Verdauungssystem des Menschen

• Verdauung ist der Prozess, bei dem Nahrung mechanisch und chemisch zerlegt wird, um Nährstoffe für den Körper verfügbar zu machen.
• Verschiedene Organe und Enzyme spielen eine wichtige Rolle bei der Verdauung.

Mundhöhle

• Funktion: Mechanische Zerkleinerung des Essens durch Kauen, Einspeichelung zur besseren Gleitfähigkeit und Beginn der Kohlenhydratverdauung.
• Enzym: Amylase
• Aufgabe: Spaltet Stärke in Maltose.

Speiseröhre

• Funktion: Transport des Essens durch Peristaltik (wellenförmige Muskelbewegungen) in den Magen.
• Enzyme: Keine

Magen

• Funktion: Speicherung und Durchmischung des Essens mit Magensaft, Zersetzung von Proteinen und Abtöten von Bakterien durch Salzsäure.
• Enzym: Pepsin
• Aufgabe: Spaltet Proteine in kürzere Peptide.

Dünndarm

• Besteht aus dem Zwölffingerdarm.
• Funktion: Hauptort der Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen. Vermischung mit Verdauungssäften aus Bauchspeicheldrüse und Leber.
• Speichel wird als Sekret vom Pankreas abgesondert
• Weitertransport des Essens durch Peristaltik.
• Galle spaltet Nahrungsfette in Fettröpfchen (Triglyceriden)
• Enzyme: Maltase, Trypsin, Lipasen
• Maltase spaltet Maltose in Glucose.
• Trypsin spaltet Proteine in Aminosäuren.
• Lipasen spalten Fette in Glycerin und Fettsäuren.
• Amylase spaltet Stärke in Maltose.

Leber und Gallenblase

• Funktion: Produktion von Galle zur Fettverdauung, Speicherung von Nährstoffen wie Fetten, Eiweißen, Glykogen und Abbau von Giftstoffen.
• Enzyme: Keine

Dickdarm

• Funktion: Resorption von Wasser (Wasserentzug aus Darminhalt), Eindickung des Darminhalts und Unterstützung der Verdauung durch Darmbakterien.
• Enzyme: Keine

Mastdarm und After

• Funktion: Speicherung und Ausscheidung des Kots.
• Enzyme: Keine

Zusammenfassung der Enzyme und ihrer Funktion in den Organen

• Mundhöhle (und Dünndarm): Amylase spaltet Stärke in Maltose.
• Magen: Pepsin spaltet Proteine in kürzere Peptide.
• Dünndarm (und Pankreas): Maltase spaltet Maltose in Glucose.
• Dünndarm (und Pankreas): Trypsin spaltet Proteine in Aminosäuren.
• Dünndarm (und Pankreas): Lipasen spalten Fette in Glycerol und Fettsäuren.

Ernährungstypen (Tiere)

• Pflanzenfresser (Herbivoren): Ernährung besteht aus pflanzlicher Kost, die sehr nährstoffarm ist. Sie besitzen große Mahlzähne und eine raue Kaufläche, um die Nahrung besser zu zerreiben. Die Nahrung ist schwer verdaulich, daher ist der Verdauungstrakt stark und lang gegliedert. Beispiele: Kuh, Pferd, Schmetterlingsraupe.
• Fleischfresser (Carnivore): Ernährung ist sehr viel nährstoffreicher als pflanzliche Kost. Unterschiedliche Zahnformen (Schneide-, Eck- und Backenzähne) sind vorhanden. Verschiedene Gebissformen sind vorhanden (Fleischfresser- und Insektenfressergebiss). Die Nahrung ist leicht verdaulich. Beispiele: Raubtiere, Maulwurf.
• Allesfresser (Omnivore): Darmlänge liegt zwischen der von Pflanzen- und Fleischfressern. Das Allesfressergebiss ähnelt dem von Fleischfressern. Beispiele: Schwein, Vögel.
• Aasfresser (Nekrophage): Ernährung besteht aus toten Tieren. Beispiele: Geier, Streifenhyänen.
• Kotfresser (Koprophage): Ernährung aus dem Kot anderer Tiere, da dieser oft noch unverdaute Nährstoffe enthält. Madenwürmer sind Saprophage. Beispiele: Insekten, Hasen.

Nahrungsaufnahme

• Suspension: Aufnahme von Nahrungspartikeln aus dem Wasser. Beispiele: Bartenwale (Filtrierer).
• Strudler: Aufnahme von Nahrungspartikeln aus dem Wasser. Beispiele: Wimperntierchen, Korallen, Schwämme.
• Substratfresser: Aufnahme von Nahrungspartikeln aus dem Substrat (Erde). Beispiele: Regenwürmer.
• Sauger: Tiere nehmen flüssige Nahrung auf.
• Pflanzensaftsauger: Beispiele: Blattläuse.
• Schlinger: Tiere schlucken feste Nahrung als Ganzes. Beispiele: Schlangen, Raubvögel.
• Zerkleinerer: Insektenfresser, Rinder, Vögel (Hühner).

Gebissarten

• Pflanzenfresser-Gebiss (z. B. Rind, Biber): Keine Schneidezähne oder nach vorne stehend, keine oder reduzierte Eckzähne, große Backenzähne mit breiten Kauflächen, Lücke zwischen Schneide- und Backenzähnen, Mahlzähne mit großen Kauflächen.
• Fleischfresser-Gebiss (z. B. Hund, Igel): Große Eckzähne (Fangzähne), kleine Schneidezähne, scharfkantige Backenzähne (Reißzähne), spitz-kegelförmige Zähne, unterschiedliche Zahnformen.
• Allesfresser-Gebiss (z. B. Schwein): Eckzähne vorhanden, aber nicht so ausgeprägt wie bei Fleischfressern; Schneide- und Backenzähne kombiniert, vorne spitze Schneidezähne, hinten stumpfere Backenzähne, Zähne weniger spezialisiert.

Der Verdauungsvorgang beim Rind

• Maul: Das Rind rupft mit der Zunge Gras ab und zerkaut es grob.
• Pansen: Das Rind schluckt grob zerkautes Gras herunter, dort wird es eingeweicht und leicht zersetzt.
• Netzmagen: Hier werden aus dem eingeweichten Gras Nahrungsballen geformt, die das Rind zum Wiederkäuen aufstößt.
• Maul: Die aufgestoßene Nahrung wird jetzt gründlich zerkaut und wieder heruntergeschluckt.
• Blättermagen: Dort wird überschüssiges Wasser aus dem Nahrungsbrei herausgepresst.
• Labmagen: Hier findet die eigentliche Verdauung statt. Abgesonderte Verdauungssäfte zersetzen die Nahrung in ihre wertvollen Bestandteile.
• Darm: Dort werden die aufgespaltenen Nahrungsbestandteile von der Darmschleimhaut aufgenommen und dem Körper über den Blutkreislauf zur Verfügung gestellt.

Der Verdauungsvorgang bei Körner fressenden Vögeln

• Aufnahme der Nahrung: Der Vogel nimmt Nahrung unzerkleinert mit dem Schnabel auf und schluckt sie herunter.
• Speicherung im Kropf: Die Nahrung gelangt zunächst in den Kropf, wo sie eingeweicht wird.
• Weiterleitung in den Drüsenmagen: Danach gelangt die Nahrung in den Drüsenmagen, wo Verdauungssäfte sie chemisch aufbereiten.
• Zerkleinerung und Muskelmagen: Anschließend wird die Nahrung in den Muskelmagen weitergeleitet. Hier helfen Magensteine dabei, die Körner mechanisch zu zermahlen.
• Verdauung im Darm: Der Nahrungsbrei wird weiter in den Darm transportiert, wo die Nährstoffe durch Mikroorganismen zersetzt und resorbiert werden.
• Ausscheidung durch die Kloake: Am Ende des Verdauungstraktes werden unverdauliche Reste über die Kloake ausgeschieden.

Definition der Atmung

• Atmung bezeichnet die Aufnahme von Sauerstoff (O2) und die Abgabe von Kohlendioxid (CO2).

Äußere und Innere Atmung

• Äußere Atmung: Sauerstoff wird aus der Umgebungsluft aufgenommen, während Kohlendioxid abgegeben wird.
• Innere Atmung (Zellatmung): In den Mitochondrien der Körperzellen wird Sauerstoff genutzt, um Energie zu gewinnen. Dabei entsteht Kohlendioxid als Abfallprodukt.

Die Atmungsorgane

• Nase: Die Luft tritt meist durch die Nase ein, wo sie gereinigt, angefeuchtet und erwärmt wird.
• Mund: Alternativer Einatmungsweg.
• Rachenraum: Verbindet die Nasenhöhle mit dem Kehlkopf.
• Kehlkopf: Enthält die Stimmbänder und reguliert den Luftstrom.
• Kehlkopfdeckel: Ein schaltbarer Deckel zwischen Luft- und Speiseröhre. Beim Schlucken verschließt er die Luftröhre, sodass Nahrung nicht in die Atemwege gelangt.
• Luftröhre (Trachea): Führt die Luft von der Kehle zu den Bronchien.
• Lungenflügel: Die Lunge besteht aus zwei Flügeln, wobei der linke aufgrund des Herzens etwas kleiner ist.
• Bronchien: Verzweigen sich in der Lunge weiter in kleinere Äste (Bronchiolen).
• Bronchiolen: Feinere Verzweigungen der Bronchien, die weiter in die Lunge führen und die Luft zu den Lungenbläschen leiten.
• Lungenbläschen (Alveolen): Ort des Gasaustauschs zwischen Luft und Blut.

Der Gasaustausch in der Lunge

• Der Gasaustausch findet in den Lungenbläschen (Alveolen) statt:
• Alveolen von einem dichten Netz feiner Blutgefäße (Kapillaren) umgeben.
• Sauerstoffreiche Luft gelangt in die Lungenbläschen.
• Durch Diffusion gelangt Sauerstoff ins Blut.
• Das Blut transportiert Sauerstoff zu den Körperzellen.
• In den Zellen wird Sauerstoff für die Energiegewinnung genutzt, wobei Kohlendioxid entsteht.
• Das Kohlendioxid wird mit dem Blut zurück zur Lunge transportiert.
• Durch Diffusion gelangt Kohlendioxid in die Lungenbläschen.
• Beim Ausatmen wird das Kohlendioxid entfernt.

Die Mechanik der Atmung: Brustatmung vs. Bauchatmung

• Die Lunge selbst keine Muskeln besitzt, erfolgt die Atembewegung durch den Brustkorb und das Zwerchfell.
• Brustfell: Doppelten Hülle um die Lunge. Zwischen den beiden Brustfellschichten: Flüssigkeit als Gleitmittel. Unterdruck: Lunge zieht Luft ein und dehnt sich aus.
• Einatmung (Inspiration):
• Bauchatmung: Das Zwerchfell spannt sich an, senkt sich nach unten, Brustraum vergrößert sich, Luft strömt ein.
• Brustatmung: Die äußeren Zwischenrippenmuskeln ziehen den Brustkorb nach oben und außen, Brustvolumen vergrößert sich, Luft strömt ein.
• Ausatmung (Exspiration):
• Bauchatmung: Das Zwerchfell erschlafft und bewegt sich nach oben, Luft wird herausgepresst.
• Brustatmung: Die äußeren Zwischenrippenmuskeln entspannen sich, der Brustkorb sinkt, Luft wird passiv ausgeatmet.

Unterschiede zwischen Brust- und Bauchatmung

• Die Bauchatmung nutzt das Zwerchfell, das sich beim Einatmen nach unten senkt und den Brustraum vergrößert. Beim Ausatmen entspannt es sich und bewegt sich nach oben.
• Die Brustatmung wird durch die Zwischenrippenmuskulatur gesteuert, die den Brustkorb hebt und senkt.