VERDAUUNG => Physiologie

1. Cephalische-Phase:
Anblick, Geruch, Geschmack => die resultierende Sekretion ist volumenarm und reich an Enzymen.

2. Gastrische/Magen-Phase:
Die Ausdehnung des Magens löst einen vago-vagalen Reflex aus, der die Sekretion der Bauchspeicheldrüse erhöht => das Gastrin, das von den Wänden des Magen-Antrum freigesetzt wird, stimuliert auch die Ancinizellen

3. Intestinale Phase:
Die mit Abstand die wichtigste Phase = macht 70-80% der gesamten Stimulation aus => hormonelle kontrolle via vom Duodenum ausgeschüttetes Cholezystokinin

=> bei niedrigem Debit: Hauptsächlich NaCl

=> bei hohem Debit: Hauptsächlich NaHCO_{3 =>} Neutralisiert den Speisebrei => Gegenreaktion der Magensäureproduktion => HCl + NaHCO₃ => NaCl + CO₂ + H₂O => Kochsalzkreislauf

Cystic fibrosis tranmembrane conductance regulator (CFTR) => ist für den transmembranären Cl-Ionenfluss (und anderen Halogenen) verantwortlich: Ionenkanal, der duch cAMP* reguliert wird => damit Bikarbonat (HCO3) sekretiert werden kann muss zuerst Cl ausgeschüttet werden, damit dieses gegen HCO3 wieder ausgetauscht werden kann (das Chlor kommt von der Zelle oder wird von der basolateralen Seite durch duch die Zelle ins Lumen transportiert)  => Antiport

=> Mutationen des CFTR-Gens sind für Mukoviszidose verantwortlich: Zystische Fibrose => häufigste Erbkrankheit in Europa (4%) => Funktionsinsuffizienz der exokrinen Drüsen in der Lunge, im Pankreas und der Leber => erhöhte Mukus-Viskosität => Anstieg der Infektionsanfälligkeit der Lunge, Malabsorbtion, Diabetes, Obstruktion des Pankras- und Gallengangs

* NB: Cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) ist ein biochemisch vom Adenosintriphosphat (ATP) abgeleitetes Molekül, das als Second Messenger bei der zellulären Signaltransduktion dient und insbesondere zur Aktivierung vieler Peptidhormone (Proteinkinasen) führt.

• Exokrine/Biliäre Funktion => Gallensaft-Produktion zur Verdauung von Fett sowei fettlöslichen Vitaminen (A, D, E und K)
• Endokrine/Metabolische Funktion => die Stoffwechselfunktion der Leber betrifft Kohlenhydrate, Proteine und Fette, sowie wasser- und fettlösliche Vitamine

=> verbindet die von der Leber und der Gallenblase kommenden Ducti mit dem Duodenum => führt die Galle ins Darmlumen => ist am duodenalen Ende vom Oddi-Sphinkter verschlossen => öffnet sich sobald Nahrung über den Mund aufgenommen wird (vagale Stimulation) + via Cholecystokinin (hormonale Stimulation) sobald die Nahrung im Duodenum angekommen ist => Kontraktion der Gallenblase

Motilin ist ein Peptidhormon des Gastrointestinaltrakt, das in den M-Zellen des Dünndarms, sowie im endokrinen Pankreas gebildet wird. Motilin fördert die interdigestive Motilität des Magens und regt die Dick- und Dünndarmmotorik an. Die Ausschüttung von Motilin wird durch Magendehnung, sowie pH-Wert-Abfall und das Vorhandensein von Galle im Duodenum stimuliert => ermöglicht die Elimination der konzentrierten Galle durch regelmässige Teilentlehrung der Gallenblause auch währen den Fastenperioden (alle 10-20 min)

Die Galle in der Gallenblase ist 10-20x konzentrierter => durch aktive Absonderung von NaCl, welches Wasser nach sich zieht

Gewisse Bestandteile der Galle, wie die Gallensalze (davon 98%), werden im Dünndarm absorbiert und von der Leber erneut ausgeschüttet => ein einzelnes Gallensalz-Molekül kann diesen Kreislauf 3-4x/Tag durchlaufen

Amphipathisch: Besitzen gleichsam einen hydrophilen und auch eine hydrophoben Anteile => wirken im Darmlumen emulgierend (Trennung grosser Fettpartikel in Emulsions-Tröpfchen => stossen sich durch ihre negativ geladene Oberfläche gegenseitig ab => 1000x grössere Angrifsfläche für hydrophile Lipase)

Primäre Gallensäure (von der Hepatozythen aus Cholesterin synthetisiert): Cholsolsäure + Chendeoxycholsäure

Sekundäre Gallensäure (duch anaerobe Bakterielle Prozesse im Colon): Desoxycholsäure + Lithocholsäure (aus Cendoxycholsäure => kaum resorbiert)

Mizellen entstehen bei der Aufspaltung der Tryglyceride der Emulsions-Tröpfchen durch Lipase + Colipase (Hydrolyse => revesibel) => kugelförmige Anordnungen (ca. 200x kleiner als Emulsions-Tröpfchen) aus mit Gallensalzen und Phospholipiden verbundenen Monoglyceriden und schlecht löslichen Fettsäuren => amphiphil => Hydrophober Kern mit hydrophiler Oberfläche => Transport zu den Enterozyten => Absorbtion via Diffusion

Sobald die Mizellen von den Enterozythen absorbiert werden lagern sich die Monoglyceride und Fettsäuren erneut zu Trygliceriden zusammen, welche weiterhin von Vitaminen und Cholesterol umgeben sind => Chylomikron (=> Lipoproteine der Membran des endoplasmatischen Retikulums) => treten via Lympkapillaren in den Blutkreislauf ein => werden so zu den Nutz- und Speicherorten transportiert

=> Glucide können nur in Form von Monosacchariden absorbiert werden

=> Lactose und Sucrose werden direkt duch die Pankras-Enzyme (Lactase und Sucrase) zu Galactose und Fructose (Monosacchariden) aufgespalten

=> Stärke wird bereits von der Speichel-Amylase "vor-verdaut" und erst in einem zwiten Schritt von der Pankras-Amylase zu Glukose gespalten

Fructose kann via Ionenkanäle an der apikalen Enterozythenmembran aufgenommen werden (=> erleichterte Diffusion)

Glucose und Galactose hingegen können lediglich bei einem Cotransport mit Na+ aufgenommen werden: Na/K-ATPasen (Pumpe => aktiv => Energie/ATP-Verbrauch) an der basalen Enterozytenmembran sorgen dafür, dass die intrazelluläre Na+-Konzentration die Luminale unterschreitet (=> Konzentrationsgradiernt) => sekundär aktiver Transport
=> ein hoher Na+-Konzentration im Lumen fördert demzufolge die Glucid-Absorbtion und vice versa

=> der transmembranäre Weiteransport aus den Enterozythen in die Blutkapillare erfolgt für Fructose, Glucose und Galactose vie entsprechende Ionenkanäle (erleichterte Diffusion)

Bei einer laktase-Insuffizienz wird die Verbindung zwischen Galactose und Glucose (der Laktose) nicht (genügend) gespalten (fehlende Hydrolyse) => können im Dünndarm nicht absorbiert werden => Verdauung durch Bakterien im Colon (Fermentation) => Gas-Bildung + osmotische Diahrroe => Bauch-Krämpfe + Durchfall

• Cogenitale Alaktaslie => seltene autosomal (nicht auf X oder Y) rezessive Krankheit
• Primäre Hypolaktasie => Mutation einer Gensequenz (LCT), welche die Laktaseproduktion reguliert (=> unter den verschiedenen Ethnien sehr unterschiedlich verbreitet)
• Sekundäre Hypoalaktasie => als Folge einer gastro-intestinalen Schleimhautentzündung (z.B. durch eine Zöliakie, Bestrahlung, Medikamente, Fehlernährung, etc.)

Die Proteinverdauung beginnt im Magen duch Pepsine, welche von der Magensäure aktiviert werden (optimaler pH bei 1.6-3.2) => Hydrolyse der Verbindungen zwischen aromatischen und aderweiteiten Aminosäuren => sehr unterschiedlich lange Peptidketten

Im Dünndarm:

• Durch intestinale und pankreatische Endopeptidasen (Trypsin, Chymotrypsin und Elastase) => trennen die Peptidbindungen innerhalb der Peolypeptidketten
• Durch pankreatische Exopeptidase (Carboxypetidase) => Hydrolyseder Aminosäuren an den Amino- und Carboxyl-Extremitäten der Polypeptidketten

Am apikalen Pol der Enterozyten existieren mindestens 7 Trasportsysteme (von deren Ladung abhängig) => erleichtern die Diffusion der Aminosäuren bzw.  Di- oder Tripeptide (=> werden durch intrazelluläre/zytoplasmtatische Peptidasen hydrolysiert) 
=> 5 als Cotransport mit Na+, davon 2 abhängig von Cl-
=> 2 unabhängig von Na+
=> Di- und Tripeptide duch Cotransport mit H+

Am Basolateralen Pol der Enterozyten existieren mindestens 5 Systeme (2 davon abhängig von Na+), welche die Aminosäuren zur Pfortader (=> Leber) weiterleiten.

Absorbtions-Gradient: Lumen => Enterozyten => Pfortader => Leber

Lebesmittel-Allergien: Gelangen fremde Antigene (nicht vollständig zerlegte Protein-Bestandteile) in den Blutkreislauf, kann dies zur Produktion von Antikörper führen => beim nächsten Kontakt mit dem entsprechende Antigen, kann dies eine allerigische Reaktion (≠ Unverträglichkeit) auslösen => Anschwellen der des Gesichts und der oberen Atemwege, Schleimhaut-Irritationenen, Erbrechen, Durchfall, etc. => bis hin zum anaphylaktischen Schock (Karidio-Respiratorischer Stop) 

Gluten-Unverträglichkeit: Zöliakie => Autoimmun-Krankheit => Malaborbtions-Syndrom durch eine Unverträglichkeit für Gliadin (einem Bestandteil des Gleutens) => lokale Entzündung (ohne Histamin oder Antikörper-Bildung) => totale, aber revesible Schleimhaut-Atrophie der Dünndarm-Zotten (+ Anschwellen der Krypten-Zellen) => ca. 1 auf 100 ist betroffen (genetische Veranlagung) => Stagnation der Gewichtszunahe / Körpergrösse bei Kindern nach Einführen von Gluten-haltiger Nahrung

=> werden durch Pankras-Nukleasen in Nukleotide gespalten (auf der Luminalen Seite der Schleimhautzellen) => Nukleoside werden weiter in Zucker und Basen (Purine und Pyramidine) getrennt und durch aktiven Transport absorbiert 

• Dünndarm (84%) => entlang des osmotischen Gradienten => vom intraluminalen Inhalt abhängig
• Dickdarm (16%) => entgegen des osmotischen Gradienten

=> die Wasser-Absorbtion ist ein passives Phänomen und geschieht...

• Parazellulär => beschränkt möglich
• Transzellulär => von apikal zu basolateral:
  • durch passive Diffusion durch die Pospholipidmembranen
  • via Cotransport mit Elektrolyten (Na+, Cl-,  etc.) und Mikronährstoffen (Glukose, Aminosären)
  • durch Aquaporine erleichterte Diffusion

Na+ => In der apikalen Membran der Dickdarm-Enterozyten befinden sich spezifische Na+-Kanäle, welche die transzelluläre Na+-Absorbtion ermöglichen (gekoppelt mit parazellulärer Cl- Absorbtion) => Na+ wird dann basolateral aktiv via Na+/K+-ATPase-Pumpen ins interstitium/Blut gepumpt => zeiht Wasser mit sich (osmotischer Gradient)

=> im Dünndarm wird ebenfalls Na+ absorbiert (im Cotransport mit Glukose und Aminosäuren => sekundär aktiver Wassertransport duch erhöhung des interstitiellen osmotischen Drucks), allerdings diffundiert Na+ duch eine aktive transzelluläre Cl- Sekretion wiederum parazellulär (entlang des so entstanden Gradienten) ins Lumen

Tetramer-Proteine, welche den Wassertransport duch Phospholipid-Doppelschichten ermöglichen (mit Inversion der Wassermoleküle) => in mind. 13 verschiedenen Erschienungsformen in vielen Organenen (insb. in allen Segmenten des Verdauungstrakts + Anhang-Drüsen => Sekretion der Verdauungssäfte + Wasserabsorbtion) => extrem effizient (1 000 000 000 H2O/Sek.)!

Die Vibrionen haften an die Schleimhautzellen der Dünndarmwand an und schütten Toxine aus, welche ins Zellinnere eindringen und die Cl- Sekretion in den Krypten steigern und die NaCl-Absorbtion der Zotten verhindren => extreme Wasser-Sekretion => Deshydratation => häufigster Grund für Kindersterblichkeit in Entwicklungsländern => orale Rehydratation durch mit NaCl und Glukose angereichertes Wasser (wird Na+ durch den Cotransport mit Glukose absorbiert nimmt der intrazelluläre osmotische Druck zu und Wasser kann absorbiert werden, was den Durchfall mildert)

• Kontraktion der glatten Muskulatur des Colon descendens, sigmodieum und des Rectums
• Entspanung des internen Sphinkters (glatt => unwillkürlich) und des externen Sphinkters (quergestreift => willkürlich)
• Kontraktion des Diaphragmas und der Bauchwand => Zuhnahme des intra-abdominalen Drucks

Die Defektaion ist ein spinaler reflex, der willkürlich gefördert oder gehemmt werden kann: Die Dehnung des Rektums duch Fekalein löst reflexartig dessen Muskelkontraktion aus (Defekation kann noch willkürlich gestoppt werden) => nimmt der Druck aber weiter zu können die Sphinkter irgendwann nicht mehr standhalten => führt zwangsläufig zur Defekation (auch bei Querschnittsgelähmten)