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Der Darm ist ein gewundener Muskelschlauch, der hinter dem Magen mit dem Zwölffingerdarm (Duodenum) beginnt und bis zum After reicht. Seine Hauptaufgabe ist, die über den Mund aufgenommene Nahrung zu verdauen, das heißt sie durch Beimengung von Sekreten und Enzymen in kleine Bestandteile zu zerlegen und diese dann in die Zellen bzw. die Blut- oder Lymphbahnen aufzunehmen. Im Gegenzug werden vor allem fettlösliche Abbauprodukte des Stoffwechsels und auch Medikamente mithilfe der Galle über den Darm ausgeschieden. Im Darm werden aber auch verschiedene Hormone produziert. Außerdem spielt er eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Krankheitserregern und der Aufnahme und Abgabe von Salzen und Wasser.
1.1 Bedeutung des Darmes
Als Organismus ist unser Körper darauf angewiesen, von außen sowohl Energie als auch viele der Baustoffe, aus denen unser Körper aufgebaut ist, als Nahrung zugeführt zu bekommen. Die Natur hat offensichtlich unseren Sinnen mitgegeben, genau das auszuwählen und zu schätzen, was unser Körper benötigt, um in einem ausgewogenen Gleichgewicht „funktionieren“ zu können. Wesentlich ist hierbei, dass diese Nahrung ausreichend Energie enthält, die wir für die inneren Stoffwechselprozesse des Körpers und z. B. für unsere Muskeln benötigen. Darüber hinaus benötigt unser Körper Bau- und Betriebsstoffe, die für das Funktionieren von Zellen, Geweben und Organen unerlässlich sind.
Allen voran dürften hierbei Kohlenhydrate die größte Rolle spielen. Der Begriff umfasst eine Gruppe chemisch gleichartig aufgebauter Stoffe, die aus teils sehr langen Ketten von ähnlichen Untereinheiten – so wie Perlenketten aus Perlen – zusammengesetzt sind. Diese Untereinheiten bestehen aus unterschiedlichen Zuckerarten, deren bekannteste der Traubenzucker sein dürfte, aus dem – dann zu langen Ketten vereint – das Kohlenhydrat Stärke gebildet wird. Aus einer Vielzahl unterschiedlicher Zucker entspringen somit eine noch viel größere Zahl von Kohlenhydratarten, die, um auf unsere Nahrung zurückzukommen, alle das Problem haben, dass unser Körper sie – so wie wir sie zu uns nehmen – nicht aufnehmen und verwerten kann. Vielmehr müssen die Ketten zu einzelnen Zuckermolekülen getrennt werden, was durch spezialisierte Eiweiße, sogenannte Enzyme, ermöglicht wird. Den Prozess, bei dem diese Ketten in ihre einzelnen Glieder zerlegt werden, bezeichnen wir im speziellen als Verdauung.
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Der Begriff bezeichnet allerdings nur einen kleinen Abschnitt im langen Weg unserer Nahrung. Darüber hinaus läuft der Prozess der Verdauung für die beiden anderen großen und wichtigen Bestandteile unserer Nahrung, nämlich Eiweiße (Proteine) und Fette (Lipide), auf gleichartige Weise ab. Proteine sind ähnlich Kohlenhydraten lange Ketten von Aminosäuren, Lipide setzen sich in den meisten Fällen aus zusammengefügten Fettsäuren zusammen. Beide müssen durch entsprechende spezifische Enzyme in ihre Einzelbestandteile zerlegt werden, das heißt Aminosäuren im Fall von Protein und Fettsäuren im Fall von Lipiden (Abb. 1.1). Bei der Aufnahme in die Zellen des Körpers spielen wiederum sehr spezialisierte Strukturen in der Wand dieser Zellen eine wesentliche Rolle. Aminosäuren, Fettsäuren und Zuckermoleküle können über sogenannte Rezeptoren aufgenommen werden. Dieser Prozess wird im Allgemeinen als Resorption bezeichnet und schließt die Aufnahme weiterer Substanzen, die keine vorherige Verdauung benötigen, mit ein. Hierzu zählen u. a. Vitamine,Elektrolyte (Salze), Spurenelemente und nicht zuletzt natürlich Wasser. Der Ort, an dem die Verdauung und auch die Resorption stattfindet, ist der Verdauungstrakt.
Abb. 1.1
Schematische Darstellung der Verdauung (Aufschlüsselung) unserer Nahrung. Kohlenhydrate (linkes Schema) Eiweiße (mittleres Schema) oder Fette (rechtes Schema) werden durch entsprechende Enzyme in ihre Einzelteile zerlegt, die dann über die Schleimhaut im Dünndarm in den Körper zur weiteren Verwertung aufgenommen werden können
Im Wesentlichen muss unsere Nahrung erst in kleinere Einheiten aufgeschlüsselt werden (Verdauung), um schließlich in einem zweiten Schritt in die Zellen der Darmschleimhaut aufgenommen und in das Innere des Körpers weitergegeben werden zu können (Resorption). Wichtig ist hierbei im Einzelnen, dass die Verdauung und die Resorption für verschiedene Nahrungsbestandteile an unterschiedlichen Abschnitten des Verdauungstraktes stattfinden.
Vordergründig dient der Darm, wie geschildert, der Verdauung und der Aufnahme der benötigten Nahrungsbestandteile. Der Darm dient ebenso der Ausscheidung und zwar nicht nur unverdaulicher Nahrungsbestandteile, sondern auch von Abbauprodukten aus unserem Stoffwechsel. Vor allem fettlösliche Abbauprodukte werden in der Leber umgeformt, sodass sie in die Gallenflüssigkeit abgegeben werden können. Auf diese Weise können Abfallprodukte, die nicht weiterverwertet werden können, über den Darm abgegeben werden. Das auffälligste Abfallprodukt ist hierbei das Bilirubin, das beim Abbau überalterter roter Blutkörperchen entsteht und über die Galle den Darm erreicht. Das Bilirubin gibt dem Stuhl, der ansonsten hell lehmfarbig wäre, seine charakteristische braune Farbe. Weiterhin werden vor allem Fremdstoffe, allen voran viele Medikamente, nach Umformung in der Leber über die Galle in den Darm abgegeben und ausgeschieden. Dort können sie – was nicht immer gewünscht ist – durchaus noch ihre ursprüngliche Wirkung entfalten, wie z. B. Antibiotika, die durch Schädigung der Darmflora Durchfall auslösen können.
Immer deutlicher zeigt sich jedoch, dass dem Darm weitere wichtige Funktionen zugeschrieben werden können. Seit langem ist bekannt, dass viele weiße Blutkörperchen wie z. B. Lymphozyten teilweise sogar in großen Zellverbänden im Darm vorkommen. Ebenso lassen sich Abwehrstoffe wie Antikörper im Stuhl nachweisen. Dies scheint bei genauerem Hinsehen wenig verwunderlich, schließlich besitzt der Dünn- und Dickdarm eine riesige Oberfläche, die für Krankheitserreger eine ideale Angriffsfläche bietet. Besonders im Dickdarm, wo sich Billionen von Bakterien, Viren und Pilzen tummeln, scheint ein ausgefeiltes Abwehrsystem unerlässlich, um ein Eindringen dieser Mikroorganismen in den Körper zu verhindern. Hierauf soll weiter unten in Abschn. 1.5 etwas näher eingegangen werden.
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Gleichzeitig scheint dem gerade eben erwähnten Dickdarmstuhl, der vordergründig aus nicht verwertbaren Nahrungsbestandteilen und eben diesen Unmengen von Bakterien besteht, eine wichtige Rolle für das Funktionieren unseres Körpers und für unser Wohlbefinden zuzukommen.
Die Gesamtheit dieser Bakterien, Viren und Hefen im Darm werden zweckmäßigerweise als Mikrobiom des Darmes zusammengefasst. Dieser Begriff unterstreicht, dass es sich nicht nur um eine lose und zufällige Anhäufung dieser Mikroben handelt, sondern um eine Funktionseinheit, der in ihrer Gesamtheit eine Bedeutung zukommt, fast wie einem inneren Organ. Lange wurde diesem „Rest unserer Nahrung mit Bakterien durchsetzt“ keine Beachtung geschenkt, dennoch weiß man schon seit längerem, dass einzelne für uns wichtige Stoffe im Darm durch diese Bakterien gebildet werden. Beispielhaft sei Vitamin K erwähnt, das nicht nur über unsere Nahrung aufgenommen, sondern auch in Darmbakterien gebildet wird und für unsere Blutgerinnung wichtig ist.
Die Forschungen der vergangenen zwei Jahrzehnte zeigen, dass den unzähligen Bakterien und Bakterienarten in unserem Darm, von denen immer noch viele unbekannt sind, eine besondere Funktion zukommt. So weiß man mittlerweile, dass Darmbakterien Hormone produzieren können, die sonst nur aus unseren Körperzellen stammen. Diese werden vom Darm aufgenommen und können vor allem unser Gehirn beeinflussen. Auf diese Weise kann das Mikrobiom des Darmes unsere Gemütslage und unser Verhalten beeinflussen und steht in Zusammenhang mit Erkrankungen wie z. B. Depressionen. Mittlerweile werden eine Reihe von Erkrankungen wie Diabetes, Übergewicht oder multiple Sklerose mit dem Mikrobiom des Darmes in Verbindung gebracht. Erste Ansätze existieren, den Verlauf dieser Erkrankungen durch die Beeinflussung des Mikrobioms zu verbessern. Mittlerweile als unbestritten gilt, dass das Darmmikrobiom eine entscheidende Rolle für die Entwicklung unseres Immunsystems besitzt.
1.2 Aufbau des Verdauungssystems
Der Darm ist Teil des Verdauungssystems. Darunter versteht man alle Organe, die bei der Zerkleinerung, Verdauung und Aufnahme der Nahrung sowie Ausscheidung unverdaulicher „Reste“ beteiligt sind. Es hat insgesamt eine Vielzahl von Funktionen, weshalb seine Einordnung in ein Körpersystem und die Beschreibung seiner Funktion nicht leicht ist. In der neueren medizinischen Wissenschaft wird auch immer deutlicher, wie groß die Bedeutung des Darmes für das Funktionieren des Körpers und das Wohlbefinden des Menschen ist. Fälschlicherweise wird oft einzelnen Abschnitten wie z. B. dem Magen, der landläufig nicht selten als DAS Verdauungsorgan schlechthin angesehen wird, eine überragende Rolle zugeschrieben. Dennoch darf schon jetzt an dieser Stelle gesagt werden, dass nur durch genau abgestimmte und verteilte Aufgaben einzelner Abschnitte des Verdauungssystems und deren geordnetes Zusammenspiel eine optimale Verwertung unserer Nahrung möglich ist.
Es wird der schlauchförmige Anteil, der vom Mund bis zum After reicht, als Verdauungstrakt oder bildlicher als Magen-Darm-Trakt oder in der Fachsprache meist als Gastrointestinaltrakt bezeichnet (Abb. 1.2).
Hinzu kommen eine Vielzahl weiterer Organe, die dem Verdauungstrakt an unterschiedlichen Stellen – beginnend im Mund – angegliedert sind. Sie zeichnen sich alle dadurch aus, dass sie feingeweblich wie eine Drüse aufgebaut sind. Drüsen sondern im Allgemeinen ein Sekret ab, das mit ihrer Funktion eng verbunden, wenn nicht sogar gleichzusetzen ist. Meist erkennt man bereits am Namen, welches Sekret eine Drüse abgibt, z. B. bei der Speicheldrüse, die entsprechend Speichel produziert, jedoch ist dies nicht immer so leicht zu erkennen, wie z. B. bei der Leber, die als Sekret die Gallenflüssigkeit abgibt. Nun geben diese Drüsen an unterschiedlichen Stellen des Verdauungstraktes ihre Sekrete (das sind im weitesten Sinne Verdauungssäfte) zur Nahrung hinzu, sodass genau an dieser Stelle im Verdauungstrakt die entsprechende Funktion umgesetzt werden kann. Diese Organe möchten wir an dieser Stelle als drüsige Verdauungsorgane zusammenfassen und unten näher besprechen.
1.2.1 Der Verdauungstrakt (Magen-Darm-Kanal, Gastrointestinaltrakt)
Der im Wesentlichen schlauchförmige Verdauungstrakt lässt sich mit dem Weg, den unsere Nahrung und deren unverdaulichen „Reste“ von Anfang bis Ende nimmt, gut nachvollziehen. Der Verdauungstrakt beginnt mit der Mundöffnung und führt weiter über die Mundhöhle bzw. den Rachen. Dieser ist nicht nur Teil des Verdauungstraktes, sondern auch Teil der Atemwege. Hier trennen sich die Atemwege, geschützt durch den Kehlkopf und den Kehldeckel, vom Verdauungstrakt, der sich hinter dem Kehlkopf als Eingang zur Speiseröhre (Ösophagus) fortsetzt. Die Speiseröhre selbst stellt im Wesentlichen einen Muskelschlauch dar, der die Nahrung aus dem Mund bzw. Rachen zum Magen transportiert. Die Speiseröhre beginnt hinter dem Kehlkopf und verläuft hinter der Luftröhre durch den Hals, dann längs durch den Brustkorb und tritt sodann durch eine Öffnung des Zwerchfells, welches den Brustkorb vom Bauchraum trennt, in den Bauchraum ein. Ungefähr in Höhe des Zwerchfells findet sich in der Speiseröhre ein Schließmuskel, der die untere Begrenzung der Speiseröhre darstellt. Anschließend weitet sich die Speiseröhre zum Magen, der einen wesentlich größeren Durchmesser als die Speiseröhre besitzt und aufgrund seiner beutelartigen Form und seiner Größe sinnbildlich für die Verdauung als Ganzes steht.
Der Magen liegt überwiegend quer im Oberbauch, verjüngt sich zu seinem Ende hin zum Magenpförtner, der den Ausgang des Magens darstellt und durch Öffnen und Schließen die Magenentleerung kontrolliert. Am Magenpförtner geht der Verdauungstrakt in den Zwölffingerdarm über, tatsächlich benannt nach seiner Länge von etwa zwölf Querfingern. Er stellt den ersten Abschnitt des Dünndarms dar, der sich insgesamt über etwa eine Länge von etwa 4–5 m durch den Ober- und Mittelbauch schlängelt. Anhand feingeweblicher Unterschiede unterteilt man den Dünndarm in weitere zwei Abschnitte: der erste Abschnitt nach dem Zwölffingerdarm wird als Leerdarm (Jejunum) bezeichnet und umfasst etwa die Hälfte der Gesamtlänge; der danach folgende Abschnitt ohne genau definierte Grenze zum Jejunum wird als Krummdarm (Ileum) bezeichnet. Das Ileum endet abrupt an der sogenannten Bauhin-Klappe, die einen Verschluss gegenüber dem dann nachfolgenden Dickdarm darstellt. Der Dickdarm wiederum bildet quasi einen Rahmen um den Dünndarm und schlängelt sich fragezeichenartig vom rechten Unterbauch beginnend zum rechten Oberbauch, dort nach links ziehend, vom linken Oberbauch erneut in den linken Unterbauch und von dort zum After. Entsprechend der Lokalisation im Bauchraum und seiner Form wird auch der etwa 1,40–1,60 m lange Dickdarm in verschiedene Abschnitte unterteilt: vom Blinddarm (Coecum) mit seinem berühmten Anhängsel, dem Wurmfortsatz (Appendix), über den aufsteigenden Dickdarm (Colon ascendens), den querverlaufenden Dickdarm (Colon transversum) über den absteigenden Dickdarm (Colon descendens), den S-förmigen Dickdarm (Sigma) und den Mastdarm (Rektum) bis zum Enddarm (Anus). Der Enddarm bildet durch den hier befindlichen Schließmuskel einen Kanal, den sogenannten Analkanal, der mehrere Zentimeter lang sein kann und nach außen in die Haut übergeht. Hier endet der Verdauungstrakt.
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Der Verdauungstrakt (Magen-Darm-Trakt oder Gastrointestinaltrakt) umfasst ein schlauchartiges Gebilde, das im Mund beginnt und bis zum After reicht. Er wird in mehrere Abschnitte unterteilt, die mit unterschiedlichen Aufgaben verbunden sind. Während im Mund die Zerkleinerung der Nahrung im Vordergrund steht, transportiert die Speiseröhre unsere Nahrung in den Magen, in dem diese für die Verdauung vorbereitet wird. Im Zwölffingerdarm, dem ersten Abschnitt des Dünndarms, beginnt die Aufschlüsselung unserer Nahrung, in den weiteren Abschnitten des Dünndarms, dem Jejunum und dem Ileum, erfolgt die Aufnahme der Nahrungsbestandteile in das Körperinnere. Der nachgeschaltete Dickdarm, der dem Stuhl hauptsächlich Wasser entzieht, beginnt an der Bauhin-Klappe und unterteilt sich in Blinddarm (Coecum), aufsteigender Dickdarm (Colon ascendens), Querdarm (Colon transversum), absteigender Dickdarm (Colon descendens), S-förmiger Dickdarm (Sigma) und Mastdarm (Rektum), der in den abschließenden Analkanal übergeht.
1.2.2 Die drüsigen Verdauungsorgane
Während der Verdauungstrakt unsere Nahrung aufnimmt und hier die Zerkleinerung und der Weitertransport stattfinden, sind, wie bereits erwähnt, weitere Organe notwendig, um die Nährstoffe aus dem Nahrungsbrei herauszulösen und für den Körper verfügbar zu machen. Diese Organe sind so wichtig, dass schwere Funktionsstörungen dieser Organe oder sogar nur eine Erkrankung eines Organs den gesamten Prozess der Verdauung erheblich stören können.
Den Weg der Nahrung begleitend finden sich diese Verdauungsorgane bereits am Mundbereich, wo die großen Speicheldrüsen wie die Ohrspeicheldrüsen und die Unterkieferspeicheldrüsen münden. Neben den Speicheldrüsen im Mundbereich existiert eine weitere große Speicheldrüse, die hinter dem Magen liegt und ein ganzes Portfolio von Enzymen zur Verdauung unserer Nahrung zur Verfügung stellt. Diese sogenannte Bauchspeicheldrüse (Pankreas) mündet mit ihrem Ausführungsgang, wie bereits dargestellt, in den Zwölffingerdarm und gibt dort über den Tag verteilt etwa 2–3 l Verdauungssaft zur Nahrung, wodurch Eiweiße, Fette und Kohlenhydrate in ihre Bestandteile zersetzt werden. Nur diese aufgespaltenen Bestandteile in Form von unterschiedlichen Zuckerarten, Aminosäuren und Fettsäuren können über die Darmschleimhaut später in den Blutkreislauf aufgenommen und somit verwertet werden. Teilweise werden – allen voran fettlösliche Stoffe – über die Lymphbahnen abtransportiert und gelangen über Umwege wiederum zur Weiterverbreitung ins Blut. An der gleichen Stelle, der sogenannten Vater-Papille, mündet nicht nur der Ausführungsgang der Bauchspeicheldrüse, sondern auch der Gallengang, der den Gallensaft von der Leber kommend zum Zwölffingerdarm transportiert. Wie bereits erwähnt, stellt die Leber eine Drüse dar, die Galle als Sekret abgibt. Diese beinhaltet als einen wesentlichen Bestandteil Gallensäuren, die verdaute Fette (Fettsäuren) an sich binden und erst dadurch ihre Aufnahme durch die Darmschleimhaut ermöglichen. Somit wird die Leber durch die Bildung dieser Gallensäuren und Abgabe in den Zwölffingerdarm zu einem wichtigen Bestandteil in der Kette der einzelnen Verdauungsschritte. Die Gallenblase hingegen bildet in diesem Zusammenhang eine Art Vorratsgefäß für die produzierte Galle, die die gezielte Abgabe des Gallensaftes nach einer Mahlzeit zur Nahrung im Zwölffingerdarm ermöglicht.
Neben diesen genannten Verdauungsorganen existiert eine Reihe weiterer kleinerer Strukturen, Zellverbände oder auch einzelne Zellen in und außerhalb des Magen-Darm-Traktes, die für ein gutes Funktionieren des gesamten Verdauungsapparates unabdingbar sind. Zu ihren Hauptaufgaben zählen die Steuerung und Koordinierung einzelner Abschnitte und Organe, indem sie z. B. Botenstoffe und Hormone abgeben, die das so wichtige Stoffwechselgleichgewicht aufrechterhalten. Sie regeln die Produktion und Freisetzung von Salzsäure im Magen, sie steuern die Bewegung einzelner Darmabschnitte (Peristaltik) und beeinflussen somit, wie schnell die Nahrung im Magen-Darm-Trakt weitertransportiert wird, und ebenso die Abgabe und Aufnahme von Wasser und Salzen im Dünn- und Dickdarm.
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Die drüsigen Verdauungsorgane ermöglichen, dass die Verdauung im Magen-Darm-Trakt stattfinden kann. Mithilfe ihrer Verdauungssekrete kann die Nahrung in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt werden. Sie ermöglichen ebenso die Aufnahme und den Weitertransport einzelner Nahrungsbestandteile. Die wichtigsten sind die Speicheldrüsen im Ohr- und Unterkieferbereich, die Bauchspeicheldrüse, die hinter dem Magen liegt, und die Leber mit ihrer Gallensaftproduktion. Darüber hinaus existieren kleinere Funktionseinheiten bzw. Zellverbände innerhalb der drüsigen Organe und auch außerhalb, die über die Abgabe von Hormonen viele Funktionen des Magen-Darm-Traktes steuern.
1.3 Funktionsweise des Verdauungstraktes
Im weiteren Sinne beginnt der Magen-Darm Kanal bereits unmittelbar mit der Mundöffnung, bekanntlich dienen Mundwerkzeuge wie die Zähne, die Zunge und der Gaumen der Zerkleinerung der Nahrung und bereiten diese für die Verdauung und spätere Aufnahme der Nahrungsbestandteile in den unteren Abschnitten des Darms vor. Weniger bekannt ist, dass die Verdauung selbst bereits im Mund beginnt. Mit dem Speichel werden hier Enzyme zur Spaltung von Stärke abgeben und somit bereits eine Freisetzung von Traubenzucker ermöglicht. Dieser wird in geringeren Mengen durch die Mundschleimhaut bereits in den Blutkreislauf aufgenommen. Alsbald ist der „Bissen“, der nun erste Auflösungserscheinungen zeigt, bereit für den nächsten Abschnitt seiner Reise. Gut umgeben von gleitfähigem Speichel steht ihm die Aufgabe bevor, aus der Mundhöhle über den Rachen am Kehlkopf und somit an der Luftröhre vorbei den Weg in die Speiseröhre zu finden. Zu Hilfe kommt ihm dabei ein exakt aufeinander abgestimmtes Zusammenspiel mehrerer Beteiligter wie der Zunge, dem Kehlkopfdeckel und dem oberen Schließmuskel der Speiseröhre, welches man gerne als Schlucken abkürzt, auch wenn der seltener benutzte Ausdruck Schluckakt dem komplexen Geschehen in mehreren Aufzügen gerechter wird.
Weniger geheimnisvoll erscheint dagegen die Aufgabe der Speiseröhre, wenn der Bissen dieses schlauchartige Gebilde nach dem Schluck(-akt) erreicht hat. Ihre Schleimhaut ist für die mechanische Belastung ausgelegt, die dadurch entsteht, dass Muskelfasern, die in mehreren Schichten und Anordnungen die äußere Schicht der Speiseröhre ausmachen, den Bissen vor sich hertreiben. Hinter dem Bissen ziehen sich die Muskelfasern zusammen, verengen somit den Durchmesser der Speisröhre, davor erschlaffen sie und machen ihm so den Weg frei zum Magen. Dass es sich hierbei nicht nur um eine simple Entspannungsübung handelt, lässt sich daran erkennen, dass der Vorgang auch für Flüssigkeiten bestens funktioniert – und nicht nur dies, auch den Rückwärtsgang (Erbrechen) beherrscht die Speiseröhre notfalls sehr gut, wie die meisten von uns schon leidvoll erfahren haben dürften. Als letztes ergibt sich der untere Schließmuskel der Speiseröhre in sein Schicksal, indem er dem Drängen des Bissens nachgibt, sich kurz öffnet, um sofort nach dem Bissen sich sofort wieder zu schließen. Er trennt als Sicherheitsventil die Speiseröhre vom weitaus ungemütlicheren Milieu des Magens.
Im Magen sammeln sich zunächst die Bissen einer Mahlzeit und verbleiben dort in der Regel für einige Stunden. Dieses Gefühl kennen wir alle nur zu gut, wenn wir nach einer ausgiebigen Mahlzeit mit vollem Bauch, sprich Magen, satt und zufrieden in die Welt schauen. Dennoch kommt dem Magen, dem landläufig gerne die Hauptaufgabe bei der Verdauung zugeschrieben wird, lediglich eine vorbereitende Funktion zu. Spezielle Zellen in der Magenschleimhaut produzieren hochkonzentrierte Salzsäure und geben diese zur aufgenommenen Nahrung hinzu. Dadurch wird vor allem Eiweiß zum Gerinnen gebracht, wodurch die Verdauung dieser wertvollen Nahrungsbestandteile erleichtert wird. Im Magensaft enthaltene Enzyme beginnen bereits mit der Auflösung der Proteinketten, dennoch fällt die Verdauungsaktivität hier eher bescheiden aus im Vergleich zu dem, was unsere Nahrung nach Verlassen des Magens erwartet. Es scheint sogar, dass auf den Magen und Magensäure in Bezug auf die Verdauung gänzlich verzichtet werden könnte, zumal Menschen nach der Entfernung des Magens oft durchaus wenig Probleme mit der Verdauung haben. Dennoch soll an dieser Stelle erwähnt werden, dass er z. B. bei der Aufnahme einzelner Vitamine unerlässlich ist.
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Wenn die Zeit gekommen und unsere Mahlzeit für die weiteren Verdauungsschritte vorbereitet ist, öffnet sich der Magenpförtner, der ein Verschlussventil zwischen Magen und Zwölffingerdarm darstellt, und gibt somit den Weg zu den tiefer gelegenen Abschnitten frei. Hierbei gehört der Zwölffingerdarm bereits zum Dünndarm und stellt dessen ersten Abschnitt dar. Nun wird, angetrieben durch die Muskeln in der Magenwand, unsere jetzt treffender als Speisebrei bezeichnete Nahrung wiederum portionsweise in den Zwölffingerdarm abgegeben.
Im Zwölffingerdarm trifft diesen das gesamte Spektrum unserer Verdauung mit voller Wucht. Im mittleren Teil des Zwölffingerdarms münden die beiden wichtigsten Verdauungsorgane mit ihren Ausführungsgängen an der Vater-Papille. Einerseits die Leber, die, wie bereits erwähnt, mit dem Gallengang den Gallensaft von der Leber zum Zwölffingerdarm transportiert, andererseits die Bauchspeicheldrüse, die ihren Verdauungssaft hier abgibt.
Sobald Speisebrei aus dem Magen in den Zwölffingerdarm gelangt, setzt die Bauchspeicheldrüse ihren Verdauungssaft frei, der den sauren Speisebrei aus dem Magen neutralisiert und eine ganze Heerschar von Enzymen enthält, die Eiweiß, Kohlenhydrate und Fette in ihre Bestandteile zerlegen. Gleichzeitig zieht sich die Gallenblase – besonders bei fettreicher Nahrung – zusammen, wodurch der darin befindliche Gallensaft über den Gallengang und die Vater-Papille zum Speisebrei gelangt.
Dieses so entstandene hochaktive Gemisch aus Speisebrei, Verdauungssaft und Galle hat vor allem durch die erheblichen Mengen an Verdauungssaft der Bauchspeicheldrüse deutlich an Volumen zugenommen und ist in diesem Stadium bereits fast vollständig flüssig. Es erreicht bald unterhalb der Vater-Papille den zweiten Teil des Dünndarms, das bereits erwähnt Jejunum. Dieses zeichnet sich nicht nur durch eine enorme Länge aus (die Gesamtlänge des Dünndarms beträgt 3–5 m). Besonders durch feinste Ausstülpungen (Zotten) an der Oberfläche der Dünndarmzellen vergrößert sich die gesamte Oberfläche des Dünndarmes auf mehrere Hundert Quadratmeter (Abb. 1.3). Diese Ausmaße legen schon nahe, welche Aufgabe dem Dünndarm zukommt – es ist der intensive Kontakt zwischen dem Speisebrei und den Zelloberflächen. Hierdurch wird den Zellen ermöglicht, die bei der Verdauung freigesetzten Bausteine wiederum über mehr oder auch weniger spezifische Rezeptoren an ihrer Oberfläche zu binden, in das Zellinnere aufzunehmen und an das Körperinnere, insbesondere den Blutstrom, weiterzugeben (dies entspricht der oben erwähnten Resorption von Nahrungsbestandteilen). Dabei laufen während der Passage des Speisebreis durch den Dünndarm Verdauungsaktivitäten und Resorption durchaus gleichzeitig ab. Je länger der zurückgelegte Weg des Speisebreis ist, desto geringer werden die Konzentration der zu verdauenden Stoffe als auch die Konzentration der noch im Darm verbliebenen Bausteine. Der Nährstoffgehalt nimmt somit kontinuierlich ab; es verbleiben im Darminneren unverdauliche Stoffe wie zum Beispiel Ballaststoffe und vor allem Wasser und Salze.
Abb. 1.3
Vereinfachte schematische Darstellung des Verdauungssystems.
(Aus So klappt’s mit der Verdauung. Ratgeber bei Durchfall, Sodbrennen, Blähbauch und Co. Herausgegeben von Elisabeth Schartner im Springer-Verlag GmbH, DE; 2023: Schartner 2023, S. 7)
Je tiefer man in den Dünndarm gelangt, desto weniger Nahrungsbestandteile müssen aufgenommen werden, was sich wiederum in einem veränderten Aufbau des Darmes niederschlägt. Im Vergleich zum bereits erwähnten oberen Teil des Dünndarms, dem Jejunum, nimmt die Dichte und die Höhe der Zotten im unteren Teil des Dünndarms deutlich ab. Dieser Teil, das Ileum, reicht bis zum Übergang des Dünndarms in den Dickdarm. Auch wenn man glauben könnte, dass das Ileum der kleine faule Bruder des Jejunums ist, besitzt dieser eigene Aufgaben, die nur hier erledigt werden können. So spielt er eine wesentliche Rolle bei der Aufnahme (Resorption) von Gallensäuren und somit von Fetten, da nur am Ende des Ileums, dem sogenannten terminalen Ileum, entsprechende Rezeptoren für die Bindung und Aufnahme von Gallensäuren vorhanden sind. Ein weiteres Beispiel ist Vitamin B12, das ausschließlich im terminalen Ileum aufgenommen werden kann. Weiterhin stellt das Ileum eine Reserve für das Jejunum dar. Falls durch Erkrankungen oder Funktionsstörungen dort Nahrungsbestandteile nicht aufgenommen werden können, übernimmt das Ileum dessen Aufgaben.
Am Ende des terminalen Ileums befindet sich noch einmal eine Schranke, die den letzten Abschnitt des Weges unserer Nahrung durch den Magen-Darm-Trakt von den vorherigen trennt. Der Übergang vom terminalen Ileum, dem letzten Abschnitt des Dünndarms zum Dickdarm, wird durch die Bauhin-Klappe markiert. Diese funktioniert wiederum wie ein Ventil, indem sie den immer noch flüssigen Speisebrei aus dem Dünndarm in den Dickdarm passieren lässt, umgekehrt den Rückfluss in den Dünndarm jedoch deutlich erschwert.
Der Durchtritt des Speisebreis durch die Bauhin-Klappe kommt fast einem Ende von Verdauung und Resorption gleich. Die Zellen der Schleimhaut im Dickdarm besitzen keine dieser für den Dünndarm so wichtigen Zotten mehr, was auf eine deutlich geringere Austauschaktivität zwischen Darminhalt und Schleimhaut schließen lässt (Abb. 1.4). Weiterhin ändert sich das Milieu im Dickdarm dramatisch im Vergleich zum Milieu des Dünndarms. Während im Dünndarm Bakterien allenfalls in sehr geringer Konzentration vorkommen und den Prozess der Verdauung und Resorption eher stören, finden sich überall im Dickdarm Unmengen von Bakterien, die sich zu einem erheblichen Teil aus noch unbekannten Bakterienarten zusammensetzen. Dieses neuerdings als Mikrobiom des Darmes zusammengefasste Bakterienreich scheint einen enormen Einfluss auf unseren Körper zu haben und wichtige Funktionen zu besitzen, die wir zum gegenwertigen Zeitpunkt nur ansatzweise zu Verstehen im Begriff sind.
Abb. 1.4
Endoskopisches Bild aufgenommen während einer Spiegelung des oberen Verdauungstraktes, bei welcher der oberste Anteil des Dünndarms, der Zwölffingerdarm, zur Darstellung kommt. Gut zu erkennen sind im linken Bildanteil die Zotten, also fingerförmige Ausstülpungen der Darmschleimhaut, die die Oberfläche des Darmes massiv vergrößern. So wird gewährleistet, dass alle Nährstoffe aus dem Darminhalt aufgenommen werden können
In Bezug auf den im Dickdarm ankommenden Speisebrei(-rest) ändert sich dennoch einiges, da die Bakterien aus den für den menschlichen Körper unverdaulichen Bestandteilen ihre Nahrung beziehen und sich mit seiner Hilfe vermehren können. Dadurch können von Bakterien freigesetzte Stoffe für den menschlichen Organismus durchaus wertvoll sein. Ein Beispiel hierfür ist das von Darmbakterien produzierte Vitamin K, das für unsere Blutgerinnung unerlässlich ist. Weniger spektakulär scheint dagegen die für uns vordergründige Aufgabe des Dickdarms zu sein, indem die Schleimhautzellen den zu Beginn noch flüssigen Rest-Speisebrei eindicken. Sie entziehen ihm Wasser und Salze, wodurch dieser zunehmend fester und durch die Muskelzellen in der Darmwand vorangetrieben geformt wird. Am Ende sammelt sich fester Stuhl im Enddarmbereich, dem unteren und letzten Abschnitt des Dickdarms, wobei dieser in einem wiederum genau abgestimmten Zusammenwirken von Enddarm, Schließmuskel und Beckenbodenmuskulatur, der Defäkation, abgesetzt wird (Abb. 1.5).
Abb. 1.5
Endoskopisches Bild, aufgenommen während einer Koloskopie (Dickdarmspiegelung). Hierbei erkennt man die glatte spiegelnde Oberfläche der Dickdarmschleimhaut, über die vorwiegend noch Salz und Wasser dem Stuhl entzogen werden. Die ringförmigen Einschnürungen lassen die Aktivität der dahinterliegenden Muskelfasern erkennen, durch die der Stuhl weitertransportiert wird
Im Mund beginnt bereits die Aufspaltung der Nahrungsbestandteile. Im Magen wird der Nahrungsbrei zersetzt und zur weiteren Verdauung vorbereitet. Während im nachfolgenden Dünndarm die weitere Aufspaltung durch Enzyme und Aufnahme der Nährstoffe erfolgt, werden im Dickdarm vor allen Dingen Wasser und Salze resorbiert, wodurch der feste Stuhlgang entsteht.
1.4 Abwehrfunktion des Darmes
Immer deutlicher zeigen die Forschungen, dass dem Darm eine äußerst wichtige, wenn nicht sogar zentrale Rolle als Abwehrorgan zukommt. Seit langem ist bekannt, dass im gesamten Magen-Darm-Trakt Lymphgewebe in Form von einzelnen Lymphzellen (Lymphozyten) bis hin zu komplex aufgebautem Lymphgewebe, ähnlich Lymphknoten, vorkommt. Wenn man bedenkt, dass wir mit unserer Nahrung jede Menge Bakterien, Viren und Giftstoffe aufnehmen, erscheint es nicht verwunderlich, dass sich der größte Teil unserer Immunabwehr in unserem Darm, d. h. an vorderster Front befindet. Von diesem Immunsystem des Darmes werden Abwehrstoffe und Abwehrzellen in den Darm abgegeben, um das Eindringen von Krankheitserregern oder schädlichen Stoffen zu verhindern oder diese nach Aufnahme in den Körper zumindest leichter unschädlich machen zu können. Dabei spielen Fresszellen eine Rolle, die über die Darmschleimhaut in den Darm abgegeben werden und sogenannte Antikörper, das sind Eiweißkörper, die hochspezifisch fremde Stoffe oder Strukturen erkennen und binden können und sie direkt unschädlich oder leichter bekämpfbar machen. Antikörper stellen für den gesamten Körper eine äußerst wichtige Waffe in der Bekämpfung von Krankheitserregern, giftigen Stoffen und körperfremden Zellen dar. Tatsächlich befindet sich der Großteil der antikörperproduzierenden Zellen im Darm.
Wie schon erwähnt, findet sich innerhalb der Darmwand weiteres Lymphgewebe, das eingedrungene Krankheitserreger mittels einer Vielzahl von Botenstoffen bekämpfen und das Immunsystem im gesamten Körper aktivieren kann. Nur am Rande sei erwähnt, dass Krankheitserreger und Giftstoffe, die dennoch über den Darm das Blut erreichen und somit im ganzen Körper verteilt werden könnten, in der Leber auf eine zweite Verteidigungslinie treffen. In der Leber wird das gesamte Blut aus dem Darm wieder in kleinste Blutgefäße verteilt, die mit Fresszellen, sogenannten Makrophagen, ausgestattet sind. Diese eliminieren alles Unerwünschte, bevor dieses den restlichen Körper erreichen kann. Somit lässt sich sagen, dass dem Darm und dem Verdauungstrakt eine äußerst wichtige Rolle als Abwehrorgan zukommt.
Das körpereigene Immunsystem erstreckt sich auch auf den gesamten Verdauungstrakt. Auch hier werden durch Abwehrzellen und spezielle Botenstoffe Krankheitserreger unschädlich gemacht
1.5 Kurzdarmsyndrom
Wenn man sich das bisher Gelernte vor Augen hält, dass nämlich der Magen-Darm-Trakt mit seinen dazugehörigen Verdauungsorganen „nur“ der Zerkleinerung und der Aufschlüsselung der Nahrung und der Aufnahme der Nahrungsbestandteile dient, mag man sich im Gegenzug über die doch gigantisch wirkenden Ausmaße der Darmoberfläche von mehreren hundert Quadratmetern wundern. Tatsächlich spricht man gerne von einer funktionellen Reserve, da nämlich der Ausfall einzelner Darmabschnitte (z. B. durch eine Erkrankung oder Operation) durch andere Darmabschnitte aufgefangen werden kann. Dies trifft jedoch nur begrenzt zu. Wie oben erwähnt, führt die Spezialisierung der größeren Darmabschnitte dazu, dass nur regional ein Ausgleich möglich ist. So kann z. B. der Dickdarm nach Ausfall von größeren Dünndarmanteilen dessen Funktion nicht übernehmen.
Dies spielt gerade in Zusammenhang mit Operationen, bei denen Teile des Darmes entfernt werden, im Einzelfall eine wichtige Rolle. Während im Ausmaß begrenzte Entfernungen einzelner Darmteile zu keiner Beeinträchtigung der Verdauung und der Nährstoffaufnahme führen – so wie sie bei Standardoperationen am Dünn- und Dickdarm, bei denen in der Regel keine Darmabschnitte länger als 30–40 cm entfernt werden – können größere Operationen durchaus erhebliche Folgen für unsere Verdauung mit sich bringen.
Insbesondere wenn wiederholt Operationen am Dünndarm notwendig sind, kann dies zu einer kritischen Situation führen, da der Dünndarm für die Nährstoffaufnahme nicht ersetzbar ist. Müssen immer wieder Teile des Dünndarms sowie es früher häufiger beim Morbus Crohn vorkam, entfernt werden, kommt es ab einer Restdünndarmlänge von weniger als 1 m zum sogenannten Kurzdarmsyndrom. Die verbliebene Darmoberfläche reicht hier nicht mehr aus, um alle Nährstoffe in ausreichendem Maße aufnehmen zu können. Es kommt zu Mangelzuständen im Körper, die im Darm verbliebenen Nährstoffe führen im Dickdarm zu einem überschießenden Bakterienwachstum und verursachen dort weitere Probleme. In gewissem Umfang kann durch Einhalten einer bestimmten Diät die Verdauung und Nährstoffaufnahme verbessert werden. Im Falle eines ausgeprägten Kurzdarmsyndroms bleibt häufig keine andere Wahl, als fehlende Nährstoffe wie Vitamine, Spurenelemente oder kalorienreiche Nährstoffe regelmäßig über die Vene in Form von Infusionen zuzuführen. In einer ganz speziellen Situation befinden sich Patienten, bei denen der letzte Teil des Krummdarms (Ileum), das sogenannte terminale Ileum, entfernt werden muss, oder bei denen in diesem Bereich aus anderen Gründen ein Stoma angelegt wird. Im terminalen Ileum erfolgt die Aufnahme von Gallensäuren einschließlich der daran gebundenen Fette sowie die Aufnahme von Vitamin B12, das ebenfalls an einen speziellen Eiweißkörper gebunden ist. Kann aus den eben genannten Gründen die Aufnahme dieser Stoffe nicht erfolgen, kommt es zu Mangelzuständen im Körper. Einerseits fehlt langfristig Vitamin B12, andererseits verbleiben die Gallensäuren im Darm und gehen verloren. Da unser Körper über vergleichsweise geringe Mengen Gallensäuren verfügt, kommt es in diesem Fall zum sogenannten Gallensäureverlustsyndrom, bei dem die Fettaufnahme gestört ist und Durchfälle auftreten.
Sollte der Dickdarm von Operationen betroffen sein, führen Standardoperationen in der Regel nicht zu Problemen, die Restdickdarmlänge reicht aus, um einen normalen Stuhl zu generieren. Selbst bei der vollständigen Entfernung des Dickdarms, so wie dies bei der Colitis ulcerosa heute noch vorkommt, erscheint es häufig erstaunlich, wie gut das Fehlen des Dickdarms ausgeglichen werden kann. Hier besteht also durchaus ein gewisser Ersatz durch den Dünndarm.
Sollte die umfangreiche Entfernung von Darmabschnitten, insbesondere des Dünndarms notwendig werden, kann die verbliebene Darmstrecke möglicherweise nicht mehr ausreichend Nährstoffe für den Organismus aufnehmen. Bei einem solchen Kurzdarmsyndrom muss ergänzend eine medikamentöse Behandlung und oftmals zusätzlich eine Infusion von nährstoffreichen Flüssigkeiten direkt in die Vene erfolgen.
