Menschliches Verdauungssystem

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Siehe auch Magen-Darm-Trakt.
"Verdauungssystem" und "Verdauungssystem" leiten hier um. Für Verdauungssysteme von nicht-menschlichen Tieren siehe Verdauung.

Menschliches Verdauungssystem
Menschliches Verdauungssystem
Einzelheiten
Identifikatoren
Latein Systema Digestorium
Mesh D004064
TA A05.0.00.000
FMA 7152
Anatomische Terminologie

Das menschliche Verdauungssystem besteht aus dem Gastrointestinaltrakt und den zusätzlichen Verdauungsorganen (Zunge, Speicheldrüsen, Pankreas, Leber und Gallenblase).[1] In diesem System hat der Verdauungsprozess viele Stufen, von denen die erste im Mund beginnt. Verdauung beinhaltet den Abbau von Nahrung in immer kleinere Bestandteile, bis sie absorbiert und in den Körper assimiliert werden können.

Kauen, bei dem Nahrung mit Speichel vermischt wird, beginnt den Verdauungsprozess. Dies erzeugt einen Bolus, der in die Speiseröhre und in den Magen geschluckt werden kann. Hier wird es mit Magensaft gemischt, bis es in den Zwölffingerdarm gelangt, wo es mit einer Reihe von Enzymen aus der Bauchspeicheldrüse gemischt wird. Speichel enthält auch ein katalytisches Enzym namens Amylase, das beginnt, auf Nahrung im Mund zu wirken. Ein weiteres Verdauungsenzym, die linguale Lipase, wird von einigen der Zungenpapillen auf der Zunge und auch von serösen Drüsen in den Hauptspeicheldrüsen abgesondert. Die Verdauung wird durch das Kauen der Nahrung durch die Zähne und auch durch die Muskelbewegungen der Peristaltik und der Segmentierungskontraktionen unterstützt. Magensaft im Magen ist für die Fortsetzung der Verdauung ebenso wichtig wie die Schleimproduktion im Magen.

Peristaltik ist die rhythmische Kontraktion der Muskeln, die in der Speiseröhre beginnt und entlang der Wand des Magens und den Rest des Magen-Darm-Traktes fortsetzt. Dies führt zunächst zur Produktion von Speisebrei, der, wenn er vollständig im Dünndarm abgebaut wird, als Chylus in das Lymphsystem aufgenommen wird. Die meiste Verdauung der Nahrung findet im Dünndarm statt. Wasser und einige Mineralien werden im Kolon des Dickdarms wieder in das Blut resorbiert. Die Abfallprodukte der Verdauung (Fäkalien) werden über den Mastdarm aus dem After ausgeschieden.

Komponenten

Historische Darstellung des Verdauungssystems, Persien des 17. Jahrhunderts

Es gibt mehrere Organe und andere Komponenten, die an der Verdauung von Nahrung beteiligt sind. Die Organe, die als akzessorische Verdauungsdrüsen bekannt sind, sind Leber, Gallenblase und Bauchspeicheldrüse. Weitere Bestandteile sind Mund, Speicheldrüsen, Zunge, Zähne und Epiglottis.

Die größte Struktur des Verdauungssystems ist der Magen-Darm-Trakt (GI-Trakt). Dies beginnt an der Mündung und endet am After, der eine Strecke von etwa neun (9) Metern zurücklegt.[2]

Der größte Teil des Magen-Darm-Trakts ist der Dickdarm oder Dickdarm. Wasser wird hier absorbiert und die verbleibenden Abfallstoffe werden vor der Defäkation gelagert.[1]

Die meiste Verdauung der Nahrung findet im Dünndarm statt.

Ein wichtiges Verdauungsorgan ist der Magen. Innerhalb seiner Schleimhaut befinden sich Millionen von eingebetteten Magendrüsen. Ihre Sekrete sind wichtig für das Funktionieren des Organs.

Es gibt viele spezialisierte Zellen des Magen-Darm-Trakts. Dazu gehören die verschiedenen Zellen der Magendrüsen, Geschmackszellen, Pankreasganglienzellen, Enterozyten und Mikrozellen.

Einige Teile des Verdauungssystems sind auch Teil des Ausscheidungssystems, einschließlich des Dickdarms.[1]

Mund

Der Mund ist der erste Teil des Gastrointestinaltraktes und ist mit mehreren Strukturen ausgestattet, die die ersten Verdauungsprozesse beginnen.[3] Dazu gehören Speicheldrüsen, Zähne und die Zunge. Der Mund besteht aus zwei Regionen; das Vestibulum und die eigentliche Mundhöhle. Das Vestibulum ist der Bereich zwischen den Zähnen, Lippen und Wangen,[4] und der Rest ist die eigentliche Mundhöhle. Der größte Teil der Mundhöhle ist mit Mundschleimhaut ausgekleidet, einer Schleimhaut, die einen Schmierschleim produziert, von dem nur eine geringe Menge benötigt wird. Schleimhäute variieren in ihrer Struktur in den verschiedenen Regionen des Körpers, aber sie alle produzieren einen Schmierschleim, der entweder von Oberflächenzellen oder häufiger von darunterliegenden Drüsen ausgeschieden wird. Die Schleimhaut im Mund setzt sich fort wie die dünne Schleimhaut, die die Zahnbasen auskleidet. Der Hauptbestandteil von Schleim ist ein Glycoprotein, das Mucin genannt wird, und der Typ, der sekretiert wird, variiert entsprechend der betroffenen Region. Mucin ist viskos, klar und fest haftend. Unter der Schleimhaut im Mund befindet sich eine dünne Schicht von glattem Muskelgewebe und die lockere Verbindung mit der Membran gibt ihm seine große Elastizität.[5] Es bedeckt die Wangen, die inneren Oberflächen der Lippen und den Mundboden.[6]:1186

Das Gaumenoberteil wird als Gaumen bezeichnet und trennt die Mundhöhle von der Nasenhöhle. Der Gaumen ist an der Vorderseite des Mundes hart, da die darüberliegende Schleimhaut eine Knochenplatte bedeckt; es ist weicher und biegsamer am Rücken aus Muskel- und Bindegewebe, und es kann sich bewegen, um Nahrung und Flüssigkeiten zu schlucken. Der weiche Gaumen endet an der Uvula.[7] Die Oberfläche des harten Gaumens ermöglicht den nötigen Druck beim Essen, um den Nasengang frei zu lassen.[8] Die Lippen sind die Vordergrenze des Mundes und die Fauces (der Durchgang zwischen den Mandeln, auch Rachen genannt),[6]:686 markieren Sie die hintere Grenze.

Zu beiden Seiten des weichen Gaumens befinden sich die Palatoglossus-Muskeln, die ebenfalls in Bereiche der Zunge reichen. Diese Muskeln heben den Zungenrücken an und schließen auch beide Seiten der Fauces, um das Essen zu ermöglichen.[6]:1208 Schleim hilft beim Kauen von Nahrung in seiner Fähigkeit, die Nahrung bei der Bildung des Bolus zu erweichen und zu sammeln.

Speicheldrüsen

Mundhöhle

Es gibt drei Paare von Hauptspeicheldrüsen und zwischen 800 und 1000 kleinen Speicheldrüsen, von denen alle in ersten Linie den Verdauungsprozess dienen und auch eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Zahngesundheit und allgemeinen Mund Schmierung spielen, ohne die Sprache unmöglich wäre.[9] Die Hauptdrüsen sind alle exokrinen Drüsen, die über Kanäle sezernieren. Alle diese Drüsen enden im Mund. Die größten davon sind die Ohrspeicheldrüsen - ihre Sekretion ist hauptsächlich serös. Das nächste Paar sind unter dem Kiefer, die Unterkieferdrüsen, diese produzieren sowohl seröse Flüssigkeit als auch Schleim. Die seröse Flüssigkeit wird durch seröse Drüsen in diesen Speicheldrüsen produziert, die auch linguale Lipase produzieren. Sie produzieren etwa 70% des Speichels in der Mundhöhle. Das dritte Paar sind die unter der Zunge liegenden sublingualen Drüsen, deren Sekretion hauptsächlich mit einem kleinen Prozentsatz Speichel schleimig ist.

Innerhalb der Mundschleimhaut (einer Schleimhaut), die den Mund und auch auf der Zunge und dem Gaumen und Mundboden auskleidet, befinden sich die kleinen Speicheldrüsen; ihre Sekrete sind hauptsächlich Schleim und werden vom Gesichtsnerv (dem siebten Hirnnerv) innerviert.[10] Die Drüsen sezernieren auch Amylase, eine erste Stufe beim Abbau von Nahrungsmitteln, die auf das Kohlenhydrat in der Nahrung wirken, um den Stärkegehalt in Maltose umzuwandeln. Es gibt andere Drüsen auf der Oberfläche der Zunge, die die Geschmacksknospen auf dem hinteren Teil der Zunge umgeben und diese produzieren auch linguale Lipase. Lipase ist ein Verdauungsenzym, das die Hydrolyse von Lipiden (Fetten) katalysiert. Diese Drüsen sind von Ebner-Drüsen genannt, die haben auch eine andere Funktion haben, in der Sekretion von Histatinen gezeigt worden, die eine frühe Verteidigung bieten (außerhalb des Immunsystems) gegen Mikroben in Lebensmitteln, wenn sie Kontakt mit diesen Drüsen auf der Zunge Gewebe machen.[9][11] Sensorische Information kann die Sekretion von Speichel stimulieren, wobei die notwendige Flüssigkeit für die Zunge bereitgestellt wird und um das Schlucken der Nahrung zu erleichtern.

Speichel
Hauptartikel: Speichel

Speichel Wie Verdauung stattfindet und erweicht das Essen und verwandelt zusammen mit der Kauaktion der Zähne das Essen in einen weichen Bolus. Der Bolus wird weiter durch die Schmierung unterstützt, die durch den Speichel in seinem Durchgang von dem Mund in die Speiseröhre bereitgestellt wird. Von Bedeutung ist auch das Vorhandensein der Verdauungsenzyme Amylase und Lipase im Speichel. Amylase beginnt, die Stärke in Kohlenhydraten zu verarbeiten, indem sie sie in die einfachen Zucker von Maltose und Dextrose aufbricht, die im Dünndarm weiter abgebaut werden können. Speichel im Mund kann 30% dieser anfänglichen Stärkeverdauung ausmachen. Lipase beginnt mit dem Abbau von Fetten. Lipase wird weiterhin in der Bauchspeicheldrüse produziert, wo sie freigesetzt wird, um diese Fettverdauung fortzusetzen. Das Vorhandensein von Speichel-Lipase ist von vorrangiger Bedeutung für junge Babys, deren Pankreas-Lipase noch entwickelt werden muss.[12]

Neben seiner Rolle bei der Versorgung von Verdauungsenzymen hat Speichel eine reinigende Wirkung auf Zähne und Mund.[13] Es spielt auch eine immunologische Rolle bei der Bereitstellung von Antikörpern gegen das System, wie Immunglobulin A.[14] Dies wird als Schlüssel zur Verhinderung von Infektionen der Speicheldrüsen angesehen, insbesondere der Parotitis.

Speichel enthält auch ein Glykoprotein namens Haptocorrin, das ein bindendes Protein an Vitamin B ist12.[15] Es bindet sich an das Vitamin, um es sicher durch den sauren Mageninhalt zu tragen. Wenn es den Zwölffingerdarm erreicht, brechen pankreatische Enzyme das Glykoprotein ab und geben das Vitamin frei, das sich dann mit dem intrinsischen Faktor bindet.

Zunge

Nahrung gelangt in den Mund, wo die erste Stufe des Verdauungsprozesses stattfindet, mit der Wirkung der Zunge und der Sekretion von Speichel. Die Zunge ist ein fleischiges und muskulöses Sinnesorgan, und die allererste sensorische Information wird über die Geschmacksknospen in den Papillen auf ihrer Oberfläche empfangen. Wenn der Geschmack angenehm ist, wird die Zunge in Aktion treten und die Nahrung im Mund manipulieren, was die Sekretion von Speichel aus den Speicheldrüsen stimuliert. Die flüssige Qualität des Speichels hilft bei der Erweichung der Nahrung und sein Enzymgehalt beginnt, die Nahrung abzubauen, während sie noch im Mund ist. Der erste Teil der Nahrung, der abgebaut werden soll, ist die Stärke der Kohlenhydrate (durch das Enzym Amylase im Speichel).

Die Zunge wird durch ein Bänderband, das Frenum genannt wird, am Mundboden befestigt[5] und das gibt ihm eine große Beweglichkeit für die Manipulation von Essen (und Sprache); der Bereich der Manipulation wird durch die Wirkung mehrerer Muskeln optimal kontrolliert und durch die Ausdehnung des Frenums in seinem äußeren Bereich begrenzt. Die zwei Muskeln der Zunge sind vier intrinsische Muskeln, die aus der Zunge stammen und an ihrer Formung beteiligt sind, und vier extrinsische Muskeln, die aus dem Knochen stammen und mit ihrer Bewegung in Verbindung stehen.

Geschmack
Hauptartikel: Geschmack
Querschnitt der Papilla circumvallata mit Anordnung von Nerven und Geschmacksknospen

Geschmack ist eine Form der Chemorezeption, die in den spezialisierten Geschmacksrezeptoren stattfindet, die in Strukturen, die als Mundknospen bezeichnet werden, enthalten sind. Geschmacksknospen befinden sich hauptsächlich auf der oberen Oberfläche (Zungenrücken). Die Funktion der Geschmackswahrnehmung ist wichtig, um zu verhindern, dass schädliche oder verfaulte Lebensmittel konsumiert werden. Es gibt auch Geschmacksknospen auf dem Epiglottis und oberen Teil der Speiseröhre. Die Geschmacksknospen werden von einem Ast des Gesichtsnervs, der Chorda tympani, und dem N. glossopharyngeus innerviert. Geschmacksmeldungen werden über diese Hirnnerven an das Gehirn gesendet. Das Gehirn kann zwischen den chemischen Eigenschaften der Nahrung unterscheiden. Die fünf grundlegenden Geschmäcker werden als Salzigkeit, Säure, Bitterkeit, Süße und Umami bezeichnet. Der Nachweis von Salzigkeit und Säure ermöglicht die Kontrolle des Salz- und Säure-Gleichgewichts. Der Nachweis von Bitterkeit warnt vor Giften - viele der Abwehrmechanismen einer Pflanze sind von giftigen Verbindungen, die bitter sind. Süße führt zu jenen Nahrungsmitteln, die Energie liefern; Der anfängliche Abbau der Energie spendenden Kohlenhydrate durch Speichelamylase erzeugt den Geschmack der Süße, da einfache Zucker das erste Ergebnis sind. Der Geschmack von Umami soll proteinreiches Essen signalisieren. Saurer Geschmack ist sauer, was oft in schlechtem Essen zu finden ist. Das Gehirn muss sehr schnell entscheiden, ob das Essen gegessen werden soll oder nicht. Es waren die Befunde aus dem Jahr 1991, in denen die ersten olfaktorischen Rezeptoren beschrieben wurden, die zur Erforschung des Geschmacks beitrugen. Die Geruchsrezeptoren befinden sich auf Zelloberflächen in der Nase, die an Chemikalien binden, die Gerüche erkennen können. Es wird angenommen, dass Signale von Geschmacksrezeptoren mit denen aus der Nase zusammenarbeiten, um eine Vorstellung von komplexen Nahrungsmittelaromen zu bilden.[16]

Zähne

Hauptartikel: menschlicher Zahn

Zähne sind komplexe Strukturen aus für sie spezifischen Materialien. Sie bestehen aus einem knochenähnlichen Material namens Dentin, das vom härtesten Gewebe des Körperschmelzes bedeckt ist.[8] Die Zähne haben unterschiedliche Formen, um mit verschiedenen Aspekten der Kaubewegung umzugehen, die beim Reißen und Kauen von Nahrungsstücken in immer kleinere Stücke verwendet werden. Dies führt zu einer viel größeren Oberfläche für die Wirkung von Verdauungsenzymen.Die Zähne werden nach ihrer besonderen Rolle beim Kauvorgang benannt - Schneidezähne werden zum Schneiden oder Abbeißen von Nahrungsstücken verwendet; Eckzähne werden zum Reißen verwendet, Prämolaren und Backenzähne werden zum Kauen und Mahlen verwendet. Die Verkostung der Nahrung mit Hilfe von Speichel und Schleim führt zur Bildung eines weichen Bolus, der dann geschluckt werden kann, um den oberen Gastrointestinaltrakt in den Magen abzusinken.[17] Die Verdauungsenzyme im Speichel helfen auch dabei, die Zähne sauber zu halten, indem sie eventuell anhaftende Speisereste abbauen.[18][13]

Epiglottis