Verdauung: Wie Nahrung abgebaut wird
Um zu überleben, müssen wir Nährstoffe aus der Nahrung nehmen, die wir essen. Dies wird durch die Verdauung erreicht, ein komplizierter Prozess, der in unserem Darm stattfindet.
Obwohl Lebensmittel alle Nährstoffe enthalten, die wir für eine gute Gesundheit benötigen, sind sie in großen, komplexen Verbindungen eingeschlossen. Damit sie vom Körper verwendet werden können, müssen sie zunächst durch den Verdauungsprozess in kleinere Teile zerlegt werden.
In diesem Artikel erklären wir, wie Lebensmittel in die Bausteine des Lebens umgewandelt werden und natürlich kacken.
Was ist Verdauung?
Kurz gesagt, bei der Verdauung werden große Lebensmittelmoleküle in wasserlösliche Moleküle zerlegt, die ins Blut gelangen und zu den Organen des Körpers transportiert werden können.
Beispielsweise werden Kohlenhydrate in Glucose, Proteine in Aminosäuren und Fette in Fettsäuren und Glycerin zerlegt.
Das Verdauungssystem umfasst "hohle" Organe und "feste" Organe.
Nahrung wandert durch die hohlen Organe - Mund, Speiseröhre, Magen, Dünndarm, Dickdarm und Anus.
Die festen Organe - Bauchspeicheldrüse, Leber und Gallenblase - fügen der Mischung verschiedene Produkte hinzu.
Neben den festen und hohlen Organen sind auch das Nerven- und Kreislaufsystem für die Verdauung wichtig, ebenso wie die im Darm lebenden Bakterien.
Die Verdauung wird oft in zwei Arten unterteilt:
- Mechanische Verdauung - Lebensmittel werden physisch in kleinere Teile zerlegt. Zum Beispiel durch Kauen.
- Chemische Verdauung - Lebensmittel werden durch Säuren und Enzyme in ihre Grundeinheiten zerlegt.
Die Reise der Verdauung
Beim Menschen ist der Magen-Darm-Trakt (auch Verdauungskanal genannt) etwa 8 Meter lang. Ein Schriftsteller beschreibt es als "die wichtigste und am wenigsten schöne Wasserstraße der Erde". Im Folgenden beschreiben wir die Reise eines Schluckes Essen:
Der Mund
Die Verdauung beginnt bereits bevor das Essen in den Mund gelangt. Der Geruch oder sogar der Gedanke an Nahrung startet die Speichelproduktion durch die Speicheldrüsen. Sobald sich das Essen im Mund befindet, wird es durch Speichel angefeuchtet und die Zähne und die Zunge beginnen den Prozess der mechanischen Verdauung.
Speichel enthält ein Enzym namens Speichelamylase, das Stärke abbaut. Speichel enthält auch Schleim, der den Durchgang von Nahrungsmitteln durch das Verdauungssystem erleichtert.
Sobald das Kauen (Kauen) und die Amylase-Verdauung abgeschlossen sind, wird das Essen zu einem kleinen runden Klumpen, der als Bolus bekannt ist. Nach dem Schlucken gelangt der Bolus in die Speiseröhre und wird durch einen als Peristaltik bezeichneten Prozess in den Magen transportiert.
Peristaltik
Peristaltik ist die langsame Kontraktion der glatten Muskeln um die Rohre des Verdauungssystems. Langsame Kontraktionswellen laufen entlang des Darms und schieben den Bolus in die richtige Richtung - vom Mund weg und in Richtung Anus.
Der Magen
Der Bolus gelangt durch eine Muskelklappe oben in den Magen, die als Herzschließmuskel bezeichnet wird. Dieser Schließmuskel steuert, wie viel Nahrung wann in den Magen gelangt.
Der Magen enthält Magensaft, der hauptsächlich enthält:
- Salzsäure - eine Säure, die stark genug ist, um Rasierklingen aufzulösen.
- Pepsin - ein Enzym, das Proteine abbaut.
Diese beiden Chemikalien können möglicherweise die Magenschleimhaut schädigen, sodass eine schleimige Schicht entsteht, die sich vor Schäden schützt.
Im Magen setzt sich die Peristaltik fort, die hilft, das Essen mit den Magensäften zu mischen. Nicht viele Verbindungen werden vom Magen in das Blut aufgenommen; Ausnahmen hiervon sind Wasser, Alkohol und nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAIDs).
Nach 1–2 Stunden im Magen ist das Essen eine dicke Paste, die als Chymus bezeichnet wird. Es verlässt den Magen durch den Pylorussphinkter am unteren Ende des Magens.
Der Dünndarm
Der Zwölffingerdarm ist der erste Abschnitt des Dünndarms. Hier mischt sich der Chymus mit Enzymen aus der Bauchspeicheldrüse, Galle aus der Leber und Darmsaft:
Galle - wird von der Leber produziert, hilft beim Abbau von Fetten und wird in der Gallenblase gespeichert.
Pankreassaft - enthält einen Cocktail aus Enzymen, einschließlich Trypsinogen, Elastase und Amylase.
Darmsaft - Diese Flüssigkeit aktiviert einige der Enzyme im Pankreassaft. Es enthält auch andere Enzyme, Schleim und Hormone.
Das Essen setzt seine Reise durch die verbleibenden Teile des Dünndarms - das Jejunum und das Ileum - fort und wird dabei allmählich verdaut. Sobald es vollständig abgebaut ist, wird es vom Blut absorbiert.
Beim Menschen wird die überwiegende Mehrheit der Nährstoffe im Dünndarm aufgenommen.
Winzige fingerartige Vorsprünge, sogenannte Zotten, ragen aus den Wänden des Zwölffingerdarms heraus und vergrößern dessen Oberfläche. Zotten maximieren die Menge an Nährstoffen, die aufgenommen werden können. Die Oberfläche wird durch Mikrovilli weiter vergrößert, bei denen es sich um noch kleinere Vorsprünge handelt, die aus den Zellen des Darmepithels (Auskleidung) stammen.
Der Dickdarm
Der Dickdarm, auch Dickdarm und Dickdarm genannt, ist 1,5 Meter lang. Obwohl es kürzer als der Dünndarm ist, hat es einen dickeren Durchmesser.
Im Dickdarm werden Wasser und Mineralien vom Blut aufgenommen.
Lebensmittel wandern viel langsamer durch diese Region, um die Fermentation durch Darmbakterien zu ermöglichen.
Der Dickdarm absorbiert alle durch bakterielle Aktivität erzeugten Produkte wie Vitamin K, Vitamin B12, Thiamin und Riboflavin.
Der Dickdarm ist in Abschnitte unterteilt:
Der aufsteigende Dickdarm - dazu gehören das Blinddarmgewebe (ein Beutel, der sich mit dem Ileum verbindet) und der Anhang (ein weiterer kleiner Beutel. Seine Funktion ist unklar, aber er kann eine Rolle bei der Aufrechterhaltung von Darmbakterien spielen).
Der Querkolon - dieser Abschnitt durchquert den Bauch.
Der absteigende Dickdarm - dieser Abschnitt hat eine dichte Population von Darmbakterien und wird zur Speicherung von Kot verwendet.
Das Sigma (S-förmig) hat muskulöse Wände, die helfen, Kot in das Rektum zu drücken.
Das Rektum
Alle Abfälle, die der Körper nicht verwenden kann, werden zum Rektum transportiert und während des Stuhlgangs über den Anus ausgeschieden. Dies kann mehrmals an einem Tag oder alle paar Tage auftreten.
Dehnungsrezeptoren in der Wand des Rektums erkennen, wann die Kammer voll ist, und regen das Verlangen nach Stuhlgang an. Wenn sich die Defäkation verzögert, kann der Kot zurück in den Dickdarm transportiert werden, wo das Wasser wieder in den Körper aufgenommen wird. Wenn der Stuhlgang über einen längeren Zeitraum verschoben wird, wird mehr Wasser entfernt, der Stuhl wird hart und die Person kann Verstopfung bekommen.
Wie Nährstoffe abgebaut werden
Verschiedene Bestandteile der Ernährung werden auf verschiedene Arten aufgeschlüsselt:
Protein - verdaut durch drei Enzyme namens Pepsin (im Magen), Trypsin und Chymotrypsin (im Zwölffingerdarm, von der Bauchspeicheldrüse ausgeschieden).
Fett - linguale Lipase beginnt die Fettverdauung im Mund. Das meiste Fett wird jedoch im Dünndarm durch Pankreaslipase abgebaut. Galle hilft auch beim Abbau von Fetten.
Kohlenhydrat - Speichel und Pankreas-Amylase zerlegen Stärken in einzelne Glukoseeinheiten. Laktase baut Laktose ab, den Zucker in der Milch. Sucrase baut Saccharose (Haushaltszucker oder Rohrzucker) ab.
DNA und RNA - abgebaut durch Desoxyribonuklease (DNase) und Ribonuklease (RNase), die von der Bauchspeicheldrüse produziert werden.
Zerstörungsfreie Verdauung
Bestimmte essentielle, komplexe Moleküle würden zerstört, wenn sie sich mit Verdauungssäften im Magen vermischen würden.
Zum Beispiel ist Vitamin B12 sehr säureempfindlich und könnte, wenn es in seine Teile zerlegt würde, seine Rolle im Körper nicht erfüllen.
In diesen Fällen findet eine zerstörungsfreie Verdauung statt. Für Vitamin B12 bindet und schützt eine im Speichel enthaltene Chemikalie namens Haptocorrin das Molekül.
Im Zwölffingerdarm wird die Bindung gespalten und B12 bindet an den intrinsischen Faktor. Einmal im Ileum tragen spezielle Rezeptoren die beiden gebundenen Moleküle ins Blut.
Hormonelle Kontrolle der Verdauung
Die Verdauung ist ein komplexer Prozess, bei dem verschiedene Organe zum richtigen Zeitpunkt Bewegungen ausführen müssen. Zum Beispiel müssen die richtigen Enzyme zur richtigen Zeit und in den richtigen Mengen an den richtigen Ort gespritzt werden. Um die Organisation dieses Systems zu unterstützen, sind verschiedene Hormone beteiligt, darunter:
Gastrin - Dieses im Magen freigesetzte Hormon stimuliert die Produktion von Salzsäure und Pepsinogen (eine inaktive Form von Pepsin). Gastrin wird als Reaktion auf das Eintreffen von Nahrungsmitteln im Magen produziert. Saure pH-Werte reduzieren den Gastrinspiegel.
Sekretin - stimuliert die Bicarbonatsekretion, um die Säure im Zwölffingerdarm zu neutralisieren.
Cholecystokinin (CCK) - ebenfalls im Zwölffingerdarm enthalten. Dieses Hormon regt die Bauchspeicheldrüse an, Enzyme freizusetzen, und die Gallenblase, Galle freizusetzen.
Magenhemmendes Peptid - verringert die Magenverstimmung und verringert die Geschwindigkeit, mit der Lebensmittel aus dem Magen entleert werden. Es löst auch die Sekretion von Insulin aus.
Motilin - stimuliert die Produktion von Pepsin und beschleunigt die Peristaltik.
Was ist Kacke?
Je nach Person und Art der Nahrung dauert die Verdauung - vom Mund bis zum Badezimmer - 24 bis 72 Stunden.
Kot oder Kot sind die Essensreste, die vom Dünndarm, der von Bakterien im Dickdarm verrottet wurde, nicht aufgenommen werden konnten. Es enthält Bakterien und einige kleine Mengen von Stoffwechselabfällen wie Galle und Bilirubin (aus dem Abbau von Blut).
Kot kann in der Farbe stark variieren (lesen Sie mehr darüber, was die verschiedenen Stuhlfarben hier bedeuten) und kann unterschiedliche Konsistenzen aufweisen, von wässrig bis fest.
In einer Nussschale
Die Verdauung ist ebenso komplex wie wichtig. Um Lebensmittel in nützliche Bestandteile zu überführen, sind mehrere Organe und Systeme, eine Reihe von Chemikalien und eine beeindruckende Koordination erforderlich. Der Weg vom Burger zum Poop ist lang und kurvenreich.
