Die Nahrung auf dem Weg durch unseren Körper

Einleitung

Täglich nehmen wir über unsere Ernährung Lebensmittel unterschiedlicher Zusammensetzung auf. Doch was geschieht mit der Nahrung die wir aufgenommen haben? In welche Bestandteile wird unsere Nahrung zerlegt und welchen Weg nehmen diese dann durch unseren Körper?

Im Folgenden wird näher auf diese Fragen eingegangen und sowohl die Zusammensetzung der Ernährung als auch der Verdauungskanal mit seinen Organen beschrieben.

Prinzip der Verdauung

Um sowohl die in den Lebensmitteln enthaltene Energie als auch die Nährstoffe gewinnen bzw. nutzen zu können, muss die Nahrung im Verdauungsprozess zu kleineren Einheiten zerlegt werden. Mit Hilfe von Enzymen werden die langkettigen Bausteine (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße, Ballaststoffe) in ihre Grundbausteine (Monosaccharide, Fettsäuren, Aminosäuren) schrittweise zerlegt. Denn nur diese Grundbausteine können aus dem Darm aufgenommen werden (Absorption), um im Körper verstoffwechselt zu werden. Bestandteile, die der Körper nicht mehr verwerten kann - so genannte Stoffwechselendprodukte - werden vom Körper ausgeschieden. Feste Bestandteile werden als Kot über den Dickdarm ausgeschieden. Wasser sowie darin lösliche Verbindungen werden als Urin über die Blase ausgeschieden.

Die Verdauung kann unterteilt werden in mechanische und enzymatische Prozesse. Zu den mechanischen Abläufen gehören sowohl Zerkleinerung der aufgenommenen Nahrung über die Zähne als auch das Durchmischen und der Weitertransport des Speisebreis. Die Hauptaufgabe liegt jedoch im enzymatischen Abbau. Enzyme werden in den entsprechenden Verdauungsorganen gebildet.

Was sind Enzyme?

In jedem lebenden Organismus - so also auch im menschlichen Körper - findet ein ständiger Auf- und Abbau von Körpersubstanzen statt. Über die Nahrung nimmt der Mensch Lebensmittel auf, die zunächst in kleinere Bruchstücke zerlegt werden müssen, um daraus anschließend die darin enthaltenen Nährstoffe aufnehmen zu können. Diese Nährstoffe werden dann in körpereigene Verbindungen umgewandelt. Daran sind körpereigene Enzyme beteiligt, die die Umwandlungsprozesse beschleunigen. Sie dienen also als so genannte Katalysatoren.

Wie lange verweilt die Nahrung in den einzelnen Organen?

Die Verweildauer des Nahrungsbreis in den einzelnen Verdauungsorganen sind individuell verschieden und hängen zudem besonders von der Nahrungszusammensetzung ab. Die angegebenen Zeiten sind Durchschnittswerte.

Welche Nährstoffe sind in unseren Lebensmitteln enthalten?

Zu den Hauptnährstoffen in unseren Lebensmitteln zählen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße. Folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Spaltprodukte dieser Nährstoffe.

(siehe Ausarbeitung "Gesunde Ernährung")

Die einzelnen Schritte der Verdauung

Mund und Speiseröhre

Der Verdauungsvorgang beginnt bereits in der Mundhöhle. Während des Kauens wird die aufgenommene Nahrung zunächst mechanisch mit den Zähnen zerkleinert und mit dem Speichel zu einen schluckfähigen Speisebrei durchmischt. Die Speichelproduktion beträgt bis zu 1,5l pro Tag und erfolgt über Reflexe, wie beispielsweise Geruch und Geschmack der Speisen. Die in der Nahrung enthaltenen Kohlenhydrate (Stärke) werden bereits in der Mundhöhle in kleinere Bestandteile enzymatisch aufgespalten. An dieser Aufspaltung ist das Enzym [alpha]-Amylase des Speichels - auch Ptyalin genannt - beteiligt. Es entstehen Mehrfachzucker auch der Zweifachzucker Maltose (Malzzucker). Aus diesem Grunde schmeckt Brot nach längerem Kauen leicht süßlich.
Nach dem Schlucken gelangt der Speisebrei über die etwa 25-30 cm lange Speiseröhre (Oesophagus) in den Magen. Auf dem Weg durch die Speiseröhre findet keine weitere Zerkleinerung und Aufspaltung statt. Sie dient lediglich dem wellenförmigen Weitertransport des Speisebreis. Der unterste Abschnitt der Speiseröhre verhindert auf Grund der erhöhten Muskelspannung den Rückfluss des Mageninhalts in die Speiseröhre. Mit jedem geschluckten Bissen entspannt sich dieser Muskel (Verschlusssegment), um den Weitertransport frei zu geben.

Magen

Die Hauptaufgabe des Magens während des Verdauungsvorganges besteht in der Speicherung und portionsweisen Abgabe des Speisebreis an den Zwölffingerdarm, in der Einleitung der Eiweißverdauung durch die Freigabe von eiweißspaltenden Enzymen und in der Bildung des intrinsischen Faktors als Voraussetzung für die Vitamin B₁₂-Aufnahme.

Der im Magen ankommende Speisebrei wird mit dem Magensaft durchmischt. Täglich werden etwa 2-3 l Magensaft von der Magenschleimhaut produziert. Der Magensaft ist eine klare Flüssigkeit, die Salzsäure, Schleime, Enzymvorstufen, Salze, Wasser sowie einen so genannten intrinsischen Faktor zur Aufnahme von Vitamin B₁₂ enthält. Der im Magen gebildete Schleim besteht aus Glykoproteinen und schützt die Magenschleimhautoberfläche vor Schäden. Der intrinsische Faktor der Magenschleimhaut wird auch als Castlesches Ferment bezeichnet, das sich mit dem Vitami B₁₂ aus der Nahrung - auch Extrinsic Factor genannt - verbindet. Diese Komplexbildung ist Voraussetzung für die Vitamin-B₁₂-Aufnahme aus dem Dünndarm in die Blutbahn. Die Salzsäure dient der Keimabtötung und der Aktivierung einer Enzymvorstufe, dem Pepsinogen. Die aktivierte Enzym wird als Pepsin bezeichnet und ist an der Eiweißverdauung beteiligt. Neben eiweißspaltenden Enzymen enthält der Magensaft auch ein fettspaltendes Enzym, die Magenlipase. Diese spielt in der Fettverdauung des Erwachsenen jedoch eine untergeordnete Rolle. Die eigentliche Fettverdauung beginnt erst im Dünndarm. Die Kohlenhydratverdauung im Magen beschränkt sich lediglich auf die Restwirkung der [alpha]-Amylase des Speichels, da diese durch die Freisetzung der Magensäure inaktiviert wird.

Für die Durchmischung des Speisebreis zieht sich die Magenwandmuskulatur zusammen und entspannt sich danach wieder. Dieses Gemisch bezeichnet man als Chymus. Die Verweildauer des Mageninhalts ist von der Zusammensetzung der Nahrung abhängig. Eine fettreiche Mahlzeit verzögert die Magenentleerung, ausgelöst durch bestimmte Hormone, die die Magenbewegungen hemmen. Die Beschaffenheit als auch die Teilchengröße des Speisebreis beeinflusst ebenfalls die Magenentleerungsgeschwindigkeit. Durch kräftiges Zusammenziehen (Kontraktion) und kurzes Öffnen des Magenausganges (Pylorus) wird der Mageninhalt portionsweise an den Zwölffingerdarm zur weiteren Verdauung abgegeben. Durch die dosierte Abgabe des Nahrungsbreis wird die Voraussetzung für eine angepasste Verdauung geschafft, da ein Anfluten von Nährstoffen verhindert wird.

Dünndarm

Der Dünndarm setzt den Verdauungsprozess weiter fort. Die Hauptaufgaben des Dünndarms liegen sowohl in der Aufnahme (Absorption) von Wasser, Mineralstoffen, Vitaminen und den Bausteinen von komplexen Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen als auch im Weitertransport des Nahrungsbreis. Die Absorption der zerlegten Nährstoffe erfolgt überwiegend im oberen Dünndarmbereich statt.

Der Dünndarm lässt sich in 3 Abschnitte gliedern: Zwölffingerdarm (Duodenum), Leerdarm (Jejunum) und Krummdarm (Ileum). Der Zwölffingerdarm bekam seinen Namen, da er etwas länger ist als 12 nebeneinander gelegte Finger. Insgesamt hat der Dünndarm eine Länge von etwa 3-4 Meter. Durch die vielen Schlingen und Falten wird die Darmfläche etwa um den Faktor 600 vergrößert. Diese Oberflächenvergrößerung stellt eine wichtige Voraussetzung für einen ausreichenden Kontakt zwischen dem Chymus und den nährstoffaufnehmenden Zellen der Dünndarmschleimhaut dar.

Vom Magen gelangt der Speisebrei zunächst in den Zwölffingerdarm. Zusätzlich münden der Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse und der Gallengang in den Zwölffingerdarm.

Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) produziert täglich etwa 2 l Pankreassaft, der seine Wirkungen im Dünndarm entfaltet. Der Pankreassaft enthält Verdauungsenzyme zur Aufspaltung von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen. Zudem enthält er eine Substanz, um den sauren Speisebrei aus dem Magen zu neutralisieren.

Folgende Auflistung zeigt, welches Enzym des Pankreassaftes welchen Nährstoff in kleinere Bausteine zerlegt: