffin-like cells (ECL-Zellen), die Histamin enthalten (fördern die Magensaftsekretion in Abhängigkeit von Histamin)
Wie unterscheiden sich ruhende und aktive/sekretierende Parietal-Zellen morphologisch bzw. funktionell voneinander?
Welche 3 Substanzen wirken als Aktivatoren der Parietal-Zellen bzw. der H+-K+-ATPase? Via welche Scond-Messanger?
Ruhende Parietalzellen => die H+-K+-ATPasen (pumpt H+ im austausch mit K+ gegen den Konzentrationsgradienten aus den Zellen) sind in den Tubovesikeln eingeschlossen (nicht mit dem Lumen in Verbindung)
Aktive/Sekrtierende Parietalzellen => die Tubulovesikel verschmelzen mit den Canaliculi; dadurch gelangen die Protonenpumpen an die sich einstülpende apikale Membranoberfläche => es bilden sich Sekretions-Kanälchen mit zahlreichen Mikrovilli (apikale Oberflächenvergrösserung)
=> Aktivatoren:
- Histamin mit AMPc als Second-Messager
- Acethylcholin mit Ca++ als Second-Messager
- Gastrin mit Ca++ als Second-Messager
Welche 3 transmembranäre Pumpen benötigen, das in den Mitochondrien der Parietal-Zellen produzierte ATP als Energiequelle? An welchem Pol der Zellmembran befinden sie sich?
Welche weiteren 4 Kanäle lassen den Ionenstrom entlang des Konzentratlionsgradienten in bzw. aus den Parietal-Zellen zu? An welchem Pol der Zellmembran befinden sie sich?
ATP verbrauchende Protonenpumpen (arbeiten gegen die Konzentrationsgradienten):
- baso-laterale Membran:
=> Carbo-Anhydrase: Kathalysiert die Synthese von extrinsischem H2O und CO2 zu intrinsischem HCO3- und H+
=> Na+-K+ ATPase: Pumpt K+ in und Na+ aus der Zelle - apikale Membran: => Na+-K+ ATPase: Pumpt H+ aus und K+ in die Zelle
Protonenkanäle (lassen die Ionen entlang der Konzentrationsgradienten pssieren):
- baso-laterale Membran:
=> Chlor (Cl-) strömt in die Zelle hinein
=> Salzsäure (HCO3-) strömt aus der Zelle - apikale Membran:
=> Kalium (K+) strömt aus der Zelle
=> Chlor (Cl-) strömt aus der Zelle
Was unterscheidet die Magen- und Lingual-Lipase von der Pankreas-Lipase?
Die Lingual- und Magen-Lipase funktionieren im sauren Milieu (10-30% der Fett-Verdauung) => Hydrolyse von Tryglycerinen zu kurzen Ketten
Die Pankres-Lipase funktioniert im alkalinen Milieu und benötigt desshalb Gallen-Salze oder Co-Lipasen
Welche Zellen der Magen-Krypten schütten Pepsinogene aus? Wie werden diese zu Pepsinen aktiviert? Was ist ihre Funktion?
Pepsinogene werden von den Magen-Hauptzellen synthetisiert und in deren Enzym-Vesikeln gespeichert, bis sie (noch in inaktiver Form) ausgeschüttet werden.
=> das HCl- der Magensäure (von den Parietal-Zellen ausgeschüttet) aktiviert die Pepsinogene zu Pepsinen
Die Pepsine spalten die Proteine aus dem Nahrungsbrei durch Hydrolyse der Peptidbindungen
Was bewirkt Gastrin?
Wie kommt es zu dessen Sekretion? (2 Arten der Stimulation)
Weiter hat es eine "trophische Funktion", was ist damit gemeint?
Gastrin ist ein Gewebshormon, welches zur Magensäuren- und Peptid-Ausschüttung anregt, sowie die gastrointestinale Motilität stimuliert.
=> darüber hinaus ist Gastrin an der Gewebsernährung der gastrointestinalen Epithelialzellen und dadurch an der Regulation des Magenschleimhaut-Wachstums beteiligt.
Stimulation:
=> Cephalische Phase: Der Gedanke, der Anblick, der Geruch oder das Vorhandensein von Nahrung im Mund führen zu einem efferenten Signal via N. vagus, welches zur Gastrin-Sekretion anregt (konditionierbar)
=> Gastrische Phase: Befindet sich Nahrung im Magen aktiviert dies Dehnungs- und Chemo-Rezeptoren (für Aminosäuren), welche die Gastrin-Sekretion stimulieren (lokaler Reflexs => schneller als die cephalische Phase)
