Erläutern Sie kurz wie Motilität und Sekretproduktion im Magen-Darm-Trakt gesteuert werden!
Die Steuerung erfolgt über das vegetative Nervensystem. Generell übt der Parasympathikus einen stimulierenden Einfluss auf Sekretionstätigkeit und Motilität des Gastrointestinaltrakts aus. Die Erregung läuft meist über den Nervus vagus. Der Sympathikus hemmt dagegen Sekretion und Motilität. Außerdem wirken durch verschiedene Reize freigesetzte gastrointestinale Hormone und Peptide auf die Magen-Darm-Tätigkeit ein. Zu Einzelheiten s. Abb. 10.21 und Tab. 10-2.
Welche Bestandteile muss unsere Nahrung enthalten?
Als Nährstoffe werden letztlich Kohlenhydrate, Proteine, Fette und in kleineren Mengen Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente benötigt.
Beschreiben Sie kurz zwei Vitaminmangelerkrankungen (Avitaminosen, Hypovitaminosen)! Kennen Sie auch Hypervitaminosen?
Skorbut: Vitamin C-Mangel. Beginnend mit Hautveränderungen führt Skorbut im späteren Verlauf zum Verlust der Zähne, inneren Blutungen und Herzmuskelschwäche.
Rachitis: Vitamin D-Mangel. Es zeigen sich Skelettdeformationen auf Grund der Störung der Calciumresorption im Darm.
Hypervitaminosen gibt es bei fettlöslichen Vitaminen wie A (z. B. Missbildungen) und D (Störungen von ZNS und Nieren).
Warum ist ein Bandwurm auch ohne Darm lebensfähig?
Weil der Bandwurm in einer Umgebung lebt, in dem der Abbau der Nahrung schon weitgehend abgeschlossen ist (Darm des Wirtes wirkt wie ein "externer" eigener Darm). Solange der Bandwurm über Transportmechanismen verfügt, mit deren Hilfe die Bausteine wie Zucker und Aminosäuren direkt über die Außenhaut ins Innere gelangen können, ist ein interner Darm nicht nötig.
Welche Filtriermethoden kennen Sie aus dem Tierreich?
Choanocyten der Schwämme, Schleimfilme und Schleimnetze der Muscheln, Salpen, Ascidien und Acranier gekoppelt mit der Ausbildung von Cilien oder Kiemendarm; Borstenfilter bei Insektenlarven und Krebsen, Barten der Wale, spezielle Schnabelkonstruktionen z. B. bei Flamingo und Ente.
Wie heißen die Mundwerkzeuge der Insekten?
Ein Paar Mandibeln, zwei Paar Maxillen, von denen ein Paar zum Labium verschmolzen ist.
Welche Vorteile bringt Heterodontie gegenüber Homodontie? Wo findet man ein heterodontes Gebiss?
Bei Homodontie sind die Zähne alle gleichgestaltet, bei Heterodontie verschiedenartig. Diese verschiedenen Zahntypen sind auf bestimmte Aufgaben spezialisiert, wodurch die Nahrung letztlich besser aufgeschlossen werden kann. Ein heterodontes Gebiss findet sich bei den Säugetieren.
Was versteht man unter einem Gastrovaskularsystem?
Unter einem Gastrovaskularsystem versteht man den entodermalen verzweigten Verdauungstrakt, z. B. der Medusen, der auf Grund seiner starken Verzweigung neben der Verdauung auch der Verteilung von Nährstoffen im Körper dient.
In welche Abschnitte lässt sich der Gastrointestinaltrakt höherer Tiere grob einteilen? Welche Prozesse finden in den einzelnen Abschnitten statt?
Der Gastrointestinaltrakt höherer Tiere lässt sich grob in Vorder-, Mittel- und Enddarm einteilen. Der Vorderdarm kann vielfältig umgestaltet sein (Pharynx, Oesophagus, Kropf, Magen), er dient der Einschleimung, Vorverdauung, Durchmischung und Zerkleinerung der Nahrung. Mitteldarm: Endverdauung und Resorption der Nahrung. Enddarm: Resorption von Wasser und Elektrolyten, Eindickung des Kots, Defäkation über After.
Warum frisst ein Kaninchen seinen eigenen Kot?
Weil sich die endosymbiontischen Bakterien des Kaninchens im Blinddarm befinden und dieser hinter dem resorbierenden Mitteldarm liegt, wird zunächst ein nährstoffreicher Weichkot ausgeschieden. Dieser wird gefressen (Koprophagie) und erst dann können die bakteriell aufgeschlossenen Nährstoffe und bakteriell synthetisierte Vitamine resorbiert werden. Der nährstoffarme Kot ist hart.
Sie haben zum Frühstück ein leckeres Salamibrötchen gegessen. Erläutern Sie kurz, was mit diesem im Magen-Darm-Trakt geschieht!
Zunächst wird das Brötchen im Mund zerkleinert und durch Zugabe von Speichel eingeschleimt, gepuffert und durch Enzyme wie -Amylase und Nuclease teilweise vorverdaut (Beginn des Abbaus von Stärke und Nucleinsäuren). Über die Speiseröhre gelangt der Bissen in den Magen, wo durch den niedrigen pH-Wert eine Denaturierung von Proteinen, eine Freisetzung von Eisenionen und eine Denaturierung der DNA sowie die Aktivierung von Pepsinogen erfolgt. Das entstehende Pepsin zersetzt Proteine in Poly- und Oligopeptide. Der angedaute Nahrungsbrei gelangt in den Dünndarm. Im Dünndarm kommen nun eine Vielzahl von Enzymen zum Einsatz, welche Fette, Kohlenhydrate, Proteine und Nucleinsäuren verdauen beziehungsweise weiterverdauen. Die Bausteine werden über die Enterocyten resorbiert, nicht-resorbierbare Bestandteile ausgeschieden.
Welchen Beitrag leistet die Leber neben ihren vielfältigen Stoffwechselaufgaben für die Verdauung?
Die Leber produziert Gallenflüssigkeit, die über den Gallengang in das Duodenum gelangt. Diese Flüssigkeit enthält Gallensalze, Phospholipide, Cholesterol und die aus dem Abbau von Häm stammenden Gallenpigmente (vor allem Bilirubin). Gallenflüssigkeit spielt beim Abbau der Lipide eine Rolle: Gallensalze sind amphiphile Moleküle und können als Detergenzien wirken, sie dienen der Emulgation der Nahrungsfette im Dünndarm. Die Gallensalze bilden zusammen mit den Produkten der Fettverdauung (Monoacylglyceride, langkettige Fettsäuren), sowie mit Phospholipiden und Cholesterol gemischte Micellen. Diese wasserlöslichen Molekülkomplexe dienen dem Transport der unlöslichen Verdauungsbestandteile zur apikalen Oberfläche der Darmepithelzellen. An den Mikrovilli werden die Spaltprodukte schließlich freigesetzt und getrennt resorbiert.
Erläutern Sie die allgemeine histologische Organisation des Magen-Darm-Traktes: welche Schichten können im Querschnitt von innen nach außen unterschieden werden?
Die innere Auskleidung des Magen-Darm-Traktes stellt die Tunica mucosa, bestehend aus dem eigentliche Schleimhautepithel, einer bindegewebigen Verschiebeschicht (= Lamina propria), und der Muscularis mucosae. Daran schließt sich eine Bindegwebslage an, die Tunica submucosa. Sie enthält auch den Plexus submucosus (= Meissner-Plexus), einen Nervenplexus zur Steuerung der sekretorischen Aktivität der Mucosa. Nach außen folgen zwei Lagen aus glatter Muskulatur (Lamina muscularis, innere Ring- und äußere Längsmuskelschicht), dazwischen der Plexus myentericus (= Auerbach-Plexus) zur Steuerung der Darmperistaltik. Ganz außen liegen eine dünne Bindegwebslage (= Subserosa) und der epitheliale Abschluss (= Serosa).
Was versteht man unter intrazellulärer bzw. extrazellulärer Verdauung? Nennen Sie jeweils einige Beispieltiere mit überwiegend intrazellulärer bzw. extrazellulärer Verdauung!
Intrazelluläre Verdauung: chemische Zerlegung von Nahrungsbestandteilen im Inneren der Zelle (z.B. in Vesikeln oder einer Vakuole), vor allem bei Protisten, und einigen Wirbellosen (z.B. Porifera, einige Turbellaria, Tardigrada, Ixodida [Zecken]). Extrazelluläre Verdauung: chemische Zerlegung von Nahrungsbestandteilen im Extrazellularraum (Gastralraum, Gastrovaskularsystem, Darmsysteme), die evtl. intrazellulär fortgesetzt wird. Bei vielen höheren Tieren (z.B. Mollusken, Crustaceen, Insekten, Wirbeltiere).
Wie und in welchen Zellen erfolgt die HCl-Produktion im Magen?
Die HCl-Produktion erfolgt in den Belegzellen des Magens. Schlüsselenzym ist die Carboanhydrase, welche CO2 und Wasser in Bicarbonat und H+ umwandelt. H+ wird über eine H+-K+-ATPase im Austausch gegen K+ in Lumen der Magendrüse transportiert. Das Bicarbonat wird durch einen basolateral lokalisierten Transporter im Austausch gegen Cl- aus der Zelle geschafft und über Kapillaren abtransportiert. Es dient als Puffer zum Schutz der Magenschleimhaut (s. Abb. 10.13). Das eintransportierte Cl- gelangt über einen Chloridkanal ins Magenlumen.
Wo werden beim Menschen welche Verdauungsenzyme gebildet?
In die Mundhöhle münden die Ausführgänge der drei Speicheldrüsen, in das Duodenum die Ausführgänge von Pankreas und Leber. Die Darmabschnitte haben verschiedene Funktionen und sezernieren Verdauungssekrete unterschiedlicher Zusammensetzung. Der Mundspeichel enthält -Amylase und Nucleasen, der Magen Pepsinogen, aus dem letztendlich Pepsin wird. Im Dünndarm finden sich Proteasen (gebildet von Pankreas oder Dünndarmmucosa), die als Endo- oder Exopeptidasen wirken. Im Pankreas entstehen meist Vorstufen, die erst im Dünndarm aktiviert werden (Trypsinogen, Chymotrypsinogen, Procarboxypeptidase und Proelastase sowie Prophospholipase A und Procolipase) sowie aktive Enzyme: Lipasen, Ribonucleasen und die pankreatische -Amylase. An den Darmepithelzellen sind Enzyme stationär: Peptidasen, Glykosidasen, Nucleasen und Enteropeptidase
Welche Strukturen im Dünndarm des Menschen dienen der Oberflächenvergrößerung? Warum ist diese so wichtig?
Oberflächenvergrößerung wird durch Kerckringfalten, Zotten und Mikrovilli erreicht. Die Aufnahme von Nährstoffen erfolgt über Epithelien (= Flächen), die bei größer werdenden Tieren mit der zweiten Potenz wachsen. Der Bedarf richtet sich aber nach dem Volumen oder der Masse, welche bei größer werdenden Tieren mit der dritten Potenz wachsen. Ein Ausgleich dieses Missverhältnisses erfolgt bei größeren Tieren daher über die zusätzliche Vergrößerung der Austauschflächen.
Welche Rolle spielt Natrium bei der Resorption im Dünndarm?
Durch Na+-Cotransport werden z. B. Phosphat und Sulfat resorbiert, ebenso wie wasserlösliche Vitamine, Glucose und Aminosäuren.
