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der Tunica muscularis und der Tunica serosa Die innerste Schicht bildet die Schleimhaut, Tunica mucosa. Sie besteht aus dem Epithel Lamina epithelialis mucosae, dem darunter liegenden Bindegewebe Lamina propria mucosae und einer dünnen Schicht longitudinaler Muskelfasern, der Lamina muscularis mucosae. -> Die Lamina propria mucosae ist ein areoläres Bindegewebe mit Blut- und Lymphgefäßen. Sie enthält Mukosa-assoziiertes lymphatisches Gewebe (MALT) (=System knotenförmiger Ansammlungen von Lymphozyten) -> zB. Lymphknoten und Peyer'sche Plaques -> Die Lamina muscularis mucosae dient zur Bewegung der Mikrovilli. Die Grenze zur Tunica muscularis bildet eine dünne Bindegewebsschicht, die Tela submucosa. -> enthält Blut- und Lymphgefäße, kleinere Drüsen und Nervenzellen -> kleine parasympathische Ganglien bilden hier einen submukösen Nervenplexus (Plexus submucosus oder Meissner-Plexus), der die Sekretion steuert und die Peristaltik kontrolliert. Die Hauptmuskelschicht Tunica muscularis setzt sich aus einer Ringmuskelschicht, Stratum circulare, und einer Längsmuskelschicht, Stratum longitudinale, zusammen. -> dazwischen ist der Plexus myentericus (oder auch Auerbach-Plexus) zur Steuerung der Peristaltik und der Sekretion von Enzymen in das Darmlumen Daran schießt sich eine Zwischenschicht, die Tela subserosa, an. (zwischen Tunica muscularis und Tunica serosa) Die Tunica serosa umschließt den Verdauungstrakt. Sie besteht aus einer Bindegewebsschicht, Lamina propria serosae, und einem dünnen Epithel, Lamina epithelialis serosae. 4.1. Magen - Aufbau makroskopisch: Unterer Ösophagus- Schließmuskel Längs- schicht Magen- Quer- muskulatur schicht Schräg- schicht Duodenum (Zwölffinger- darm) Pylorus- Schließmuskel Kleine Pylorus/Pförtner (Magenausgang) mikroskopisch: Vene Arteriole Antrum Ösophagus (Speiseröhre) Kurvatur Lymphknoten Lamina muscularis mucosae Lymphgefäß Stratum longitudinale (Längsschicht der Muskulatur) 2006 Wiley-VCH, Weinheim Tortora/Anatomie und Physiologie ISBN 3-527-31547-0 Abb-24-12a Falten der Magen- schleimhaut Fibrae obliquae (schräge Muskelschicht) Stratum circulare (Ringschicht der Muskulatur) Auerbach-Plexus Kardia (Mageneingang) Lamina propria Foveolae gastricae (Magengrübchen) einschichtiges Zylinderepithel Magendrüse mikroskopisch: Fundus Korpus (Magenkörper) Der Magen Mucosa (Magen- schleimhaut) Große Kurvatur (Magenkrümmung) Magenlumen (a) dreidimensionale Ansicht der Magenschichten Foveola gastrica Isthmus Drüsenhals Hauptteil der Drüse (verkürzt) Tela submucosa Oberflächen- epithel Stammzelle Nebenzelle Belegzelle (Parietalzelle) Hauptzelle endokrine Zelle Lamina muscularis mucosae Tunica mucosa Tela submucosa Tunica muscularis Tunica serosa 4.2. Magen-Funktion Kardia (Mageneingang): Übergang von der Speiseröhre zum Magen Fundus (Magengrund): ist meistens mit Luft gefüllt, die während der Nahrungsaufnahme mit wurde Korpus (Magenkörper) : größter Teil des Magens; Verdauung wird mechanisch zerkleinert Antrum: Vorraum des Pförtners; beinhaltet Gastrin-Zellen (regen die Säurebildung im Magen an) und Somatostatin-produzierende Zellen (unterdrücken die Magensäurebildung); Vorverdauung für den Darm Die Muskelschicht des Magens kontrahiert peristaltisch, dh. der Speisebrei (Chymus) wird : • vermischt & zerkleinert fortbewegt ● der Pförtner (Pylorus) besteht aus ringförmig angeordneter glatter Muskulatur, die einen kräftigen Schließmuskel (Masse. sphinkter pylori) am Magenausgang bildet und so den Magen vom Duodenum abgrenzt Pylorus transportiert den Speisebrei portionsweise durch peristaltische Kontraktionen in den Zwölffingerdarm • verhindert ein Rückfließen des Darminhalts in den Magen ● dient als Reservoir, in dem Nahrung gespeichert werden kann alle Drüsen des Fundus- und Korpusbereiches bilden zusammen ca. 2 Magensäfte pro Tag der Magensaft besteht aus Salzsäure, Schleim, Pepsinogen, Bikarbonat & Intrinsic-Faktor zur Herstellung des Magensaftes dienen 3 verschiedene Zelltypen in der Magenschleimhaut verschluckt • Hauptzellen: bilden Pepsinogen, das zu Pepsin umgewandelt wird; spaltet die Peptidketten von Nahrungseiweiß -> Entstehung kleinerer Popypeptiden; bilden auch Magenlipasen zur Spaltung von ● Fetten Belegzellen: bilden Salzsäure, die die Eiweiße denaturiert und die meisten Bakterien/Viren tötet (Schutz vor Infektionen); bilden den Intrinsic-Faktor -> Aufnahme von Vitamin B12 im Dünndarm (für die Blutbildung benötigt) • Nebenzellen: bilden Bikarbonat und den alkalischen Magenschleim, das Mucin, das den Magen vor der Salzsäure & vor einer möglichen Selbstverdauung durch Pepsin schützt 5.1. Dünndarm - Aufbau makroskopisch: Duodenum- Jejunum- Ileum Mukosa Krypten Muscularis mucosae Submukosa Muskularis Brunnersche Drüsen Fettgewebe 1) Dünndarmfalte 2) Zotten 3) Längsmuskulatur 4) Ringmuskulatur 5) Schleimhautmuskulatur 6) Verschiebeschicht 7) Dünndarmdrüsen 8) Krypten 9) Becherzellen 10) resorbierende Zellen 11) Mikrovilli 12) Kapillargeflecht 13) Arterien 14) Venen 15) Lymphgefäße 16) Längsmuskelzellen 17) Mikrovilli Kontraktion Schrumpfspalten 5 2 7 8 56 mikroskopisch: 4 3 dur Duodenum Teile Brunnerscher Drüsen in der Lamina propria Brunner- Drüsen Timu YEMBRZINDUA Jejunum Ganglion des Plexus submucosus Zotten n 13 Blutgefäße हुई GEP Ringmuskelschicht 15 Längsmuskelschicht Peyer-Plaques 14 5 ima AUTY ADIDA -10 lleum -11 尋 9 -10 ALLA 17 Primichiprio mimiminik 5.1. Dünndarm - Funktion - der Dünndarm besteht aus dem Duodenum (Zwölffingerdarm), dem Jejunum (Leerdarm) und dem lleum (Krummdarm) ca. 3,5 - 4 m lang der Gallengang und der Haupt- & Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) münden in den Zwölffingerdarm Hauptaufgabe: den Speisebrei zu Ende zu verdauen; Resorption der dabei freigewordenen Grundbausteine (Fettsäuren, Aminosäuren, Monosacchariden) Histologie : • Wand besteht aus einer Tunica mucosa (Schleimhaut) -> diese hat mehrere Abschnitte: die Lamina epithelialis mucosae, Lamina propria mucosae & Lamina muscularis mucosae • darunter liegt die Tela submucosa • die Tunica muscularis besteht aus einer Ringmuskulatur (innen) und einer Längsmuskulatur (außen) • die Tunica serosa ist die äußerste Schicht durch die Ausbildung der Darmfalten/Kerckring-Falten, den darauf befindlichen Zotten, die wiederum mit Mikrovilli besetzt sind, wird die Oberfläche der Darmwand stark vergrößert, wodurch eine sehr effiziente Verdauung bzw. Resorption möglich wird die zwischen den Zotten liegenden Lieberkühn-Krypten (Lieberkühn-Drüsen) bilden Enzyme, die die eigentliche Verdauung bzw Spaltung von Makromolekülen zu resorbierbaren Grundbausteinen katalysieren; dienen auch der Oberflächenvegrößerung der Darmschleimhaut das Dünndarmepithel besteht überwiegend aus Enterozyten (o. Saumzellen), die einen Stäbchensaum (Bürstensaum) aus Mikrovilli aufweisen und selbst viele Verdauungsenzyme produzieren ; zwischen den Enterozyten sind sekretorische Zellen (überwiegend Becherzellen, die darmprotektiven Schleim produzieren) eingestreut die in den Zotten verlaufende Arterien liefern frisches sauerstoffreiches Blut, während die Venen das Blut mit den darin enthaltenden Nährstoffen an die Leber weitertransportieren sowohl unter als auch innerhalb der Darmfalten befindet sich eine glatte und ringförmige Muskulatur, die dafür sorgt, dass der Nahrungsbrei weitertransportiert wird ; Muskulatur innerhalb der Zotten ermöglicht deren ständige Bewegung durch den Nahrungsbrei, um so möglichst viele Nährstoffe aufzunehmen im Duodenum: Brunner-Drüsen in der Tela submucosa -> spalten Bikarbonat (HCO3¯) & Muzine (MUC6) ab -> schützen Duodenum vor sauerem Chymus aus dem Magen; produzieren Enteropeptidase, Amylase und Maltase im Jejunum: Brunner-Drüsen fehlen aber es gibt Solitärfollikel im lleum: Ansammlungen von Lymphfollikeln (Peyer-Plaques), die von der Lamina propria in die Tela submucosa hineinreichen, wodurch die Lamina muscularis mucosae unterbrochen ist Enzyme die im Dünndarm gebildet werden : o Kohlenhydrate -> Spaltung der Disaccharide ind Monosaccharide bei der Resorption • Maltase spaltet Maltose in 2 Moleküle Glukose • Laktase spaltet Laktose in Glukose und Galaktose • Saccharase spaltet Saccharose in Glukose und Fruktose -> bilden die Endprodukte der Kohlenhydratverdauung; Abgabe ins Blut; Weitertransport in die Leber o Fette-> Darmlipasen machen Fette aus der Nahrung absorbierfähig & zerlegen sie in kleinere Bestandteile -> werden vom Körper besser verwertet und vom Darm aus in den Stoffwechsel aufgenommen o Proteine Trypsin und Chymotrypsin führen Proteinverdauung fort; Proteine werden in Oligopeptide gespalten • verschiedene Peptidasen (zB. Dipeptidylpeptidasen) spalten die entstandenen Peptiden zu kleineren Peptiden (Di- und Tripeptiden) ● Dünndarm ist eine endokrine und exokrine Drüse : • endokrine, weil produziert Hormone (zB. Serotonin), welche die Verdauung steuern; werden direkt in die Blutbahn abgegeben • exokrine, weil produziert Verdauungsenzyme, die die Nahrung in kleinste Bausteine zerlegen; werden so aus dem Darm ins Blut aufgenommen Dünndarmbewegungen : • Eigenbeweglichkeit der Zotten durch Anspannung der Eigenmuskelschicht der Schleimhaut; wird vom Plexus submucosus der submucosa gesteuert & verbessert den Kontakt zwischen Epithel & Speisebrei • Mischbewegungen durch rhythmische Einschnürungen der Ringmuskulatur sowie Pendelbewegungen, die von der Längsmuskulatur bewirkt werden; werden durch örtliche Dehnungen der Dünndarmwand ausgelöst, die der Plexus myentericus mit "Befehlen" zur Muskelkontraktion antwortet • peristaltische Wellen zur Fortbewegung des Darminhalts in Richtung Dickdarm • einzelne kräftige peristaltische Wellen über Magen und Dünndarm im verdauungsfreien Intervall zur Entfernung von Bakterien und Speiseresten (myoelektrischer Motorkomplex) 6.1. Dickdarm - Aufbau makroskopisch Colon ascendens (aufsteigender Ast) M+ Blinddarm mikroskopisch Colon transversum (querverlaufender Ast) Wurmfortsatz Dünndarm- ende Anus (After) Krypten Colon descendens (absteigender Ast) Colon Sigmoideum (S-förmige Krümmung) Rektum (Mastdarm) mann mum ACVA Lamina muscularis mucosae Lymphfollikel Stratum circulare Stratum -longitudinale (dünn, Anschnitt außerhalb der Taenien) 6.2. Dickdarm - Funktion - ca. 1,5 m lang; 6m Durchmesser keine Zotten, da er keine Nährstoffe aufnehmen muss geringere Oberfläche & muskulöser (als der Dünndarm) Dickdarmbakterien bauen unverdaute Stoffe durch Gärung und Fäulnisprozesse ab UNTERTEILUNG: Blinddarm (Coecum o. Caecum) mit Wurmfortsatz (Appendix vermiformis) ☐ Enddarm: o Grimmdarm (Kolon) mit 4 Unterabschnitten: Aufsteigender Teil (Colon ascendens) • Querteil (Colon transversum) Absteigender Teil (Colon descendens) S-förmiger Teil (Sigma) o Mastdarm (Rektum) mit Ausgang (After bzw Analkanal/Canais analis) AUFGABEN: * Blinddarm: ● ● ● ● ● ● ● * Wurmfortsatz: • innere Schleimhaut enthält zahlreiche Lymphfollikel zur Immunabwehr Grimmdarm: • Rückresorption von Flüssigkeit und Elektrolyten Mastdarm: Speicherung des Kots Eindickung des Kots vorübergehende Speicherung von Speisebrei Rückresorption von Flüssigkeit und Elektrolyten Aufrechterhaltung der Darmflora und der Schleimhautimmunität * Analkanal: Verbindung zwischen Mastdarm und Außenwelt • sicherer Verschluss des Verdauungstraktes • kontrollierte Abgabe des Stuhls Immunabwehr des Dickdarms durch die Darmflora: • schützen den Darm vor aggressiven Schadstoffen • bilden Vitamine zB. Vitamin K -> wichtig für die Blutgerinnung Histologie: • verhindern, dass krankheitserregende Viren, Bakterien o. Pilze sich in die Darmschleimhaut einnisten & Infektionen auslösen • versorgen die Immunzellen, die im Darm sitzen, mit wichtigen Informationen -> Erreger können dadurch gezielt bekämpft werden • fördern den Aufbau und die Ernährung des Darmschleimhaut • sorgen dafür, dass bestimmte Nährstoffe ordentlich verdaut und auch verwertet werden können typische Dreischichtung des GIT: • an allen Anteilen des Dickdarms (außer Appendix vermiformis und Rektum) bildet die Ringmuskelschicht makroskopisch sichtbare lokale Einschnürungen (Haustren), welche in das Lumen hineinragen • die Längsmuskelschicht bildet makroskopisch sichtbare Bündeln, den Tänien, deren Kontraktion zur Verkürzung des entsprechenden Dickdarmabschnittes führen 7.1. Leber/Hepar - Überblick Funktionen Speicherung von: • Traubenzucker (Glucose) in Form von Glykogen • Fett • fettlösliche Vitaminen (A, D, E, K) • Mineralstoffe (zB. Eisen) Bildung von: • Traubenzucker aus zB. Glyzerin, Laktat/Pyruvat und manchen Aminosäuren • Ketonkörper • Cholesterin und die daraus entstehenden Gallensäuren • Eiweiße im Blut (Albumin, Gerinnungsfaktoren, Akute-Phase-Proteine, zB. CRP) Plasmaproteine Abbau und Entgiftung von: geschädigten und alten roten Blutkörperchen • Bilirubin (Abbauprodukt des Hämoglobins) • Ammoniak zu Harnstoff ● • Steroidhormonen (Sexualhormone, Wachstumshormone, Insulin/Glukagon) • Alkohol • Medikamenten Gallenflüssigkeit Produktion der Galle Blutbildung beim Fötus bis zum 7. Schwangerschaftsmonat 7.2. Leber - makroskopischer Aufbau rechter/linker Leberlappen = Ductus hepaticas dexter/sinister Leberpforte = Leberhilus Leberarterie = A. hepatica propria rechter Leberlappen Pfortader = V. portae Gallenblase Gallengange rundes Leberband gemeinsamer Lebergang = Ductus hepaticus communis ////// Csichelband) Ligamentum falciforme Pfortader Le beratene Leberpforte, linker Lebenappen Aorta abdominalis & Artenen 7.3. Leberläppchen - Aufbau Zentral- venen Lebenlappchen Peripoptalfeld Pfortaderast Leberläppchen Lebersinusoide Ast der Leberatene Penportalfeld Ast der Pfortader Ausschnitt aus einem Leberläppchen Richtung untere Hohlvene Leberven Leberarterienast Gallengang Blut fließt aus den Lebérläppchen in Richtung untere Hohlvene Com جالا ہوں Zentralvene Kupfer-Stemzelle Lebersinusoidle Leberzellen Gallenkanälchen Gallengang Text: Die Leber besteht aus Leberläppchen mit Leberzellen (Hepatozyten), Lebersinsusoiden (Leberkapillaren) und Periportalfeldern Ein Periportalfeld wird von mehreren Leberläppchen begrenzt und hat histologisch etwa die Form eines Dreiecks. Es enthält Bindegewebe und die so genannte Glisson-Trias, die aus folgenden Elementen besteht: • Pfortaderast (Vena interlobularis) • Leberarterie (Arteria interlobularis) ● Gallengang (Ductus biliferus) ● Periportalfeld mit Glisson Trias Äste der Leberarterie und der Pfortader sowie kleine Gallengänge liegen in den Periportalfeldern eng zusammen ; hier sammeln die kleinen Gallengänge die aus den Gallenkanälchen kommende Galle Ast der Pfortader kleiner Gallengang Ast der Leberarterie Das sauerstoffreiche Blut aus der Leberarterie vermischt sich mit dem nährstoffreichen Blut der Pfortader; dieses Mischblut fließt langsam über die Lebersinusoide zu den Zentralvenen, während die Leberzellen in diesem Mischblut enthaltene Bestandteile entnehmen Leberzellen speichern zB. Glukose als Glykogen, bauen Alkohol sowie Medikamente ab, bilden aus Aminosäuren Plasmaproteine & produzieren Galle Kupffer-Sternzellen sind Fresszellen, die sich in den Lebersinusoiden aufhalten die Zentralvenen (Vv. centrales) führen das Blut in 3 Lebervenen (Vv. hepaticae), die in die untere Hohlvene (V. cava inferior) münden ● Stoffwechselfunktion: • zum Abbau körpereigener & -fremder Substanzen besitzt die Leber Enzyme, die diese umformen, damit sie ausgeschieden werden können Umbauprodukte verlassen den Körper als wasserlösliche Stoffe über die Niere oder als fettlösliche Stoffe mit der Galle über den Darm • Medikamente werden auch umgebaut und inaktiviert -> Inaktivierung von oral zugeführten Arzneistoffen in der Leber = First-Pass-Effect • damit Medikamente eine stärkere und länger andauernde Wirkung haben -> Medikamente parenteral verabreichen zB. intravenös oder intramuskulär 8. Gallenblase - Aufbau Ductus cysticus (Gallenblasengang) Fundus vesicae biliaris (Gallenblasenboden) Corpus vesicae biliaris (Gallenblasenkörper) Collum vesicae biliaris (Gallenblasenhals) Ductus hepaticus Ductus choledochus Aufgaben der Gallenblase: Speicherung & Eindickung der Gallenflüssigkeit aus der Leber hilft im Duodenum Fette aus der Nahrung zu spalten und aufzunehmen Aufgaben der Galle: die Galle besteht aus 80% Wasser und aus 20% vor allem aus Gallensäuren aber auch aus weiteren Stoffen wie Phospholipiden, Enzymen, Cholesterin, Hormonen, Elektrolyten, Glykoproteinen, Abfallstoffen, ... Gallensäure fördert die Verdauung von Fetten & die Aufnahme fettlöslicher Vitamine Gallensäuren werden in der Leber aus Cholesterin gebildet; sie setzen die Oberflächenspannung zwischen Fetten und Wasser herab & ermöglichen damit eine feine Verteilung der Fette im Dünndarminhalt im Dünndarm ballen sich die Fettpartikel mit den Gallensäuren zu kleinsten Partikeln (Mizellen) zusammen; sie bieten den fettspaltenden Lipasen eine gute Angriffsmöglichkeit zur Spaltung Mizellen stellen auch den notwendigen Kontakt zur Darmschleimhaut, sodass die in ihren gelösten Fettbestandteile von der Dünndarmschleimhaut aufgenommen werden können 9. Pfortaderkreislauf = Venöser Blutkreislauf von Magen, Darm, Milz und Bauchspeicheldrüse (Pankreas). Über die Pfortader (Lena portae) wird das Blut aus diesen Organen in die Leber und danach über die untere Hohlvene (Vena cava inferior) in den rechten Herzvorhof. - Teil des großen Blutkreislaufs alle Nährstoffe die (im Zuge der Verdauung) im Dünndarm und oberen Teil des Dickdarms in das Blut aufgenommen werden, werden zuerst über das Pfortadersystem in die Leber geleitet und danach erst über die untere Hohlvene in den rechten Herzvorhof GRÜNDE: • Leber = zentrales Stoffwechselorgan -> wenn das Blut im Kapillarnetz der Leber durchströmt, können die im Darm resorbierten Stoffe sofort verwertet werden - je nach bedarf werden sie gespeichert, umgewandelt o, abgebaut • mit der Nahrung aufgenommene Giftstoffe, Alkohol & giftige Stoffwechselprodukte werden von der Leber aus dem Blut herausgefiltert und unschädlich gemacht • Leber kümmert sich auch um Abbaustoffe aus der Milz, die ebenfalls über die Pfortader heraustransportiert werden (zB. Bilirubin) • verschiedene Medikamente werden nach ihrer Resorption im Verdauungstrakt zuerst über den Pfortaderkreislauf in die Leber gebracht; ein Teil der Wirkstoffe wird hier verstoffwechselt und der Rest gelangt weiter über die Blutbahn, verteilt sich im Körper & entfaltet seine Wirkung (First-Pass-Effekt) Pfortaderkreislauf nutzt auch die in der Leber produzierte Galle, welche über die Gallengänge in die Gallenblase gelangt (Speicherort) und schließlich in den Darm abgegeben wird -> Galle dient hier der Emulgierung verschiedener Fette und ermöglicht damit ihre Spaltung durch Lipasen & die anschließende Aufnahme durch die Enterozyten der Darmwand -> im terminalen lleum wird ein Großteil der Galle wieder über die Darmwand ins Blut aufgenommen und über die Vena portae (Pfortader) zurück zur Leber gebracht (Enterohepatischer Kreislauf) Gallenblase Leber E Dünndarm Magen Pfortader Dickdarm 9. enterohepatischer Kreislauf: Colon Leber Cholesterin Gallensäuren Pfort- ader Gallenblase Gallengang Gallensäurenpool Dünndarm ausgeschiedene Gallensäuren (ca. 0,6 g/d) Blut Magen 10.1. Lipoproteinstoffwechsel - Funktion der Lipoproteine Chylomikronen ● Bildungsort Darmwandzelle • Aufgabe: Transport von Nahrungsfetten (langbettigen TG's) via Lymphe und Blutbahn zu den Zielzellen (zB. Muskel-, Fettzelle) VLDL (Very Low Density Proteins) Bildungsort: Leber ● an den Zielzellen zu Fettsäuren, Glycerin & Chylomikronenreste aufgespalten Fettsäure & Glycerin gelangen ins Fettgewebe & werden dort wieder zu Triglyceriden verestert oder zur Energiegewinnung abgebaut • Aufgabe: Chylomikronen werden zur Leber transportiert & dort weiter zerlegt Proteinanteil geht an das HDL Cholesterinanteil an das LDL ● LDL (Low Density Proteins) Bildungsort: Blut Aufgabe: ● Transport, der in der Leber gebildeten TG's (aus Alkohol oder Kohlenhydrate), zum Fettgewebe VLDL wandelt sich durch Abgabe eines Teils ihrer TG's in LDL um HDL (High Density Proteins) Bildungsort: Leber Aufgabe: versorgen das Gewebe mit Cholesterin spezielle Rezeptoren an den Zielzellen ermöglichen das Eindringen von LDL in die Zelle Bindung von überschüssigem Cholesterin im Blut und bei Kontakt mit anderen Zellen -> Rücktransport zur Leber -> Umwandlung von Cholesterin zu Gallensäuren -> Gallenblase • bei Bedarf werden die Gallensäuren in den Dünndarm abgegeben (Emulgierung der Fette) • Gallensäuren werden zu 90% rückresorbiert; (durch einen hohen Ballaststoffanteil in der Nahrung kann die Ausscheidung gesteigert werden) 2 Percent 100 80 60 40 20 Chylomicron VLDL LDL HDL - Protein -Cholesterol Phospholipid Triglyceride 10.2. Lipoproteinstoffwechsel - exogener Weg (von außen kommendes Fett) = - Situation bei fetthaltiger Nahrungsaufnahme nach der Verdauung & Resorption des Nahrungsfettes werden die langekettigen Triglyceride und das Cholesterin, sowie die fettlöslichen Vitamine, durch die Darmwand aufgenommen -> es kommt zur Bindung Triglycerid-reicher Chylomikronen, die über die Lymphe und dann über den Blutkreislauf in die Kapillarem von Muskel- & Fettgewebe gelangen = * Wenn die Istzufuhr an Fetten größer als die Sollzufuhr ist, werden die Chylomikronen zu den Fettzellen zur Speicherung (Deponierung) transportiert * Benötigen wir jedoch Energie aus der fetthaltigen Nahrung, dann werden die Chylomikronen zu den Muskelzellen transportiert, um dort zur Energiegewinnung abgebaut zu werden. Die Chylomikronen bestehen aus wenig Cholesterin und hauptsächlich aus langbettigen Triglyceriden, die an der Zellmembran der Zielzellen hydrolysiert werden, d.h. unter Wassereinlagerung in Glycerin und 3 Fettsäuren gespalten werden. -> hierfür ist ein membrangebundenes (= endothelständiges) Enzym notwendig, die Lipoproteinlipase (LPL) durch die Abgabe der Triglyceride aus den Chylomikronen entstehen Chylomikronenreste, die Remnants, die nun triglyceridarm aber cholesterinreich sind diese Remnants werden nun über das Blut zur Leber transportiert, binden dort an spezielle Rezeptoren und werden so in die Leber aufgenommen ; somit werden dem Blutkreislauf die cholesterinreichen Chylomikronenremnants entnommen die Leber bekommt Cholesterol und stoppt die Cholesterol-Eigensynthese aus Acetyl-CoA -> sie verwertet so das Nahrungscholesterol -> folgende Stoffe werden aus Cholesterin synthetisiert : Gallensäuren, Vitamin D, Sexualhormone & Bestandteile jeder Zellmembran 10.3. Lipoproteinstoffwechsel - endogener Weg (im Körper synthetisiertes Fett) Situation bei zu hoher Kohlenhydrat- oder Alkoholaufnahme wenn wir mehr Kohlenhydrate essen oder Alkohol trinken, als wir abbauen können, so baut der Körper Fett auf (=Lipogenese); das Fett (in Form von Triglyceriden) wird in der Leber, aber auch in den Fettzellen gespeichert die in der Leber synthetisierten Triglyceride müssen zum Fettgewebe transportiert werden grundsätzlich werden alle lipophilen Stoffe als Lipoproteine verpackt die Leber verpackt die selbstsynthetisierten Triglyceriden & wenn mehr Cholesterol gegessen wurde, als die Leber benötigt, auch das überschüssige Cholesterol in VLDL VLDL werden an den Blutkreislauf abgegeben & zu den Fettzellen transportiert die Triglyceride, die in den VLDL sind, werden an der Zellmembran der jeweiligen Fettzelle hydrolysiert, d.h. unter Wasseranlagerung in Glycerin und Fettsäuren gespalten; hierfür ist wieder die Lipoproteinlipase notwendig durch die Abgabe der Triglyceride aus den VLDL entstehen cholesterinreiche Reste, die LDL LDL befinden sich im Blut und werden bei Cholesterolbedarf der Leber 8zB. zur Herstellung von Gallensäuren) von speziellen LDL-Rezeptoren der Leberzellmembranen aufgenommen wird aber in den anderen Cholesterol-Zielzellen (zB. zur Synthese von Sexualhormonen in den Keimdrüsenzellen, Vitamin D in den Hautzellen; Zellmembranen) kein Cholesterol benötigt, wird das Cholesterol zu anderen Zellen transportiert und lagert sich vor allem in den Arterienzellen ab es gibt aber auch einen reversiblen (=umkehrbaren) Cholesteroltransport -> die Leber kann ein cholesterolsuchendes Lipoprotein synthetisieren & an den Blutkreislauf abgeben -> das cholesterolsuchende Lipoprotein (Vorstufe des HDL) nimmt umverestertes Cholesterol aus -> es entsteht das HDL, das das überschüssige Cholesterol zur Leber bringt Kapillare Muskel- u. Fettgewebe FS, Mono- | glyceride Lysolecithin Lipoproteinlipase Kapillare Muskel- u. Fettgewebe FS, Mono- glycer. Lysolecithin Protein Lipoproteinlipase Chylomikronen Übertragung von Cholesterinestern IDL Triglycerid LDL (Remnant) Bildung u. Abgabe Darm Mucosa Bildung u. Abgabe Bildung u. Abgabe VLDL Cholesterin HDL Nahrungsfette hemmt die Eigensynthese Cholesterin (aus LDL Leber LDL-Rezeptor z. B. Endothelzelle 00 Cholesterin Scavenger- Rezeptor Phospholipid 11. Pankreas (Bauchspeicheldrüse) Gallenblasengang (Ductus cysticus) Gallenblase (Vesica fellea) Papilla duodeni minor Vater-Papille (Papilla duodeni major) Gallengang (Ductus choledochus) 2 exokrine Fuktion (im Verdauungstrakt raus): Körper des Pankreas (Corpus pancreatis) Lipase: Verdauung von Fetten; spalten Fettsäure Zwölffingerdarm (Duodenum) Kopf des Pankreas (Caput pancreatis) Schwanz des Pankreas (Cauda pancreatis) Amylase : zerlegt mit der Nahrung aufgenommene Kohlenhydrate in kleiner Einheiten (Oligosacchariden zB. zu Glukose, Maltose, ...) Peptidasen: Verdauung von Eiweißen ; spalten einzelne Aminosäuren Ausführungsgang des Pankreas (Ductus pancreaticus) Trypsin/Chymotrypsin : alkalischen pH-Wert (Magen); spalten Eiweiße Hydrogencarbonat/Bikarbonat : zuständig für gleichbleibenden pH-Wert des Blutes; hat eine säureneutralisierende Wirkung (senkt pH-Wert vom Nahrungsbrei) Die Zerlegung der Nahrungsbestandteile in kleinste Stücke ist notwendig, damit der Körper diese über den Darm aufnehmen kann. Fehlen die Bauchspeicheldrüsenenzyme, werden die Kohlenhydrate (Stärke etc.), Eiweiße und Fette nicht richtig zerlegt, und der Darm ist nicht fähig, die Nährstoffe in das Blut zu transportieren. Die Folge ist, dass unverdaute Speisen im Darm weiter befördert werden. Dies führt zu Durchfällen, Blähungen und auch Bauchkrämpfen. Zudem kommt es durch Fehlen der Aufnahme der Nahrung in den Körper, zu einer stetigen Gewichtsabnahme, dem Mangel lebenswichtiger Vitamine und Funktionsstörungen anderer Organe. endokrine Fuktion (gibt in die Blutbahn ab): Insulin (aus ß-Zellen): Steigerung der Durchlässigkeit der Glukose durch die Zellmembran -> senkt Blutzuckerspiegel; zu wenig/kein Insulin vorhanden -> Glukose kann nicht vom Blut in die Zellen gelangen -> Blutzuckerspiegel steigt - Glukagon (aus a-Zellen): Glukose wird umgebaut & gespeichert als Glykagon (Gegenspieler des Insulins); zu niedriger Blutzucker -> Glykagon setzt aus Reserven im Körper Glucose frei -> Blutzuckerspiegel steigt Somatostatin : kann viel Stoffproduktion hemmen (Hemmhormon) zB. Hormonproduktion (zB. Insulin-Glykagon) Pankreatisches Peptid: wird bei eiweißreicher Ernährung ausgeschüttet -> vermittelt Gefühl der Sättigung & bewirkt dadurch eine Reduktion der Nahrungsaufnahme ; hemmt das exokrine Pankreas; bewirkt Relaxation (Entspannung) der Gallenblase; fördert Salzsäurebildung im Magen Ghrelin : reguliert den Appetit (Hungerphasen -> Ghrelinspiegel steigt; nach dem Essen -> sinkt) -> steuert Hunger- und Sättigunsgefühle 12.1. Fettverdauung die Verdauung und Resorption der Fette hängt von der Kettenlänge der Fettsäuren ab; MCT schneller resorbiert als LCT die Nahrung gelangt von der Mundhöhle in die Speiseröhre und von dort in den Magen (Beginn der Fettverdauung); Zungengrundipasen im Magen aktiviert (-> spalten v.a. kurzzeitige Fette) durch die Magenmotorik kommt es zur mechanischen Emulgierung und zur teilweisen (15%) Zerlegung von Fetten durch Verdauungsenzyme (Magenlipasen) im Magensaft ; spaltet MCTs (mittelkettige Triglyceride) in MFS (mittelkettige Fettsäuren) nach der Aufnahme im Dünndarm folgt der nächste Schritt der Fettverdauung durch die im Darm peristaltische Bewegungen Galle und Pankreassaft werden beigemischt Pankreaslipase spaltet Triglyceride zu Monoglyceriden und freien Fettsäuren -> LCTS (langkettige Triglyceride) werden zu LFS (langkettige Fettsäuren) kurz- und mittelkettige Fettsäuren -> direkter Übergang in die Dünndarmschleimhaut und von dort ins Blut die LFS verbinden sie sich mit Gallensäure zu Mizellen; sie umhüllen die wasserunlöslichen Fettpartikel, damit sie dann durch Diffusion in die Dünndarmschleimhaut aufgenommen werden die Fettpartikel werden dann wieder von den Mizellen freigegeben -> Wiederaufbau/Resynthese der Fettsäuren zu LCTs und Verpackung (zusammen mit Vitaminen und Cholesterin) zu Chylomikronen Aufnahme der Chylomikronen in die Lymphbahn und von dort ins Blut -> Bestimmungsorte : Muskulatur und Leber (Energiegewinnung); Fettgewebe (Speicherung) Fette werden zum Transport im Blut an Lipoproteine gebunden; durch die Proteinbindung können die Fette im Blut zur Leber transportiert werden LCTS werden wieder zu LFS & werden mithilfe des Transportmoleküls Carnitin in Mitochondrien aufgenommen Leber -> LFS & MFS zur Energiegewinnung verbrannt (Oxidation) Leber Fette und fettlösliche Nahrungsstoffe Zungengrundlipase Gallensalze Magenlipase Fettsäure fettlösl. Vitamin weitere Lipasen und Esterasen O • Mizellenbildung 1990 LLLL Cholesterin B-MAG Gallenblase Fettsäuren (<₁0) O Fettsäure Glycerin Darmlumen Mizelle mit langketti- gen Fettsäuren freie kurz- und mittelkettige Fettsäuren Cholesterin Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart - New York I care Pflege - 2015 Speicheldrüse Zungengrundlipase Magenzelle Magenlipase Pankreaszelle weitere Lipasen und Esterasen Gallenblase/Leber Gallensalze Mukosazelle Chylomikronen Resynthese ► Fettsäuren (C₁0) → Glycerin Nahrungsfette Magen- und Dünndarmmotorik • Emulgierung der Fette Pfortader Körper- kreislauf Lymphe Chylo- mikronen kurz- und mittelkettige Fettsäuren Lymphsystem. Pfortadersystem → Fettsäuren (<₁0) Glycerin Magenlipase • Spaltung von 15-30 % der Fette Leber Pankreaslipase Spaltung von 70-85 % der Fette ● langkettige Fettsäuren Chylomikronen 12.2. Eiweißverdauung im Mund, kein eiweißspaltendes Enzym - aufgenommene Nahrung gelangt vom Mund in die Speiseröhre und von dort in den Magen im Magen, Magensäure denaturiert das Eiweiß - - - durch die Magensäure wird gleichzeitig das Enzym Pepsinogen zu Pepsin aktiviert, welches die Eiweiße in größere EW-Spaltstücke zerlegt die Enzyme Trypsin & Chymotrypsin (aus dem Pankreas) zerlegen die größeren Spaltstücke in kleinere EW- Spaltstücke die letzte Spaltungsschritte übernehmen Amino-/Dipeptidasen, die in der Bürstensaummenbran der Enterozyten lokalisiert sind die Resorption der Spaltprodukte in die Enterozyten erfolgt über einen sekundär aktiven Transport ; freie AS werden über einen Na+ -gekoppelten Symport & Di-/Tripeptide über einen H+ -gekoppelten Symport in die Mukosazellen aufgenommen dort werden die Di-/Tripeptide von Di-/Tripeptidasen noch weiter in Aminosäuren(AS) gespalten aus den Mukosazellen treten die AS ins Blut über und gelangen über die Pfortader zur Leber, wo ein großer Teil der vom Körper benötigten Proteine synthetisiert wird dort werden die AS abgebaut zu Harnstoff (über Niere ausgeschieden) und Ketocarbonsäure -> aus dieser entstehen Glucose, Ketonkörper, Lipide und ATP mit CO2 und H2O Proteine denaturierte Proteine Oligopeptide Di-/Tripeptide Aminosäuren Dünndarm Pepsin Transportprotein Georg Thieme Verlag KG, Stuttgart - New York I care Pflege - 2015 Salzsäure ԵՐԻտ Proteasen Oligopeptidasen Magen Pepsinogen Di-/Tripeptide Aminosäuren Epithelzelle Belegzellen Hauptzellen Bauchspeicheldrüse Transportprotein Aminosäuren Pfortaderblut 12.3. Kohlenhydratverdauung - Kohlenhydrate = Saccharide Monosaccharide (zB. Glucose, Fruktose) = Einfachzucker Disaccharide (zB. Saccharose, Laktose, Maltose) = Zweifachzucker Polysaccharide (zB. Bestandteile der Stärke -> Amylose, Amylopektin) = Vielfachzucker Monosaccharide können ins Blut aufgenommen werden Ziel: lange KH-Ketten zu resorbierbaren Monosacchariden aufspalten Polysaccharide werden im Mund von Ptyalin bzw. a-Amylase in Di- oder Monosaccharide gespalten Ptyalin wird im Magen aktiviert im Dünndarm, a-Amylasen werden erneut aus dem Pankreas zugegeben a-Amylase und Glukosidasen aus der Dünndarmschleimhaut setzen Spaltung fort Monosacchariden werden von Darmepithelzellen resorbiert und über Pfortaderblut zur Leber transportiert Stärke: wird durch Speichel und pankreatische a-Amylase in Maltose und Isomaltose gespalten Oligosaccharide: Laktose: am Bürstensaum der Epithelzelle sitzt die Laktase, die die Laktose in Galaktose und Glukose spaltet -> werden im Symport durch SGLT1 transportiert Maltose/Maltotriose: Maltase am Bürstenraum spaltet die in Glukosemoleküle -> werden im Symport durch SGLT1 transportiert Saccharose: Saccharase und Isomaltase spalten Saccharose in Fruktose und Glukose - Die Glukose wird im Duodenum von den Zellen der Mucosa resorbiert. Da die Konzentration von Glukose im Darmlumen im Vergleich zu der Glukosekonzentration in den Enterozyten (=Zellen der Darmschleimhaut) relativ gering ist, muss die Glukose entgegen ihres Konzenrationsgefälles transportiert werden. Daher erfordert dieser Transport Energie und wird als aktiver Transport bezeichnet. ‒‒‒‒‒‒‒‒ ‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒ ‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒‒ Monosaccharide: durch die aktive Na-Ka-Pumpe (benötigt ATP) werden 3NA+ aus der Epithelzelle ins Interstitium gepumpt und 2K+ aus dem Interstitium in die Zelle durch das entstandene Natrium-Konzentrationsgefälle wird 2NA und 1 Glukose/Galaktose durch einen passiven Symport in die Zelle transportiert (Sekundärtransport) Fruktose hingegen kann passiv über GLUT5 in die Epithelzelle aufgenommen werden und anschließend über GLUT2 in das Interstitium -> ATP und Insulin-unabhängig Wenn kein Konzentrationsgefälle vorhanden ist, kann Fruktose nicht mehr resorbiert werden... -> Durchfall ▪ * GLUT5 -> Na/Glukose- bzw Na/Galaktose-Symporter -> erleichtert Passage von Fruktose durch die Membran Amylose Verdauung von Stärke im Darmlumen a-Amylase مها ممممم terminales a-1,4 durch Amylase nicht spaltbar Maltotriose Maltose SGLT1 Galaktose Glukose 2 Nato Fruktose GLUTS a-1,4 Lumen Amylopektin a-1,6 (Verzweigung) Lumen Resorption von Monosacchariden Lumen durch Amylase nicht spaltbar منظمه Glukose Al a-Grenzdextrine 3 Na Fruktose sias a-1,4 Epithelzelle Epithel a-1,4 -GLUT2 2 K* -GLUT2 Interstitium Interstitium Verdauung von Oligosacchariden am Bürstensaum Lumen Laktase spaltet Laktose. Beide Monomere werden durch SGLT1 transportiert Laktase Laktose Maltase (=Glucoamylase) entfernt Glukosemonomere für den Transport Maltase Maltotriose /Maltose Sucrase-Isomaltase Sucrase-Isomaltase ist ein Doppelenzym. Sucrase spaltet sowohl Sucrose als auch Maltose und Isomaltose Sucrose Maltose Ⓒphysiologie.cc Maltotriose a-Grenzdextrine Maltose Maltotriose 60+6 Sucrase Sucrase Laktase 2 Na Maltase 2 Nato sto s +01 Isomaltase Isomaltase 2 Na Zyto- plasma SGLT1 SGLT1 GLUTS Isomaltase spaltet a-Grenzdextrine wie auch Maltose und Isomaltose SGLT1