Der Magen – Wie er funktioniert

Einleitung

Der Magen gilt als das zentrale Organ im Verdauungstrakt. Aber die Mehrzahl der Verdauungsprozesse und die eigentliche Nährstoffaufnahme spielen sich nicht im Magen, sondern in verschiedenen Darmabschnitten ab.
Im Magen wird die Nahrung durch den sauren Magensaft (pH 1,5-2; etwa 2,5-3 Liter pro Tag) chemisch zerkleinert und verflüssigt. Der Magensaft besteht im Wesentlichen aus Wasser, Schleim, Salzsäure und eiweißspaltenden Enzymen (Pepsin).

Aufbau des Magens

Der Magen besteht aus einer kräftigen muskulösen Magenwand, die aus einem Netz spiralig verlaufender Muskelfasern besteht.

Die Magenschleimhaut hat jedoch eine Sonderstellung im Verdauungstrakt. Sie produziert Salzsäure, eine durchaus starke und nicht ungefährliche Säure. Für diese besondere Leistung aber auch besondere Belastung, ist die Mageninnenwand speziell ausgerüstet. Ohne diesen Schutzmechanismus würde die Magensäure die Zellen der Muskelwand zerfressen und der Magen sich gleichsam selbst verdauen.

Die innere Schleimhaut des Magens besteht daher aus einer säurefesten Zellschicht. Hinzu kommen Zellen, die einen schützenden Schleim produzieren, damit die Salzsäure nicht in voller Stärke auf die Magenwand einwirken kann. Die Säure produzierenden Zellen sind nicht im ganzen Magen gleichmäßig verteilt.

Der Magen wird in mehrere Abschnitte unterteilt. Dort wo die Speiseröhre in den Magen mündet befindet sich der Magenmund. Auf diesen folgen der Magengrund, eine blindsackartige Erweiterung und schließlich der Magenkörper. Daran schließt sich der Bulbus an, der gefolgt wird vom Pförtnerkanal, einer natürlichen Engstelle am Übergang zum Zwölffingerdarm.

Die Magenschleimhaut ist in groben Falten angeordnet, die vom Mageneingang bis zum sogenannten Pförtner ziehen. Zwischen den Falten, gleichsam in den Tälern der Höhenzüge, verläuft die >>Magenstraße<<. Durch sie bewegt sich ohne größere Peristaltik Flüssigkeit und dünnflüssige Nahrung sehr schnell in Richtung Zwölffingerdarm. Flüssigkeiten verweilen nur sehr kurz im Magen, sie belasten ihn kaum. 

Die Drüsen des Magens

Die Magenschleimhaut besteht aus 6 Zelltypen von denen jeder eine oder mehrere wichtige Substanzen absondert. 
Belegzellen produzieren Salzsäure.
Hauptzellen stellen Pepsinogene her, die mit Hilfe von Salzsäure in Pepsin umgewandelt werden. Pepsin ist ein eiweißabbauendes Enzym.

G-Zellen schütten Gastrin aus. Gastrin ist ein wichtiges Hormon, das die Freisetzung von Salzsäure aus den Belegzellen und die Abgabe von Pepsinogen aus den Hauptzellen regelt.
H-Zellen geben Histamin ab, wenn sie durch Gastrin dazu angeregt werden.
Schleimzellen sondern Schleim ab, der die Magenwände schützt und die Nahrung gleitfähiger macht.
D-Zellen erzeugen Somatostatin, ein Hormon, dass die Ausschüttung von Gastrin verringert, wenn der pH-Wert im Magen sinkt.

Die Absonderung von Verdauungssäften im Magen

Die Ausschüttung von Verdauungssäften wird durch die Anregung des Vagusnerves und durch die Nahrung selbst stimuliert. Die nervöse Anregung erfolgt durch Sinneseindrücke wie Schmecken, Riechen und Sehen. Sie erfolgt auch bei leerem Magen.

Die Anregung der Produktion von Verdauungssäften durch die Nahrung selbst, also die sogenannte gastrische Sekretion beginnt, wenn die Nahrung in den  Magen gelangt. Sie wird durch besondere hormonähnliche Stoffe (z.B. Gastrin) die die Magenschleimhaut in der Nähe des Magenausganges herstellt, ausgelöst. Beteiligt sind aber auch mechanische Faktoren, wie Dehnungsreize bei Magenfüllung und chemische Faktoren wie in der Nahrung enthaltene Eiweiße oder Alkohole. Gastrin löst nun die Bildung von Salzsäure in den Belegzellen aus.

Auch der Zwölffingerdarm beeinflusst rückwirkend die Bildung des Magensaftes, denn die Zusammensetzung und Menge des Speisebreis im Zwölffingerdarm hemmt  über die Ausschüttung eines Hormones (Sekretin) die Ausschüttung von Salzsäure. So passt der Zwölffingerdarm den Speisebrei an die Bedürfnisse des Dünndarmes an.

Lage und Form des Magens

Der Magen liegt im linken Oberbauch unter dem Zwerchfell.
 Form und Lage können große Unterschiede aufweisen. Die Unterschiede sind funktionsbedingt und machen sich meist am Füllstand des Hohlorganes fest.
 Der Form nach ist der Magen ein hakenförmiges Hohlorgan, er schließt sich, an die aus dem Brustraum kommende Speiseröhre, direkt an. Er liegt vollständig im Bauchraum. Nur bei Anomalien kann es vorkommen, das ein Teil des Magens durch eine Zwerchfelllücke in den Brustraum verlagert ist.

Dies kommt meist durch Pressvorgänge und im Liegen vor. Man spricht dann von einem Zwerchfellbruch (Hiatushernie).                 
 Auch indische Yogi sollen es schaffen, den Magen durch spezielles Muskelspiel vollständig in den Brustraum zu verlagern.

Die Form des Magens, so wie sie sich im Röntgenbild darstellt, variiert sehr stark.
Je nach Füllungsgrad, Muskeltonus, Nachbarorganen und Körperhaltung spricht man von Stierhornmagen, Angelhakenmagen, Kaskadenmagen.

Bei Röntgenaufnahmen des Magens mit Kontrastmittel findet man am Übergang vom Magenausgang (Pförtner, Pylorus) zum Zwölffingerdarm eine zwiebelförmige Region. Sie wird als Bulbus bezeichnet. Erstaunlich ist, das diese auffällige Struktur den alten Anatomen nicht aufgefallen war. Dies ist nur dadurch erklärbar, das diese Struktur Ergebnis einer bestimmten Muskelanspannung ist, die der Anatom an der Leiche nicht mehr nachweisen kann.

Der Bulbus hat insofern eine medizinische Bedeutung, weil er bevorzugter Sitz von Geschwüren ist. Außerdem kann der Arzt an Deformierungen dieses Bulbus Rückschlüsse auf frühere Geschwüre ziehen (Vernarbungen). Der Bulbus ist also eine Art Grenzgebiet. Der saure Magensaft muss nach seinem Eintritt in den Dünndarm erst neutralisiert werden, wenn die Darmfermente ihre Wirkung entfalten sollen. 

schon gewusst ?

>Im leeren Zustand ist unser Magen nur so groß wie eine Faust. Trotzdem leistet er enorme Arbeit. Er verarbeitet in 70 Lebensjahren rund 50.000 Liter Flüssigkeit und 30.000 Kilogramm Nahrung. >Um das zu bewerkstelligen, braucht es ein gut ausgeklügeltes System, das ohne Probleme funktioniert und exakt zusammenarbeitet<.

sekretproduzierende Zellen der Magenschleimhaut

Bei mikroskopischer Betrachtung fallen in der Schleimhaut des Magens schlauchförmige, an ihrem Ende sich verzweigende Drüsen aus unterschiedlichen Zellen auf. Und in diesen Zellen werden sowohl das Verdauungsferment wie – in sogenannten Belegzellen – die Salzsäure produziert.

Die Fermente werden als inaktive Vorstufen gebildet, die dann im Magen durch andere Substanzen umgewandelt und aktiviert werden. Zusätzlich zur Salzsäure produzieren die Belegzellen auch einen Faktor. Der sogenannte >>Intrinsinc Factor<< ermöglicht die Aufnahme von Vitamin B12 im unteren Dünndarm. 

Die Muskulatur des Magens

Es wäre zu stark vereinfacht, den Magen nur als eine Art Sack oder Sammelbehälter zu betrachten. Durch die in drei Schichten angeordnete Muskulatur, die stets unter einer bestimmten Spannung (Tonus) steht, wird der Speisebrei durchmischt und weiter zerkleinert. Und das geschieht über wellenförmige, einschnürende Bewegungen der Muskelschichten.

Die Magenbewegung sorgt dafür, das die äußeren Schichten der Nahrung, die bereits mit Salzsäure und Verdauungsferment angereichert sind, nach innen gedrückt werden, und die inneren noch nicht benetzten Schichten nach außen. Die Anordnung der Muskelschichten ist daher ideal für die reibungslose Funktion des Magens.

Funktion des Magens:

Die Verdauungskaskade

Was geschieht, wenn die Nahrung in den Magen gelangt?

Wenn ein Bissen Nahrung den unteren Speiseröhrenschließmuskel passiert und in den Magen gelangt, wird eine Reihe von Ereignissen ausgelöst, die dazu dienen, den Verdauungsvorgang zu optimieren:

Was genau geschieht im Magen ?

Im Magen wird die aufgenommene Nahrung gespeichert, weiter zerkleinert und vermengt. Das gelingt einerseits durch die wellenförmigen, kräftigen Bewegungen der Muskelwand, andererseits mit dem Magensaft, der von den in der Magenschleimhaut sitzenden Drüsen produziert wird. Und dieser Magensaft enthält bestimmte Enzyme, welche die Nahrung bereits im Magen vor verdauen.
 Bei Erreichen von Nahrung dehnt sich die Magenschleimhaut ein wenig.

Die Verdauungskaskade im Magen

>> Die Dehnung wird von Nervenfasern wahrgenommen, die den G-Zellen ein Signal geben, mit der Gastrinproduktion zu beginnen. Gastrin ist ein wichtiges Regulationshormon. Dieses Hormon steuert die Freisetzung von Salzsäure aus den Belegzellen und auch die Absonderung von Pepsinogen aus den Hauptzellen.

>>Gastrin signalisiert den Belegzellen, die Säureproduktion und Freisetzung hoch zu fahren. Außerdem regt das Hormon die H-Zellen zur Produktion von Histamin an. Histamin veranlasst die Belegzellen dazu, die Produktion und Freisetzung von Salzsäure zu steigern.

>> Belegzellen sondern eine Substanz ab, die als intrinsischer Faktor bezeichnet wird und für die Aufnahme von Vitamin B12 im Dünndarm nötig ist.

>> Gastrin löst die Freisetzung von Pepsinogen aus den Hauptzellen aus.

>> Wenn genug Salzsäure vorhanden ist, wird Pepsinogen in Pepsin umgewandelt.

>>Gastrin regt die Magenmuskeln zur Zerkleinerung und Durchmischung des Nahrungsbreis an.

>>Sobald der Nahrungsbrei in die unteren Regionen des Magens wandert, beginnt der pH-Wert zu steigen, damit Verdauung und Aufnahme der Nährstoffe im Dünndarm ungehindert ablaufen können.

Die Wirkung der Magensäure

Die Säurekonzentration des Magens ist in seinen unteren Bereichen geringer. Dafür sind zwei Mechanismen verantwortlich: 

1.Die vorhandene Salzsäure stimuliert dort sitzende D-Zellen mit dem Ausstoß des Hormons Somatostatin.

Somatostatin koppelt zurück zu den G-Zellen, die daraufhin die Gastrinproduktion zurück schrauben. Weniger Gastrin ⇒ weniger Histamin ⇒ weniger Säure.

2.Nach Verlassen des Magens stimuliert der angesäuerte Nahrungsbrei, der in Kontakt mit der Schleimhaut des Dünndarmes tritt, die Freisetzung des Hormons Sekretin. Dieses Hormon signalisiert der Bauchspeicheldrüse Hydrogenkarbonat herzustellen und in den Dünndarm auszuschütten.

 Hydrogenkarbonat ist im wesentlichen das selbe wie Natriumbikarbonat, auch bekannt als Backpulver oder Backtreibmittel oder schlicht Natron, ein immer noch genutztes Mittel um Sodbrennen zu bekämpfen. Damit wird der Nahrungsbrei neutralisiert und kann im Dünndarm verdaut und aufgeschlossen werden.

Gemeinsam mit Sekretin wird noch ein weiteres Hormon freigesetzt, das durch den Dünndarm zur Gallenblase wandert. Die Gallenblase mündet in den Dünndarm. Dort stimuliert es die Ausschüttung von Gallenflüssigkeit in den Dünndarm, die dort für die Verdauung von Fetten benötigt wird.

Quellen

• Schmidt R, Lang F, Heckmann M. Physiologie des Menschen: mit Pathophysiologie. Heidelberg: Springer; 2011.
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• Duale Reihe Chirurgie, D. Henne-Bruns, M. Düring, B. Kremer, Thieme Verlag, 3. Auflage, Stuttgart, 2008
• Duale Reihe Innere Medizin, K. Arastéh, C. Bieber, R. Brandt, T. Chatterjee et.al, Thieme Verlag, 2. Auflage, Stuttgart, 2009
• Kirsch, J. et al.: Taschenlehrbuch Anatomie, Georg Thieme Verlag, 1. Auflage, 2010
• Waldeyer, A.: Anatomie des Menschen, Walter de Gruyter Verlag, 17. Auflage, 2002