verdauungstoffwech


 

 

 

 

Ablauf Verdauung/Stoffwechsel

 

 

Unser Stoffwechsel ist charakterisiert durch fortlaufende chemische Bewegung. Und ganz sicher ist das Leben nicht nur Stoffwechsel, aber ohne den Stoffwechsel gäbe es definitiv kein Leben.

 

Unsere Ernährung versorgt uns mit Energie (Kohlenhydraten/Fetten) und Aufbaustoffen (Eiweissen).

 

Die einzige immer vorhandene und ursprünglichste Energie ist die Sonnenenergie. Durch sie entstehen unsere Pflanzen über die Photosynthese. So entsteht denn letztendlich all unsere Nahrung aus der Sonnenenergie.

D.h.    Sonnenenergie + Wasser (H2O) + Kohlendioxyd (CO2)    >    Kohlenhydraten (CH2O) + Sauerstoff (O2)  (Nahrung für Mensch u. Tier)

 

 

Die Nahrung muss vom Menschen zunächst mechanisch zerkleinert werden, um dann im Magen und v.a. im Darm mithilfe bestimmter Biokatalysatoren (Enzyme) in seine Einzelbausteine aufgespalten zu werden. Wenn diese nun entstandenen Moleküle oder Molekülverbände die Darmwand passieren, sprechen wir von der Resorption.

Der Hauptanteil der Nährstoffe gelangt dann über die Blutgefäße des Darmes zunächst in die Leber, welche das zentrale Stoffwechselorgan unseres Körpers ist. Hier wechseln nun Stoffe je nach Bedarf und Zufuhrmenge in andere über (Biotransformation).

Im sogenannten Betriebsstoffwechsel sorgen entsprechende chemische Vorgänge für Wärmebildung und die Bereitstellung von Energie für körperliche Arbeitsleistung. Im Baustoffwechsel wird der Körper mit für ihn wichtigen Baustoffen versorgt. Eine strenge Trennung im physiologischen und biochemischen Sinn ist hier nicht immer möglich.

All diese chemischen Vorgänge laufen im Wasser ab, das etwa 60% unseres Körpergewichtes ausmacht. Eiweiße und Fette machen etwa 35%, während Kohlenhydrate und das Kalzium unserer Knochen nur ungefähr 3% ausmachen.

Bei einem Normalgewichtigen verteilt sich das Körpergewicht in etwa wie folgt - die Hälfte des Gewichtes ist Muskelmasse, das Fettgewebe ungefähr ein Siebentel, die Knochen ein Zehntel, das Bindegewebe etwa 4kg (bei 70kg Körpergewicht) und das Blut um die 5,5l. Dazu kommen die - bis auf Haut und Leber - eher geringen Gewichte der einzelnen Organe.

 

 

 

Verdauung:

 

Mundhöhle > Speiseröhre (Ösophagus) > Magen (Gaster) > Dünndarm (hier besonders über den Zwölffingerdarm/Duodenum Abgabe der Nährstoffe in Blut/Leber) > Dickdarm (Intestinum crassum) > Mastdarm (Rectum) > After (Anus)

 

Im Mund beginnt bereits die Verdauung der Kohlenhydrate (4kcal/g) über das Enzym Ptyalin (Amylase).  Im Dünndarm werden die Kohlenhydrate über weitere Amylasen aus der Pankreas/Bauchspeicheldrüse aufgespalten.

Es entstehen Einfachzucker, welche aktiv von der Dünndarmschleimhaut resorbiert werden. Sie sind wasserlöslich und gehen mit dem Pfortaderblut in die Leber. Hier entsteht ein Glykogenspeicher bis 150g (danach Umwandlung in Fett).

Glucose ist der wichtigste Energielieferant der Zellen. Das Gehirn und unsere roten Blutkörperchen (Erythrozyten) leben ausschliesslich von der Glucose. Deshalb muss immer ein ausreichender BZS vorhanden sein. Sonst kommt es zu Konzentrationsstörungen bis hin zum Koma. Die Blutzuckerkonzentration sollte weder die untere Grenze von 50mg/dl unterschreiten, noch einen Wert von 160-180mg/dl überschreiten, da dann der Zucker über den Urin ausgeschieden wird. Das Insulin bringt den Zucker aus dem Blut in die Zellen. (Energiegewinnung durch Abbau der Glykogenspeicher durch Insulin aus Leber/150g und Muskelgewebe/300g = katabol)

 

 

Unsere Fette (9kcal/g) werden im Dünndarm in feinste Tröpfchen gespalten (emulgiert). Hierfür wird in der Leber Galle produziert, deren Gallensalze eine lipophile und hydrophile Seite besitzen. Auf diese Weise wird die Oberfläche der Fetttröpfchen vergrössert und Pankreaslipasen können diese leichter spalten.

In der Leber werden die von der Dünndarmschleimhaut kommenden sogenannten Chylomikronen dann zu Lipoproteinen umgebaut > VLDL, LDL, HDL (LDL mögl.< 190mg/dl; HDL mögl. > 40mg/dl); in der Leber ausserdem Abbau von Chylomikronen - Lipolyse - ß-Oxidation der freien Fettsäuren zur Energiegewinnung - Bildung von Ketonkörpern bei gesteigertem Fettabbau - Bildung, Abbau und Ausscheidung von Cholesterin und Gallensäuren.

 

 

Unsere Eiweisse (4kcal/g)  werden im Magen von der Salzsäure denaturiert > sie quellen auf und werden so leichter verdaulich (das Pepsin der Hauptzellen spaltet sie in relativ grosse Peptide). Im Dünndarm kommen dann Trypsin und Chymotrypsin (Proteasen der Pankreas) zum Einsatz und spalten die Eiweisse bis runter zu Dipeptiden. Dipeptidasen des Dünndarms spalten diese dann in resorbierbare Aminosäuren.

Wir brauchen diese Eiweisse, um körpereigene Eiweisse aufbauen zu können (anabol) > Stütz-u.Strukturproteine, Enzyme, Hormone, Plasmaproteine, Transportproteine, Antikörper, Blutgerinnungsfaktoren, Blutgruppenantigene etc. (nur bei Hunger und Diabetes auch Energielieferant)

 

 

 

 

 

Stoffwechsel:

 

 

Unser wichtigstes Organ in bezug auf den Stoffwechsel ist die Leber. Sie ist mit ca. 1,5kg das grösste Oberbauchorgan und liegt grösstenteils unter dem rechten Rippenbogen. Wenn die verdauten Nahrungsmittel den Dünndarm verlassen haben, werden sie über die Blutbahn im Körper verteilt und zu den Zellen gebracht, wo der eigentliche Stoffwechsel stattfindet.

 

Wie bereits erwähnt spielt unsere Leber hier eine wichtige Rolle. Sie ist die Chemiefabrik unseres Körpers. Über die Pfortader gelangen die Nährstoffe, Vitamine und Mineralsalze aus dem Dünndarm zur Weiterverarbeitung in die Leber, um dann in den Zellen verbraucht zu werden. Entweder zur Energiegewinnung (ATP Adenosintriphosphat >ADP Adenosindiphosphat) oder aber auch zum Aufbau neuer Zellen (körpereigener Eiweisse wie Stütz-u.Struktureiweisse > Kollagen, Keratin, Elastin; Enzyme; Hormone; Plasmaproteine; Transportproteine; Antikörper; Blutgerinnungsfaktoren; Blutgruppenantigene etc.)

 

Beim Kohlenhydratstoffwechsel sorgt sie für Glykogenauf-u. abbau, Glykogenspeicherung u.v.a. die Glukoneogenese aus Aminosäuren und Glycerinen (Fetten), wenn keine ausreichende Kohlenhydratzufuhr stattfindet (Eskimos!)

 

Beim Fettstoffwechsel kommt es zum Abbau der Darmchylomikronen, zur Bildung der Lipoproteine (LDL, HDL), zur Lipolyse, zur Bildung von Ketonkörpern bei gesteigertem Fettabbau und zur Bildung, Abbau und Ausscheidung von Cholesterin und Gallensäuren. Ist der Fettstoffwechsel gestört kommt es zur Leberverfettung, Hypercholesterinämie, Ketoazidose.

 

Beim Eiweissstoffwechsel sorgt die Leber für den Um-u.Abbau von Aminosäuren (>Transaminierung und Desaminierung) > hierbei entsteht Amoniak. Ein Nervengift, das bei Leberfunktionsstörungen zu schweren Folgen wie Polyneuropathie, Enzephalopathie bis hin zum Coma Hepaticum und Tod führen kann. Der Eiweissstoffwechsel ist der, der den Körper am meisten belastet. Insbesondere aber sorgt die Leber für die Produktion von Eiweissen wie ich sie oben bereits aufgeführt habe.

 

Die Leber speichert zudem die fettlöslichen Vitamine ADEK (Störung > A-Nachtblindheit, Haut-Schleimhautprobleme; D-Rachitis, Osteomalazie; K-Blutungsneigung)

 

Über die Biotransformation erfüllt die Leber zudem eine wichtige Entgiftungsfunktion > inaktiviert, entgiftet, scheidet aus > Bilirubin, Medikamente, chemische Gifte, Alkohol.

 

 

 

Der überall im Körper stattfindende Zellstoffwechsel findet in den sogenannten Mitochondrien statt. Diese Prozesse finden unter anderem über energiereiche Phosphate statt, die aus den wichtigsten energiebringenden chemischen Prozessen des Körpers hervorgehen (ATP > ADP > ATP - Adenosintri-u. diphosphate).

                              

Der größte Teil der Energie wird in Wärme und etwa 25% in mechanische Arbeit (dazu gehören auch das Funktionieren von Herz und Lunge). Eine kalte Außentemperatur erhöht von daher auch unseren Energieverbrauch. Auch der Stoffwechsel selbst benötigt für seine Abläufe Energie. So liegt der tägliche Grundumsatz eines Erwachsenen im Durchschnitt bei etwa 1600kcal - abhängig von Geschlecht, Alter, Größe und Muskelmasse (25% des GU verbraucht übrigens unsere Steuerzentrale das Gehirn). Mit unserer im Körper gespeicherten Menge an Glykogen würden wir von daher nur etwa einen einzigen Tag versorgt sein. Das gespeicherte Fett läßt uns lange Fastenkuren überstehen.

 

 

 

 

An Verdauung und Stoffwechsel beteiligte Körperflüssigkeiten,Enzyme und Hormone:

 

  • Speichel mit Amylasen
  • Magensäure (pH-Wert 1,5) mit eiweißspaltenden Enzymen
  • Pankreassäfte (Amylasen, Proteasen, Lipasen), Galle
  • Insulin für anabole Prozesse
  • Glukagon - Gegenspieler des Insulins - wirkt somit blutzuckersteigernd
  • Katecholamine (Adrenalin u. Noradrenalin aus NNM), die ebenfalls blutzuckersteigernd wirken
  • Wachstumshormone mit Langzeiteffekt auf Muskulatur, Fettgewebe und Leber
  • Glukokotikoide (Cortison) mit katabolem (abbauendem) Effekt
  • Schilddrüsenhormone (Tyroxine) erhöhen Sauerstoffverbrauch und die Wärmeproduktion und beeinflußen so stark den Gesamtenergieumsatz 
  • Hormone der Hypophyse und des Hypothalamus steuern die Ausschüttung oben genannter Hormone

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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