Physiologie: Stuhlgang, Erbrechen und Speichelsynthese

Stuhlgang (Defäkation): Reflexe und Kontrolle

Der Stuhlgang ist ein komplexer Reflex, der den Mastdarm- und Analbereich betrifft. Er wird durch das autonome Nervensystem (ANS) ausgelöst, steht aber unter willkürlicher Kontrolle.

Anatomie des Rektums und Analkanals

• Das Rektum (Mastdarm) ist ein muskulärer Schlauch von 12–15 cm Länge. Normalerweise ist es leer. Wenn jedoch eine massive Stuhlmenge eintritt, verspürt die Person den Drang zur Entleerung.
• Der Analkanal wird durch zwei Schließmuskeln (Sphinkter) verschlossen:
  • Der innere Analsphinkter (IAS): Besteht aus glatter Muskulatur und wird unwillkürlich durch das sympathische Nervensystem (SNS) kontrahiert gehalten.
  • Der äußere Analsphinkter (EAS): Wird durch den Nervus pudendus innerviert, der von den sakralen Segmenten stammt und unter willkürlicher Kontrolle steht.

Der Defäkationsreflex

Die Entleerung des Mastdarms wird durch Massenbewegungen ausgelöst. Die Rektumwand wird gedehnt und stimuliert Mechanorezeptoren, welche diese Information an die Hirnrinde und die sakralen Segmente weiterleiten.

Die Entspannung des inneren Schließmuskels (IAS) erfolgt sehr schnell durch die Mechanorezeptoren. Gleichzeitig wird der äußere Schließmuskel (EAS) willkürlich gesteuert. Je nach den gegebenen Umständen kann die Person den EAS entspannen oder die Kontraktion willkürlich erhöhen.

Ablauf der Entleerung

Wenn der IAS entspannt, tritt eine reflexartige Anpassung des EAS ein. Ist der Mastdarm gefüllt, entspannt sich die Wand, baut Spannung ab, und der IAS kehrt in seinen normalen, kontrahierten Zustand zurück. Das Material gelangt in den Analkanal.

Wenn der Mastdarm gefüllt ist und der IAS entspannt, wird das Material weitergegeben. Durch die sensorischen Nerven im Analkanal (Sampling) wird die Beschaffenheit des Materials (fest oder flüssig) im sensorischen Kortex diskriminiert.

Der lokale und lange Reflex

Der lokale Reflex bewirkt die Kontraktion des Rektums und die Entspannung des IAS. Der eigentliche Defäkationsreflex ist ein langer Reflex, der über die sakralen Segmente vermittelt wird. Motorische Efferenzen werden vom parasympathischen Nervensystem (PS) gesendet und stimulieren die Kontraktion des Rektums und die Entspannung des EAS.

Die eigentliche Austreibung der Exkremente erfolgt durch willkürliche Kontraktionen des Zwerchfells und der Bauchwandmuskulatur sowie durch das Schließen der Glottis (Bauchpresse).

Erbrechen (Emesis): Schutzmechanismus

Erbrechen ist die plötzliche und gewaltsame Austreibung des Inhalts von Magen und manchmal auch Zwölffingerdarm durch den Mund.

Vorbereitende Symptome (Prodromi)

Dem Erbrechen gehen häufig Appetitlosigkeit und Übelkeit (Nausea) voraus. Unmittelbar davor treten typische autonome Reaktionen auf:

• Speichelfluss (Salivation)
• Vasokonstriktion mit Blässe
• Schwitzen
• Schwindel
• Tachykardie (erhöhte Herzfrequenz)

Der Brechvorgang

Die Atmung wird gehemmt (Apnoe). Der Kehlkopf schließt sich, und der weiche Gaumen steigt an, um den Nasopharynx zu verschließen. Dies verhindert das Einatmen (Aspiration) des Erbrochenen.

Der Magen und der Pylorussphinkter entspannen sich. Eine Kontraktion des Zwölffingerdarms kehrt den normalen Druckgradienten um, um den Durchgang des Darminhalts in den Magen zu ermöglichen.

Das Zwerchfell und die Bauchdecke kontrahieren sich kräftig. Gleichzeitig entspannt sich der gastroösophageale Schließmuskel, während der Pylorus geschlossen bleibt.

Koordination des Reflexes

Der Reflex wird durch das Brechzentrum koordiniert, das sich in der Formatio Reticularis (FR) des dorsalen Rückenmarks befindet. In diese Region gelangen afferente Impulse aus:

• Rachen
• Gastrointestinaltrakt (GI-Trakt)
• Leber und Gallenblase
• Hirnrinde
• Bogengänge des Innenohrs

Motorische Impulse für das Erbrechen werden vom Brechzentrum über die Hirnnerven V, VI, IX, X und XII übertragen.

Erbrechen dient als Schutzmechanismus, um toxische Substanzen auszutreiben. Anhaltendes Erbrechen kann jedoch zu einer metabolischen Alkalose führen.

Speichelsynthese: Bildung und Regulation

Die Speichelproduktion erfolgt in einem zweistufigen Prozess:

Primärsekretion in den Azinuszellen

Die Azinuszellen bilden eine plasmaähnliche, isotonische Flüssigkeit, die Wasser, Elektrolyte und Enzyme enthält. Dieses Primärsekret gelangt in die Schaltstücke (eingeschobene Tubuli) und die lobulären Ausführungsgänge.

Modifikation in den Ausführungsgängen

In den lobulären Kanälen findet eine Modifikation statt:

• Natrium (Na+) und Chlorid (Cl-) werden in die Kapillaren reabsorbiert (Rückresorption).
• Kalium (K+) und Bikarbonat (HCO3-) werden in den Speichel sezerniert (Abgabe).

Dieser Prozess wird durch aktive Mechanismen gesteuert. Wichtig ist, dass die Elektrolytbewegung hier nicht von einer entsprechenden Wasserbewegung begleitet wird. Dadurch wird der Speichel hypotonisch.

Abhängigkeit von der Flussrate

Der endgültige Elektrolytgehalt des Speichels hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der er ausgeschieden wird. Je langsamer die Flussrate, desto mehr Zeit vergeht für die Rückresorption, und desto hypotonischer wird der Speichel.

Regulation der Speichelproduktion

Die Speichelproduktion wird hauptsächlich durch Reflexe des Parasympathischen Nervensystems (PS) reguliert, obwohl auch das Sympathische Nervensystem (SNS) beteiligt ist.