Die Verdauung und ihre Regulation: Basics

Allgemeines

Die Verdauung ist ein komplexer Prozess, der unsere Nahrung in ihre Bestandteile zerlegt, damit der Körper sie aufnehmen und für Energiegewinnung und Wachstum nutzen kann. Dieser Vorgang beginnt im Mund und erstreckt sich über den gesamten Verdauungstrakt. Er wird durch das Nervengeflecht des Verdauungstrakts, Mediatorstoffe, Hormone, das Darmmikrobiom und durch Gehirn und Psyche komplex reguliert. Hier werden die wesentlichen Zusammenhänge dargestellt.

→ Der Magendarmtrakt
→ Verdauungsstörungen

Die Abschnitte des Verdauungskanals

Der Verdauungskanal lässt sich in verschiedene organische und funktionelle Abschnitte gliedern.

1. Der Mund
   Die Verdauung beginnt im Mund. Hier werden Nahrungsmittel mechanisch durch Kauen und chemisch durch Speichel zerkleinert. Der Speichel enthält Enzyme wie die Amylase, die bereits im Mund beginnen, Kohlenhydrate in Zucker umzuwandeln.
2. Die Speiseröhre
   Nachdem die Nahrung im Mund vorverdaut wurde, gelangt sie in die Speiseröhre. Dieser Muskelschlauch transportiert die Nahrung durch Melkbewegungen in den Magen, hat aber keine Verdauungsaufgaben.
3. Der Magen
   Der Magen nimmt die Nahrung auf und passt sich durch vorübergehende Entspannung im mittleren und oberen Teil dem aufgenommenen Volumen an (Akkomodationsreflex). Er durchmischt den Speisebrei (Chymus) mit saurem und enzymhaltigem Magensaft. Die Magensäure (Salzsäure) tötet Bakterien ab und aktiviert das Enzym Pepsin, welches Proteine zu Peptiden zersetzt. Der Magen gibt seinen Inhalt nach und nach in den Dünndarm ab. Die Portionierung über nimmt der Schließmuskel am Magenausgang, der Pförtner (Pylorus). Die Koordination der Magenbewegungen und der Magenentleerung erfolgt durch ein Nervengeflecht in der Magenwand, das auch einen Taktgeber (die interstitiellen Cajal-Zellen) enthält. (1)Annu Rev Physiol. 2006;68:307-43. doi: 10.1146/annurev.physiol.68.040504.094718 Der Magen produziert 3-4 Liter Saft am Tag.
   → Der Magen
4. Der Dünndarm
   Im Dünndarm wird die Salzsäure des Magens durch alkalische (bikarbonathaltige) Säfte aus der Schleimhaut des Zwölffingerdarms, der Leber und der Bauchspeicheldrüse wieder neutralisiert. Es werden verschiedenartige Verdauungsenzyme aus der Bauchspeicheldrüse und der Dünndarmschleimhaut sowie Galle aus der Leber zum Speisebrei hinzugemischt. Die Verdauungssäfte mit ihren Enzymen Trypsin und anderen Proteasen und Peptidasen, der Pankreas-Amylase, verschiedenen Disaccharidasen und Lipasen spalten Proteine, Kohlenhydrate und Fette in ihre Bestandteile auf, so dass sie durch die Schleimhaut des Dünndarms aufgenommen werden können. Aus Eiweißen und Peptiden werden Aminosäuren, aus Kohlenhydraten Zucker und aus Fetten Cholesterin und Fettsäuren. Der Dünndarm produziert etwa 1-2 Liter Saft am Tag. Hinzu kommen etwa 2 Liter Pankreassaft. Der unterste Teil, das terminale Ileum, resorbiert die wertvollen Gallensäuren und Vitamin B12.
   Der Dünndarm weist eine besonders hohe Motilität auf. Er durchmischt den Chymus aus dem Magen mit weiteren Verdauungssäften und bringt die Verdauungsprodukte zur Resorption mit den Zotten der Schleimhaut in Kontakt. Zusätzliche peristaltische Bewegungen transportieren den Darminhalt weiter in Richtung Dickdarm. Werden die motorischen Bewegungen durch ein mechanisches Hindernis oder durch Lähmung gehemmt, kommt es zum Darmverschluss (Ileus). Eine übermäßige Vorwärtsbewegung (Propulsion) verkürzt die Kontaktzeit des Inhalts (Passagezeit) und es kommt zu Durchfällen (Diarrhö) und verminderter Resorption von Nährstoffen; das betrifft sowohl Nahrungsbestandteile inkl. Vitamine und Spurenelemente als auch Medikamente.
   → Der Dünndarm
5. Der Dickdarm
   Die Bewegungen des Dickdarms sind viel langsamer als die des Dünndarms, damit Zeit für Rückgewinnung der 6-8 Liter Flüssigkeit der Verdauungssekrete zur Verfügung stehen kann. Der Darminhalt wird zunehmend eingedickt. Die nach der Verdauung übrig gebliebenen Stoffe, unter ihnen die Ballaststoffe, werden von der Darmflora, einer Vielzahl verschiedener Mikroorganismen (Mikrobiom) weiter zersetzt. Unter den Zersetzungsprodukten befinden sich nützliche kurzkettige Fettsäuren (Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure), die die Schleimhaut des Darms schützen, das Gleichgewicht (Homöostase) der Darmmikrobiota regulieren und (Propionat) die Risikofaktoren für Herz-Kreislauf-Erkrankungen verbessern. (2)Microbiome. 2022 Nov 16;10(1):195. doi: 10.1186/s40168-022-01390-0 Zu den Abfallprodukten gehören Darmgase, die resorbiert und abgeatmet werden, aber im Übermaß auch Meteorismus hervorrufen. Bei toxischen Einflüssen beschleunigen sich die Bewegungen erheblich (bis hin zum Durchfall, Diarrhö), um die Schadstoffe (toxische Mikroorganismen, Toxine) zu entfernen.
   → Der Dickdarm
6. Der Enddarm und die Ausscheidung
   Der Enddarm (Rektum) ist der letzte Teil des Verdauungstrakts. Hier wird der unverdauliche Rest der Nahrung als fester Stuhl gesammelt und der letzte Flüssigkeitsrest entzogen, bis er durch den Darmausgang (Analkanal) ausgeschieden wird.
   • Die Kontrolle über die Entleerung des Enddarms erfolgt durch den Schließmuskel des Analkanals, der einer automatischen Regulation unterworfen ist, aber auch willentlich gesteuert werden kann. Funktioniert die Regulation nicht, kommt es zur Stuhlinkontinenz oder zu einer spastischen Verkrampfung und analen Obstipation (Verstopfung). Ein gastrorektaler / gastroanaler Reflex bewirkt, dass eine Stuhlentleerung nach Mahlzeiten angestoßen wird.
   • Wird bei hohem Flüssigkeitsbedarf des Körpers im Rektum zu viel Flüssigkeit entzogen, wird der Stuhl hart, und es können Stuhlsteine (Skybala) entstehen, die erhebliche Probleme mit dem Stuhlgang hervorrufen können.

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Peristaltik: Bewegungen des Magendarmtrakts

Die Bewegungen (Motilität, Peristaltik) des Verdauungstrakts ermöglichen eine Durchmischung (Durchwalkung) des Darminhalts mit den Verdauungssekreten und seinen Weitertransport (Propulsion, vorwärts gerichtete Darmbewegung). Eine rückwärts gerichtete Peristaltik ist meist krankhaft und mit Übelkeit und Erbrechen verknüpft.

Die Bewegungen im Magendarmkanal werden von einem eigenen Nervensystem gesteuert. Es ist in der Magen- und Darmwandung integriert und steht mit dem zentralen Nervensystem über Hormone und den Nervus vagus) in enger Verbindung (s. u.).

Verdauungsenzyme

Um Nahrungsbestandteile in den Körper aufnehmen zu können, müssen sie so zerkleinert werden, dass sie von Transportmechanismen in der Schleimhaut des Magendarmtrakts in den Körper aufgenommen werden können. Dies übernehmen gestaffelt arbeitende Verdauungsenzyme. Sie sind pH-abhängig. Das saure Milieu im Magen wird durch die Salzsäure aus den Belegzellen des Magenfundus und das alkalische Milieu des Dünndarms durch die Bikarbonatsekretion der Darmwand, der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) und der Leber (bikarbonathaltige Galle) hergestellt. Die Regulation der verschiedenen sekretorischen Aktivitäten übernehmen Hormone des Magendarmtrakt sowie das enterale Nervensystem (ENS) (s. u.).

Verdauung der Kohlenhydrate

• Amylasen aus Speicheldrüsen und Bauchspeicheldrüse (Pankreas) spalten Kohlenhydrate (z. B. Stärke, Glykogen) in Mehrfachzucker. Substrate sind alpha-glykosidische Bindungen. Dagegen können Polysaccharide mit beta-glykosidischen Bindungen, wie sie in (pflanzlicher) Zellulose vorkommen, nicht gespalten werden.
• Disaccharidasen, wie Maltase, Laktase und Sucrase, aus der Dünndarmwand spalten Zweifachzucker in Einfachzucker (wie Glukose, Fruktose oder Galaktose).

Verdauung von Fett

• Lipasen: Lipasen spalten Fette in Fettsäuren und Cholesterin.
  • Die Zungenlipase braucht nicht durch Gallensäuren aktiviert zu werden, startet die Fettverdauung bereits im Mund und ist auch im Magen weiter aktiv.
  • Die Magenlipase aus dem Magenfundus ist im sauren Milieu aktiv.
  • Die Pankreaslipase ist nur im alkalischen Milieu aktiv, muss durch Gallensäuren aktiviert werden und ist für den größten Teil der Fettverdauung zuständig.

Verdauung von Eiweiß

• Pepsin ist eine Protease aus den Hauptzellen des Magenfundus. Es spaltet nach seiner Aktivierung aus Pepsinogen durch die Magensäure (aus den Belegzellen des Magenfundus) Eiweiß (Proteine) ​​in kleine Bruchstücke (Peptide).
• Trypsin ist eine Protease, die im Zwölffingerdarm (durch eine dort gebildete Enteropeptidase, Enterokinase) aus Trypsinogen gebildet wird. Trypsinogen wird in der Bauchspeicheldrüse gebildet.
• Chymotrypsin ist ein Eiweiß-spaltendes Enzym, das in seiner inaktiven Vorstufe (Chymotrypsinogen) in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird. Seine Aktivierung erfolgt im Dünndarm durch Trypsin. Es spaltet Peptide bevorzugt dort, wo hydrophobe Aminosäure (Tyrosin, Tryptophan und Phenylalanin) in der Aminosäurekette vorkommen.
• Carboxypeptidase ist ein Enzym, das von Peptidketten die endständigen Aminosäuren abspaltet.
• Elastase: sie spaltet überwiegend das Protein Elastin, das im Bindegewebe und in Arterienwänden vorkommt und ihnen elastische Eigenschaften verleiht.
• Peptidasen aus der Schleimhaut des Dünndarms spalten Peptide weiter in kleinere Bruchstücke (Oligopeptide) und schließlich in Aminosäuren, die resorbiert werden können.

Verdauung von Kernmaterial

• Nukleasen (RNAse, DNAse) aus der Bauchspeicheldrüse spalten Nukleinsäuren in Nukleotide.

→ Zusammensetzung der Nahrung

Regulation der Verdauung durch Hormone

Eine Reihe von Hormonen aus dem Magendarmtrakt haben eine regulatorische Funktion auf die Verdauungsvorgänge. Herausgegriffen seien die wichtigsten. Sie haben neben den angegebenen Funktionen meist weitere, zum Teil auch über das enterale Nervensystem (ENS) und im zentralen Nervensystem. Vor allem Motilin und Ghrelin sowie auch das Glucagon-ähnliches Peptid 1 (GLP-1) und Cholecystokinin tragen zu der Signalübermittlung an Gehirnzentren bei, die Hunger und Sättigung auslösen. (3)United European Gastroenterol J. 2021 Jul;9(6):727-734. doi: 10.1002/ueg2.12097

• Gastrin
  • Gastrin wird im Magenantrum (in den G-Zellen nahe dem Magenausgang) gebildet. Es fördert das Wachstum der Magenschleimhaut sowie die Magenmotilität und die Sekretion von Salzsäure (HCl) im Magenfundus (nahe dem Mageneingang). Es wird als Reaktion auf die Stimulation des Nervus vagus und des Gastrin-Releasing-Peptids (GRP) freigesetzt, wenn Nahrungseiweiß eintrifft, und wenn eine Dehnung der Magenwand erfolgt. Die Gastrinfreisetzung wird durch Somatostatin und niedrigen pH-Wert  verringert.
    → Gastrin
• VIP
  • Das vasoaktive intestinale Peptid (VIP) führt zu einer Entspannung der glatten Muskulatur des unteren Ösophagussphinkters, des Magens, der Gallenblase und der Darmmuskulatur. Es hemmt die durch Gastrin stimulierte Magensäuresekretion. Dagegen fördert es die Pepsinogensekretion durch die Hauptzellen des Magens und die Sekretion von alkalischem Pankreassaft und von Galle sowie die Wasser- und Elektrolytsekretion im Darm. VIP übt eine schützende Wirkung auf die Barrierefunktion der Darmschleimhaut aus, indem es Entzündungsreaktionen hemmt. (4)Mol Biol Rep. 2012 Apr;39(4):3557-63. doi: 10.1007/s11033-011-1129-z
• Motilin
  • Motilin wird in den M-Zellen des Dünndarms gebildet und reguliert die Motilität des Darmkanals zwischen den Verdauungsphasen in einem größeren Rhythmus (etwa 100 Minuten). Es fördert die Vorwärtsbewegungen des Darminhalts (Propulsionsbewegungen), stimuliert die endokrine Pankreasaktivität und übermittelt ein Hungersignal vom Magen an das Gehirn.  Es ist somit, ähnlich wie GIP und Ghrelin, in die Regulation der Energiebilanz des Körpers eingebunden. (5)Front Endocrinol (Lausanne). 2019 May 17;10:278. DOI: 10.3389/fendo.2019.00278
• Sekretin
  • Dies ist ein Hormon, das von den S-Zellen des Zwölffingerdarms gebildet wird, wenn saurer Speisebrei des Magens eintrifft. Es erhöht die Pankreassekretion von alkalischem Verdauungssaft.
• Cholecystokinin (CCK)
  • Dieses Hormon wird vom Zwölffingerdarm (dort den I-Zellen) als Reaktion auf Speisebrei mit hohem Fett- oder Proteingehalt freigesetzt. Es stimuliert einen neuronalen Schaltkreis der wiederum die Sekretion von Verdauungsenzymen bewirkt. CCK führt zudem zu einer Gallenblasenkontraktion, so dass Galle anforderungsgerecht in den Zwölffingerdarm abgegeben wird. Gallensäuren aktivieren fettverdauende Enzyme des Pankreas und helfen bei der Cholesterin- und Fettsäureresorption.
• Glucoseabhängiges insulinotropes Polypeptid
  • Früher wurde es als GIP (Magen-inhibitorisches Polypeptid) bezeichnet; aber seine inhibitorische Wirkung ist in der physiologisch vorkommenden Konzentration gering. Seine physiologische Hauptaufgabe besteht darin, die Insulinsekretion im Pankreas anzustoßen. Es wird daher auch als „glukoseabhängiges insulinotropes Polypeptid“ bezeichnet. Seine Bildung wird durch die Ankunft von Zucker aus dem Magen im Zwölffingerdarm (durch die Hyperosmolarität der Glukose) stimuliert. GIP-Rezeptoren befinden sich auch im Hypothalamus des Gehirns. Das Hormon ist dort in die zentrale Energieregulation des Körpers eingebunden. (6)Cell Metab. 2019 Nov 5;30(5):987-996.e6. doi: 10.1016/j.cmet.2019.07.013
• Somatostatin
  • Dies ist ein Hormon, das von Schleimhautzellen des Zwölffingerdarms und den „Deltazellen“ der Bauchspeicheldrüse als Reaktion auf ein Absinken des pH-Werts gebildet wird. Es hemmt die sekretorischen Prozesse des Magens, des Duodenums und des Pankreas sowie auch die Insulin- und Glukagonproduktion. Die Somatostatin-Produktion wird durch den Vagus gehemmt (der während der Verdauungsvorgänge aktiv ist).

→ Regulation des Hunger- und Sättigungsgefühls

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Bakterien im Magendarmkanal

Mikroorganismen und vor allem Bakterien des Magendarmtrakts beeinflussen die Gesundheit und das Wohlbefinden des Menschen sehr viel tiefgreifender als früher angenommen. In jedem Abschnitt des Magendarmtrakts existiert ein besonderes Mikrobiom, eine eigene Gemeinschaft von Mikroorganismen, das in einem gesunden und nützlichen Austausch mit dem Körper steht. Die Zusammensetzung der Darmflora variiert von Darmabschnitt zu Darmabschnitt und von Mensch zu Mensch. Sie wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter von der Ernährung, Medikamenten, der Umwelt und durch genetische Veranlagung.

Rolle der Darmbakterien

Darmbakterien beeinflussen die Funktionen des Darms entscheidend. Nach der Geburt besteht ein kritisches Zeitfenster, in der die Zusammensetzung der Darmmikroben besonders veränderbar ist und in der sich das Darmmikrobiom und der Körper aufeinander einstellen. Anschließend bleibt die mikrobiotische Zusammensetzung individuell weitgehend konstant. Veränderungen können sich negativ auf die Gesundheit auswirken. (7)Exp Physiol. 2022 May;107(5):415-421. doi: 10.1113/EP089919.

• Tag-Nacht-Rhythmus der bakteriellen Aktivität
  • Die Darmmikrobiota und ihre Metaboliten weisen einen zyklischen Rhythmus auf, der sich vorwiegend an den Essenszeiten sowie an den von der inneren Uhr abhängigen hormonellen Zyklen orientiert. Die bakterielle Aktivität beeinflusst die Genexpression der zentralen und der hepatischen Uhr, die Schlafdauer und die Gewichtsregulation durch zirkadiane Transkriptionsfaktoren. (8)Sleep Med Rev. 2020 Oct;53:101340. doi: 10.1016/j.smrv.2020.101340 (9)Cell Host Microbe. 2015 May 13;17(5):681-9. doi: 10.1016/j.chom.2015.03.006
• Verdauung und Nährstoffaufnahme
  • Die Darmflora im Dickdarm hilft bei der Zersetzung von unverdaulichen Ballaststoffen und komplexen Kohlenhydraten. Sie produzieren dabei kurzkettige Fettsäuren, die für die Energiegewinnung und die Gesunderhaltung des Darms wichtig sind.
    → Darmflora
• Beeinflussung des Immunsystems
  • Ein gesundes Darmmikrobiom spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Immunsystems. Es trägt dazu bei, schädliche Mikroben abzuwehren, indem es die Schleimhautbarriere im Darm stärkt und das Wachstum von Krankheitskeimen hemmt. Eine besondere Rolle dabei spielen spezielle Bakterienstämme, welche Mediatorstoffe produzieren, die das Immunsystem des Körpers über verschiedene Wege, auch über das Gehirn, beeinflussen und Entzündungsprozesse hemmen. Teilweise wirken sie über die Modifikation von Gallensäuren, die eine Übermittlerrolle übernehmen (siehe hier).
    → Das Immunsystem: Basics
• Synthese von Vitaminen
  • Bestimmte Bakterien im Darm tragen zur Synthese von Vitaminen bei, insbesondere von denen der B-Gruppe, wie etwa Vitamin B12 und Folsäure.
    → Vitamine
• Einfluss auf das Körpergewicht
  • Die Darmflora produziert Mediatorstoffe, die den Appetit und damit auch das Körpergewicht beeinflussen. Ein „gesundes“ Darmmikrobiom kann helfen, Fettleibigkeit (Adipositas) zu verhindern und den Stoffwechsel zu regulieren. Das Darmmikrobiom ist daher zunehmend ein therapeutisches Ziel bei der Behandlung der Adipositas und des metabolischen Syndroms geworden. (10)Curr Med Chem. 2018;25(9):984-1001. doi: 10.2174/0929867324666171009121702
    → Appetit
    → Hungergefühl und Körpergewicht: Basics
    
• Einfluss auf die mentale Gesundheit
  • Die Darmflora beeinflusst über die „Darm-Hirn-Achse“ auch die Stimmung. Ein „krankhaftes“ Darmmikrobiom wird mit psychischen Gesundheitsstörungen wie Depressionen, Angstzuständen, aber auch mit der Entwicklung neuroinflammatorischer und neurodegenerativer Erkrankungen (charakterisiert durch entzündliche und Abbauprozesse im Gehirn), wie dem Autismus, einer Demenz und der Schüttellähmung (Morbus Parkinson), in Zusammenhang gebracht. (11)Int J Mol Sci. 2019 Jun 25;20(12):3109. doi: 10.3390/ijms20123109

→ Probiotika

Das Gehirn des Darms

Das Nervensystem des Darms, auch als enterisches Nervensystem (ENS, „Darmgehirn“) bezeichnet, ist ein hochkomplexes Netzwerk von Nervenzellen, das sich über den gesamten Verdauungstrakt erstreckt. Hauptbeteiligte sind der Plexus myentericus (Auerbach), der die Bewegungen (Peristaltik) des Magendarmkanals steuert, und der Plexus submucosus (Meissner), der die sekretorischen Funktionen überwacht.

Das ENS kann ohne direkte Kontrolle durch das zentrale Nervensystem (Gehirn und Rückenmark) weitgehend autonom arbeiten, steht aber über den Vagusnerven sowie über verschiedene Mediatorsubstanzen und Hormone in enger Abstimmung mit ihm (s. u.). Das ENS beeinflusst alle Funktionen des Verdauungstrakts:

• Peristaltik und Muskelkontraktionen, Regulierung der Darmmotilität
• Sekretion von Verdauungssäften
• Kontrolle der Durchblutung
• Immunität und Schutz
• Sensorische Wahrnehmung: Das ENS erfasst Dehnung oder chemische Reize und leitet die Informationen an das Gehirn weiter. Damit beeinflusst es das Gefühl von Hunger und Sättigung und die psychische Befindlichkeit.

→ Magendarmkanal

Wechselbeziehung: Gehirn und Verdauungstrakt

Die Wechselwirkung zwischen dem Gehirn und der Verdauung ist als „Darm-Hirn-Verbindung“ oder „Darm-Hirn-Achse“ (gut-brain-axis) bekannt. Häufig wird das Mikrobiom einbezogen: Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse.  Die Mechanismen der Kommunikation sind außerordentlich vielfältig. Folgende Befunde unterstreichen die Bedeutung der Darm-Hirn-Achte:

• Cortikotropin (ACTH)
  • Der Corticotropin-Releasing-Faktor (CRF, gebildet im Nucleus paraventricularis des Hypothalamus) koordiniert Reaktionen des Verdauungstrakts auf Stress: Hemmung der Magensäuresekretion, Verlangsamung der Magen-Dünndarm-Passage,  Stimulation des Darmnervensystems, Erhöhung der Darmpermeabilität (über Mastzell-Stimulation) und Induktion einer viszeralen Überempfindlichkeit. CRF-Aktionen werden durch das autonome Nervensystem moduliert. (12)Gut. 2014 Aug;63(8):1293-9. doi: 10.1136/gutjnl-2013-305690
  • Gehirnregionen, die an CRF-Wirkungen beteiligt sind, umfassen den paraventrikulären Kern des Hypothalamus und den Locus coeruleus.
  • Der viszerale Schmerz wird dagegen im Hippocampus und in der zentralen Amygdala (Mandelkern) moduliert. (13)Curr Mol Pharmacol. 2018;11(1):51-71. DOI: 10.2174/1874467210666170224095741
    → Das Gehirn
• Kommunikation über den Vagus
  • Der Vagusnerv kann über enterische Nerven und enterische Gliazellen auf die Darmpermeabilität einwirken. (14)Neurogastroenterol Motil. 2022 Oct;34(10):e14456. doi: 10.1111/nmo.14456
  • Er beeinflusst die Eigenschaften der Schleimhaut und dadurch auch die Zusammensetzung der Darmflora. (15)Front Neurosci. 2018 Feb 7;12:49. doi: 10.3389/fnins.2018.00049
  • Er überträgt Signale zwischen dem Nervensystem des Darms (Darmgehirn) und dem zentralen Nervensystem (Gehirn). Über ihn beeinflusst das Gehirn die Darmmotilität und umgekehrt. Über ihn werden auch solche Signale vom Darm und seinem Mikrobiom zum Gehirn gesandt, welche bestimmte Gehirnfunktionen, beispielsweise den Appetit, beeinflussen und auch in gewissem Maße die Psyche. Es wurde eine Verbindung zwischen Stress-Resilienz und Darmmikrobiom festgestellt. (16)Microorganisms. 2021 Mar 31;9(4):723. doi: 10.3390/microorganisms9040723.
• Kommunikation über Hormone und Mediatorstoffe
  • In Magen, Darm und Bauchspeicheldrüse  werden Hormone und Mediatorstoffe gebildet, die Informationen und „Befehle“ austauschen (Beispiele: Serotonin, Histamin, Gastrin)  und auch mit dem Gehirn in Verbindung treten (Beispiele: Serotonin, Sekretin, Leptin, Adiponektin).
    → Hungergefühl und Körpergewicht: Basics
    → Inkretine
• Das Reizdarmsyndrom:
  •  Das Reizdarmsyndrom wird als eine Kombination aus überreagierendem Darm (irritable bowel) und auf Stress überreagierendem Gehirn (irritable brain) aufgefasst. Es stellt sich als eine Störung der Mikrobiom-Darm-Hirn-Achse dar. (17)Appl Microbiol Biotechnol. 2020 Jan;104(1):51-65
• Emotionale Einflüsse auf die Verdauung:
  • Emotionen und Stimmungen können die Verdauung beeinflussen. Stress, Angst oder Aufregung können zu Verdauungsproblemen führen. Unter Stress wird das Gehirn zur Bildung von Stresshormonen angeregt, die die Bewegungen des Verdauungstrakts hemmen und die Magensäureproduktion erhöhen. (18)Dig Dis Sci. 1986 Feb;31(2):166-71
  • Psychische Gesundheitsstörungen wie Depressionen, Angstzustände und Essstörungen können den Appetit und die Verdauung erheblich beeinträchtigen und zentral Übelkeit und Bauchschmerzen auslösen; sie können darüber zu starker Gewichtsabnahme führen. Eine gestresste Grundempfindlichkeit führt zu einer Daueraktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-(HPA-)Achse, was zu einem erhöhtem Adrenalinspiegel führt, der Magen und Darm ruhig stellt und die Durchblutung des Schleimhaut drosselt. Eine Veränderung des Darmmikrobioms soll dabei eine Rolle spielen. (19)World J Gastroenterol. 2005 Apr 7;11(13):2016-21. doi: 10.3748/wjg.v11.i13.2016 Andere Magen-Darm-Reaktionen unter Stress können die einer funktionellen Dyspepsie und die eines Reizdarmsyndroms sein. (20)Am J Gastroenterol. 1998;93:985–990.
• Psychiatrische Prozesse:
  • Sie können auf komplexen Wegen die Zusammensetzung der Darmflora beeinflussen. Der Zusammenhang ist bidirektional. Eine wechselseitige Beeinflussung ist bei der Alzheimer-Demenz, dem Morbus Parkinson, der Autismus-Spektrum-Krankheit, der Schizophrenie und dem ADHS (Zappelphilipp-Syndrom) wirksam, wobei meist die Richtung vom Darm zum Gehirn beachtet wird. (21)Physiol Rev. 2019 Oct 1;99(4):1877-2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018 (22)Int J Mol Sci. 2022 Sep 24;23(19):11245. DOI: 10.3390/ijms231911245
• Probiotika:
  • Einige Bakterienstämme wirken sich günstig auf das psychische Befinden aus. (23)Microorganisms. 2023 May 18;11(5):1334. doi: 10.3390/microorganisms11051334 (24)Nutrients. 2023 Mar 16;15(6):1436. doi: 10.3390/nu15061436 Probiotika können laut Studien die Scores für Depression senken. (25)Microorganisms. 2023 Aug 5;11(8):2018. doi: 10.3390/microorganisms11082018. Sie werden auch als perspektivische Therapieoptionen für eine Schizophrenie (26)J Pharm Bioallied Sci. 2019 Oct-Dec;11(4):321-327 und für Autismus (27)PLoS One. 2022 Feb 24;17(2):e0263109. doi: 10.1371/journal.pone.0263109 angesehen.
  • Reizdarmsyndrom: Menschen mit Verdauungsstörungen, wie dem Reizdarmsyndrom (IBS), leiden oft unter psychischen Symptomen wie Angst und Depression. Diese Erkrankungen können sich gegenseitig beeinflussen und verschlimmern. Probiotika und Präbiotika können zu einer Symptomverbesserung beitragen. (28)J Med Life. 2022 Feb;15(2):174-179. doi: 10.25122/jml-2022-0028
• Appetitregulierung:
  • Das Gehirn erhält Signale von Hormonen und von Nerven aus dem Verdauungstrakt, die anzeigen, ob der Körper Nahrung benötigt. Wichtige Hunger-generierende Hormone sind Leptin und Ghrelin. Leptin wird im Fettgewebe, aber auch im Magen, Ghrelin sowohl im Gehirn als auch in der Magenschleimhaut produziert. Cholecystokinin (CCK), Pankreas-Polypeptid, Peptid YY, Glucagon-ähnliches Peptid-1 (GLP-1) und Oxyntomodulin dagegen steigern das Sättigungsgefühl und verringern die Nahrungsaufnahme. Einige Peptide wie CCK und GLP-1 üben eine Doppelrolle als Hormone und als Neurotransmitter aus. (29)Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2006 Jul 29;361(1471):1187-209 Es besteht ein Zusammenhang zwischen Essstörungen, Fettleibigkeit und Neurovulnerabilität. (30)Nutrients. 2023 Jul 11;15(14):3106. doi: 10.3390/nu15143106
    → Appetit
    → Hungergefühl und Körpergewicht: Basics
• Das Darmmikrobiom:
  • Das Darmmikrobiom kann über seine Stoffwechselprodukte Signale an das Gehirn senden und darüber auf komplexe Weise die Stimmung und die Gesundheit des gesamten Körpers beeinflussen. Es kann Krankheiten des Gehirns hervorrufen oder fördern; für neurodegenerative Krankheiten ist das tierexperimentell weitgehend gesichert. (31)Acta Pharmacol Sin. 2023 Sep 6. doi: 10.1038/s41401-023-01147-x Umgekehrt wird angenommen, dass bestimmte Bakterienstämme auch zur Gesundung beitragen.
    → Mikrobiom
  • Eine zentrale Funktion in der Kommunikatio zwischen Gehirn und Darm üben die von Darmbakterien modifizierten Gallensäuren aus.
    → Gallensäuren als Hormone und Mediatorstoffe
• Essverhalten und emotionales Essen:
  • Emotionen beeinflussen das Essverhalten. Viele Menschen reagieren auf Stress, Langeweile oder Traurigkeit, indem sie mehr essen oder ungesunde Lebensmittel konsumieren. Schock kann den Appetit verschlagen.
• Biofeedback und Entspannungstechniken:
  • Entspannungstechniken wie Meditation, Yoga und progressive Muskelentspannung aber auch der Glaube an die Wirkung einer Therapiemaßnahme können dazu beitragen, Stress zu reduzieren und damit die Verdauung zu verbessern. Über Biofeedback kann die Darmaktivität beeinflusst werden.
• Darmpeptide:
  • Darmpeptide wurden als wichtige Regulatoren der Mikrobiota-Darm-Gehirn-Signalübertragung identifiziert, die bei stressbedingten Erkrankungen eine Rolle spielen. Zu ihnen gehören Neuropeptid Y, Peptid YY, Pankreas-Polypeptid, Cholecystokinin, Glucagon-ähnliches Peptid, Corticotropin-Releasing-Faktor, Oxytocin und Ghrelin. (32)Neurotherapeutics. 2018 Jan;15(1):36-59. doi: 10.1007/s13311-017-0585-0
    → Hungergefühl und Körpergewicht: Basics

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Beziehungen zu Verdauungsvorgängen

Ernährung und Essverhalten

Ernährung und Essverhalten spielen eine entscheidende Rolle für die Funktionalität des Magen-Darm-Trakts. Sie beeinflussen die Zusammensetzung der Darmflora und über sie die Gesundheit der Darmschleimhaut und des gesamten Körpers inklusive des psychischen Wohlbefindens.

• Eine unausgewogene Ernährung kann Verdauungsprobleme wie Sodbrennen, Blähungen und Durchfall verursachen.
• Die Ernährung beeinflusst die Konsistenz und das Volumen des Stuhls. Durchfall oder Verstopfung lassen sich oft auf besondere Nahrungsmittel zurückführen.
• Eine ballaststoffreiche Ernährung fördert einen geformten Stuhl und eine gesunde Schleimhaut, ballaststoffarme Kost dagegen eher Verstopfung.
• Hastiges Essen kann die Verdauung beeinträchtigen und Blähungen fördern; gutes Kauen wirkt dem entgegen und wirkt auch gegen stressige Hetze.
• Wer an einer Nahrungsmittelallergie oder -unverträglichkeit leidet, ist besonders auf eine angepasste Kost angewiesen und merkt Diätfehler gleich am Stuhlgang, ggf. auch an Blähungen und Bauchschmerzen.

Krankheiten des Darms

Krankheiten des Darms wirken sich negativ auf die Funktionsfähigkeit des Magen-Darm-Trakts aus. Hier einige Beispiele.

• Morbus Crohn und Colitis ulcerosa:
  • Diese beiden entzündlichen Darmerkrankungen führen je nach Stadium und Aktivität zu Durchfall, Bauchschmerzen, Blutungen, Gewichtsverlust und Schwächung. Der Morbus Crohn kann zu einem Darmverschluss (Ileus) führen. Bei Ausfall des untersten Teils des Dünndarms (terminales Ileum) kann es zu einer „chologenen Diarrhö“ kommen (bedingt durch vermehrten Gallensäureübertritt in den Dickdarm).
• Reizdarmsyndrom (IBS):
  • Diese funktionelle Darmerkrankung (bei makroskopischem Normalbefund) kann mit Symptomen wie Bauchschmerzen, Blähungen, Verstopfung oder Durchfall einhergehen (siehe hier).
• Zöliakie:
  • Die Zöliakie (einheimische Sprue) ist eine Autoimmunerkrankung, bei der Antikörper die Schleimhaut des Dünndarms schädigt. Sie führt zu Mangelernährung und Durchfällen.
• Divertikulitis:
  • Die Entzündung von Dickdarmausstülpungen (Divertikel) kann zu Bauchschmerzen, Fieber, Durchfall oder Verstopfung führen (siehe hier).
• Malabsorptionserkrankungen:
  • Krankheiten wie die Pankreatitis (Entzündung der Bauchspeicheldrüse) oder ein Gallemangel (bei Cholestase) können die Verdauung und die Nährstoffaufnahme erheblich beeinträchtigen (siehe hier).
• Krankheiten mit beschleunigter Dünndarmpassage:
  • Unverdautes kommt vermehrt in den Dickdarm und verursacht Durchfälle (Diarrhö). Zum Teil sind sie durch einen vermehrten Gallensäureübertritt in den Dickdarm (bile salt spill-over) zu erklären. Solch ein bile-salt-spill-over ist auch Ursache von dünnem Stuhl und Durchfällen bei einer Erkrankung des untersten Teils des Dünndarms (Ileitis terminalis).

Auswirkung von Krankheiten auf die Verdauung

Krankheiten des Körpers können erhebliche Auswirkungen auf die Verdauung haben. Die Auswirkungen hängen von der spezifischen Krankheit, ihrer Schwere und ihrem Stadium ab. Hier einige Beispiele:

• Diabetes:
  • Bei schlecht kontrollierter Zuckerkrankheit (Diabetes) kann der hohe Blutzuckerspiegel zu neuropathischen Schäden an den Nerven des Magen-Darm-Trakts führen (intestinale Neuropathie). In diesem Rahmen kann sich eine diabetische Gastroparese (Magenlähmung) entwickeln, bei der die Magenentleerung erheblich verzögert abläuft. Folgen sind Übelkeit, Erbrechen und Aufstoßen.
• Schilddrüsenerkrankungen:
  • Eine Über- oder Unterfunktion der Schilddrüse (Hyperthyreose, Hypothyreose) kann sich auf die Darmmotilität und die Verdauungsgeschwindigkeit auswirken. Eine Überfunktion kann zu erhöhtem Appetit und Durchfall führen, während eine Unterfunktion Verstopfung und ein verlangsamtes Verdauungstempo verursacht.
• Chronische Nierenerkrankungen:
  • Nierenerkrankungen können zu einer Ansammlung von Abfallprodukten und Elektrolytstörungen führen, die die Verdauung beeinflussen. Folgen sind Übelkeit, Erbrechen und Appetitverlust.
• Lebererkrankungen:
  • Lebererkrankungen, die die Zusammensetzung der Gallensäuren verändern oder mit einer verminderten Gallesekretion (Cholestase) einhergehen, führen zu Verdauungsstörungen. Sie betreffen besonders die Fettverdauung und die gesunde Zusammensetzung der Darmflora – wodurch zusätzlich negative Effekte ausgelöst werden (s. o.).
• Herzkreislaufkrankheiten:
  • Krankheiten, die die Durchblutung des Magendarmtrakts beeinträchtigen (wie eine ausgeprägte Herzinsuffizienz oder eine Arteriosklerose der Darmarterien, Angina abdominalis), wirken sich auf die gesamte Darmfunktion und indirekt auf das Darmmikrobiom negativ aus.
• Nahrungsmittelallergien und -unverträglichkeiten:
  • Allergien oder Unverträglichkeitsreaktionen gegenüber bestimmten Nahrungsmitteln verursachen Verdauungsprobleme wie Bauchschmerzen, Durchfall oder Verstopfung.
• Tumorerkrankungen:
  • Tumore können durch ihre Raumforderung die normale Passage der Nahrung im Magendarmtrakt bis hin zu einem Darmverschluss (Ileus) blockieren und zu Verdauungsproblemen, Gewichtsverlust und Blutungen führen. Sie können zudem über Mediatorstoffe den Appetit drosseln. Sie können auch die Motilität steigern (Beispiele: hormonaktiver Schilddrüsentumor, Karzinoid oder Gastrinom).
• Medikamente:
  • Medikamente, die zur Behandlung innerer Erkrankungen eingesetzt werden, können sich auf die Verdauung auswirken, indem sie die an der Verdauung beteiligten Organe, die Verdauungprozesse selbst, die Motilität des Magendarmtrakts oder/und das Mikrobiom des Darms beeinflussen. Dazu informiert der verordnende Arzt. Informationen sind in den Beipackzetteln enthalten.

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Verweise

• Hungergefühl und Körpergewicht: Basics
• Verdauungsstörungen
• Der Magendarmtrakt
• Krankheiten des Verdauungstrakts
• Mikrobiota
• Das Immunsystem: Basics
• Das Gehirn

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