Lernziele
Am Ende dieses Abschnitts haben Sie die folgenden Ziele erreicht:
- Diskutieren Sie die Rolle der neuronalen Regulation bei Verdauungsprozessen
- Erklären Sie, wie Hormone die Verdauung regulieren
Das Gehirn ist das Kontrollzentrum für das Gefühl von Hunger und Sättigung. Die Funktionen des Verdauungssystems werden durch neuronale und hormonelle Reaktionen reguliert.
Neuronale Reaktionen auf Nahrung
Abbildung 1. Das Sehen eines Tellers mit Nahrung löst die Sekretion von Speichel im Mund und die Produktion von HCL im Magen aus. (kredit: Kelly Bailey)
Als Reaktion auf den Geruch, das Sehen oder den Gedanken an Nahrung, wie in Abbildung 1 gezeigt, ist die erste hormonelle Reaktion die des Speichelflusses. Die Speicheldrüsen scheiden mehr Speichel als Reaktion auf den Reiz aus, den die Nahrung zur Vorbereitung der Verdauung darstellt. Gleichzeitig beginnt der Magen Salzsäure zu produzieren, um die Nahrung zu verdauen. Denken Sie daran, dass die peristaltischen Bewegungen der Speiseröhre und anderer Organe des Verdauungstraktes unter der Kontrolle des Gehirns stehen. Das Gehirn bereitet diese Muskeln auch auf Bewegung vor. Wenn der Magen voll ist, signalisiert der Teil des Gehirns, der Sättigung erkennt, Fülle. Es gibt drei überlappende Phasen der Magenkontrolle – die Kopfphase, die Magenphase und die Darmphase — jede erfordert viele Enzyme und steht auch unter neuronaler Kontrolle.
Verdauungsphasen
Die Reaktion auf Nahrung beginnt bereits, bevor Nahrung in den Mund gelangt. Die erste Phase der Einnahme, die als Kopfphase bezeichnet wird, wird durch die neuronale Reaktion auf den durch die Nahrung bereitgestellten Reiz gesteuert. Alle Aspekte — wie Sehen, Sinn und Geruch – lösen die neuronalen Reaktionen aus, die zu Speichelfluss und Sekretion von Magensäften führen. Die Magen- und Speichelsekretion in der Kopfphase kann auch durch den Gedanken an Nahrung stattfinden. Wenn Sie gerade an ein Stück Schokolade oder einen knusprigen Kartoffelchip denken, ist der Anstieg des Speichelflusses eine kephale Phasenantwort auf den Gedanken. Das zentrale Nervensystem bereitet den Magen auf die Nahrungsaufnahme vor.
Die Magenphase beginnt, sobald die Nahrung im Magen ankommt. Es baut auf der Stimulation während der Kopfhautphase auf. Magensäuren und Enzyme verarbeiten die aufgenommenen Materialien. Die Magenphase wird durch (1) Ausdehnung des Magens, (2) eine Abnahme des pH-Wertes des Mageninhalts und (3) das Vorhandensein von unverdautem Material stimuliert. Diese Phase besteht aus lokalen, hormonellen und neuronalen Reaktionen. Diese Reaktionen stimulieren Sekrete und starke Kontraktionen.
Die Darmphase beginnt, wenn Speisebrei in den Dünndarm gelangt und Verdauungssekrete auslöst. Diese Phase steuert die Geschwindigkeit der Magenentleerung. Wenn Speisebrei in den Dünndarm gelangt, löst er neben der Magenentleerung auch andere hormonelle und neuronale Ereignisse aus, die die Aktivitäten des Darmtrakts, der Bauchspeicheldrüse, der Leber und der Gallenblase koordinieren.
Hormonelle Reaktionen auf Nahrung
Das endokrine System steuert die Reaktion der verschiedenen Drüsen im Körper und die Freisetzung von Hormonen zu den entsprechenden Zeiten.
Einer der wichtigen Faktoren unter hormoneller Kontrolle ist die Magensäureumgebung. Während der Magenphase das Hormon Gastrinwird von G-Zellen im Magen als Reaktion auf das Vorhandensein von Proteinen ausgeschieden. Gastrin stimuliert die Freisetzung von Magensäure oder Salzsäure (HCl), die bei der Verdauung der Proteine hilft. Wenn der Magen jedoch entleert wird, muss die saure Umgebung nicht aufrechterhalten werden, und ein Hormon namens Somatostatin stoppt die Freisetzung von Salzsäure. Dies wird durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus gesteuert.
Im Zwölffingerdarm spielen Verdauungssekrete aus Leber, Bauchspeicheldrüse und Gallenblase eine wichtige Rolle bei der Verdauung von Speisebrei während der Darmphase. Um den sauren Speisebrei zu neutralisieren, stimuliert ein Hormon namens Sekretin die Bauchspeicheldrüse, alkalische Bikarbonatlösung zu produzieren und sie in den Zwölffingerdarm zu liefern. Sekretin wirkt zusammen mit einem anderen Hormon namens Cholecystokinin (CCK). CCK stimuliert nicht nur die Bauchspeicheldrüse, um die erforderlichen Pankreassäfte zu produzieren, sondern stimuliert auch die Gallenblase, um Galle in den Zwölffingerdarm freizusetzen.
Link zum Lernen
Besuchen Sie diese Website, um mehr über das endokrine System zu erfahren. Überprüfen Sie den Text und sehen Sie sich die Animation an, wie die Kontrolle im endokrinen System implementiert wird.
Eine andere Ebene der hormonellen Kontrolle tritt als Reaktion auf die Zusammensetzung der Nahrung auf. Lebensmittel mit hohem Lipidgehalt brauchen lange, um verdaut zu werden. Ein Hormon namens mageninhibitorisches Peptid wird vom Dünndarm ausgeschieden, um die peristaltischen Bewegungen des Darms zu verlangsamen und fetthaltigen Lebensmitteln mehr Zeit für die Verdauung und Absorption zu geben.
Das Verständnis der hormonellen Kontrolle des Verdauungssystems ist ein wichtiger Bereich der laufenden Forschung. Wissenschaftler erforschen die Rolle jedes Hormons im Verdauungsprozess und entwickeln Wege, um diese Hormone anzusprechen. Fortschritte könnten zu Wissen führen, das helfen kann, die Adipositas-Epidemie zu bekämpfen.
Abschnittsübersicht
Das Gehirn und das endokrine System steuern Verdauungsprozesse. Das Gehirn steuert die Reaktionen von Hunger und Sättigung. Das endokrine System steuert die Freisetzung von Hormonen und Enzymen, die für die Verdauung von Nahrungsmitteln im Verdauungstrakt erforderlich sind.