Mundhöhle, Speiseröhre und Magen

Mundhöhle, Speiseröhre und Magen zählen zum oberen Verdauungstrakt und sind wichtige Organe für die Zerkleinerung und den Transport der aufgenommenen Nahrung. In der Mundhöhle findet mit den Zähnen die erste Zerkleinerung der Speisen statt, die Speiseröhre transportiert den „Chymus“ zum Magen. Hier wird mittels Verdauungsenzymen und Magensaft alles zu einem Nahrungsbrei zersetzt, der anschließend mithilfe der peristaltischen Kontraktion der Magenmuskulatur in den Dünndarm befördert wird.

Mundhöhle und Speiseröhre

Anatomie

Mundhöhle (Os)

Der Weg der Verdauung beginnt bereits im Mund. Dort wird die Nahrung mit den Zähnen mechanisch zerkleinert. Dadurch wird die Oberfläche vergrößert, und die Inhaltsstoffe des produzierten Speichels können besser ihre Wirkung entfalten. Im Mund sind Mechano- oder Dehnungsrezeptoren, die durchs Kauen einen Reiz bekommen, der wiederum zum Gehirn weiter geleitet wird. Dadurch kommt es zur vermehrten Speichelbildung. Der Speichelfluss, aber auch die Produktion der Magensäfte in den Magenschleimhautzellen (siehe unter Magen), wird schon beim Anblick und Riechen der Speisen, durch die Berührung mit der Mundschleimhaut und durch Hören von Teller klappern oder Rascheln einer Chipstüte angeregt , indem der Hypothalamus (Zwischenhirn) diese Eindrücke weiterleitet. Gründliches Kauen der Nahrung bewirkt ein früheres Einsetzen und längeres Anhalten des Sättigungsgefühls

Die Speicheldrüsen (Ohrspeichel-, Unterkieferspeichel-, Unterzungendrüse und viele kleine Drüsen im Mundhöhlenbereich) produzieren etwa 1 bis 1,5 Liter Speichel pro Tag  mit einem neutralen bis schwach saurem pH-Wert von 6,5 bis 7,0.

Der Speichel enthält Schleimstoffe (Muzine), der die Speisen weich und schluckfähig macht, sodass sie leichter die Speiseröhre entlang gleiten können. Gleichzeitig wehren Muzine Krankheitserreger ab.  Der Speichel enthält zudem Alpha-Amylasen, Enzyme, die Stärke zu Dextrinen und teilweise wegen der kurzen Verweildauer zu Maltose abbauen. Die Kohlenhydratverdauung beginnt somit bereits im Mund. Im Speichel befindet sich auch die Zungengrundlipase, die aber erst im sauren Milieu des Magens wirken kann und nur im Säuglingsalter wichtig ist.

Speiseröhre

Die Speiseröhre ist ein 22 bis 25 cm langer Muskelschlauch, der den Nahrungsbrei in jeder Körperlage durch Zusammenziehen und Dehnen bis zum Magen fortbewegt. Innen ist die Speiseröhre mit einer Schleimhaut ausgekleidet.

Histologisch besteht die Speiseröhre aus

  • besteht aus
    • der Tunica mucosa (Schleimhaut)
    • der Tunica submucosa
    • dem Stratum circulare der Tunica muscularis
    • einem mehrschichtigen unverhornten Plattenepithel
    • der Lamina propria mit Blutgefäßen
    • der Lamina muscularis mucosae
    • den Glandulae oesophageae
    • dem Bindegewebe zwischen gebündelten glatten Muskelzellen des Stratum circulare
  • Muskulatur besteht
    • im oberen Drittel (Pars cervicalis) aus quergestreifter Muskulatur
    • im mittleren Drittel (Pars thoracica) aus guergestreifter und glatter Muskulatur
    • im unteren Drittel (Pars abdominalis) aus glatter Muskulatur
  • Entfernung von der Zahnreihe bis zur Kardia (Mageneingang) beträgt etwa 40 cm

Physiologische Engen

  • obere (Ringknorpel-) Enge bei 16 cm
  • mittlere Enge (an der Bifurcatio tracheae) nach 25 cm
  • untere Enge (Zwerchfelldurchtritt) 40 cm von der Zahnreihe entfernt
Mund, Speiseröhre und Magen: Anatomie der Zähne und der Speiseröhre
Mund, Speiseröhre und Magen: Anatomie der Zähne und der Speiseröhre

Magen

Aufbau und Funktionsweise

Abschnitte Magen

Makroskopisch wird der Magen in folgende Abschnitte unterteilt:

Kardia: Der „Mageneingang“ bildet den Übergang zwischen der Speiseröhre und dem Mageninneren.

Fundus: Der Magenfundus umgrenzt den Bereich des Magens, der oberhalb der Kardia liegt.

Corpus gastricum: Der „Magenkörper“ umfasst den größten Bereich des Magens.

Pylorus: Der „Magenpförtner“ grenzt den Mageninnenraum gegen den Dünndarm ab. Dieser Bereich besteht aus einer erweiterten „Pförtnerhöhle“ (Antrum pyloricum), die in den engen „Pförtnerkanal“ (Canalis pyloricus) mündet. Der Übergang zum Dünndarm wird durch einen Schließmuskel, den Musculus sphincter pylori, verschlossen.

Abschnitte Magenwand

Die Wand des Magens ist aus folgenden Schichten aufgebaut.

Magenschleimhaut (Tunica mucosa gastrica): Die Epithelschicht der Magenschleimhaut produziert den magenauskleidenden Schleim, der das Organ vor der Selbstverdauung schützt. Zudem sind hier eine Reihe von spezialisierten Drüsenzellen eingebettet. Während im Bereich der Kardia und des Pylorus hauptsächlich schleimproduzierende Drüsenzellen sitzen, enthält der Corpus- und Fundusbereich neben schleimproduzierenden Nebenzellen auch pepsiongenproduzierende Hauptzellen sowie Belegzellen, in denen Salzsäure und Intrinsic-Faktor gebildet werden.

Bindegewebsschicht (Tela submucosa): Die unter der Magenschleimhaut liegende Bindegewebsschicht ist von zahlreichen Blutgefäßen durchzogen, die der Versorgung der Schleimhaut dienen.

Muskelschicht (Tunica muscularis gastrica): Die Muskelschicht besteht aus einer inneren schrägen, einer mittleren Ringmuskel- und einer äußeren Längsmuskelschicht. Diese ermöglicht die Vermengung des Speisebreis sowie dessen Beförderung zum Dünndarm.

Bauchfellschicht (Tunica serosa): Die Muskelschicht wird von Teilen des Bauchfells (Peritoneum) überzogen.

Mund, Speiseröhre und Magen: Anatomie des Magens
Mund, Speiseröhre und Magen: Anatomie des Magens

Funktionen

Im Magen werden lediglich Eiweiße enzymatisch gespalten. Die hierfür notwendigen Enzyme Pepsin und Kathepsin werden als Vorstufen von den Hauptzellen der Magenschleimhaut sezerniert und durch den niedrigen Magen-pH aktiviert. Die Freisetzung der Enzyme wird durch das Hormon Gastrin stimuliert, welches unter anderem bei eiweißhaltigen Speisen ausgeschüttet wird. Das kohlenhydratspaltende Enzym Speichelamylase wird in der sauren Umgebung inaktiviert, sodass keine Zuckerspaltung mehr stattfindet. Auch Fette werden im Magen nicht gespalten, jedoch durch die Peristaltik der Magenmuskulatur verflüssigt.

Gastrinbildung

Gastrin wird in den G-Zellen des Antrums gebildet und durch Magendehnung, eiweißhaltige Nahrung, Koffein, Alkohol oder Reize des Vagusnervs freigesetzt. Das Gewebehormon stimuliert unter anderem in der Magenschleimhaut die Säurebildung in den Belegzellen und die Pepsinogenfreisetzung aus den Hauptzellen sowie die Ausschüttung der Hormone Insulin, Glukagon und Somatostatin in der Bauchspeicheldrüse. Somatostatin wiederum hemmt, ebenso wie ein niedriger Magen-pH, die Bildung von Gastrin.

Salzsäurebildung

Der Magensaft enthält neben Schleim, eiweißspaltenden Enzymen und Intrinsic-Faktor vor allem Magensäure. Diese stellt eine erste wirkungsvolle Barriere gegen Nahrungskeime dar, die durch den niedrigen pH von 1-4 größtenteils abgetötet werden. Gleichzeitig unterstützt das saure Milieu die Aufschließung von Nahrungseiweißen, indem es diese ausfällt sowie die Wirksamkeit der eiweißspaltenden Enzyme sichert.

Die Belegzellen der Magenschleimhaut schütten bei Stimulation durch Gastrin, Histamin oder parasympathische Reize Chloridionen sowie Protonen aus, die sich außerhalb der Zellen zu Salzsäure verbinden.

Der Magensaft enthält 0,5%ige Salzsäure, so dass sich ein saurer pH-Wert von 1,2 bis 3 ergibt, der den Nahrungsbrei durchsäuert. Insgesamt werden etwa 2 bis 3 Liter  Magensaft pro Tag hergestellt. Um sich selbst vor der aggressiven Flüssigkeit und vor einer Selbstverdauung durch das Enzym Pepsin zu schützen, produziert die Magenschleimhaut Muzine.

Aufgaben der Magensalzsäure

  • Denaturierung von Eiweiß, so dass Enzyme besser wirken können
  • Pepsinogen wird zu Pepsin (eiweißspaltendes Enzym) aktiviert
  • Bakterien und Keime sterben ab
  • Die Eisenresorption wird gefördert
  • Die Nitrosaminbildung wird verhindert

Im Magen gibt es drei verschiedene Zelltypen mit unterschiedlichen Aufgaben: Hauptzellen, Nebenzellen und Belegzellen.

  • Hauptzellen: Sie produzieren Pepsinogen (Vorstufe des Pepsins)
  • Nebenzellen: Sie bilden Schleime (Muzine), die die Magenschleimhaut vor einer Selbstverdauung schützen sollen
  • Belegzellen: Salzsäure und der Intrinsic-Faktor, der für die Vitamin B12-Absorption notwendig ist, werden hergestellt

Die Magensaftsekretion wird angeregt durch Anblick, Geruch und Geschmack von Speisen, der mechanischen Reizung der Mundhöhle, durch die Ausschüttung von Gastrin, einem in den Antrumzellen (im unteren Magenabschnitt gelegen) gebildeten Enterohormon, und durch den Eintritt des Speisebreis in den Magen. Denn die Nahrung dehnt die Magenwand, was bei großem Volumen rasch zur Sättigung führt. Die im Magen vorhandenen Dehnungsrezeptoren aktivieren in diesem Falle das Sättigungszentrum im Hypothalamusbereich des Gehirns über Vagusfasern.

Das Essen verweilt etwa 1 bis 7 Stunden  im Magen. Das ist abhängig von Konsistenz, Temperatur und Zusammensetzung der Nahrung sowie von der psychischen Verfassung.

Enzyme im Magen

Die Alpha-Amylase aus der Mundhöhle wirkt im Magen so lange weiter, bis sie durch die Salzsäure inaktiviert wird. Im Magensaft sind Lipasen vorhanden. Diese Enzyme spalten emulgierte Fette in kurzkettige Fettsäuren. Lipasen im Magen haben nur für Säuglinge Bedeutung, weil bei ihnen die Pankreasfunktion noch nicht voll ausgebildet ist. Auch Pepsin und Kathepsin (eiweißspaltende Enzyme) kommen im Magensaft vor und zerlegen Eiweiße zu Polypeptiden.

Der Nahrungsbrei verlässt den Magen schubweise über den Magenpförtner (Pylorus), dem Schließmuskel des Magens, in den Dünndarm, wo er durch die alkalischen Verdauungssäfte der Gallenblase und der Bauchspeicheldrüse neutralisiert wird. Voraussetzung für den Weitertransport ist allerdings, dass die Partikel höchstens 2 mm groß sind.

Bildung von Intrinsic-Faktor

Die Belegzellen von Corpus und Fundus bilden neben Salzsäure auch den für die Vitamin B12-Aufnahme essenziellen Intrinsic-Faktor. Durch die Wirkung eiweißspaltender Enzyme würde das Vitamin zerstört werden. Durch Bindung an das Glykoprotein entsteht ein stabiler Komplex, der die Magenpassage übersteht und bis zum unteren Dünndarm transportiert wird. Im Ileum wird der Komplex über spezifische Rezeptoren aufgenommen und in den Darmzellen zu Vitamin B12 und Intrinsic-Faktor gespalten.

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