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Die Verdauung lässt sich funktionell in einen mechanischen und einen chemischen Bereich unterteilen und beschreibt alle Prozesse, welche mit der Nahrungsverarbeitung von der Aufnahme über den Mund bis zur Ausscheidung zu tun haben. Der Verdauungstrakt wird in Fachbereichen auch Gastrointestinaltrakt oder kurz GI-Trakt genannt. „Gaster“ ist der griechische Begriff für Magen und „Intestinum“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet Darm. Zu betonen ist, dass nicht nur die Organe entscheidend sind, die direkt den GI-Trakt bilden, sondern auch umliegende Organe wie zum Beispiel die Speicheldrüsen, die Gallenblase oder die Bauchspeicheldrüse.
Die mechanische Verdauung ist relativ einfach zu verstehen. Am naheliegendsten ist die mechanische Zerkleinerung der Nahrung durch die Zähne. Auch im Magen gibt es einen Mechanismus, der die Nahrung mechanisch zerkleinert. Am Ende des Magens, also am Übergang zum ersten Abschnitt des Dünndarms, gibt es einen Schliessmuskel. Dieser Schliessmuskel heisst Pylorus. Wenn der Pylorus kontrahiert, ist der Übergang in den Dünndarm komplett verschlossen. Nun sammelt sich Speisebrei vor dem Pylorus an; dieser leistet jedoch Widerstand und zerkleinert dadurch den Speisebrei. Es gibt darüber hinaus einen faszinierenden Mechanismus, durch welchen ein Teil des Speisebreis durch den leicht geöffneten Pylorus in Richtung Dünndarm rutscht und dann wieder zurückgezogen und somit in kleinere Bestandteile gemahlen wird. Das Verbindungsstück zwischen Mundraum und Magen ist der Ösophagus, bekannter natürlich als die Speiseröhre. Sogar die Speiseröhre trägt ihren Teil zur mechanischen Zerkleinerung bei. Der Ösophagus ist ein ungefähr 30cm langer Muskelschlauch bestehend aus einer inneren Ringmuskelschicht und einer äusseren Längsmuskelschicht. Das ermöglicht einen stufenweisen Abstieg der Nahrung im Ösophagus. Der Mechanismus funktioniert so, dass die Muskulatur oberhalb der Nahrung kontrahiert und die Muskulatur unterhalb der Nahrung relaxiert. Die Relaxation der Muskulatur unterhalb der Nahrung erfolgt jedoch leicht verspätet wodurch eine kurze Kompression der Nahrung geschieht, welche ebenfalls der mechanischen Zerkleinerung dient. Das geschieht zeitlich jedoch sehr schnell, die Verweildauer der Nahrung im Ösophagus liegt im Sekundenbereich!
Der chemische Anteil der Verdauung funktioniert über Sekrete, die in den GI-Trakt gelangen, und über Enzyme, welche die drei Makromoleküle Kohlenhydrate, Proteine und Fette spalten. Nur aus diesen drei Nahrungsbestandteilen kann der Mensch Energie gewinnen. Ein Enzym ist ein biochemischer Katalysator, der eine Reaktion um ein Vielfaches beschleunigt. Ein Enzym, das etwas spaltet trägt immer die Endung „-ase“. Es gibt für die Verdauung von Makromolekülen also drei Klassen von Enzymen: Proteasen, um Proteine zu spalten, Lipasen, um Lipide, also Fette, zu spalten, und verschiedene Enzyme, um Kohlenhydrate zu spalten. Die erste Protease, die dem Speisebrei hinzugefügt wird, ist das Pepsin. Dies geschieht in der sauren Umgebung des Magens. Pepsin spaltet die Proteine des Speisebreis noch relativ unspezifisch und grob. Wichtig für alle Proteasen ist, dass sie als inaktive Vorstufen abgegeben werden, um vor Selbstverdauung zu schützen. Das Pepsin beispielsweise wird von den Magendrüsen abgegeben. Wenn das Pepsin jedoch schon dort aktiv wäre, würde es Proteine der umliegenden Zellen der Magendrüsen spalten, was natürlich schädlich wäre und daher zu vermeiden ist. Die weiteren Proteasen gelangen aus der Bauchspeicheldrüse in den ersten Abschnitt des Dünndarms, in den sogenannten Zwölffingerdarm.
Das wichtigste Enzym, die Amylase, spaltet Amylose. Amylose ist der unverzweigte Bestandteil der Stärke und besteht aus Glucoseketten. Stärke ist für den Menschen eines der wichtigsten Kohlenhydrate und kommt vor allem in pflanzlichen Produkten vor. Weitere Enzyme, die Kohlenhydrate spalten, sind zum Beispiel Laktase für die Laktose oder die Maltase. Die Maltase setzt die Arbeit der Amylase fort. Das Produkt der Amylase ist die Maltose. Die Maltose ist ein Disaccharid also ein Zweifachzucker. Der Zweifachzucker besteht aus zwei Glucoseeinheiten, da die Amylose nur aus Glucose besteht. Das Produkt der Maltase sind dann die einzelnen Glucosemoleküle, welche von den Darmzotten absorbiert werden können. Die Absorption beschreibt den Aufnahmeprozess aus dem Lumen des GI-Trakts in die Zellen über spezifische Transporter. Die Glucose kann dann ins Blut abgegeben werden und von dort aus zu Zielgeweben transportiert werden.
Nun sind die Enzyme abgehandelt, essentiell sind jedoch auch die bereits kurz erwähnten Sekrete. Das erste wichtige Sekret bei der Verdauung ist der Speichel. Der Speichel besteht bereits zu einem kleinen Teil aus Amylase, vor allem jedoch dient der Speichel dazu, die aufgenommene Nahrung besser schlucken zu können, da die Nahrung dadurch homogener wird. Das nächste wichtige Sekret ist das Magensekret. Der Magen ist sehr sauer und die von den Magendrüsen sekretierte Säure dient dazu, Proteine, die in den Magen gelangen, zu denaturieren. Die Denaturierung ist ein Prozess, in dem Proteine ihre Funktion verlieren, da sie entfaltet werden. Diese Entfaltung verbessert die Aktivität des Pepins, da es so eine grössere Angriffsoberfläche antrifft. Auch das Pankreas (die Bauchspeicheldrüse) gibt wichtige Sekrete ab. Diese gelangen in den Zwölffingerdarm und dienen dazu, den sauren Magenbrei zu neutralisieren. Zudem enthält das Pankreassekret sehr viele der oben erwähnten Verdauungsenzyme. Das Pankreas liegt anatomisch hinter dem Magen und hat einen Zugang zum Zwölffingerdarm, über den das Sekret abgegeben wird.
Wichtig zu verstehen ist, dass die mechanische Verdauung vor allem im oberen Bereich des GI-Traktes von Mund bis Magen stattfindet und die chemische Verdauung erst ab dem Magen wirklich beginnt (die Amylase des Speichels trägt nur einen sehr kleinen Anteil bei). Bei der chemischen Verdauung ist wichtig, dass die Spezifität der Verdauungsenzyme vom Magen weg zunimmt. Das liegt daran, dass die Nährstoffe im Dünndarm absorbiert werden und daher im Dünndarm final in die kleinsten Bausteine gespalten werden.
Fast alle haben das schon einmal erlebt: Kurz vor einem Bewerbungsgespräch, einem Abgabetermin einer Arbeit oder vor einer Prüfung macht sich ein ungutes Gefühl im Magen breit. Verstimmungen oder lautstarkes Knurren können auftreten. Die Ursache dafür liegt meistens im Stress. Der Mensch befindet sich in ständiger Interaktion mit der Umwelt. Er nimmt Sinneindrücke wahr, verarbeitet sie und reagiert darauf. Die Reaktion kann vom somatischen oder vom vegetativen Nervensystem aus erfolgen. Das somatische Nervensystem steuert kontrollierte Bewegungen wie beispielsweise das Heben der Arme oder die Bewegung der Beine. Das vegetative Nervensystem steuert lebenswichtige Funktionen wie zum Beispiel die Atmung, Verdauung oder den Stoffwechsel. Obwohl sich die vegetativen Vorgänge selbst steuern, werden sie von äusseren Aspekten beeinflusst – Stress ist einer dieser Einflüsse.
Stress ist die physiologische Antwort unseres Körpers auf jegliche Art von Veränderung, die uns aus dem Gleichgewicht bringt. Der Mediziner und Stressforscher Dr. Hans Selye hat ihn wie folgt definiert: «Stress ist die unspezifische Reaktion des Körpers auf jegliche Anforderung» (Fink 2009, S. 5). Dabei werden zwei Arten von Stress unterschieden – Eustress und Distress. Eustress wird oft als positiv oder angenehm wahrgenommen. Beispiele dafür sind Hochzeiten, das Wiedersehen von Freunden oder die Spannung vor dem ersten Kuss. Distress hingegen ist überfordernd, unangenehm und gesundheitsschädlich. Der Körper reagiert auf beide Arten von Stress, indem er Stresshormone freisetzt. Dazu gehören Katecholamine, welche Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin umfassen und bei Belastungen des Körpers ausgeschüttet werden.
Dopamin: Dopamin wird im Hypothalamus (Teil des Zwischenhirnes) produziert und ist ein Neurotransmitter des zentralen Nervensystems. Es steigert die Wahrnehmungs- sowie Konzentrationsfähigkeit und sorgt für Glücksgefühle. Zudem erhöht Dopamin die Durchblutung der Bauch – und Nierengefässe.
Adrenalin: Adrenalin ist ein im Nebennierenmark gebildeter Neurotransmitter. Dieser steigert den Blutdruck, erhöht die Herzfrequenz und fördert den Glukosestoffwechsel. Zusätzlich aktiviert Adrenalin den Tonus (Spannung) der glatten Gefässmuskulatur und fördert somit die Durchblutung. Die glatte Gefässmuskulatur sind Muskeln, die nicht aktiv gesteuert werden, wie beispielsweise die Verdauungsorgane.
Noradrenalin: Noradrenalin wird ebenfalls im Nebennierenmark und zusätzlich in gewissen Teilen des Gehirnes gebildet. Noradrenalin verengt die Blutgefässe und steigert somit den Blutdruck. Zudem fördert Noradrenalin die Wachheit, Motivation und Konzentration.
Ein weiteres Stresshormon ist Cortisol, welches durch die Stimulation in der Hirnanhangsdrüse produziert wird. Dieses ist an sehr vielen Stoffwechselvorgängen im Körper beteiligt. Beispielsweise steigert es den Glukosestoffwechsel und sorgt damit für ausreichend Glukose im Körper. Auch Schmerzreaktionen werden von Cortisol unterdrückt. Dabei steigt die Körpertemperatur und der Energiestoffwechsel wird angeregt. Zusammengefassend ist festzuhalten, dass Stress eine regelrechte Hormonexplosion auslöst, die auf den Körper einwirkt. Natürlich ist die Wirkung der oben genannten Neurotransmitter vereinfacht dargestellt und auf das Wichtigste reduziert. Es soll damit verdeutlicht werden, dass jeder dieser Neurotransmitter auf die eine oder andere Weise das Verdauungssystem beeinflusst.
Kommen wir nun also zum Zusammenhang zwischen Verdauung und Stress. Dieser ist keineswegs eine böse Laune der Natur, um Stresssituationen noch beschwerlicher zu gestalten. Der Ursprung liegt in der Geschichte der Menschheit. Schon den Urzeitvorfahren des Menschen waren die körperlichen und psychischen Reaktionen auf Stress bekannt – zwar nicht im Zusammenhang mit einem Bewerbungsgespräch, jedoch in der Überlebenssicherung. Während der Jagt blieb für die Verdauung keine Zeit. Entweder wurde alles sofort ausgeschieden oder die Verdauung wurde bis zum Ende der Stresssituation aufgeschoben. Dieses Uhrzeitphänomen kommt noch im heutigen Menschen zum Ausdruck. Somit ist der Zusammenhang zwischen Verdauung und Stress keinesfalls zufällig, sondern ein Versuch, sich der Umwelt und der jeweiligen Situation anzupassen.
Häufig wird Stress mit etwas Negativem assoziiert, obwohl er in der richtigen Dosierung leistungsfördernd ist. Der Treibstoff für das Gehirn ist Glukose und dieser wird bei Stress vermehrt freigesetzt. Das Gehirn ist konzentrierter, wacher und motivierter – kurz gesagt: leistungsfähiger. Was als Stress empfunden wird, ist bei jedem Menschen anders und nicht beinflussbar – wie damit umgegangen wird hingegen schon. Mit dem flauen Gefühl im Magen während einer Stresssituation zeigt der Körper, dass er die Ausnahmesituation erkannt hat und versucht, zu helfen. Diese Tatsache zu erkennen und vor allem zu akzeptieren kann den belastenden Distress in euphorischen Eustress umwandeln. Von der zusätzlich gewonnen Energie kann dann sogar profitiert werden.
Quellen
Fink, G. (2015). Stress Science: Neuroendocrinology. Elsevier Academic Press.