Ernährungsphysiologie der Haustiere

Einleitung | Klassifizierung | Allgemein | Verdauung | Absorption | Enzyme

Einleitung

In den folgenden Abschnitten wird nicht beabsichtigt, aus Laien Tiermediziner zu machen, sondern lediglich eine Basis zu etablieren, um das notwendige Verständnis für die nachfolgenden Kapitel dieses medizinischen Bereiches zu wecken. Hier soll der Grundstein für die vielen folgenden Fachbegriffe und Abläufe gelegt werden. Die hier beschriebenen Abläufe sind stark vereinfacht dargestellt und extrem zusammengefasst. Es sollte zum besseren Verständnis der anatomischen Abschnitte des Verdauungssystems der Haustiere unsere kleine Einführung in die Anatomie Teil 1 besucht werden.

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Klassifizierung der Ernährungsformen

Der tierische Organismus ist nicht in der Lage, seine Nährstoffe aus einfachen anorganischen Stoffen selbst zu synthetisieren , sondern muss diese mit der Nahrung aufnehmen und umwandeln. Auch Einzeller, Pilze , die meisten Bakterien und einige blühende Pflanzen sind darauf angewiesen, komplexe Lebensbausteine mit der Nahrung aufzunehmen. Diese Form der Nahrungsaufnahme wird als Heterotrophie bezeichnet, da sich die einen Organismen von den anderen ernähren. Einigen primitiven Algen und Pflanzen gelingt es mit Hilfe der Photosythese, aus einfachen anorganischen Stoffen wie Kohlendioxid und Wasser komplexe organische Kohlenstoffverbindungen zu erzeugen. Diese Form der Ernährung wird als Autotrophie bezeichnet, da diese Pflanzen sich selbst ernähren können und nicht auf andere Organismen angewiesen sind.

Es wird zwischen drei Arten der Heterotrophie unterschieden:

1. Holozoische Ernährung

Das Tier oder die fleischfressende Pflanze lebt von festem organischen Material, das aus einem meist fremden Organismus gewonnen wird.
a. Carnivore: Die Fleischfresser ernähren sich ausschließlich von gerissenen Beutetieren wie z.B. Wolf, Fuchs, Hund und Katze oder von Aas wie Hyänen und Geier.
b. Herbivore: Sie ernähren sich von Pflanzen und verdauen diese mit Hilfe von Einzellern und Bakterien, die in ihrem Verdauungstrakt leben und von Nutzen für den Wirt sind. Zu diesen Tieren gehören Meerschweinchen, Kaninchen, Rinder , Schafe, Ziegen etc.
c. Omnivore: Dies sind Allesfresser, die sowohl Pflanzen als auch Fleisch verzehren. Hierzu zählt der Mensch ebenso wie Schweine , Mäuse, Ratten etc.

2. Saprophytische Ernährung

Dies umfasst die Gewinnung löslicher organischer Stoffe aus dem Organismus toter Tiere und Pflanzen. Viele Pilze und Bakterien wenden diese Ernährungsform an.

3. Parasitäre Ernährung

Hierzu zählt eine Reihe von Tieren, Pflanzen, Pilzen und Bakterien. Die zu dieser Gruppe gehörigen Organismen leben in einem anderen lebenden Organismus und nehmen dort überwiegend organische Nährstoffe auf, die sich bereits in Lösung befinden.

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Allgemeine Überlegungen zur heterotrophen Ernährung

Das Problem eines heterotrophen Organismus der sich von festem organischem Material ernährt, ist die Beschaffung der notwendigen organischen Stoffe, die der Erhaltung seiner Art dienen - fangen (jagen) und danach aufnehmen (schlucken).

Um die Nahrung zu fangen und dem Verdauungstrakt zuführen zu können, hat die Natur eine Reihe an Werkzeugen entwickelt wie Tentakel, Fangzähne, Krallen, Zangen etc.

Nachdem die Nahrung dem Verdauungsapparat zugeführt worden ist, beginnen eine Reihe von physikalischen und chemischen Prozessen, die als Verdauung bezeichnet werden. Durch den Prozess der Verdauung können feste Nahrungsmittel in lösliche Komponenten zerlegt werden, die durch die Darmwand in den Blutstrom aufgenommen werden können (Absorption). Vom Darm werden die absorbierten Nährstoffe im Körper des Organismus verteilt, um von den verschiedenen Geweben in die Zellen aufgenommen zu werden. Einige Zellen verwandeln diese Stoffe in wesentlich komplexere organische Materialien (Assimilation) oder verwandeln diese in Energie (Zellatmung).

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Physische und chemische Verdauung

Der physikalische Teil der Verdauung wird teils durch die schneidende und mahlende Aktion der Zähne erreicht, teils durch die rollenden Bewegungen der Zunge, wobei der zerkleinerte Nährstoff mit Speichel vermengt und in halbfeste Nahrung umgewandelt wird. Der Speichel enthält das Enzym Amylase, das mit der chemischen Zerkleinerung der Stärke (Kohlenhydrate) beginnt. Durch Kontraktion der Wände des Verdauungstraktes werden die Nährstoffe mit den Enzymen vermischt, so dass die chemische Verdauung gute Bedingungen erhält und der Futterbrei gleichmäßig verknetet wird, bevor er zur nächsten Station vorgeschoben wird. Im Magen wird durch Magensäure der Futter-pH gesenkt, um optimale Bedingungen für die Wirkung des Magenenzyms Pepsin zu erreichen. Die Enzyme des Magens (Proteasen) zerkleinern Proteine in Polypeptide. Durch kräftige Muskelbewegungen der Magenwände wird der Futterbrei durchgeknetet und durch Schleim und Drüsenausscheidungen in halbflüssigen Chymus (Futterbrei) umgewandelt, der durch den Magenpförtner nach und nach in den Zwölffingerdarm entlassen wird. Durch Zugabe von Galle erhält der saure Chymus einen alkalischen pH-Wert. So können die Verdauungssäfte aus der Bauchspeicheldrüse und aus der Darmwand Kohlenhydrate weiter spalten (durch Amylase, Maltase, Lactase etc.). Die Eiweiß spaltenden Enzyme des Darmes und der Bauchspeicheldrüse (Proteasen wie z.B. Trypsin und Peptidasen) zerkleinern Proteine in Polypeptide und danach in ihre Eiweißbausteine, die Aminosäuren . Durch die Gallensalze werden Fette emulgiert (in kleinste Fetttropfen zerkleinert), damit diese eine große Oberfläche haben und die Lipase ( Fett spaltendes Enzym aus der Bauchspeicheldrüse) sie in Fettsäuren und Glyzerin zerlegen kann. Durch die Wirkung der unterschiedlichen Verdauungsfermente entsteht eine Milchsaft ähnliche wässerige Flüssigkkeit - der Chylus, der von den Lymph- und Blutgefäßen absorbiert wird.

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Absorption und Assimilation

Die Endprodukte der Verdauung sind : Glukose (Zucker aus der Verdauung der Kohlenhydrate), Fettsäuren und Glyzerin (aus der Verdauung der Fette) und Aminosäuren (aus der Verdauung der Eiweiße). Die Innenwand des Darmes weist eine starke Fältelung auf, mit der eine große Oberfläche für die Absorption der Nährstoffe erreicht wird. Um die Absoptionsfläche weiter zu erhöhen, ragen zahlreiche fingerartige Zotten in das Darmlumen (Hohlraum des Darmrohres), die sogenannten Villi intestinales. Die Absorptionsfläche wird um ein weiteres vergrößert, durch die Mikrovilli, die sich auf spezialisierten Epithelzellen der Villi intestinales befinden. Durch die Hilfe dieser enorm vergrößerten Darmoberfläche können die Produkte der Verdauung durch die Darmwand in die Lymph- und Blutbahnen gelangen und zu den Geweben und Organen des Organismus. Das unverdauliche Material, das nicht vom Verdauungssystem zerkleinert werden konnte, wird vom Dickdarm entwässert und als Kot aus dem Körper ausgeschieden.

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Enzyme

Ein Enzym ist ein Protein, das chemische Reaktionen im Organismus beschleunigt, ohne bei der Reaktion selbst verändert oder aufgebraucht zu werden. Enzyme arbeiten sehr schnell, sind abhängig von der Temperatur und dem pH-Wert und stets spezifisch für ein bestimmtes Substrat.

Eine enzymatische Reaktion kann in beide Richtungen verlaufen : Substrat zu Produkt oder Produkt zu Substrat, wobei die Richtung abhängig ist von der Konzentration. So ist die Reaktionsgeschwindigkeit abhängig von der Konzentration des Substrates. Daraus folgt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit hoch ist, wenn eine hohe Substratkonzentration besteht.

Enzym + Substrat Enzym-Substrat-Komplex Enzym-Produkt-Komplex Enzym + Produktmolekül

Ein Enzym ist immer sehr spezifisch für ein bestimmtes Substrat und verfügt über einen aktiven Bereich, an den das Substratmolekül andockt. Einige Enzyme arbeiten nur, wenn ein Cofaktor vorhanden ist. Diese Coenzyme können einfache Spurenelemente sein wie Metallionen von Zink, Eisen oder Kupfer, sie können aber auch aus komplexen organischen Molekülen bestehen wie NAD (Nikotinamid Adenine Dinukleotid), welches vom Körper aus dem Vitamin Nicotinamid (ein Abkömmling der Nikotinsäure) gewonnen wird und bei der Zellatmung eine wichtige Rolle spielt.

Die wichtigsten Enzyme und ihre Leistung im Verdauungstrakt:

Sekret	Ursprung	Enzym	Substrat	Produkt
Speichel	Speicheldrüsen	Amylase (Ptyalase)	Stärke	Maltose
Magensaft (sauer)	Magenwald	Salzsäure (kein Enzym)	Pepsinogen	Pepsin
		Pepsin	Caseinogen (löslich)	Casein (ungeloscht)
		Renin	Caseinogen (löslich)	Casein (ungelöst)
Galle (alkalisch)	Leber	Gallensalze (kein Enzyme)	Fette	Fetttropfen (Chylomikronen
Bauchspeicheldrüse (alklisch)	Pankreas Bauchspeichel-Drüse	Amylase	Stärke	Maltose
		Trypsin	Eiweiß	Polpeptide
		Peptidasen	Polypeptide	Aminosäuren
		Lipase	Fette	Fettsäuren und Glycerin
		Nuleasen	Nukleinsäure	Nukleotide
Darmsaft (alkalisch)	Wand des Dünndarms	Amlylase	Stärke	Maltose
		Trypin	Eiweß	Polypeptide
		Peptidasen	Polypeptide	Aminosäuren
		Lipase	Fette	Fettäuren und Glycheirin
Nukleasen		Nukleasen	Nukleinsäuere	Nukleotide
Darmsaft (alkalisch)	Wand des Dünndarm	Enterokinase	Trypsinoge	Nukleotide
		Amykase	Stärke	Maltonse
		Maltase	Maltose	Glucose
		Sucrase (Inversase)	Sucrose	Glucose und Fructose
		Lactase	Lactose (Milchzucker)	Glucose und Galactose
		Peptidasen	Polypeptide	Aminosäuren
		Nucleotidasen	Nucleotide	Pentose, Phosphorsäure und organische Basen

Damit Sie tiefere Einblicke in die Störungen der Verdauung und Krankheiten des Verdauungsapparates unserer Haustiere erhalten, besuchen Sie bitte auch unseren Abschnitt Medizin Gastroenterologie auf tierklinik.de.

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