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17.1: Was ist die monogastrische Verdauung?
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Biology

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What is Monogastric Digestion?
 
PROTOKOLLE

17.1: What is Monogastric Digestion?

17.1: Was ist die monogastrische Verdauung?

The human body contains a monogastric digestive system. In a monogastric digestive system, the stomach only contains one chamber in which it digests food. Several other animal species also have monogastric digestive systems, including pigs, horses, dogs, and birds. This chapter, however, focuses on the human digestive system.

Saliva and Diagnostics

Saliva is a watery substance secreted by the salivary glands into the mouth. Human saliva contains 99.5% water with electrolytes, mucus, white blood cells, epithelial cells, enzymes, and antimicrobial agents. The enzymes found in saliva are essential in beginning the process of digestion. They also play a role in breaking down food particles trapped around the teeth, protecting them from decay.

Saliva is obtained easily, inexpensively, and non-invasively from patients which spurs research interest. Ongoing research identified novel ways of using saliva in molecular diagnostics. DNA, RNA, and proteins found in saliva serve as useful sources of diagnostic information in the early detection of various cancers including oral, pancreatic, and gastric cancer.

Gastric Acid

The primary component of gastric acid is hydrochloric acid. Hydrogen and chloride ions released by parietal cells lining the stomach react in the stomach cavity to form hydrochloric acid. Parietal cells are coupled to feedback systems that increase and decrease acid production as needed. To prevent the acidic environment from damaging the cells lining the stomach, other cells in the stomach produce mucus, which lubricates the stomach lining and contains bicarbonate that neutralizes the acid.

The Gut Microbiome and Fecal Microbiota Transplant

Immunocompromised patients are at an elevated risk for developing Clostridium difficile infection (CDI). CDI, alarmingly, has increased to epidemic proportions in North America over the past decade. There has been increasing interest in understanding the role of the human gut microbiome in order to counter this epidemic. One potential therapy is fecal microbiota transplant (FMT), or stool transplant. FMT is the process in which fecal bacteria from an individual with a healthy gut microbiome are transferred to a recipient to increase their microbial diversity. Some studies have shown that FMT is an effective treatment for patients with CDI. FMT has also been used experimentally in the treatment of other gastrointestinal diseases such as inflammatory bowel disease.

Der menschliche Körper besitzt ein monogastrisches Verdauungssystem. In einem monogastrischen Verdauungssystem enthält der Magen nur eine Kammer, in welcher Nahrung verdaut wird. Viele andere Tierarten haben ebenfalls ein monogastrisches Verdauungssystem. Dazu gehören Schweine, Pferde, Hunde und Vögel. Dieses Kapitel konzentriert sich jedoch speziell auf das menschliche Verdauungssystem.

Saliva und Diagnostik

Saliva bzw. Speichel ist eine wässrige Substanz, die von den Speicheldrüsen in den Mund abgegeben wird. Menschlicher Speichel enthält 99,5% Wasser und darüber hinaus Elektrolyte, Schleim, weiße Blutkörperchen, Epithelzellen, Enzyme und antimikrobielle Wirkstoffe. Die im Speichel enthaltenen Enzyme sind für den Beginn des Verdauungsprozesses unerlässlich. Sie spielen auch beim Abbau von Nahrungspartikeln, die um die Zähne herum gefangen sind, eine wichtige ROlle und bewahren sie vor dem Verfall.

Saliva kann einfach, preiswert und nicht-invasiv von Patienten gewonnen werden. Das macht es besonders für die Forschung interessant. In der laufenden Forschung wurden neue Wege zur Verwendung von Speichel in der molekularen Diagnostik identifiziert. DNA, RNA und Proteine, die im Speichel gefunden werden, dienen als nützliche diagnostische Informationsquellen bei der Früherkennung verschiedener Krebsarten. Dazu gehören Mund-, Bauchspeicheldrüsen-und Magenkrebs.

Magensäure

Der Hauptbestandteil der Magensäure ist Salzsäure. Wasserstoff -und Chloridionen reagieren in der Magenhöhle und bilden dabei Salzsäure. Sie werden von Parietalzellen freigesetzt, welche den Magen auskleiden. Die Parietalzellen sind an Rückkopplungssysteme gekoppelt, welche die Säureproduktion je nach Bedarf erhöhen oder verringern. Um zu verhindern, dass das saure Milieu die Zellen der Magenschleimhaut schädigt, produzieren andere Zellen im Magen Schleim, der die Magenschleimhaut schmiert und bicarbonat enthält. Dieses kann die Säure neutralisieren.

Das Darmmikrobiom und fäkale Mikrobiotentransplantationen

Immunokompromittierte Patienten haben ein erhöhtes Risiko für eine Clostridium difficile Infektion (CDI). CDI hat in Nordamerika in den letzten zehn Jahren alarmierend hohe epidemische Ausmaße angenommen. Es besteht also ein zunehmendes Interesse daran, die Rolle des menschlichen Darmmikrobioms zu verstehen, um dieser Epidemie entgegenzuwirken. Eine mögliche Therapie ist die fäkale Mikrobiotentransplantation (FMT) oder Stuhltransplantation. Bei der FMT werden Fäkalbakterien von einem Individuum mit einem gesunden Darmmikrobiom auf einen Empfänger übertragen. Dadurch erhöht sich die mikrobielle Vielfalt des Empfängerdarms. Einige Studien haben gezeigt, dass die FMT eine wirksame Behandlung für Patienten mit CDI ist. FMT wurde auch experimentell bei der Behandlung anderer Magen-Darm-Erkrankungen wie z.B. entzündlichen Darmerkrankungen eingesetzt.


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