Dünndarm – optimale Nährstoffaufnahme durch Oberflächenvergrößerung


Verdauung beim Menschen

Verdauung – Enzyme zersetzen unsere Nahrung

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Verdauung beim Menschen: Der Magen

Energiegewinnung aus der Nahrung

Zähne und Gebiss (Basiswissen)

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Dünndarm – optimale Nährstoffaufnahme durch Oberflächenvergrößerung

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Grundlagen zum Thema Dünndarm – optimale Nährstoffaufnahme durch Oberflächenvergrößerung
Nährstoffaufnahme im Dünndarm – Biologie
Wir essen und trinken mehrmals täglich, dabei sollten unsere Mahlzeiten nach Möglichkeit ausgewogen sein. Das heißt, alle Grundbaustoffe der Nahrung (Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße) sollten enthalten sein. Nur so bekommt unser Körper alle Nährstoffe, die er zum Ausüben aller Funktionen braucht. Die Resorption, also die Aufnahme der Nährstoffe, erfolgt mithilfe des Dünndarms. Wie genau diese abläuft und wie der Dünndarm beschaffen ist, damit die Nährstoffaufnahme optimiert wird, erfährst du im folgenden Text.
Wie ist der Aufbau des Dünndarms?
Bevor wir uns den Aufgaben des Dünndarms im Detail zuwenden, betrachten wir zunächst den Aufbau des Dünndarms. Der Dünndarm ist ein Verdauungsorgan, also Bestandteil unseres Verdauungssystems. Betrachtet man die menschliche Anatomie, so befindet sich der Dünndarm im Oberbauch und schließt sich an den Magen an. Am Magenausgang befindet sich der Pförtner, ein ringförmiger Muskel, der die Nahrung portionsweise in den Dünndarm lässt. Der Dünndarm, der eine Länge von drei bis vier Metern hat, ist in Schlingen gelegt – nur so passt dieses lange Organ in unseren Körper.
Generell kann man den Dünndarm in drei Abschnitte einteilen: Der erste Abschnitt ist der Zwölffingerdarm. Dieser hat eine Breite von zwölf nebeneinander gelegten Fingern und weist Verbindungen zu der Bauchspeicheldrüse und der Gallenblase, welche der Leber anhängt, auf. Welche Funktion diese Verbindungen zum Dünndarm haben, betrachten wir im nächsten Abschnitt. Dem Zwölffingerdarm schließen sich der Leerdarm und der Krummdarm an. Die Dünndarmwände sind mit Muskeln durchzogen. Man unterscheidet zwischen Ring- und Längsmuskulatur. Durch abwechselnde Kontraktionen der Ring- und Längsmuskulatur wird der Nahrungsbrei durch den Dünndarm vorangeschoben. Ballaststoffe in unseren Mahlzeiten unterstützen diese Bewegung, denn sie sind unverdaulich, binden Wasser und erhöhen das Volumen des Nahrungsbreis. Andernfalls würde unser Darm träge werden.
Was sind die beiden Hauptaufgaben des Dünndarms?
Unser Dünndarm hat zwei Aufgaben: Zum einen zerlegt er Fette, Zucker und Eiweiße in ihre kleinsten Bestandteile, zum anderen werden diese Nährstoffe durch die Dünndarmwand abgegeben und dann vom Blut aufgenommen. Beide Aufgaben des Dünndarms wollen wir uns nun etwas genauer anschauen.
Nährstoffzerlegung
Der Vorgang der Verdauung im Dünndarm beginnt im Zwölffingerdarm. Hier befinden sich Zugänge zu der Bauchspeicheldrüse und der Gallenblase. Die Bauchspeicheldrüse produziert wichtige Verdauungsenzyme, die im Dünndarm für die Verdauung von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen notwendig sind. Die Gallenflüssigkeit, welche von den Leberzellen produziert und in der Gallenblase gespeichert wird, und ihre enthaltenen Enzyme sind wichtig für die Zerlegung von Fetten. Von ihnen bleiben nach der enzymatischen Verdauung nur noch die Grundbestandteile Glycerol und Fettsäuren übrig. Neben den Fetten werden auch Eiweiße und Kohlenhydratketten, welche bereits durch den Speichel teilweise gespalten wurden, bis auf ihre Grundbausteine abgebaut. Bei den Eiweißen sind es die Aminosäuren und bei den Kohlenhydratketten die Glucose.
Nährstoffaufnahme
Nun sind zwar alle über die Nahrung aufgenommenen Nährstoffe in ihre kleinsten Einheiten zerlegt, aber wie gelangen sie zu den Zellen und Geweben, wo sie gebraucht werden? Um den Prozess der eigentlichen Nährstoffaufnahme zu verstehen, wollen wir uns die Darmwand etwas genauer anschauen.
Diese ist stark gefaltet, zudem befinden sich auf der Oberfläche zahlreiche fingerförmige Ausstülpungen, die (Darm-)Zotten. Außerdem werden die Zellmembranen der Epithelzellen, welche die Schleimhaut bilden, durch Mikrovilli erweitert. Durch diese drei Faktoren – Falten, Zotten (teilweise als Villi bezeichnet) und Mikrovilli – gelingt es, die Oberfläche der Darmwand enorm zu vergrößern. Dadurch ist auch die Fläche, über welche Nährstoffe resorbiert werden können, sehr groß. Die Nährstoffe sind so klein, dass sie die Membranen der Epithelzellen und aller weiteren Gewebe durchdringen können und letztendlich von den Blut- und Lymphgefäßen aufgenommen und transportiert werden können.
Zusammenfassung – Nährstoffaufnahme im Dünndarm
Zum Abschluss fassen wir das Erlernte noch einmal kurz zusammen:
- Der Dünndarm ist ein wichtiges Organ unseres Verdauungssystems.
- Ring- und Längsmuskulatur des Dünndarms befördern durch Kontraktionen den Nahrungsbrei.
- Verdauungsenzyme der Bauchspeicheldrüse und Leber (Gallenblase) zerlegen Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße in ihre Grundbausteine.
- Die Oberfläche des Dünndarms wird durch Darmfalten, Darmzotten und Mikrovilli stark vergrößert.
- Grundbausteine der Nahrung gelangen durch die Zellmembranen der Schleimhaut zu den Blut- und Lymphgefäßen.
In dem dazugehörigen Video wird dir der Aufbau und insbesondere die Funktion des Dünndarms einfach erklärt. Du erfährst, wie die Nahrung durch den Dünndarm transportiert wird, wie die Nährstoffzerlegung erfolgt und wie die eigentliche Nährstoffaufnahme funktioniert. Im Anschluss kannst du dein neu gewonnenes Wissen mit interaktiven Übungsaufgaben und einem Arbeitsblatt testen.
Transkript Dünndarm – optimale Nährstoffaufnahme durch Oberflächenvergrößerung
Hallo. Hast du gewusst, dass die gesamte Oberfläche deines Dünndarms ungefähr so groß wie bis zu zwei Volleyballfelder ist? Es stimmt. Würde man die Fläche ausbreiten, ergäben das bis zu 200 oder 300 Quadratmeter. Ein Volleyballfeld hat typischerweise die Maße von 18 mal neun Metern. In diesem Video geht es um die Nährstoffaufnahme im Verdauungsorgan Dünndarm. Wir werden uns den Nahrungstransport und anschließend die Nährstoffzerlegung und die eigentliche Nährstoffaufnahme angucken. Schauen wir uns als Erstes an, wo der Dünndarm liegt. Hier siehst du das drei bis vier Meter lange Organ. Es passt nur in deinen Körper, weil es in Schlingen im Bauchraum liegt. Der Nahrungstransport beginnt in deinem Mund. Über die Speiseröhre gelangt der Nahrungsbrei in deinen Magen. An dessen Ausgang befindet sich ein ringförmiger Muskel. Dieser lässt die Nahrung wie ein Pförtner nur portionsweise in den Dünndarm. Als Erstes kommt der Zwölffingerdarm. Der heißt so, weil er so lang wie zwölf nebeneinander gelegte Finger ist. Er ist der erste Teil des Dünndarms. Um den Brei voranzuschieben, ziehen sich die Ringmuskeln und die Längsmuskeln in den Dünndarmwänden zusammen. Bestimmt hast du schon Mal gehört, dass Ballaststoffe in Lebensmitteln diese Bewegung unterstützen. Der Dünndarm hat zwei Funktionen. Die erste davon ist die Nährstoffzerlegung. Fette, Zucker und Eiweiße von jeder Mahlzeit müssen in ihre kleinsten Baustoffe zerkleinert werden. Dieser Vorgang beginnt im Zwölffingerdarm. Hier wird der Brei dank der Muskelbewegung mit Verdauungsenzymen durchmischt. Die Enzyme werden von zwei Drüsen gebildet. Die erste ist die Bauchspeicheldrüse. Sie produziert den Bauchspeichel. Die zweite ist die Leber. Sie erzeugt Gallenflüssigkeit, die in der Gallenblase zwischengelagert wird. Galle ist wichtig für die Zerlegung von Fetten. Hier siehst du eine Zuckerkette, wie sie zum Beispiel in deinem Pausenbrot enthalten ist. Diese Ketten sind schon sehr kurz, da sie bereits in Mundhöhle und Magen zerlegt wurden. Dank der Enzyme wird diese nun weiter gespalten, bis zum Grundbaustein Traubenzucker. Auch Eiweiß, zum Beispiel aus der Käsescheibe, wird im Dünndarm weiter zerlegt. Am Ende sind nur noch einzelne, winzig kleine Aminosäuren übrig. Fette, beispielsweise aus der Margarine, können sogar ausschließlich im Dünndarm zerkleinert werden. Von ihnen bleiben Glycerol und die Fettsäuren. Kommen wir zu unserem letzten Punkt: die Nährstoffaufnahme. Sie ist die zweite Funktion des Dünndarms. Um den Vorgang zu verstehen, müssen wir uns in den Darm hineinzoomen. Dann fällt nämlich auf, wie stark gefaltet die Dünndarmwand ist. Zoomen wir weiter, erkennen wir viele kleine Zotten. Im Querschnitt siehst du feine Blutgefäße. Weil die Nahrungsbestandteile nun so klitzeklein zerlegt sind, passen sie durch jede Öffnung in der Darmschleimhaut. Jede einzelne Zelle dieser Schleimhaut besitzt kleine Mikrovilli, eine dritte Art der Oberflächenvergrößerung. Nur durch die immens große Oberfläche können so viele Nährstoffe über die Dünndarmwand aufgenommen werden. Traubenzucker, Aminosäuren und indirekt auch Glycerol und Fettsäuren dringen in die Zotten und dann in die Blut- und Lymphgefäße ein. Von hier aus können sie überallhin transportiert werden. Fassen wir den Vorgang noch einmal zusammen: Ein mit Speichel durchsetzter Nahrungsbrei wird portionsweise in den Dünndarm transportiert. Hier wird er dank Ring- und Längsmuskulatur weitergeschoben. In ihre Grundbausteine zerlegt werden Zucker, Fette und Eiweiße durch Verdauungsenzyme der Bauchspeicheldrüse und der Leber, beziehungsweise Gallenblase. Die Oberfläche des Dünndarms ist sehr groß dank der Darmfalten, Zotten und Mikrovilli. Grundbausteine der Nahrung werden über die Schleimhaut der Darmwand und in feine Blut- und Lymphgefäße aufgenommen. Als Bau- und Energiestoffe werden sie überall dorthin transportiert, wo sie gebraucht werden. Jetzt weißt du Bescheid, was in deinem Körper mit deinem Pausenbrot passiert. Tschüss und bis zum nächsten Mal!
Dünndarm – optimale Nährstoffaufnahme durch Oberflächenvergrößerung Übung
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Beschreibe die Verdauung im Darm.
TippsUm die Nahrung zu verdauen, werden zunächst Verdauungssekrete benötigt.
Der Zwölffingerdarm ist der erste kurze Abschnitt des Dünndarms.
LösungNachdem der Nahrungsbrei in den Zwölffingerdarm gelangt, wird er mit den Verdauungssekreten der Leber, der Galle und der Bauchspeicheldrüse vermischt. Vorher müssen diese natürlich produziert werden. Die Durchmischung wird durch die Bewegung des Darms beschleunigt. Es folgt die Zersetzung der Nahrungsbestandteile. Die einzelnen Bausteine werden anschließend von den Darmzotten aufgenommen. Übrige Nahrungsreste werden in den Dickdarm geleitet. Hier werden der Nahrung nochmals Wasser, Vitamine und Mineralstoffe entzogen bevor der Rest ausgeschieden wird.
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Beschreibe die Oberflächenvergrößerung des Dünndarms.
TippsZellen besitzen sichtbare Zellkerne.
LösungDer erste Mechanismus zur Oberflächenvergrößerung ist eine Windung des Darms. Die gleiche Oberfläche passt so in einen viel kleineren Raum. Betrachtet man die Darmwand, fällt auf, dass diese nicht glatt ist, sondern aus vielen Falten besteht. Diese Darmfalten ragen in den Darm hinein und erhöhen die innere Oberfläche. Die gesamte Darmwand besteht innen aus feinsten Darmzotten. Diese tragen die Blutgefäße und sorgen für die Nährstoffaufnahme. Jede Darmzotte besteht außen aus Zellen mit Mikrovilli. Diese Strukturen besitzen also einen Zellkern und tragen auf einer Seite der Zelle kleine haarähnliche Ausstülpungen.
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Erläutere die Funktion des Dünndarms.
Tipps„Eiweiße“ ist ein anderes Wort für „Proteine“.
„Zucker“ ist ein umgangssprachliches Wort und meint „Kohlenhydrate“. Nicht alle „Zucker“ sind süß.
LösungDer Dünndarm übernimmt die Aufgabe, die kleinsten Nahrungsbestandteile aufzunehmen. Dafür werden diese mithilfe von Verdauungssekreten zersetzt. Kohlenhydratketten werden zu Traubenzuckerbausteinen (Glukose), Eiweiße zu Aminosäuren und Fette in Fettsäuren und Glycerol zerlegt. Die Darmbewegung (Peristaltik) ist dabei notwendig, um den Nahrungsbrei zu bewegen und mit den Verdauungssekreten zu vermischen. Die Verdauung kann dabei durch Ballaststoffe gefördert werden. Die Oberflächenvergrößerung des Darms ermöglicht es den Großteil der Nahrungsbestandteile aufzunehmen, während der Nahrungsbrei den Verdauungstrakt passiert.
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Arbeite heraus, warum der Körper nicht von den Verdauungssekreten verdaut wird.
TippsDer pH-Wert beschreibt vereinfacht, wie stark säurehaltig ein Milieu ist.
Die Dünndarmschleimhaut ist faltig.
LösungVerdauungssekrete binden an Eiweiße, Kohlenhydrate und Fette und zersetzen sie in ihre Bestandteile. Da der Körper aber auch aus diesen Bausteinen aufgebaut ist, muss es einen bestimmten Schutzmechanismus geben. Die Verdauungssekrete wirken nämlich nur unter bestimmten Bedingungen, die nur im Dünndarm vorherrschen. Der Dünndarm selbst ist durch eine Schleimhaut geschützt und verdaut sich somit nicht selbst.
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Nenne die Organe des Verdauungssystems.
TippsDer Dickdarm ist am Ende des Verdauungstraktes.
LösungDer Weg der Nahrung durch deinen Körper beginnt im Mund. Über die Speiseröhre rutscht der Nahrungsbrei in den Magen. Über den Magenpförtner wird der Brei in Portionen in den Dünndarm geleitet. Der Dünndarm beginnt mit dem Zwölffingerdarm, hier befinden sich auch Verbindungen zur Leber und zur Galle. Nachdem der Nahrungsbrei durch den Dünndarm geschleust wurde, gelangt er in den Dickdarm. Dieser endet im After, wo letztlich unverdaute Nahrung bzw. Nahrungsreste ausgeschieden werden.
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Interpretiere die Versuchsergebnisse der Forscher.
TippsDer pH-Wert beschreibt vereinfacht, wie säurehaltig ein Milieu ist.
LösungDie Verdauungsenzyme wirken nicht immer und zu jeder Zeit. Sie benötigen ein bestimmtes Milieu, in dem sie aktiv sind und die Nährstoffe zersetzen können. Dieses herrscht natürlich im Dünndarm vor.
Der Gallensaft hat keine direkte zersetzende Wirkung. Er dient als Emulgator. Emulgatoren verbinden eigentlich nicht vermischbare Substanzen. Fett und Wasser stoßen sich eigentlich ab, die Verdauungsenzyme sind aber nur im Wasser aktiv. Damit auch die Fette verdaut werden können, erzeugt der Gallensaft eine Emulsion (Mischung) aus Fett und Wasser, und ermöglicht somit auch ihre Verdauung.
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Ja 👍 normal
Die Videos sind super erklärt :)
Richtig gut!👍😍
ich habe eine frage ich schreibe morgen meine bio Arbeit aber was ich nicht verstehe ist wird in dem Dünndarm das Wasser schon entzogen oder erst im Dickdarm sonst ist das video sehr gut erklärt
this is a good vidio