Unser Verdauungstrakt – Wie verdaut der Mensch?
Um die Vorgänge und Zusammenhänge bei einer Fructosemalabsorption besser verstehen zu können, ist es hilfreich einen groben Überblick über die Abläufe bei der Verdauung zu haben.
Im Wesentlichen besteht der menschliche Verdauungstrakt aus sechs Teilen: Die Mundhöhle, die Speiseröhre (Oesophagus), der Magen, der Dünn- und Dickdarm und das Rektum (siehe Abbildung 1).
Zerkleinerung der Nahrung im Mund
Die Verdauung beginnt bereits im Mund durch das Zerkauen und Vermengen der Nahrung mit Enzymen. Dabei handelt es sich um Proteine, die in der Lage sind Stoffwechselvorgänge zu steuern und zu beschleunigen. Hier ist vor allem die α-Amylase wichtig. Sie zerkleinert Stärke (die Hauptspeicherform von Kohlenhydraten bei Pflanzen) in Glucose (Traubenzucker). Dies kann man gut testen, indem man längere Zeit auf einem Stück Brot kaut. Nach einer gewissen Zeit wird es merklich süß, weil Glucose aus der Stärke freigesetzt wird.
Im Magen
Über die Speiseröhre gelangt die Nahrung in den Magen. Dort herrscht ein sehr saures Milieu, was durch die Anwesenheit von Salzsäure entsteht. Diese liegt allerdings nur in verdünnter Form vor. Ein niedriger pH-Wert von 1,5 bis 3,0 ist ideal zum Abtöten von vielen unerwünschten Mikroorganismen wie Pilzen oder Bakterien. Damit sich der eigene Magen nicht selbst verdaut, ist er mit einer schützenden Schleimhaut überzogen, welche als Pufferzone wirkt. Im Magen ist vor allem das Enzym Pepsin aktiv, welches Proteine (Peptide) in der Nahrung in sogenannte Mehrfach- (Poly-) und Zehnfachpeptide (Oligopeptide) zerkleinert. Je nach Menge und Zusammensetzung verbringt die Nahrung eine bis fünf Stunden im Magen.
Im Dünndarm
Anschließend wird die vorverdaute Masse portionsweise in den Dünndarm weitergegeben. Dieser besteht aus drei Zonen.
In der ersten, mit 20 bis 30 cm kürzesten Zone, dem Zwölffingerdarm (Duodenum), wird die Magensäure neutralisiert. Dies geschieht durch vom Pankreas abgegebenes Bicarbonat und alkalischen Gallensaft. Die zweite Zone ist der Leerdarm (Jejunum), welcher den eigentlichen Teil der Verdauung übernimmt. Hier werden mit Hilfe einer Vielzahl von verschiedenen Enzymen Fette, Kohlenhydrate, Proteine und Nukleinsäuren (wichtige Bestandteile für die DNA) abgebaut. Kohlenhydrate werden beispielsweise durch sogenannte Carbohydrasen abgebaut. Zweifachzucker (Disaccharide) wie Lactose oder Rohrzucker (Saccharose) werden in Glucose, Galactose und/oder Fruchtzucker (Fructose) gespalten (siehe Abbildung 3).
Diese Einfachzucker können dann über die Darmwand resorbiert werden. Dies geschieht mittels Transportsystemen oder über Diffusion. Transportsysteme sind sozusagen aktive „Türen“ in der Darmwand, welche gezielt nur ganz bestimmte Stoffe durchlassen. Diffusion hingegen ist eher ein „Tor“, welches nicht ganz so selektiv allgemein Zuckern den Durchtritt ermöglicht. Für die Aufnahme von Fructose sind beispielsweise die Transporter GLUT5 und GLUT2 verantwortlich.
Im letzten Dünndarmabschnitt, dem Krummdarm (Ileum, 2m), gelangen die restlichen Nährstoffe wie Elektrolyte, Vitamine und Spurenelemente ins Blut. Ca. 65% des Wasser wird sowohl im Leerdarm als auch im Krummdarm aufgenommen.
Um eine möglichst große Menge an Nährstoffen auf geringem Raum aufnehmen zu können, bedient sich die Natur eines Tricks, nämlich der Oberflächenvergrößerung. Ein 2,8m langes und im Durchmesser 4cm breites Darmstück besitzt daher etwa die Oberflächengröße eines Tennisplatzes von 200 m².
Wie ist das möglich?
Zunächst liegt die innerste Schicht des Darmes in Falten. Dadurch verdreifacht sich die Oberfläche. Jede dieser Falten besitzt kleine Einstülpungen, die sogenannten Zotten (oder Villi), welche die Oberfläche verzehnfachen. Zuletzt besitzen diese Villi wiederum kleinere Zotten, die Mikrovilli, wodurch eine zwanzigfache Vergrößerung entsteht.
Im Dickdarm
Sind nun alle wichtigen Nährstoffe aufgenommen, werden die unverdaulichen Bestandteile, auch Ballaststoffe genannt, im Dickdarm eingedickt. Hier resorbiert der Körper noch weitere 10% des verbleibenden Wassers. Im letzten Teil des Verdauungstraktes dem Enddarm (Rektum) sammeln sich die Ausscheidungen an, bevor diese als Kot (Faeces) den Körper verlassen.
