Nährstoffaufnahme durch die Körperoberfläche

Einige Protozoen , Endoparasiten und im Wasser lebende Evertebraten nehmen ihre Nahrung aus dem sie umgebenden Milieu direkt durch die Haut auf. Kleine Moleküle wie Aminosäuren werden durch aktiven Transport gegen das Konzentrationsgefälle aufgenommen. Größere Moleküle werden durch Endocytose in die Zelle transportiert und anschlißend zerlegt.

Endocytose

Die Endocytose umfaßt die Pinocytose (Aufnahme von Flüssigkeit) und Phagocytose (Aufnahme von Feststoffen). Nach Anheftung eines Nahrungsteilchens an die Zellmembran stülpt sich diese an der Kontaktstelle ein und schnürt ein endocytotisches Bläschen ab, so das sich eine Nahrungsvakuole bildet. Diese verschmilzt im Cytoplasma mit Lysosomen. Nachdem durch Verdauungsenzyme, die sich im Lysozym befinden, die Nahrung zerlegt wurde, lößt sich die Vesikelmembran auf und die Nährstoffe liegen im Cytoplasma zur Verwertung vor.
 

Nährstoffaufnahme durch den Darm

Die Aufnahme von Nährstoffen durch die Körperoberfläche und die intrazelluläre Verdaung bedingt eine kontinuierliche Aufnahme von Nährdstoffen. Im Laufe der Zeit entwickelten sich sich extrazelluläre Räume in den Lebewesen, in denen die Verdauung stattfindet. Somit konnten größere Nahrungsstücke aufgenommen und je nach Bedarf zwischengespeichert, und später verdaut werden.
Im einfachsten Fall ist schlichtweg eine Einstülpung der Körperoberfläche mit einer Mundöffnung, die den Sackdarm von der Umwelt abtrennen kann, vorhanden. Die Nahrung wird durch den Mund aufgenommen, dann werden z.B. proteolytisch wirkende Enzyme in den Sackdarm sezerniert und die enstehenden kleinen Moleküle in die Zellen der Darmwand aufgenommen. Anschließend werden die unverdaulichen Rückstände durch den Mund entfernt und neue Nahrung aufgenomen.

Weiterentwickelte Tiere haben statt einem Darmsack ein tubuläres System zur Verdauung. Nahrung wird durch den Mund aufgenommen, verdaut und die unverdaulichen Reste durch den After ausgeschieden. Dabei haben verschiedene Abschnitte unterschiedliche Aufgaben.

  1. Nahrungsaufnahme
  2. Speicherung und Weiterleitung der Nahrung
  3. Verdauung und Nährstoffaufnahme
  4. Wasserresorbtion und Ausscheidung

Nahrungsaufnahme

Dazu gehören die Mundteile, Zähne, Zunge, Speicheldrüsen und der Pharynx. Diese Punkt werden an dieser Stelle nicht näher betrachtet.

Speicherung, Weiterleitung, Verdauung und Nährstoffaufnahme

Bei Vertebraten und einigen Evertebraten finden die meisten Verdauungsvorgänge in einem Trakt vor der in zwei Bereiche geteilt ist. Dem Magen und dem Darm.

Magen

Im Magen laufen die Anfangsstadien der Verdauung ab. Sie benötigen ein saures Milieu. Für Carnivoren und Omnivoren ist ein starker Muskelmagen charackteristisch. Durch die Kontraktion des Magens wird der Nahrungsbrei mechanisch verformt und vermischt. Einige Pflanzenfressende Säuger haben einen in mehrere Teile geteilten Magen der ihnen die Verdaung von Grünpflanzen ermöglicht (Pansen etc.).

Dünndarm

Dem Magen schließt sich direkt der Dünndarm an. Hier herrscht allgemein ein alkalisches Milieu vor. Die Dünndarmregionen verschiedener Arten untescheiden sich zu Teil deutlich voneinander. Bei den meisten Evertebraten dient der Darm nicht mehr der Verdauung, sondern auschließlich der Absorbtion und Reapsorbtion gelöster Teilchen und Wasser. Bei Vertebraten gibt es erhebliche Unterschiede zwischen Carnivoren und Herbivoren, die einen längeren und komplexer aufgebauten Darm besitzen.

Der Dünndarm der Vertebraten ist typischerweise in drei Bereiche Aufgeteilt. Er beginnt mit dem relativ kurzem Zwölffingerdarm. Dort werden Verdauungsenzyme sezerniert, die zum Teil aus dem Zwölfingerdarm, aber auch aus Leber (Gallenflüssigkeit zur pH-Regulierung!) und Pankreas stammen.
Ihm folgt das Jenunum, das ebenfalls Verdauungssekrete bildet. Im dritten Abschnitt dem Ileum werden im wesentlichen die erhaltenen Nährstoffe absorbiert.

Der Darm der meisten Tiere enthält zusätzlich Bakterien, Protozoen und Pilze. Diese tragen zur enzymatischen Verdauung bei und dienen der Synthese von essentiellen Vitaminen, die die Verdauung von Teilen der Bakterienpopulation zum Teil aufgenommen werden.

Dickdarm

Der letzte Abschnitt des Verdauungsystems dient vor allem der Wasserabsorption und damit verbundenen Verfestigung des unverdaubaren Materials, bevor dieses durch den Anus ausgeschieden wird. Dadurch wird der Wasser und Elektrolytverlust beim Verdauungsvorgang minimiert.
Die Wasserreabsorption erfolgt durch winzige Lücken in den Tight-Junctions, welche die Darmepithelzellen verbinden, durch den vor allem an den Spitzen der Darmzoten vorhandenen NaCl-Gradienten, der durch den aktiven Natrium-Glucose-Transport aufrecht erhalten wird. Kleine gelöste Teilchen werden passiv vom Wasser mitgerissen (solvent drag). Der Wassertrnsport im Säugerdarm verläuft immer passiv über Konzetrationgradienten (bei manchen Insekten vermutet man einen aktiven Wassertransport).

Siehe auch:

Eckert, Tierphysiologie, 2.Auflage, Seite 585