Dickdarm

Wesentliche Funktionen des Dickdarms

  • Resorption von Wasser und Mineralstoffen
  • Ausscheidung der nicht verwertbaren Nahrungsreste
  • Energiegewinnung durch Abbau und Resorption energiereicher – nicht im Dünndarm verwertbarer – Nahrungsbestandteile, wie Ballaststoffe und resistente Stärke, mit Hilfe der anaeroben Darmbakterien [1]

Bakterielle Besiedlung des Dickdarms

Die bakterielle Besiedlung des Darms nimmt vom Zwölffingerdarm und Leerdarm zum Krummdarm hin zu. Der Zwölffingerdarm weist somit die geringste Keimzahl auf.

Das Kolon ist der Darmabschnitt mit der höchsten bakteriellen Besiedlungsdichte. Da mit dem Anstieg der Keimzahl auch die Vielfalt der Mikroorganismen ansteigt, werden im Dickdarm bis zu 400 verschiedene Arten von Bakterien sowie Pilzen gefunden [2.2.].

Die Dickdarmflora besteht zu 99 % aus anaeroben Bakterien – vor allem Bacteroides, Eubacterium und Bifidobacterium –, welche zum Leben keinen freien Sauerstoff benötigen. Sie haben die Aufgabe, energiereiche Nahrungsbestandteile, die von den Verdauungssekreten im Dünndarm nicht abgebaut werden können, zu spalten und zu resorbieren. Hauptsächlich werden komplexe KohlenhydrateNicht-Stärke-Polysaccharide, die die zu den Ballaststoffen gehören, sowie Stärke –, endogene Kohlenhydrate – Zervikalsekrete, Gewebe – und Proteine beziehungsweise Peptide – Nahrungsbestandteile, Bauchspeicheldrüsenenzyme – im Kolon fermentiert. Neben den gasförmigen Stoffen Kohlendioxid, Methan und Wasserstoff, gehören zu den Endprodukten des bakteriellen Abbaus der Kohlenhydrate und Proteine kurzkettige, niedermolekulare Fettsäurenüberwiegend Acetat, Propionat und Butyrat [2.2.]. Die hierdurch bedingte Senkung des pH-Wertes verhindert insbesondere die Ansiedlung krankmachender (pathogener) Keime im Kolon [2.1.].

Ein hoher pH-Wert im Darminneren – bei Butyrat-Mangel – fördert hingegen die Umwandlung von primären zu sekundären Gallensäuren [1]. Hohe Konzentrationen sekundärer Gallensäuren erhöhen wiederum das Risiko für die Entstehung von bösartigen Tumoren – Karzinomen – im Dickdarm, da sie Mechanismen unterstützen, die die Entstehung von Krebszellen begünstigen [1]. Butyrat hat damit einen antineoplastischen Effekt, sodass bei ausreichendem Angebot an Butyrat, die Entwicklung und Vermehrung von Kolonkarzinomen gehemmt wird [1].

Indem die Mikroorganismen des Kolons immunologische Abwehrmechanismen in der Darmwand stimulieren sowie bakterientötende Substanzen synthetisieren, welche das Wachstum und die Vermehrung pathogener Bakterien hemmen, wird die Aufnahme von Antigenen und somit eine bakterielle Fehlbesiedlung im Dickdarm verhindert [2.1.].

Bedeutung der kurzkettigen Fettsäuren

Im Gegensatz zu den reaktionsunfähigen, gasförmigen Spaltprodukten, sind kurzkettige Fettsäuren als wesentliche organische Säureanionen für die Funktionsfähigkeit der Kolonschleimhaut unerlässlich [1]. Den kurzkettigen Fettsäuren kommt eine wesentliche Bedeutung für den Stoffwechsel der Dickdarmschleimhaut zu, denn sie dienen der Mikroflora der Kolonmukosa als energieliefernde Substrate. Butyrat ist der wichtigste Energielieferant der Schleimhautzellen. Zusammen mit Propionat stimuliert Butyrat die physiologische Zellneubildung in den Schleimhauteinstülpungen (Krypten) des Dickdarms und hält die Aktivität der bakteriellen Enzyme und somit die Funktionsabläufe im Dickdarm aufrecht [2.2.]. Acetat fördert die Durchblutung der Dickdarmschleimhaut, indem es die Entspannung beziehungsweise Erschlaffung der feinsten Verzweigungen der Arterienäste (Arteriolen) unterstützt. Die kurzkettigen Fettsäuren wirken demzufolge einer Verkleinerung beziehungsweise schwundartigen Veränderung der Zellen der Kolonmukosa (Schleimhautatrophie) entgegen [1].
Des Weiteren fördern niedermolekulare Fettsäuren die Aufnahme von Natriumchlorid und Wasser im Dickdarm. Infolge der gekoppelten Fettsäure-, Natriumchlorid- und Wasser-Resorption werden verstärkt gelöste Stoffe – osmotisch aktive Moleküle, wie gelöste Salze und Glucose – aus dem Darminneren entfernt. Auf diese Weise wird die Tendenz zu Diarrhöen deutlich reduziert [2.2.].

Eine hohe Zufuhr von Kohlenhydraten sowie Ballaststoffen sichert einen hohen Gehalt an kurzkettigen Fettsäuren im Kolon. Nur wenn Acetat, Propionat und Butyrat in ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen, kann eine optimale Aktivität der Kolonmukosazellen gewährleistet werden. Ein voll funktionsfähiger Energiestoffwechsel der Zellen ist wiederum Bedingung für die Aufrechterhaltung der Barrierefunktion des Darms. Diese Schrankenfunktion (Mukosablock) der Darmschleimhaut schützt vor einem Übertritt von Bakterien und Antikörper produzierenden Bakteriengiften aus dem Darminneren in die Blut- sowie Lymphbahn. Zudem wird durch den Mukosablock die Aufnahme von Bakterien und Keimen – Antigene – in den Darm verhindert.

Bedeutung der Aminosäure Glutamin

Eine weitere Voraussetzung für die Aufrechterhaltung der Barrierefunktion der Dickdarmschleimhaut ist eine ausreichende Versorgung der Schleimhautzellen mit Glutamin [2.2.]. Dieses mit der Nahrung aufgenommene beziehungsweise im Organismus gebildete Substrat ist – wie die kurzkettigen Fettsäuren – eine entscheidende Energiequelle in den Mukosazellen. Die Aminosäure ist damit für den Energiestoffwechsel der Zellen der Dünn- sowie Dickdarmschleimhaut von erheblicher Bedeutung. Glutamin kann auch Schäden an der Innenwand des Verdauungstraktes, wie Geschwüre oder Entzündungen, entgegenwirken [1].

Colitis ulcerosa

Literatur

  1. Biesalski, H. K., Fürst, P., Kasper, H., Kluthe, R., Pölert, W.,
    Puchstein, Ch., Stähelin, H., B.
    Ernährungsmedizin. Kapitel 27, 342-374
    Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1999
  2. Kasper, H.
    Ernährungsmedizin und Diätetik. Kapitel 1, 76-85 (2.1.), 3, 162-211 (2.2.)
    Urban & Fischer Verlag; München/Jena 2000
     
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