E11 Verdauung und Absorption

Thema

Die Verdauung wandelt die Makronährstoffe der Nahrung in Moleküle um, die klein genug sind, um vom Körper aufgenommen zu werden. Dieser Prozess involviert Enzyme aus Speichel, Magen, Bauchspeicheldrüse und der Oberfläche der Darmzellen. Gleichzeitig befördert die Peristaltik den Speisebrei (Chymus) durch den Verdauungstrakt. Die Transitzeit bestimmt, wie lange die Nahrung mit der Darmschleimhaut in Kontakt bleibt und beeinflusst somit direkt die Nährstoffaufnahme.

Ein wichtiger Schritt ist die Magenentleerung. Flüssigkeiten verlassen den Magen relativ schnell, während feste Nahrung zunächst zurückgehalten und abgebaut wird, bevor sie in den Dünndarm gelangt. Die Magenentleerung verlangsamt sich mit zunehmender Partikelgröße oder Kalorienkonzentration der Nahrung. Einige Medikamente, darunter Metformin und GLP-1-Analoga, verzögern die Magenentleerung, wodurch die Glukoseaufnahme im Darm verlangsamt und der Blutzuckeranstieg nach dem Essen abgemildert wird.

Im Dünndarm angekommen, können fettlösliche Nährstoffe die Lipidmembran der Darmzellen passiv passieren. Die Geschwindigkeit dieser Diffusion hängt vom Konzentrationsunterschied zwischen Darminhalt und Zelle, der Löslichkeit des Stoffes in den Membranlipiden und der für den Stoffaustausch verfügbaren Schleimhautoberfläche ab. Dieser Mechanismus benötigt keine direkte Energie.

Schlecht fettlösliche Stoffe wie Glukose und Aminosäuren sind stattdessen auf spezifische Transporter in der Darmmembran angewiesen. Diese Transporter nutzen den von den Zellen aufrechterhaltenen Natriumgradienten, um Nährstoffe aufzunehmen. Da die Anzahl der Transporter begrenzt ist, ist dieser Mechanismus sättigbar: Bei niedrigen Konzentrationen steigt die Absorption nahezu proportional zur verfügbaren Menge, doch mit Annäherung an die maximale Transportkapazität nimmt der Anstieg ab.

Die intestinale Absorption bestimmt auch die Aufnahme oral verabreichter Medikamente. Der Anteil, der letztendlich intakt in den systemischen Kreislauf gelangt, stellt die orale Bioverfügbarkeit dar. Nach Passage der Schleimhaut kann ein Teil des Wirkstoffs in der Darmwand selbst metabolisiert werden. Anschließend gelangt das Blut aus dem Darm in die Leber, wo ein weiterer Anteil eliminiert werden kann, bevor er den systemischen Kreislauf erreicht. Der First-Pass-Effekt reduziert die Bioverfügbarkeit. Medikamente wie Nitroglycerin, Morphin oder Lidocain können in erheblichem Maße in der Leber extrahiert werden, sodass ihre orale Bioverfügbarkeit gering sein und je nach Leberdurchblutung und Aktivität der metabolisierenden Enzyme variieren kann.

Wenn der Transport von gelösten Stoffen und Wasser durch die Darmschleimhaut gestört ist, können verschiedene Formen von Durchfall auftreten. Bei osmotischem Durchfall verbleiben nicht resorbierbare Substanzen, wie bestimmte Zucker oder Magnesiumsalze, im Darm. Diese Partikel binden Wasser durch Osmose und erhöhen so den Flüssigkeitsgehalt im Darm; je größer die Menge an nicht resorbierten gelösten Stoffen, desto größer die Wasserretention.

Sekretorischer Durchfall beruht auf einem anderen Mechanismus. Bestimmte bakterielle Toxine, wie beispielsweise das Choleratoxin, aktivieren Signale in den Darmzellen, die die aktive Sekretion von Chlorid in das Darmlumen stimulieren. Das sezernierte Ion wird von Wasser begleitet, was zu einem erheblichen Flüssigkeitsverlust führt. Bei osmotischer Diarrhö wird Wasser durch nicht resorbierte Substanzen zurückgehalten, während bei sekretorischer Diarrhö die Darmschleimhaut selbst die Sekretion von Elektrolyten und Wasser anregt.

Kurz gesagt: Verdauung, Motilität und Resorption bestimmen die Aufnahme von Nährstoffen und Medikamenten in den Körper. Die Magenentleerung reguliert, wie schnell diese den Darm erreichen; passive Diffusion und sättigbare Transporter ermöglichen den Durchtritt durch die Darmschleimhaut; der intestinale und hepatische Metabolismus bestimmt die Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln; und Veränderungen im Wasser- und Stofftransport erklären verschiedene Formen von Diarrhö. Diese Mechanismen ermöglichen es uns zu verstehen, wie das klinische Bild die Nährstoffresorption beeinflusst, den Verabreichungsweg von Medikamenten bestimmt und Darmerkrankungen differenziert, die unterschiedliche Behandlungen erfordern.

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