Verdauungstrakt und Elektrisches Dipolmoment: Unterschied zwischen den Seiten

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Mit den Begriffen '''Verdauungstrakt''' oder '''Verdauungskanal''' ([[Latein|lat.]] ''Canalis alimentarius'') werden die [[Organ (Biologie)|Organe]] zusammengefasst, die der Aufnahme, der Zerkleinerung und dem Weitertransport der [[Nahrung]] dienen, um diese letztlich zu [[Verdauung|verdauen]] und die darin enthaltenen [[Nährstoff]]e für den Körper verwertbar zu machen. Der Verdauungstrakt besteht aus der [[Mundhöhle]], dem [[Pharynx]] (Rachen), der [[Speiseröhre]], dem [[Magen]] und dem [[Darm]].
[[Datei:Dipole Water.svg|mini|Dipolmoment eines H<sub>2</sub>O-Moleküls.<br />rot: negative Teilladung<br />blau: positive Teilladung<br />grün: gerichteter Dipol]]


Der größte Teil des Verdauungstrakts ist der '''Magen-Darm-Trakt''', der auch als '''Gastrointestinaltrakt''' (von [[Griechische Sprache|griech.]] ''gaster'' Magen und lat. ''intestinum'' Darm) oder seltener als '''Magen-Darm-Kanal''' bezeichnet wird.
Das '''elektrische Dipolmoment''' <math>\vec p</math> ist ein Maß für die Stärke und Richtung eines '''elektrischen Dipols''', bei dem die positiven und negativen [[Elektrische Ladung|elektrischen Ladungen]] räumlich voneinander getrennt sind. Sind die [[Schwerpunkt]]e der elektrischen Ladungen <math>q</math> durch die gerichtete räumliche Distanz <math>\vec d</math> voneinander getrennt, so resultiert daraus das Dipolmoment wie folgt:


Weitere '''Verdauungsorgane''' sind die [[Leber]] mit den Gallenwegen und die [[Bauchspeicheldrüse]]. Alle Verdauungsorgane zusammen werden als  '''Verdauungsapparat''' (lat.: ''Apparatus digestorius'') oder '''Verdauungssystem''' (lat. ''Systema digestivum'') bezeichnet.
:<math>\vec p = q \cdot \vec d</math>


== Funktion ==
Die kollinearen [[Vektor]]en <math>\vec p</math> bzw. <math>\vec d</math> weisen definitionsgemäß vom negativen zum positiven Ladungsschwerpunkt. Im [[SI-System]] wird das elektrische Dipolmoment in [[Ampere|A]]·[[Meter|m]]·[[Sekunde|s]] angegeben.
Im Verdauungstrakt findet der eigentliche [[enzym]]atische Aufschluss der Nahrung, die [[Resorption]] von Nahrungsstoffen und [[Wasser]] sowie die Ausscheidung unverdaulicher oder nicht verwertbarer Nahrungsbestandteile statt. Neben Enzymen sind auch verschiedene [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]] an der [[Verdauung]] beteiligt, die man unter dem Begriff [[Darmflora]] zusammenfasst.


Die großen Verdauungsdrüsen, die [[Leber]] – mit [[Gallenblase]] – und die [[Bauchspeicheldrüse]], produzieren Verdauungssäfte, die die Nahrung in ihre Bestandteile aufspalten. Der untere Teil des Verdauungstraktes dient hauptsächlich der Resorption von Wasser und der Ausscheidung der unverdaulichen Nahrungsbestandteile.
== Chemie ==


== Aufbau ==
In der [[Chemie]] ist das '''Dipolmoment''' ein Maß für die [[Polarität (Chemie)|Polarität]] eines [[Molekül]]s. Bei [[Polare Atombindung|polaren Atombindungen]] tragen die beteiligten [[Atom]]e je nach ihrer [[Elektronegativität]] entsprechende [[Partialladung]]en '''δ<sup>+</sup>''' bzw. '''δ<sup>-</sup>'''. Ein typisches Beispiel ist das [[Wasser]]molekül (H<sub>2</sub>O), bei dem die beiden [[Wasserstoff]]atome (H) poitive Partialladungen tragen und das [[Sauerstoff]]atom (O) eine negative Partialladung. Das Dipolmoment ergibt sich sich dann aus der [[Molekülgeometrie]] laut nebenstehender Zeichnung.
[[Datei:Digestive system diagram de.svg|mini|upright=1.20|Übersicht über den menschlichen Verdauungstrakt]]
Der Verdauungstrakt kann in einen ''Kopf-'' und einen ''Rumpfteil'' (synonym auch ''oberer'' und ''unterer Verdauungstrakt'') unterteilt werden. Neben dem eigentlichen Magen-Darm-Trakt (''Gastrointestinaltrakt'') gehören zum Verdauungssystem noch die [[Mundhöhle]], wo vorwiegend die mechanische Zerkleinerung der Nahrung erfolgt, Speicheldrüsen, [[Pharynx]] und die Speiseröhre, die dem Weitertransport in den Magen dient. Die Zuordnung der Speiseröhre zum Magen-Darm-Trakt ist umstritten.


=== Kopfteil ===
Bei [[Ionische Bindung|ionischen Bindungen]] kommt es hingegen zu einer vollständigen Ladungstrennung. Ein typisches Beispiel ist das [[Kochsalz]] ([[Natriumchlorid]] [[Natrium|Na]]<sup>+</sup>[[Chlor|Cl]]<sup>-</sup>), bei dem die Natrium- und Chlorid-Ionen regelmäßig in einem kubischen [[Kristallgitter]] angeordnet sind. Da hier nicht ein einzelnes Molekül vorliegen, sondern ein makroskopischer [[Kristall]], kann ein Dipolmoment nicht sinnvoll definiert werden.
Die [[Mundwerkzeuge]] und [[Mundhöhle]] ([[Lippe]]n, [[Zahn|Zähne]], [[Zunge]]) dienen der Nahrungsaufnahme und der Zerkleinerung. Die [[Speicheldrüse]]n produzieren [[Speichel]], der die Nahrung gleitfähig macht und bei einigen Säugetieren auch [[Enzym]]e zum Stärkeabbau ([[Amylase]]) enthält. Der [[Pharynx]] (Rachen, Schlundkopf) ist der Übergang zur Speiseröhre. In ihm kreuzen sich Nahrungs- und [[Atemtrakt|Atemweg]].
 
=== Rumpfteil ===
* [[Speiseröhre]]: dient dem Transport der Nahrung vom Mund zum Magen.
* [[Magen]]: pH=2, wandelt die Nahrung in Nahrungsbrei um und reichert sie mit [[Magensaft]] an. 15 % der Proteine werden hier durch Pepsin gespalten.
* [[Dünndarm]] mit
** [[Duodenum|Zwölffingerdarm]] (''Duodenum''): Der [[Gallengang]] mündet hier, mit ihm werden dem Nahrungsbrei [[Pankreas]]saft, der der [[Protein]]- und [[Lipide|Fettverdauung]] dient, und die [[Galle]], die bei der Fettverdauung hilft, beigemengt.
** Leerdarm ([[Jejunum]]): Ort der Resorption der nun in [[Peptide]] aufgespaltenen Eiweiße ([[Dipeptide]]-/[[Tripeptide]]), der [[Fette]], [[Kohlenhydrat]]e, [[Vitamine]] und Wasser
** Krummdarm ([[Ileum]])
* [[Dickdarm]] (mit [[Blinddarm]] und [[Wurmfortsatz]], aufsteigendem, querverlaufendem und absteigendem [[Grimmdarm]] (''Colon'') und [[Mastdarm]]): Speicherort für den [[Kot]], um den Stuhlgang in Intervallen zu erlauben, ebenso Ort der Resorption von Wasser und [[Elektrolyt]]en.
* [[Anus|After]]: dient der Ausscheidung des Kots.
 
== Unterscheidung der Verdauungssysteme ==
 
Durch die Evolution ist der Verdauungstrakt an die jeweilige Nahrung der [[Art (Biologie)|Spezies]] optimal angepasst. Einerseits betrifft es die Anatomie des Verdauungstraktes und anderseits das Milieu der nährstoffspaltenden Mikroorganismen. Hier eine Übersicht der verbreiteten Verdauungssysteme:
* '''Einfaches System''' wie zum Beispiel Mensch, Schwein und Hund
** [[Magen]]
** [[Dünndarm]]
** [[Blinddarm]]
** [[Dickdarm]]
 
* '''Einfaches System mit funktionellem Blinddarm''' wie zum Beispiel beim Pferd, Kaninchen und Ratte
** Magen
** Dünndarm
** Blinddarm (mit mikrobieller Verdauung)
** Dickdarm
 
* '''Multiples System''' ([[Wiederkäuer]]) wie zum Beispiel Rind, Schaf und Ziege
** [[Pansen]]
** [[Blättermagen]]
** [[Netzmagen]]
** [[Labmagen]] (Drüsenmagen)
** Dünndarm
** Blinddarm (ausgeprägt aber funktionslos)
** Dickdarm
 
* '''[[Vögel|Aviäres]] System''' ([[Geflügel]]) wie zum Beispiel Huhn, Pute, Ente
** [[Magen#Magen der Vögel|Drüsenmagen]] (''Proventriculus'' oder ''Ventriculus glandularis'')
** [[Muskelmagen]] (''Ventriculus muscularis'') (mikrobielle Verdauung)
** Dünndarm (Hauptabsorbtionsort)
** Dickdarm (mikrobielle Verdauung)
** [[Kloake (Biologie)|Kloake]] (gemeinsame Ausscheidung von Harn und Kot)
 
== Wandschichten ==
Die Wand des Verdauungstraktes besteht in allen Abschnitten grundsätzlich aus vier Geweben, die in Schichten übereinander liegen. In den verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Traktes unterscheidet sich der Aufbau je nach Funktion etwas.
 
Die Schichten von innen nach außen:
* ''Mukosa'' ([[Schleimhaut]]): Sie bildet die innere Wandschicht des Magen-Darm-Traktes.
* ''Submukosa'': Sie bildet eine recht schmale Bindegewebsschicht zwischen Mukosa und Muskularis.
* ''Muskularis'': Diese besteht im Mund, [[Pharynx]] und dem oberen Teil der [[Speiseröhre]] aus quergestreiften Muskeln, die der Willkür unterliegen und z.&nbsp;B. beim Schlucken angespannt werden können. Im übrigen Teil des Verdauungskanals überwiegt die glatte Muskulatur, die durch den [[Parasympathikus]] gesteuert wird. Sie ist auch verantwortlich für die [[Peristaltik]] des Darms und ist sowohl ringförmig als auch längs angeordnet, damit sich der Verdauungskanal sowohl längs als auch quer zusammenziehen kann.
* [[Tunica serosa]] (auch ''[[Peritoneum]] viscerale''). Bildet die äußerste Gewebsschicht des Magen-Darm-Trakts. Sie sondert Flüssigkeiten ab und ermöglicht somit das Übereinandergleiten mit anderen Organen. Die Serosa kommt allerdings nur bei Organen vor, die im Peritoneum liegen. In den anderen Bereichen des Körpers wird die Verbindung einzelner Organe durch lockeres Bindegewebe ([[Tunica adventitia|Adventitia]]) realisiert.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Verdauungstrakt}}
* {{WikipediaDE|Archenteron}} (Anlage des Urdarms und Entwicklung zum Verdauungssystem in der Embryonalentwicklung)
== Literatur ==
*  Manfred Kirchgeßner: ''Tierernährung'', 12. neu überarbeitete Aufl., DLG-Verlags-GmbH, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-7690-0703-9 (''Abschnitt „Unterscheidung der Verdauungssysteme“'')
* Franz-Viktor Salomon: ''Verdauungsapparat, Apparatus digestorius''. In: Salomon u.&nbsp;a. (Hrsg.): ''Anatomie für die Tiermedizin''. Enke-Verlag Stuttgart, 2. erw. Aufl. 2008, S.&nbsp;235–323, ISBN 978-3-8304-1075-1
* Pierre Hillemand: ''Geschichte der Magen-Darm-Heilkunde.'' In: ''Illustrierte Geschichte der Medizin.'' Deutsche Bearbeitung von Richard Toellner u. a., Sonderauflage Salzburg 1986, Band IV, S. 1784–1831.
== Weblinks ==
{{Commonscat|Digestive system|Verdauungstrakt}}
{{Wiktionary|Verdauungstrakt}}
* [http://www.endoskopiebilder.de/ Internistischer Endoskopie-Atlas mit ca. 1000 Bildern, Videos und Fallbeispielen]
* [http://www.rsf.uni-greifswald.de/fileadmin/mediapool/lehrstuehle/flessa/Medizinische_Terminologie/Terminologie_III_-_Verdauungstrakt_und_Herzkreislauf.pdf Bebilderte medizinische Terminologie des Verdauungstraktes] (pdf, 44 Seiten, Uni Greifswald 2010; 688&nbsp;kB)
{{Normdaten|TYP=s|GND=4078786-2}}


[[Kategorie:Verdauungstrakt|!]]
* {{WikipediaDE|Elektrisches Dipolmoment}}


{{Wikipedia}}
[[Kategorie:Physik]] [[Kategorie:Chemie]] [[Kategorie:Elektrizität]]

Version vom 16. August 2019, 06:59 Uhr

Dipolmoment eines H2O-Moleküls.
rot: negative Teilladung
blau: positive Teilladung
grün: gerichteter Dipol

Das elektrische Dipolmoment ist ein Maß für die Stärke und Richtung eines elektrischen Dipols, bei dem die positiven und negativen elektrischen Ladungen räumlich voneinander getrennt sind. Sind die Schwerpunkte der elektrischen Ladungen durch die gerichtete räumliche Distanz voneinander getrennt, so resultiert daraus das Dipolmoment wie folgt:

Die kollinearen Vektoren bzw. weisen definitionsgemäß vom negativen zum positiven Ladungsschwerpunkt. Im SI-System wird das elektrische Dipolmoment in A·m·s angegeben.

Chemie

In der Chemie ist das Dipolmoment ein Maß für die Polarität eines Moleküls. Bei polaren Atombindungen tragen die beteiligten Atome je nach ihrer Elektronegativität entsprechende Partialladungen δ+ bzw. δ-. Ein typisches Beispiel ist das Wassermolekül (H2O), bei dem die beiden Wasserstoffatome (H) poitive Partialladungen tragen und das Sauerstoffatom (O) eine negative Partialladung. Das Dipolmoment ergibt sich sich dann aus der Molekülgeometrie laut nebenstehender Zeichnung.

Bei ionischen Bindungen kommt es hingegen zu einer vollständigen Ladungstrennung. Ein typisches Beispiel ist das Kochsalz (Natriumchlorid Na+Cl-), bei dem die Natrium- und Chlorid-Ionen regelmäßig in einem kubischen Kristallgitter angeordnet sind. Da hier nicht ein einzelnes Molekül vorliegen, sondern ein makroskopischer Kristall, kann ein Dipolmoment nicht sinnvoll definiert werden.

Siehe auch