StructureEdit
Oberen und unteren menschlichen Magen-Darm-Trakt
Darstellung der menschlichen Magen-Darm-Trakt
Die Struktur und Funktion kann sowohl als grobe Anatomie als auch als mikroskopische Anatomie oder Histologie beschrieben werden. Der Trakt selbst ist in obere und untere Bahnen unterteilt, und der Darm kleine und große Teile.,
Oberer Gastrointestinaltraktedit
Der obere Gastrointestinaltrakt besteht aus Mund, Rachen, Speiseröhre, Magen und Zwölffingerdarm.Die genaue Abgrenzung zwischen dem oberen und unteren Trakt ist der Suspensormuskel des Zwölffingerdarms. Dies unterscheidet die embryonalen Grenzen zwischen Vor-und Mittelgut und ist auch die Teilung, die häufig von Klinikern verwendet wird, um gastrointestinale Blutungen entweder als „oberen“ oder „unteren“ Ursprung zu beschreiben., Bei der Dissektion scheint der Zwölffingerdarm ein einheitliches Organ zu sein, aber er ist basierend auf Funktion, Ort und innerer Anatomie in vier Segmente unterteilt. Die vier Segmente des Zwölffingerdarms sind wie folgt (beginnend am Magen und in Richtung Jejunum): vertikal, absteigend, horizontal und aufsteigend. Der suspensorische Muskel befestigt den oberen Rand des aufsteigenden Zwölffingerdarms am Zwerchfell.
Der Suspensormuskel ist ein wichtiges anatomisches Wahrzeichen, das die formale Teilung zwischen dem Zwölffingerdarm und dem Jejunum, dem ersten bzw. zweiten Teil des Dünndarms, zeigt., Dies ist ein dünner Muskel, der vom embryonalen Mesoderm abgeleitet ist.
Unterer Gastrointestinaltraktedit
Der untere Gastrointestinaltrakt umfasst den größten Teil des Dünndarms und den gesamten Dickdarm. In der menschlichen Anatomie der Darm (Darm oder Darm. Griechisch: éntera) ist das Segment des Gastrointestinaltrakts, das sich vom Pylorussphinkter des Magens bis zum Anus erstreckt und wie bei anderen Säugetieren aus zwei Segmenten besteht, dem Dünndarm und dem Dickdarm., Beim Menschen wird der Dünndarm weiter in den Zwölffingerdarm, Jejunum und Ileum unterteilt, während der Dickdarm in den Blinddarm, den aufsteigenden, transversalen, absteigenden und sigmoiden Dickdarm, das Rektum und den Analkanal unterteilt ist.
Dünndarmedit
Der Dünndarm beginnt am Zwölffingerdarm und ist eine röhrenförmige Struktur, meist zwischen 6 und 7 m lang. Seine Schleimhautfläche bei einem erwachsenen Menschen beträgt etwa 30 m2., Die Kombination der kreisförmigen Falten, der Zotten und der Mikrovilli vergrößert die absorptive Fläche der Schleimhaut um das 600-fache und ergibt eine Gesamtfläche von etwa 250 Quadratmetern für den gesamten Dünndarm. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Verdauungsprodukte (einschließlich Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Vitamine) in den Blutkreislauf aufzunehmen. Es gibt drei Hauptabteilungen:
- Zwölffingerdarm: Eine kurze Struktur (etwa 20-25 cm lang), die Reim aus dem Magen erhält, zusammen mit Pankreassaft, der Verdauungsenzyme und Galle aus der Gallenblase enthält., Die Verdauungsenzyme bauen Proteine ab und Galle emulgiert Fette in Mizellen. Der Zwölffingerdarm enthält Brunners Drüsen, die ein schleimreiches alkalisches Sekret produzieren, das Bicarbonat enthält. Diese Sekrete neutralisieren in Kombination mit Bicarbonat aus der Bauchspeicheldrüse die im Reim enthaltenen Magensäuren.
- Jejunum: Dies ist der Mittelteil des Dünndarms, der den Zwölffingerdarm mit dem Ileum verbindet. Es ist etwa 2,5 m lang und enthält die kreisförmigen Falten, die auch als Plicae circulares bekannt sind, und Zotten, die seine Oberfläche vergrößern., Verdauungsprodukte (Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren) werden hier in den Blutkreislauf aufgenommen.
- Ileum: Der Letzte Abschnitt des Dünndarms. Es ist etwa 3 m lang und enthält Zotten ähnlich dem Jejunum. Es absorbiert hauptsächlich Vitamin B12 und Gallensäuren sowie andere verbleibende Nährstoffe.
Dickdarmedit
Der Dickdarm, auch Dickdarm genannt, besteht aus Blinddarm, Rektum und Analkanal. Es enthält auch den Anhang, der am Blinddarm befestigt ist.,nd Anhang
Die Hauptfunktion des Dickdarms besteht darin, Wasser aufzunehmen.,Die Fläche der Dickdarmschleimhaut eines erwachsenen Menschen beträgt etwa 2 m2.
EntwicklungEdit
Der Darm ist eine Endoderm-abgeleitete Struktur. Ungefähr am sechzehnten Tag der menschlichen Entwicklung beginnt sich der Embryo ventral zu falten (wobei die ventrale Oberfläche des Embryos konkav wird) in zwei Richtungen: Die Seiten des Embryos falten sich aufeinander und Kopf und Schwanz falten sich aufeinander zu., Das Ergebnis ist, dass ein Stück des Dottersacks, eine Endoderm-gefütterte Struktur, die mit dem ventralen Aspekt des Embryos in Kontakt kommt, abgeklemmt wird, um der primitive Darm zu werden. Der Dottersack bleibt über den Vitellinkanal mit dem Darmrohr verbunden. Normalerweise bildet sich diese Struktur während der Entwicklung zurück; In Fällen, in denen dies nicht der Fall ist, wird sie als Meckels Divertikel bezeichnet.
Während des fetalen Lebens wird der primitive Darm allmählich in drei Segmente unterteilt: Foregut, Midgut und Hindgut., Obwohl diese Begriffe häufig in Bezug auf Segmente des primitiven Darms verwendet werden, werden sie auch regelmäßig verwendet, um Regionen des endgültigen Darms zu beschreiben.
Jedes Segment des Darms wird weiter spezifiziert und führt zu spezifischen darm-und darmbezogenen Strukturen in der späteren Entwicklung. Komponenten, die aus dem eigentlichen Darm stammen, einschließlich Magen und Dickdarm, entwickeln sich als Schwellungen oder Dilatationen in den Zellen des primitiven Darms., Im Gegensatz dazu entwickeln sich darmbedingte Derivate-also jene Strukturen, die aus dem primitiven Darm stammen, aber nicht Teil des Darms sind — im Allgemeinen als Out-Pouchings des primitiven Darms. Die Blutgefäße, die diese Strukturen versorgen, bleiben während der gesamten Entwicklung konstant.,t
Der Magen-Darm-Trakt hat eine Form der allgemeinen Histologie mit einigen Unterschieden, die die Spezialisierung auf funktionelle Anatomie widerspiegeln., Der GI-Trakt kann in der folgenden Reihenfolge in vier konzentrische Schichten unterteilt werden:
- Schleimhaut
- Submucosa
- Muskelschicht
- Adventitia oder serosa
MucosaEdit
Die Schleimhaut ist die innerste Schicht des Gastrointestinaltrakts. Die Schleimhaut umgibt das Lumen oder den offenen Raum innerhalb der Röhre. Diese Schicht kommt in direkten Kontakt mit verdauten Lebensmitteln (Chymus). Die Schleimhaut besteht aus:
- Epithel – innerste Schicht. Verantwortlich für die meisten Verdauungs -, Absorptions-und sekretorischen Prozesse.,
- Lamina propria-eine Bindegewebsschicht. Ungewöhnlich zellulär im Vergleich zu den meisten Bindegeweben
- Muscularis mucosae-eine dünne Schicht glatter Muskulatur, die den Materialdurchgang unterstützt und die Wechselwirkung zwischen der Epithelschicht und dem Inhalt des Lumens durch Erregung und Peristaltik verstärkt.
Die Schleimhäute sind hochspezialisiert in jedem Organ des Gastrointestinaltraktes, um mit den verschiedenen Zuständen umzugehen. Die meiste Variation ist im Epithel zu sehen.,
SubmucosaEdit
Die Submucosa besteht aus einer dichten, unregelmäßigen Bindegewebsschicht mit großen Blutgefäßen, Lymphknoten und Nerven, die sich in die Schleimhaut und muscularis externa verzweigen. Es enthält den Plexus submucosa, einen enterischen Nervenplexus, der sich auf der Innenseite der muscularis externa befindet.
Muskelschichtedit
Die Muskelschicht besteht aus einer inneren kreisförmigen Schicht und einer longitudinalen äußeren Schicht. Die kreisförmige Schicht verhindert, dass sich Nahrung rückwärts bewegt, und die Längsschicht verkürzt den Trakt., Die Schichten sind nicht wirklich längs oder kreisförmig, sondern die Muskelschichten sind spiralförmig mit unterschiedlichen Tonhöhen. Das innere kreisförmige ist spiralförmig mit einer steilen Steigung und das äußere longitudinal ist spiralförmig mit einer viel flacheren Steigung. Während die muscularis externa im gesamten Gastrointestinaltrakt ähnlich ist, ist eine Ausnahme der Magen, der eine zusätzliche innere schräge Muskelschicht hat, um das Mahlen und Mischen von Lebensmitteln zu unterstützen. Die muscularis externa des Magens besteht aus der inneren schrägen Schicht, der mittleren kreisförmigen Schicht und der äußeren Längsschicht.,
Zwischen den zirkulären und longitudinalen Muskelschichten befindet sich der Plexus myenterialis. Dies kontrolliert die Peristaltik. Die Aktivität wird von den Schrittmacherzellen (myenterische interstitielle Zellen von Cajal) initiiert. Der Darm hat aufgrund seines in sich geschlossenen enterischen Nervensystems eine intrinsische peristaltische Aktivität (basaler elektrischer Rhythmus). Die Rate kann vom Rest des autonomen Nervensystems moduliert werden.
Die koordinierten Kontraktionen dieser Schichten werden Peristaltik genannt und treiben die Nahrung durch den Trakt. Nahrung im GI-Trakt wird Bolus (Nahrungsball) vom Mund bis zum Magen genannt., Nach dem Magen ist das Essen teilweise verdaut und halbflüssig und wird als Reim bezeichnet. Im Dickdarm wird die verbleibende halbfeste Substanz als Kot bezeichnet.
Adventitia und serosaEdit
Die äußerste Schicht des Gastrointestinaltraktes besteht aus mehreren Bindegewebsschichten.
Intraperitoneale Teile des GI-Traktes sind mit Serosa bedeckt., Dazu gehören der größte Teil des Magens, der erste Teil des Zwölffingerdarms, der gesamte Dünndarm, der Blinddarm und der Blinddarm, der transversale Dickdarm, das Sigma und das Rektum. In diesen Abschnitten des Darms gibt es eine klare Grenze zwischen dem Darm und dem umgebenden Gewebe. Diese Teile des Traktes haben ein Mesenterium.
Retroperitoneale Teile sind mit Adventitia bedeckt. Sie vermischen sich mit dem umgebenden Gewebe und sind in Position fixiert. Zum Beispiel passiert der retroperitoneale Abschnitt des Zwölffingerdarms normalerweise die Transpylorusebene., Dazu gehören die Speiseröhre, Pylorus des Magens, distaler Zwölffingerdarm, aufsteigender Dickdarm, absteigender Dickdarm und Analkanal. Darüber hinaus hat die Mundhöhle Adventitia.
Gen-und Proteinexpressionedit
Ungefähr 20.000 proteinkodierende Gene werden in menschlichen Zellen exprimiert und 75% dieser Gene werden in mindestens einem der verschiedenen Teile des Verdauungsorgansystems exprimiert. Über 600 dieser Gene werden spezifischer in einem oder mehreren Teilen des GI-Trakts exprimiert, und die entsprechenden Proteine haben Funktionen im Zusammenhang mit der Verdauung von Nahrungsmitteln und der Aufnahme von Nährstoffen., Beispiele für spezifische Proteine mit solchen Funktionen sind Pepsinogen PGC und die Lipase LIPF, exprimiert in Stammzellen, und Magen-ATPase ATP4A und Magen-intrinsischer Faktor GIF, exprimiert in Parietalzellen der Magenschleimhaut. Spezifische Proteine, die im Magen und Zwölffingerdarm exprimiert werden und an der Abwehr beteiligt sind, umfassen Mucinproteine wie Mucin 6 und Intelectin-1.
Zeit genommenedit
Die Zeit, die für den Transit von Lebensmitteln durch den Magen-Darm-Trakt benötigt wird, hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich Alter, ethnischer Zugehörigkeit und Geschlecht., Verschiedene Techniken wurden verwendet, um die Transitzeit zu messen, einschließlich Radiographie nach einer Barium-markierten Mahlzeit, Atemwasserstoffanalyse und szintigraphische Analyse nach einer radioaktiv markierten Mahlzeit. Es dauert 2,5 bis 3 Stunden, bis 50% des Inhalts den Magen verlassen. Die Verdauungsrate hängt auch von dem zu verdauenden Material ab, da die Lebensmittelzusammensetzung aus derselben Mahlzeit den Magen mit unterschiedlichen Raten verlassen kann. Die vollständige Entleerung des Magens dauert etwa 4-5 Stunden und der Transit durch den Dickdarm dauert 30 bis 50 Stunden.,
Immunfunktionedit
Immunbarrieredit
Der Magen-Darm-Trakt bildet einen wichtigen Teil des Immunsystems. Die Oberfläche des Verdauungstraktes wird auf etwa 32 Quadratmeter oder etwa einen halben Badmintonplatz geschätzt. Bei einer so großen Exposition (mehr als dreimal größer als die exponierte Hautoberfläche) verhindern diese Immunkomponenten, dass Krankheitserreger in das Blut-und Lymphkreislaufsystem gelangen., Grundlegende Bestandteile dieses Schutzes werden durch die Darmschleimhautbarriere bereitgestellt, die aus physikalischen, biochemischen und Immunelementen besteht, die von der Darmschleimhaut ausgearbeitet werden. Mikroorganismen werden auch durch ein ausgedehntes Immunsystem, das das darmassoziierte lymphatische Gewebe (GALT) umfasst, in Schach gehalten
Es gibt zusätzliche Faktoren, die zum Schutz vor einer Pathogeninvasion beitragen. Zum Beispiel ist ein niedriger pH-Wert (von 1 bis 4) des Magens für viele Mikroorganismen, die in ihn eindringen, tödlich. Ebenso neutralisiert Schleim (der IgA-Antikörper enthält) viele pathogene Mikroorganismen., Andere Faktoren, die im GI-Trakt zur Immunfunktion beitragen, sind Enzyme, die im Speichel und in der Galle ausgeschieden werden.
Immunsystem Homöostasedit
Nützliche Bakterien können auch zur Homöostase des gastrointestinalen Immunsystems beitragen. Zum Beispiel spielen Clostridien, eine der vorherrschenden Bakteriengruppen im GI-Trakt, eine wichtige Rolle bei der Beeinflussung der Dynamik des Darmmunsystems. Es wurde gezeigt, dass die Aufnahme einer ballaststoffreichen Diät für die Induktion von T-regulatorischen Zellen (Tregs) verantwortlich sein könnte., Dies ist auf die Produktion von kurzkettigen Fettsäuren während der Fermentation pflanzlicher Nährstoffe wie Butyrat und Propionat zurückzuführen. Grundsätzlich induziert das Butyrat die Differenzierung von Treg-Zellen, indem es die Histon-H3-Acetylierung im Promotor und konservierte nicht-kodierende Sequenzbereiche des FOXP3-Locus verstärkt, wodurch die T-Zellen reguliert werden, was zu einer Verringerung der Entzündungsreaktion und Allergien führt.
Intestinale mikrobiotaEdit
Der Dickdarm beherbergt verschiedene Arten von Bakterien, die mit Molekülen umgehen können, die der menschliche Körper sonst nicht abbauen kann., Dies ist ein Beispiel für Symbiose. Diese Bakterien machen auch die Produktion von Gasen an der Wirts-Pathogen-Grenzfläche in unserem Darm aus(dieses Gas wird als Blähungen freigesetzt, wenn es durch den Anus ausgeschieden wird). Der Dickdarm befasst sich jedoch hauptsächlich mit der Aufnahme von Wasser aus verdautem Material (das vom Hypothalamus reguliert wird) und der Wiederaufnahme von Natrium sowie mit allen Nährstoffen, die möglicherweise der primären Verdauung im Ileum entgangen sind.
Gesundheitsfördernde Darmbakterien der Darmflora dienen dazu, das Überwachsen potenziell schädlicher Bakterien im Darm zu verhindern., Diese beiden Arten von Bakterien konkurrieren um Raum und „Nahrung“, da es im Darmtrakt begrenzte Ressourcen gibt. Ein Verhältnis von 80-85% vorteilhaft zu 15-20% potenziell schädlichen Bakterien gilt im Allgemeinen als normal im Darm.
Entgiftung und Arzneimittelmetabolismusedit
Enzyme wie CYP3A4 sind zusammen mit den Antiportaktivitäten auch maßgeblich für die Rolle des Arzneimittelstoffwechsels im Darm bei der Entgiftung von Antigenen und Xenobiotika.