Die Verdauung – komplexe Abbauarbeit

Die Verdauung – komplexe Abbauarbeit Die in der Nahrung enthaltenen Nährstoffe halten unsere Körperzellen am Leben und funktionsfähig. Alles, was wir verzehren, enthält eine typische Mischung lebenswichtiger Substanzen. Leider sind diese Nährstoffe oft in riesige Moleküle »verpackt«, die vom Körper in dieser Form nicht verwertbar sind. Sie müssen also zunächst in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt werden, bis sie so klein sind, dass sie durch die Darmschleimhaut ins Blut übergehen und zu den einzelnen Zellen transportiert werden können. Diese Abbauarbeit, bei dem die Nahrung einer Reihe von mechanischen und chemischen Prozessen unterzogen wird, übernimmt das Verdauungssystem. Der Verdauungstrakt erstreckt sich vom Kopf über den Brustraum bis in den Bauchbereich. Er besteht aus einer Reihe miteinander verbundener Organe, die sich jeweils auf einen bestimmten Arbeitsschritt im Verdauungsprozess spezialisiert haben. Dazu gehören beispielsweise der Mund, der die Nahrung aufnimmt und zerkleinert, der muskulöse Rachen, wo der Schluckakt stattfindet, oder der sich über etwa 2,8 Meter Länge erstreckende schlauchförmige Dünndarm, in dem der vorverarbeitete Speisebrei zu Ende verdaut und die kleinsten Nahrungsbestandteile in das Blut abgegeben werden. Die Hilfsorgane der Verdauung wie die Bauchspeicheldrüse oder die Leber liegen größtenteils außerhalb des Verdauungstrakts, sind aber durch Gänge mit ihm verbunden, über die die verschiedensten Verdauungssäfte zu ihrem Zielort gelangen. Verdauungsprozess: Aus Groß mach Klein Wie lange verbleibt die Nahrung im Körper? 24 bis 48 Stunden. Zwischen Essensaufnahme und Stuhlentleerung läuft im Körper eine kaum wahrnehmbare, aber genau koordinierte Abfolge von Vorgängen ab, die die Nahrung in eine vom Körper verwertbare Form umwandeln. Welche Prozesse sind an der Verdauung beteiligt? An der Verdauung der Nahrung sind insgesamt vier Grundprozesse beteiligt: Nahrungsaufnahme, Verdauung, Aufnahme der Nahrungsbestandteile ins Blut und Ausscheidung. Der Begriff Nahrungsaufnahme (Ingestion) beschreibt den Eintritt der Nahrung in den Mund und den Schluckakt. Verdauung (Digestion) ist der Prozess, durch den eine große Anzahl essbarer Stoffe auf eine vergleichsweise geringe Anzahl verschiedener Moleküle reduziert wird, die vom Blut aufgenommen werden können. Der Übergang von Verdauungsprodukten, beispielsweise Glucose und Aminosäuren, ins Blut oder von Fettsäuren in das lymphatische System wird Resorption genannt. Die Ausscheidung (Defäkation) ist die Eliminierung des restlichen unverdaulichen Materials aus dem Körper in Form von Stuhl. Der Begriff Ausscheidung ist aber nicht gleichzusetzen mit Exkretion – das die Beseitigung von Abfallprodukten des Zellstoffwechsels beschreibt –, da die Verdauung außerhalb der Körperzellen stattfindet. Der Stuhl (Faeces) enthält jedoch Abbauprodukte aus der Leber. Welche Bedeutung haben Mechanik und Chemie bei der Verdauung? Sie präsentieren zwei verschiedene Arten der Verdauung, die gemeinsam ein Maximum an Nahrungsaufspaltung erreichen. Zur mechanischen Verdauung gehören der im Mund stattfindende Kauprozess zum Zerkleinern der Nahrung und die mahlenden Muskelbewegungen des Magens. Bei der mechanischen Verdauung werden durch physikalische Einwirkung größere Nahrungsbrocken auf die Konsistenz eines halbflüssigen Nahrungsbreis reduziert. Bei der chemischen Verdauung werden mithilfe der in den Verdauungssäften enthaltenen Enzyme große Moleküle in kleinere chemische Einheiten aufgespalten. Was bewirken Verdauungsenzyme? Enzyme können mit Katalysatoren verglichen werden: Sie erhöhen die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion, gehen selbst aber unverändert aus der Reaktion hervor. Die an der Verdauung beteiligten Enzyme beschleunigen die Ablaufgeschwindigkeit einzelner Prozesse um das Tausend- oder Millionenfache. Sie werden von Drüsenzellen in verschiedenen Abschnitten des Verdauungstrakts produziert, z. B. in den Mundspeicheldrüsen. Jedes Enzym ist auf die Vermittlung einer einzigen chemischen Reaktion spezialisiert. Diese Spezifität liegt darin begründet, dass die an der Reaktion beteiligten Moleküle zum Enzym passen wie ein Schlüssel zum Schloss. Wie verläuft eine Enzymreaktion? Die Reaktion eines Verdauungsenzyms verläuft in drei Phasen. Das Substratmolekül, das für ein spezifisches Enzym (in der Grafik unten rot) ausgerichtete Nahrungsmolekül (violett), kontaktiert zunächst das so genannte aktive Zentrum auf der Enzymoberfläche. Innerhalb des aktiven Zentrums ändern sich dann die chemischen Bindungen der Substratmoleküle. Die umgewandelten Substratmoleküle werden als Reaktionsprodukte (blau und grün) bezeichnet. Im letzten Schritt verlassen die Reaktionsprodukte das Enzym, das unverändert aus der Reaktion hervorgeht und neue Substratmoleküle binden kann. Die meisten chemischen Reaktionen im Verdauungsprozess sind hydrolytische Reaktionen, d. h. sie benötigen dazu Wasser. Ein Verdauungsenzym bringt ein Molekül aus der Nahrung mit einem Wassermolekül Substrat zusammen. Das Wasser reagiert mit dem Nahrungsmittelmolekül und spaltet es in einfache Bausteine auf. Was verspüren Sie: Hunger oder Appetit? Das ist nicht immer auseinanderzuhalten. Appetit und Hunger sind die Triebfedern, die uns Menschen zur Nahrungsaufnahme motivieren und ohne die wir sehr bald den Hungertod erleiden würden. Hunger und Appetit funktionieren auf etwa die gleiche Weise wie das Durstgefühl, das sicherstellt, dass der Körper genügend Flüssigkeit aufnimmt. Dabei unterscheidet sich der Appetit vom reinen Hungergefühl. Haben wir Appetit, so freuen wir uns auf das Essen. Appetit ist ein höchst angenehmes Gefühl in Erwartung baldiger Nahrungsaufnahme. Hunger dagegen ist ein weniger angenehmes Gefühl, das durch die absolute Notwendigkeit der Nahrungsaufnahme ausgelöst wird. Das Gefühl des Appetits ist erlernt, da wir Menschen im Lauf unseres Lebens eine große Vielzahl an Nahrungsmitteln kennen lernen. Es ist daher ein eher psychologisch als physiologisch ausgelöstes Gefühl, an dessen Entstehen hauptsächlich der Bereich der Hirnrinde, in dem die Denkprozesse ablaufen, und der Hypothalamus beteiligt sind. Hunger ist eine rein physiologische Reaktion auf einen leeren Magen und einen niedrigen Glucosespiegel sowie auf eine abfallende Nährstoffkonzentration im Blut. Das Absinken der Glucose- und Nährstoffwerte wird vom Hypothalamus registriert. Er stimuliert den Magen zur Kontraktion, was der Mensch als Leere und Hungergefühl und manchmal auch akustisch als »knurrenden Magen« wahrnimmt. Wie kommt es zum Gefühl der Sättigung? Nach einer Mahlzeit signalisiert uns das Sättigungszentrum im Hypothalamus, dass ausreichend Nahrung aufgenommen wurde, und unterdrückt die Signale aus dem Hungerzentrum. Nun tritt das Gefühl von Sättigung ein, ein dem Appetit entgegengesetztes Gefühl. Es besteht kein Wunsch nach weiterer Nahrungsaufnahme. Ist ein Mensch satt, so empfindet er weder Hunger noch Appetit. Wodurch wird die Verdauungsarbeit gesteuert? Die Prozesse im Verdauungstrakt werden vom Gehirn, besonders vom Hypothalamus aus geregelt und von Sensoren in den Wandungen des Verdauungskanals selbst und durch das vegetative Nervensystem vermittelt. Auch Hormone, die von bestimmten Bereichen des Verdauungskanals ausgeschüttet werden, spielen eine Rolle. Die Koordinierung dieser Vorgänge stellt sicher, dass die Muskeln des Verdauungskanals kontrahieren und die Nahrung rechtzeitig und mit der richtigen Geschwindigkeit weitertransportieren und dass jeder Abschnitt des Verdauungstrakts bei Bedarf seine Sekrete ausschüttet, um eine maximale Verdauung und Resorption der Nahrung zu erreichen. Wie viel Nahrung verarbeitet unser Verdauungssystem? Es sind etwa 500 Kilogramm im Jahr. Obwohl wir eine große Vielfalt an Nahrungsmitteln in frischem oder zubereitetem Zustand zu uns nehmen, ist die Anzahl der schließlich vom Körper resorbierten Endprodukte jedoch viel geringer. Die meisten Nahrungsmittel setzen sich aus Kohlenhydraten, Eiweißen, Fetten, Vitaminen, Mineralien und Wasser zusammen. Pflanzliche Nahrungsmittel enthalten darüber hinaus auch noch unverdauliche Ballaststoffe. Wozu werden die Kohlenhydrate verarbeitet? Komplexe Kohlenhydrate, auch Vielfachzucker oder Polysaccharide genannt (z. B. Stärke in Kartoffeln), werden zu Einfachzuckern, den Monosacchariden (z. B. Glucose), aufgespalten. Einen Teil der Kohlenhydrate nimmt der Mensch als Einfachzucker zu sich, beispielsweise als den in Obst enthaltenen Fruchtzucker oder Fructose. Diese Einfachzucker müssen nicht weiter zerlegt werden. Wozu werden Eiweiße und Fette umgewandelt? Eiweiße (Proteine) sind langkettige Aminosäureverbindungen, die von den Verdauungsenzymen des Magens in ihre Einzelbestandteile aufgespalten werden. Im menschlichen Körper gibt es etwa 20 verschiedene Arten von Aminosäuren. Diese stellen die Grundbausteine der Körpergewebe dar. Fette werden in Fettsäuren und Monoglyceride umgewandelt. Was geschieht mit den Vitaminen? Vitamine und ebenso Mineralien und Spurenelemente können nach ihrer Lösung aus der Nahrung vom Organismus praktisch ohne weitere Aufspaltung resorbiert werden. Wie ist der ungefähre Zeitplan der Verdauung? Das hängt von der aktuellen Station im Verdauungstrakt ab. Bis es zur Aufnahme der Nährstoffe ins Blut und Rückresorption des Wassers sowie zur Ausscheidung der unverdaulichen Reste kommt, durchläuft die geschluckte Nahrung verschiedene Abteilungen des Verdauungskanals. Je nach Beschaffenheit der verzehrten Nahrung kann die für die einzelnen Verdauungsschritte erforderliche Zeit stark variieren. Der erste Verdauungsschritt besteht aus der Nahrungsaufnahme, bei der die Nahrung zerkaut und anschließend geschluckt wird. Der Kauvorgang dauert einige Sekunden, der Schluckvorgang und Transport die Speiseröhre hinunter höchstens wenige Minuten. Ist der zerkaute Bissen im Magen angelangt, kommt es zum zweiten Schritt, der eigentlichen Verdauung. Die Aufspaltung der Nahrung im Speisebrei durch den Magen dauert etwa vier Stunden. Dann gelangt der Speisebrei in den Zwölffingerdarm, dem ersten Teil des Dünndarms, wo er für weitere vier Stunden der Einwirkung der Verdauungsenzyme ausgesetzt ist. Danach durchläuft der halbflüssige Speisebrei (Chymus) die nächsten Dünndarmabschnitte und es beginnt der dritte Verdauungsschritt, die Resorption, d. h. die Überführung der Nährstoffe in die Körpergewebe. Im Dünndarm kann der größte Teil des Speisebreis über die Dünndarmzotten in den Blutkreislauf oder das lymphatische System resorbiert werden. Dieser Prozess nimmt drei bis zehn Stunden in Anspruch. Der Rest wird in den Dickdarm weitergeleitet. Hier wird das Wasser in den Körper rückresorbiert und die unverdaulichen Reste, beispielsweise pflanzliche Ballaststoffe, zur Ausscheidung vorbereitet. Die Verweilzeit der fertig verdauten Nahrung im Dickdarm beträgt zwischen 14 Stunden und mehreren Tagen. Am Ende des Verdauungsprozesses werden die Abfallprodukte aus der Nahrung bis zu ihrer Ausscheidung durch den After im Enddarm gespeichert. Verdauungstrakt: Kanal mit Stationen Über welche Körperbereiche erstreckt sich der Verdauungstrakt? Er erstreckt sich vom Kopf über den Brustraum und von dort auch über den Bauchraum. Der Verdauungstrakt verbindet unterschiedlichste Organe, die jeweils eine bestimmte Aufgabe im Verdauungsprozess wahrnehmen. Das Zentrum des Verdauungstrakts ist der Verdauungskanal oder Gastrointestinaltrakt. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem Schlauch mit zwei Öffnungen: Am oberen Ende sitzt der Mund, am unteren der After. Die Nahrung wird durch wellenartige Muskelkontraktionen durch den Verdauungskanal transportiert. Welche Kennzeichen hat der Verdauungskanal? Im vollständig entspannten Zustand wäre der Verdauungskanal eines Erwachsenen durchschnittlich etwa neun Meter lang. Tatsächlich aber verharren die Muskeln in der Darmwand in einem Zustand teilweiser Kontraktion, die den Verdauungskanal beträchtlich verkürzt. Die innere Wandschicht des Verdauungskanals besteht aus einer Schleimhaut, die nicht nur Schleim ausscheidet und damit die Passage des Nahrungsbreis erleichtert, sondern auch Sekrete zur chemischen Verdauung bildet. Außerdem enthält diese innerste Schicht bestimmte Abschnitte, durch die die Resorption der Nährstoffe erfolgen kann. Wie die Haut stellt diese innere Schleimhautschicht auch eine Schutzbarriere dar, die das Eindringen von potenziellen Krankheitserregern und anderen unerwünschten Substanzen verhindert. Dickdarm und Dünndarm werden vom Gekröse (Mesenterium) an ihrem Platz im Bauchraum gehalten und an der hinteren Bauchwand angeheftet. Diese Membran bietet auch einen Weg für Blutgefäße und Nerven zu Dick- und Dünndarm. Schließlich wird der Verdauungskanal von einer zweilagigen Membran geschützt, die die Wand der Bauchhöhle auskleidet und die Bauchorgane, d. h. Magen und Darm bedeckt. Diese Struktur heißt Bauchfell oder Peritoneum. Der Spalt zwischen den beiden Lagen – die Bauchfellhöhle – enthält eine Flüssigkeit zur Befeuchtung der Bauchorgane, damit sie während ihrer Verdauungstätigkeit ungehindert und schmerzlos übereinandergleiten können. Welche Verdauungsstationen passiert die Nahrung? Die Nahrung wird mit dem Mund aufgenommen. Mithilfe von Zähnen und Zunge wird sie zerkleinert, mit dem Speichel befeuchtet und teilweise vorverdaut. Die Nahrung gelangt dann durch den Schluckakt vom Mund über den Rachen in die Speiseröhre. Dort wird sie in den Magen geschoben, wo sie einem mechanischen und chemischen Verdauungsprozess unterzogen wird. Der Dünndarm ist der längste Abschnitt des Verdauungskanals. Hier findet der wichtigste Teil des Verdauungs- und Resorptionsprozesses statt. Je länger der Dünndarm, desto größer die Oberfläche, auf der diese beiden Prozesse ablaufen. Der Dickdarm ist der letzte Abschnitt des Verdauungskanals. Er nimmt die Überreste des Verdauungsprozesses auf und entzieht ihnen große Mengen von Wasser. Die endgültigen Abfallprodukte werden dann als Stuhl durch den After, die untere Öffnung des Verdauungskanals, wieder ausgeschieden. Warum sind die Muskeln im Verdauungskanal so wichtig? Diese Muskelschichten haben zwei wich-tige Aufgaben: Einmal zerdrücken sie die Nahrung, durchmischen sie mit Verdauungsenzymen und sorgen so dafür, dass möglichst viel Nahrung verdaut werden kann. Zweitens schieben sie die Nahrung durch das Verdauungsrohr vom Mund in Richtung After. Die Wandschichten in den meisten Abschnitten des Verdauungskanals bestehen aus zwei Lagen glatter Muskulatur, die sowohl ringförmig als auch in Längsrichtung angeordnet sind. Welche weiteren Organe unterstützen die Verdauung? Hilfsorgane der Verdauung sind die Zähne, Zunge, Speicheldrüsen, Bauchspeicheldrüse, Gallenblase und die Leber. Die Zähne und die Zunge zerdrücken die Nahrung und bewegen sie im Mund hin und her. Die Speicheldrüsen sowie die Bauchspeicheldrüse, Leber und Gallenblase liegen außerhalb des Verdauungskanals, sind aber durch Gänge oder kleine Kanäle mit ihm verbunden. Speicheldrüsen, Bauchspeicheldrüse und Leber geben Sekrete in den Verdauungskanal ab und tragen so zur Verdauung der Nahrung bei. In der Gallenblase werden die von der Leber gebildeten Sekrete bereitgehalten. Welche Bewegungsmuster weist der Dünndarm auf? Zwei verschiedene Bewegungsarten der Muskelschichten ermöglichen die Durchmischung und den Weitertransport des Speisebreis innerhalb des Verdauungskanals. Kontrahieren kurze Abschnitte der ringförmig angeordneten glatten Muskelschicht – ein als Segmentation bezeichneter Vorgang –, wird der Nahrungsbrei durchmischt. Gehen abwechselnde Wellen der Kontraktion und Entspannung über den Verdauungskanal hinweg – ein als Peristaltik bezeichneter Vorgang –, so wird der Nahrungsbrei durch den Verdauungskanal weitertransportiert. Dabei wird die Kontraktion entweder im Muskel selbst ausgelöst, z. B. wenn der Nahrungsbrei einen bestimmten Abschnitt des Verdauungskanals erreicht, oder sie kann vom vegetativen Nervensystem aus oder durch Hormone beschleunigt oder verlangsamt werden. In gewissen Bereichen des Verdauungsrohrs, wie z. B. am Magenausgang, bildet ein dickes Band aus ringförmigem Muskel einen Schließmuskel, der wie ein Ventil funktioniert und den Durchfluss des Nahrungsbreis durch Öffnen und Schließen steuern kann. Mund und Zähne: Fleißige Vorarbeiter Welche Aufgaben hat der Mund? Im Mund wird die aufgenommene Nahrung zu einer weichen, feuchten Masse zerkaut und vorverdaut, um anschließend geschluckt zu werden. Während der Verdauungsvorgang in den anderen Abschnitten des Verdauungssystems viele Stunden in Anspruch nimmt, ist dieser erste Teil schon nach wenigen Sekunden abgeschlossen. Nahrungsaufnahme, Kauen und der Transport zum Rachen gehen unmittelbar ineinander über. Die beteiligten Organe sind die Mundhöhle mit Zunge, Zähnen und den Speicheldrüsen. Für den ersten Abschnitt des Verdauungsvorgangs, der sich in der Mundhöhle abspielt, sind zusätzliche Verdauungshilfsorgane zuständig. Dazu gehören die Zunge, die Zähne und die Speicheldrüsen. Zunge, Zähne und auch die Lippen wirken außerdem bei der Nahrungsaufnahme mit. Die Mundhöhle ist auch Bestandteil des Atemsystems und zudem an der Stimmbildung beteiligt. Welche verschiedenen Strukturen gehören zur Mundhöhle? Die Mundhöhle besteht aus dem Mundhöhlenvorhof zwischen Lippen, Wangen und Zähnen sowie aus der inneren Mundhöhle, die den Raum zwischen den Zähnen und der Mündung in den Rachen einnimmt. Die Mundhöhle (Cavum oris) wird nach außen von den Lippen abgeschlossen. Ihre seitliche Begrenzung bilden die beiden Wangen, nach oben endet sie am Gaumen. Den unteren Abschluss bildet schließlich die Zunge. Nach hinten geht die Mundhöhle in den Rachen über. Was bildet die Eingangspforte zum Verdauungssystem? Es sind die Lippen (Labiae oris). Sie erstrecken sich vom unteren Nasenrand bis zur oberen Begrenzung des Kinns. Die roten Hautbereiche werden als eigentliche Lippen bezeichnet. Aufgrund ihrer durchsichtigen Haut, die die Blutkapillaren durchscheinen lässt, sind sie dunkler als ihre Umgebung. Die roten Lippenränder stellen den Übergang von der äußeren Haut zur feuchten Schleimhaut dar, die das Innere der Mundhöhle auskleidet. Über welchen Bereich des Gesichts erstrecken sich die Wangen? Die Wangen (Buccae) reichen von unterhalb der Augen bis zum unteren Rand des Kiefers und von den Nasenflügeln zum Ohr. Die Wangeninnenseiten und der Gaumen sind mit einer Schleimhautschicht ausgekleidet, die aus dem so genannten Plattenepithel besteht. Aufgrund des Kauvorgangs unterliegen diese Zellen einem andauernden Abnutzungsprozess und werden konstant ersetzt. Die Wangeninnenseiten bestehen aus Muskelgewebe und tragen zur Zerkleinerung und Befeuchtung der Nahrung bei, bevor sie verschluckt werden kann. Was trennt die Mund- von der Nasenhöhle? Es ist der Gaumen (Palatum), der die obere Begrenzung der Mundhöhle bildet. Er besteht aus zwei Teilen und wird im vorderen Bereich als harter, im hinteren Bereich als weicher Gaumen bezeichnet. Der harte Gaumen liegt direkt über dem Knochen, der weiche Gaumen besteht aus einer Muskelplatte. Das Zäpfchen liegt in der Mitte des weichen Gaumens. Beim Schluckvorgang hebt sich der weiche Gaumen nach oben und verschließt den Eingang zur Nasenhöhle. Warum ist unsere Zunge so beweglich? Die Zunge (Lingua) besteht hauptsächlich aus Skelettmuskulatur. Während des Kauvorgangs bewegt die Zunge die Nahrung im Mund hin und her, mischt sie und schiebt sie nach hinten, damit sie geschluckt werden kann. Die Form der Zunge kann durch Muskeln im Innern der Zunge verändert werden. Am Zungenbein anhaftende äußere Zungenmuskeln bewegen die Zunge nach vorn oder hinten oder flachen den Zungenrücken ab. Die Zunge nimmt bei geschlossenem Mund fast die ganze Mundhöhle ein. Im entspannten Zustand berührt die Zungenoberfläche den harten Gaumen und die Zungenspitze liegt locker den Schneidezähnen an. Die gesamte Oberfläche des Zungenrückens ist uneben und höckerig, da er von winzigen Vorsprüngen, den Papillen, bedeckt ist. Eine bestimmte Anzahl von Papillen ist mit sensorischen Organen ausgestattet. Diese werden Geschmacksknospen genannt und können vier geschmackliche Grundqualitäten erkennen, nämlich salzig, süß, sauer und bitter. Andere, fadenförmige Papillen enthalten keine Geschmacksknospen, sondern verleihen dem Zungenrücken eine raue Oberfläche, so dass halbflüssige Nahrung erfasst und sogar aufgeleckt werden kann. Wussten Sie, dass … das Zungenbändchen verhindert, dass wir unsere Zunge verschlucken? das erste künstliche Gebiss 1770 in Frankreich hergestellt wurde? Kühe am Tag 60 Liter Speichel erzeugen? Menschen nur etwa einen Liter; im Lauf unseres Lebens kommen rund 25 000 Liter Speichel zusammen. der Ziegenpeter (Mumps) einen Teil des Verdauungstrakts betrifft? Die Entzündung der Ohrspeicheldrüse wird durch einen Virus verursacht. Sind Zähne härter als Knochen? Ja. Die Zähne gehören zu den härtesten Strukturen unseres Körpers. Sie sind in den Ober- und Unterkiefer eingebettet und wachsen aus dem Zahnfleisch heraus, einem weichen, die Kieferknochen bedeckenden Gewebe. Die Zähne sind ein wichtiger Teil des Verdauungssystems, da der Mensch mit ihrer Hilfe eine große Vielfalt an Nahrungsmitteln zu sich nehmen kann. Zähne verleihen außerdem unserem Gesicht seine typische Form und sind beim Sprechen an der Artikulation beteiligt. Das vollständige Gebiss eines Erwachsenen besteht aus 32 Zähnen. Jeder Zahn (Dens) besteht aus der Krone, der Zahnwurzel und dem Zahnhals. Die Krone ist der weiße, sichtbare Teil des Zahns, die Zahnwurzel ist tief in den Kiefer eingebettet, der Zahnhals verbindet Wurzel und Krone und ist straff vom Zahnfleisch umschlossen, das ein Eindringen von Bakterien unterhalb der Krone verhindert. Die Anzahl der Zahnwurzeln ist je nach Zahn unterschiedlich: die Schneide- und Eckzähne besitzen jeweils eine, die Mahlzähne dagegen drei. Von außen nach innen ist der Zahn aus Zahnschmelz, Zahnbein, Zahnmark und Zahnzement aufgebaut. Was macht den Zahn so hart? Es ist die äußere, sichtbare Umhüllung des Zahns, der Zahnschmelz (Enamelum). Die Einlagerung von nicht organischen Kristallsalzen macht ihn zum härtesten Stoff des menschlichen Organismus. Die hauptsächlich Kalziumsalze enthaltende Schicht verhindert die Abnutzung des Zahns und schützt die Gewebe in seinem Innern. Zahnschmelz besteht aus nicht lebendem Material und enthält keine Zellen, daher können eventuelle Verluste vom Körper nicht mehr ersetzt werden. Was ist das Zahnbein? Das Zahnbein (Dentin) bildet die Schicht unterhalb des Zahnschmelzes und erstreckt sich bis in die Zahnwurzeln. Zahnbein ähnelt vom Aufbau her dem Knochengewebe und enthält Teile von lebenden Zellen des Zahnmarks, ist aber nicht ganz so hart wie der Zahnschmelz. In welchem Bereich ist der Zahn empfindlich? Im Bereich des Zahnmarks (Pulpa). Es liegt im Zentrum des Zahns und enthält Nerven und Blutgefäße. Der Hauptteil des Zahnmarks befindet sich in der Zahnhöhle, aber es erstreckt sich auch entlang der Wurzelkanäle nach unten bis in die Zahnwurzeln. Durch die Wurzelkanäle verlaufen die Blutgefäße und die Zahnnerven. Das Zahnzement (Cementum) besteht aus aus verhärtetem Bindegewebe und verankert den Zahn im Zahnfach im Kieferknochen. Das Zahnzement fixiert den Zahn durch Bänder im Zahnbett (Parodontium) und bildet dadurch ein unbewegliches Gelenk zwischen Zahn und Zahnfortsatz des Kiefers. Wie sind die Aufgaben unter den Zähnen verteilt? Die meißelartigen Schneidezähne im vorderen Bereich des Kiefers gleiten übereinander hinweg und zerteilen die Nahrung in kleinere Brocken. Die eher kegelförmigen und spitzen Eckzähne dienen zum Festhalten, Durchbeißen und Abreißen der Nahrung. Backenzähne, die eine breite Krone mit je zwei Kauspitzen besitzen, zermahlen und zerkauen die Nahrung. Ganz hinten im Kiefer sitzen die großen Mahlzähne. Auch sie haben eine breite Krone und jeweils vier Kauspitzen. Mahlzähne können einen sehr hohen Druck ausüben und die Nahrung in kleine Teile zerdrücken und zermahlen. Die 32 Zähne des vollständigen Gebisses – je 16 in Ober- und Unterkiefer – unterscheiden sich also auch in der Form. In jedem Kiefer gibt es, von vorn nach hinten betrachtet, insgesamt vier Schneidezähne, zwei Eckzähne, vier Backenzähne und sechs Mahlzähne. Die hinteren Mahlzähne heißen Weisheitszähne, da sie in der Regel nicht vor dem 16. Lebensjahr erscheinen. Warum hat der Mensch zunächst Milchzähne? Weil das vollständige Erwachsenengebiss im kleinen Kiefer des Kindes noch keinen Platz hat. Das Kleinkind begnügt sich daher noch mit 20 Zähnen, das Schulkind hat schon 24 und der Erwachsene dann 32 Zähne. Da Zähne wegen ihrer Struktur nicht mitwachsen, müssen sie ausfallen und ersetzt werden. Die Milchzähne sind nicht nur kleiner und schwächer als das bleibende Gebiss, sondern auch nicht so tief verwurzelt. Die ersten Zähne bilden sich beim Embryo bereits in der siebten Schwangerschaftswoche in Form zarter Zahnknospen. Schließlich formt sich in Unter- und Oberkiefer des Embryos unterhalb der Milchzähne auch die Zahnleiste mit den bleibenden Zähnen, die erst Jahre nach der Geburt durchbrechen. Wann beginnt der Zahnwechsel? Im Alter von etwa sechs Jahren zeigen sich die ersten Mahlzähne, noch vor den bleibenden Schneidezähnen. Bevor die Zähne im vorderen Mundbereich durchbrechen, werden die Wurzeln der Milchzähne langsam rückresorbiert, so dass sich der Zahn allmählich lockert und ausfällt. Jeder Zahn wird dann einige Wochen später von einem bleibenden Zahn ersetzt. Dieser Prozess kann einige Jahre dauern, aber im Alter von 13 Jahren ist bei den meisten Kindern das bleibende Gebiss vollständig. Eine Ausnahme stellen die so genannten Weisheitszähne (die dritten Mahlzähne) dar, die normalerweise erst zwischen dem 17. und 21. Lebensjahr durchbrechen. Wozu benötigen wir Speichel im Mund? Die Speichelflüssigkeit hat nicht nur eine reinigende und spülende Wirkung, sie befeuchtet vor allem die Nahrung während des Kauvorgangs, löst chemische Substanzen, so dass ihr Geschmack wahrgenommen werden kann, enthält Enzyme zur Vorverdauung stärkehaltiger Nahrung und verbindet die verschiedenen Nahrungsbrocken zu einem kleinen, schluckbaren Bissen. Täglich produzieren unsere Speicheldrüsen (Glandulae salivales) zwischen 1 und 1,5 Liter Speichelflüssigkeit. Die Speichelbildung erhöht sich drastisch beim Anblick einer leckeren Mahlzeit oder während des Essens. Woraus besteht der Speichel? Speichel (Saliva) enthält zu 99 Prozent Wasser und ist leicht alkalisch. Er enthält Schleimsubstanzen und Lysozym, eine antibakteriell wirksame Substanz, die zur Inaktivierung von Erregern beiträgt. Der Speichel wird von den außerhalb der Mundhöhle gelegenen Speicheldrüsen produziert, die durch Ausführungsgänge mit dem Mundraum verbunden sind. Es gibt drei, jeweils paarig angelegte Speicheldrüsen: Die vor dem Ohr gelegenen Ohrspeicheldrüsen (Glandulae parotideal), die Unterzungendrüsen (Glandulae sublingualis) und die Unterkieferspeicheldrüsen (Glandulae submandibularis). Wie wird die Nahrung aufgenommen? Die Nahrungsaufnahme wird durch die Tätigkeit der Schneide- und Eckzähne unterstützt, durch die der Mensch größere Nahrungsstücke abbeißen und festhalten kann. Auch die Lippen helfen beim Festhalten der Nahrung. Sobald sich die Nahrung in der Mundhöhle befindet, schließen sich die Lippen. Der Ausdruck Nahrungsaufnahme (Ingestion) benennt den Vorgang, bei dem die flüssige oder feste Nahrung in den Verdauungskanal gelangt. Der Kauvorgang (Mastikation) ist dagegen der Prozess, durch den die mit dem Mund aufgenommene Nahrung in schluckgerechte Stücke zerkleinert wird. Wie viel Kraft wenden wir beim Kauen auf? Unsere Kiefermuskeln sind so stark, dass sie die Mahlzähne mit einem Druck von etwa 500 kg/cm aufeinanderpressen können. Dieser Druck ist größer als der Druck, der unter dem Reifen eines fahrenden Autos entsteht. Durch die Kontraktion der Wangenmuskeln flacht das Wangeninnere ab, so dass die Nahrung zwischen den Zähnen festgehalten werden kann. Die abwechselnde Kontraktion und Entspannung der Kiefermuskeln schließt und öffnet das Kiefergelenk. Andere Muskeln bewegen den Unterkiefer von links nach rechts und von vorn nach hinten. Durch diese Kaubewegungen wird die Nahrung von den Backenzähnen und Mahlzähnen zu Brei zermahlen. Der Kauvorgang ist nach etwa 60 Sekunden beendet. Von der Zunge wird der Nahrungsbrei zu einem schluckbaren Bissen (Bolus) geformt. Welche Form der Verdauung findet im Mund statt? In der Mundhöhle findet nicht nur eine mechanische Verdauung, sondern auch eine begrenzte chemische Verdauung statt. Nach der Zerkleinerung der Nahrung stellen die entstandenen Partikel eine große Oberfläche für die Wirkung des Enzyms Amylase dar. Die Amylase ist ein im Speichel enthaltenes Enzym, das den Aufspaltungsprozess des komplexen Kohlenhydrats Stärke in den als Maltose bezeichneten Zweifachzucker bewirkt. Was gehört zur Mundpflege? Mit einer regelmäßigen und gründlichen Mundpflege können Sie dazu beitragen, das Mund, Zähne und Zahnfleisch lange gesund bleiben: Reinigen Sie Ihre Zähne mindestens zweimal täglich, besser nach jeder Mahlzeit, gründlich und gewissenhaft. Dazu gehören das Bürsten der Zähne und die Reinigung der Zahnzwischenräume. Verwenden Sie eine fluoridhaltige Zahnpasta. Zahnbürsten sollten spätestens alle drei Monate ersetzt werden oder sobald sich die Borsten verbiegen oder gar ausfransen. Kinder sollen möglichst früh lernen, wie die Zähne richtig geputzt werden. Benutzen Sie mindestens einmal täglich Zahnseide zur Beseitigung von Plaque und anderen Ablagerungen in den Zahnzwischenräumen. Suchen Sie regelmäßig, möglichst alle sechs Monate, den Zahnarzt auf. Zu viele zuckerhaltige Lebensmittel und Getränke sind schädlich. Reinigen Sie Ihre Zähne nach dem Genuss entsprechender Speisen und Getränke. Was verbirgt sich hinter der Bezeichnung … Gingivitis? Die akut oder chronisch verlaufende »Zahnfleischentzündung« kann durch infektiöse Erreger, Zahnstein, Engstand der Zähne oder Schwankungen des Hormonhaushalts, z. B. in der Pubertät, auftreten. Karies? Bei der »Zahnfäule« liegt eine Zerstörung der Zahnhartsubstanzen durch säurebildende Bakterien vor. Säuren entkalken den kristallinen Zahnschmelz, bis in einem fortgeschrittenen Stadium die Zahnhartsubstanz zusammenbricht und kariöse Schäden (Löcher) auftreten. Die Entstehung von Karies wird durch zuckerreiche Ernährung und schlechte Zahnpflege gefördert. Parodontose? »Zahnbettschwund« ist eine nicht entzündlich bedingte Erkrankung des Zahnhalteapparats (Parodontium) mit einem langsam fortschreitenden Abbau von Zahnfleisch und Kieferknochen, der schließlich zu Zahnlockerung und Zahnverlust führt. Aphthen? Als recht schmerzhafte, rundliche, etwas erhabene, weißliche Veränderung an den Wangenschleimhäuten treten die Aphthen auf, oft als Begleitung bei viralen Erkrankungen. In der Regel heilen sie innerhalb weniger Tage ab. Mundwinkelrhagade? So wird ein schmerzhafter »entzündlicher Hauteinriss im Bereich eines Mundwinkels« genannt. Ursache können Gebissprobleme, Vitaminmangel, eine Infektion mit Candidapilz oder eine Allergie sein. Glossitis? Diese »Entzündung der Zungenschleimhaut« zeigt sich als Rötung und Schwellung der Zunge und tritt oft in Kombination mit Entzündungen der Mundschleimhaut, des Gaumens und tieferer Zungenschichten auf. Rachen und Speiseröhre: Die Nahrung auf Reise Wie funktioniert der Nahrungstransport? Durch die Schluckbewegung wird die Nahrung entlang des Rachens und der Speiseröhre Richtung Magen befördert. Rachen und Speiseröhre dienen also lediglich zum Transport der zerkleinerten Nahrung vom Mund zum Magen. Der Verdauungsprozess ist nur bis zum Abschluss des Kauvorgangs unter der bewussten Kontrolle des Menschen. Sobald die zerkleinerte Nahrung die Rachenwand berührt, wird der Vorgang bis hin zur Stuhlentleerung vom vegetativen Nervensystem gesteuert, ohne dass wir bewusst eingreifen könnten. Welche besondere Einrichtung unterstützt die Passage im Rachen? Wenn die Nahrung vom Mund in den Rachen gelangt, verschließt sich der Luftweg und die Nahrung kann in die Speiseröhre gelangen. Der Rachen (Pharynx) erstreckt sich von der Schädelbasis nach unten, wo er in die Speiseröhre übergeht. Zwei der drei Rachenabschnitte – der Mundrachen, der vom weichen Gaumen zum Kehldeckel verläuft, und der Kehlkopfrachen, der in die Speiseröhre mündet – dienen sowohl als Speise- als auch als Atemweg. Wie lang ist die Speiseröhre? Etwa 25 Zentimeter. Die Speiseröhre (Ösophagus) ist ein Muskelschlauch, der vom Rachen bis zum Magen reicht. Er verläuft hinter der Luftröhre abwärts, tritt durch das Zwerchfell und mündet über den Mageneingang (Kardia) in den Magen. Dort befindet sich ein Schließmuskel, der zusammen mit dem Zwerchfell verhindert, dass die stark säurehaltigen und reizenden Magensäfte in die Speiseröhre zurückfließen. Was genau passiert beim Schlucken? Die aufgenommene Nahrung wird mithilfe des komplizierten, dreiphasigen Schluckakts in Richtung Magen befördert. In der ersten Phase, die in der Mundhöhle ihren Ausgang nimmt, berührt die Zungenspitze den harten Gaumen und drückt gleichzeitig den vorbereiteten Nahrungsbissen nach hinten in Richtung Rachen. In der zweiten Phase löst der Kontakt des Nahrungsbissens mit den seitlichen und hinteren Wandungen des Mundrachens den Schluckreflex aus. Durch die Kontraktion der Rachenmuskeln wird der Nahrungsbissen in Richtung Speiseröhre geschoben. Das Gaumensegel hebt sich und dichtet den Nasenrachen gegen eindringende Essensbrocken ab, die Zunge drückt nach hinten und verhindert ein Zurückgleiten des Nahrungsbissens in die Mundhöhle. Gleichzeitig wird der Kehlkopf nach oben gezogen, so dass der Kehldeckel sich nach hinten legt und den Eingang zur Luftröhre verschließt. Sollten zufällig doch Nahrungsteile in die Luftwege gelangen, wird der Hustenreflex ausgelöst, durch den sie wieder in den Rachen zurückgeschleudert werden. In der dritten Phase des Schluckakts, die in der Speiseröhre stattfindet, wird der Nahrungsbissen durch die Peristaltik in Richtung Magen befördert. Dabei kontrahiert die innere Ringmuskulatur der Speiseröhre hinter dem Nahrungsbissen und schiebt ihn dadurch vorwärts. Gleichzeitig kontrahiert die Längsmuskulatur vor dem Nahrungsbissen und erweitert das Lumen (den Innendurchmesser) der Speiseröhre. Diese Kontraktionswelle verläuft von oben nach unten und schiebt den Nahrungsbissen in etwa neun Sekunden vom Rachen in den Magen. Wie können Sie Probleme in Rachen und Speiseröhre vermeiden? Störungen in diesem Bereich entwickeln sich oft als Folge anderer Erkrankungen. Diesen sollte daher vorgebeugt werden. Lassen Sie sich beim Essen genügend Zeit und nehmen Sie nur kleinere Bissen zu sich. Verzichten Sie beim Kauen lieber auf das Sprechen, so dass es nicht zum »Verschlucken« oder zu Erstickungsanfällen kommt. Mehrere kleinere Mahlzeiten über den Tag verteilt sind besser und bekömmlicher als wenige große. Verzichten Sie auf übermäßigen Alkoholgenuss und auf das Rauchen. Beide sind bedeutende Risikofaktoren für die Entstehung von Speiseröhrenerkrankungen. Fettreiche Nahrungsmittel, Kaffee und Alkohol sowie Mahlzeiten sehr spät am Abend sollten bei Speiseröhrenproblemen ganz gemieden werden. Was versteht der Mediziner unter … Pharyngitis? Die »Rachenentzündung« tritt meist akut im Rahmen einer allgemeinen Virusinfektion der oberen Luftwege mit Schluckbeschwerden, Kratzen, Brennen und Trockenheitsgefühl im Hals auf. Hiatushernie? Bei einem »Zwerchfellbruch« gleiten Magenteile durch das Zwerchfell nach oben in den Brustkorb. Je nach Ausmaß kann es zu Sodbrennen, Schluckstörungen, Schmerzen hinter dem Brustbein oder Atemnot kommen. Ösophagitis? Die »Entzündung der Speiseröhre« wird meist durch den Rückfluss sauren Magensaftes in die Speiseröhre ausgelöst und führt zu saurem Aufstoßen und Sodbrennen. Ösophagusvarizen? So werden »Krampfadern in der Speiseröhre« bezeichnet. Sie stellen sich als erweiterte Venen im Bereich der Ösophagusschleimhaut dar, die v. a. im Gefolge einer Leberzirrhose entstehen und zu lebensgefährlichen Blutungen führen können. Ösophaguskarzinom? Der »Speiseröhrenkrebs« entwickelt sich als bösartige Geschwulst der Speiseröhre meist aus Zellen der Speiseröhrenschleimhaut. Risikofaktoren sind Rauchen, der häufige Konsum scharfer Spirituosen oder kochendheißer Speisen. Die Behandlung besteht je nach Befund in einer Operation, Bestrahlung und/oder Chemotherapie. Ösophagusachalasie? Dies ist eine durch eine Nervenerkrankung bedingte einengende Verkrampfung der glatten Muskulatur der Speiseröhre. Sie ruft ein Druckgefühl im Brustkorb und schmerzhafte Schluckstörungen hervor. Magen: Die ideale Mischmaschine Welche Aufgaben übernimmt der Magen? Zwischen Speiseröhre und Dünndarm erweitert sich das Verdauungsrohr zu diesem elastischen und beutelförmigen Hohlorgan. Hier wird die geschluckte Nahrung mit Verdauungsenzymen durchmischt, chemisch und mechanisch verdaut und langsam in den Dünndarm abgegeben. Außerdem dient der Magen als eine Art Zwischenlager für den aus der Speiseröhre ankommenden Speisebrei. In vollständig leerem Zustand hat der Magen die Größe einer kleinen Wurst. Er kann sich bei Bedarf aber auf ein Vielfaches dieser Größe ausdehnen. Wie groß ist unser Magen? Der Magen (Ventriculus) kann seine Größe und Form ständig verändern. Beim Erwachsenen hat der Magen eine durchschnittliche Länge von 25 Zentimetern, wobei Durchmesser und Fassungsvermögen je nach Füllungszustand stark variieren. Das Volumen eines leeren Magens beträgt etwa 50 Milliliter, durch die große Elastizität der Magenwand kann das Organ aber ein Volumen von etwa 1 bis 1,5 Litern aufnehmen. Ist der Magen leer, legt sich die innere Schicht der Magenwand in Falten, die jedoch verschwinden, sobald sich der Magen füllt und die Magenwand sich ausdehnt. Die Magenwände sind von einem dichten Netzwerk von Blutgefäßen durchzogen. Wo liegen Magenmund und Pförtner? Der Magen liegt im mittleren Oberbauch und wird in vier Hauptabschnitte eingeteilt: den Magenmund (Kardia), den Magengrund (Fundus), den Magenkörper (Korpus) und den Magenpförtner (Pylorus). Der Magenmund ist der Bereich, wo die Speiseröhre in den Magen mündet. Der Magengrund ist der obere, kuppelförmige Teil des Magens. Dort sammelt sich die bei der Nahrungsaufnahme verschluckte Luft, die anschließend über den Mund wieder ausgestoßen wird (Aufstoßen oder Ructus ). Der zentrale Magenkörper ist der größte Magenabschnitt. Der Pförtner ist ein trichterförmiger Bereich, der durch einen Schließmuskel mit dem Dünndarm in Verbindung steht. Dieser Muskelring steuert die Entleerung des Magens. Was zeichnet die Magenwand aus? Die Muskelschicht innerhalb der Magenwand besteht aus drei übereinanderliegenden Schichten glatter Muskulatur. Zu der längs und quer verlaufenden Schicht, die sich auch in anderen Bereichen des Verdauungskanals findet, kommt innen eine dritte, schräg verlaufende Schicht. Durch die Kontraktion der verschiedenen Muskelschichten wird der Nahrungsbrei vom Magenmund in Richtung Pförtner bewegt, gleichzeitig in immer kleinere Bestandteile zerlegt und vollständig mit Magensaft durchmischt. Die den Magen auskleidende Schleimhaut (Mucosa) bildet Millionen von tiefen Falten und Gruben. Darin sitzen die Drüsen, die den Magensaft absondern, der die chemische Verdauung des Nahrungsbreis bewirkt. Die Schleimhaut bildet auch einen schützenden Schleim, der die inneren Magenwände überzieht und verhindert, dass der Magensaft den Magen selbst verdaut. Wozu dient der Magensaft? Der von den Zellen der Magenwand gebildete Magensaft ist ein höchst wirkungsvoller Verdauungssaft. Er enthält besondere Enzyme, welche die in der Nahrung enthaltenen Eiweiße einem Prozess der Vorverdauung unterziehen. Die Bildung und Ausschüttung des Magensafts wird genau gesteuert, so dass die Magensaftproduktion unmittelbar vor der Nahrungsaufnahme oder bei Eintreffen der Nahrung im Magen ansteigt und mit der allmählichen Entleerung des Magens wieder nachlässt. Gleichzeitig kontrahieren die Muskelschichten in der Magenwand, so dass die ges