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Zur Anatomie des Menschen: Aufbau undEntwicklung des Darmes

21.09.1998
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Govi-Verlag

Zur Anatomie des Menschen: Aufbau und Entwicklung des Darmes

Magen-Darm-Mittel stehen in der Rangliste der häufigsten und umsatzstärksten Verordnungen seit Jahren ganz vorne, noch vor Psychopharmaka und Antibiotika. 1995 wurden 55 Millionen Verordnungen mit einem Gesamtumsatz von 2,2 Milliarden DM verzeichnet. Die Krankheitsbilder können von psychogenen Befindlichkeitsstörungen bis zu schweren Organveränderungen reichen.

Das Verdauungssystem gliedert sich in Kopf- und Rumpfdarm. Zum Kopfdarm gehören Mundvorhof, Mundhöhle, die drei Speicheldrüsen sowie mittlere und untere Rachenabschnitte; der Rumpfdarm beginnt mit der Speiseröhre und reicht bis zum Darmende.

Histologie des Gastrointestinaltraktes

Der Rumpfdarm ist als schlauchförmiges Hohlorgan über seine gesamte Länge hinweg aus den gleichen Strukturelementen aufgebaut, deren Anteil und spezielle Ausprägung jedoch stark unterschiedlich sind. Typisch ist die dem Lumen zugewandte Schleimhaut, die durch eine Abfolge weiterer Gewebsschichten und in der Wand gelegener Nervengeflechte mit einer Doppelschicht aus ringförmiger und längsverlaufender glatter Muskulatur verbunden ist. Durchstößt man die Darmwand vom Darmlumen aus, so trifft man auf mehrere Schichten: Tunica mucosa, Tela submucosa und Tunica muscularis.

Die Tunica mucosa besteht ihrerseits aus der Lamina epithehalis mucosae (Epithelzellschicht); der Lamina propria mucosae und der Lamina muscularis mucosae, eine dünne Schicht glatter Muskeln, die schraubenförmig in wechselndem Winkel angeordnet sind.

Die Tela submucosa ist die stärkste Darmwandschicht mit lockerem Bindegewebe aus kollagenen Fasern und elastischen Fasernetzen; sie liegt wie eine Verschiebeschicht unter der Schleimhaut. Sie führt die größeren Gefäße heran und beherbergt den inneren Teil des intramuralen Nervengeflechts, den Plexus submucosus.

Die Tunica muscularis gliedert sich in ein inneres Stratum circulare aus ringförmigen Muskelfasern und ein äußeres Stratum longitudinale aus längsverlaufenden Muskelfasern. Die Fasern der beiden letzten Schichten sind nicht streng getrennt, sondern im wesentlichen durch ihren Steigungswinkel unterscheidbar und damit einem einzigen Fasersystem zugehörig.

Die Anordnung der Muskeln in der Darmwand und ihre koordinierte Aktivität entlang des Darmes sind die Grundlage für die drei typischen Kontraktionen des Darmrohres:
  • Propulsivbewegungen, die als Transportbewegung den Darminhalt analwärts treiben, indem oralwärts die Muskulatur kontrahiert und analwärts erschlafft;
  • nicht propulsive Peristaltik, die nur über kurze Strecken des Darmes läuft und entweder als Pendelbewegung oder als Segmentation des Darmrohres den Darminhalt durchmischt;
  • tonische Dauerkontraktionen bestimmter Muskelgruppen, zum Beispiel der Schließmuskeln (Sphinkteren), die eine räumliche Trennung bestimmter Rumpfdarmabschnitte ermöglichen.

Innervation des Darmes

Die Innervation des Darmes gliedert sich in intrinsische Anteile, die innerhalb der Darmwand lokalisiert sind, und extrinsische Anteile, die ihren Ursprung nicht im Darm nehmen, sondern von außen heranziehen und ihn innervieren. Die extrinsische Innervation erfolgt über parasympathische und sympathische Fasern sowie sensorische Nervenfasern.

Diese extrinsische Innervation hat jedoch weitgehend nur modulierenden Charakter. Selbst eine Durchtrennung aller genannten Nervenfasern würde die Darmaktivität nicht zum Erliegen bringen, da das in der Darmwand lokalisierte intrinsische Nervensystem autonom die Organaktivität aufrechterhält. Der Rumpfdarm ist auf seiner gesamten Länge mit einem dichten Nervengeflecht durchsetzt, das ungefähr so viele Nervenzellen enthält wie das Rückenmark. Das intrinsische Darmwandnervensystem ist in dichten Netzen (Plexus) organisiert, in denen auffällige Anhäufungen von Nervenzellen, sogenannte Ganglien, auftreten. Zwei Nervenplexus werden unterschieden: der Plexus myentericus, der zwischen der zirkulären und der longitudinalen Muskelschicht der Tunica muscularis liegt, und der Plexus submucosus, der in der Tela submucosa liegt.

Während der Plexus submucosus im wesentlichen die Sekretion der Darmdrüsen beeinflußt, reguliert das Gros der Nervenzellen des Plexus myentericus die Motilität des Darmes. Seine Nervenzellpopulation ist nicht einheitlich. Sie besteht aus erregenden Neuronen mit den Transmittern Substanz P und Acetylcholin, sowie hemmenden Neuronen mit den Transmittern VIP (Vasoactive Inhibitory Polypeptide), ATP und NO (Stickoxid). Weitere Nervenzelltypen sind Interneurone mit den Transmittern Substanz P und Acetylcholin, das hier Nikotinrezeptoren erregt, sowie sensorische Neuronen, die über Dehnungs-, Mechano- und Chemorezeptoren Informationen über den Dehnungszustand des Darmes und die Bewegung seines Inhaltes erhalten.

Das Darmwandnervensystem strahlt zirkulär in die einzelnen Wandschichten und longitudinal entlang des Organs aus und ist die Grundlage für das Motilitätsmuster aus Längs- und Ringkontraktionen. Das Darmwandnervensystem übernimmt die Koordination der Erregung, die durch die extrinsische Innervation lediglich noch verändert wird. Dabei wirken parasympathische postganglionäre Fasern auf die in der Darmwand gelegenen intrinsischen Nervenzellen oder auch direkt auf die glatte Darmwandmuskulatur und erhöhen die Motilität und die Sekretion der Drüsen des Darmes. Sympathische postganglionäre Fasern reduzieren die Motilität durch Hyperpolarisierung der glatten Muskulatur.

Aganglionose, eine pathologische Veränderung im Darmwandnervensystem

Bei kongenitalen Aganglionosen (Morbus Hirschsprung) fehlt das Darmwandnervensystem in einzelnen Segmenten oder seltener im gesamten Darm. Die Erkrankung wird autosomal rezessiv oder dominant vererbt; Jungen sind häufiger betroffen als Mädchen. Durch das Fehlen der Ganglienzellen unterbleibt die intramurale Inhibition des extramuralen Parasympathikus; als Folge steigt die Acetylcholinesteraseaktivität der Darmwandnervenzellen stark an. Durch diese Enthemmung des Parasympathikus wird die Ringmuskulatur des aganglionären Darmabschnitts massiv kontrahiert und verursacht eine Pseudoobstruktion. Der Darminhalt staut sich in den Abschnitten vor der Engstelle (Koprostase), so daß Darm und Abdomen stark aufgetrieben werden. Ein Megacolon ist die Folge. Die Therapie besteht in der frühzeitigen chirurgischen Entfernung des aganglionären Abschnitts.

Blutversorgung und venöse Drainage des Darms

Die Blutversorgung des gesamten Rumpfdarmes wird nicht aus einem einzigen arteriellen Zufluß gespeist, sondern aus verschiedenen Seitenästen der Bauchaorta. Der Vorderdarm, ausgenommen Pharynx, oberer Ösophagus und Respirationstrakt, erhält seinen arteriellen Zufluß aus der Arterja (A.) coeliaca, die während der Embryonalentwicklung zum Truncus coeliacus wird. Der Mitteldarm wird versorgt aus der A. mesenterica superior (obere Gekröseschlagader) und der Enddarm aus der A. mesenterica inferior (untere Gekröseschlagader).

Die Übergangszonen der arteriellen Versorgungsgebiete lassen sich demnach an folgenden Stellen lokalisieren: im Duodenum zwischen den Versorgungsgebieten des Truncus coeliacus und der A. mesenterica superior: im Colon transversum zwischen A. mesenterica superior (für die rechte Hälfte des Colons) und A. mesenterica inferior (für die linke Hälfte); im Analkanal zwischen A. mesenterica inferior für die oberen zwei Drittel und A. pudenda (Schamarterie) für das untere Drittel des Analkanals.

Typisch für die Blutversorgung des gesamten Rumpfdarmes ist die bogenförmige Anordnung der sich aufzweigenden Arterienäste, so daß Gefäßarkaden entstehen, die bereits am Magen und dann entlang des gesamten Dünn- und Dickdarmes anzutreffen sind. Die Blutversorgung des Magens wird durch gegenläufige Arterienäste entlang der großen und kleinen Kurvatur des Magens (Magenkrümmung) versorgt. Alle drei Äste des Truncus coeliacus, die Arteria (A.) gastrica sinistra, die A. splenica (Milzarterie) und die A. hepatica communis, sind hieran beteiligt.

Auch das Duodenum wird von zwei gegenläufigen Arterienästen versorgt; zum einen von cranial aus durch einen Seitenast der A. hepatica communis, die A. gastroduodenalis, deren Endast, die A. pancraaticoduodenalis superior, sowohl in die Vorder- als auch in die Rückseite des Duodenums einstrahlt. Von caudal treten aus dem Stromgebiet der A. mesenterica superior zwei Äste der A. pancreaticoduodenatis inferior an das Duodenum heran und versorgen nun von unten Vorder- und Rückseite des Duodenums. Wie der Name "pancreaticoduodenalis" bereits signalisiert, übernehmen diese Gefäße auch die Blutversorgung für das Pankreas (Bauchspeicheldrüse), allerdings nicht für den gesamten Drüsenkörper, sondern nur für den Pankreaskopf.

Die gesamten Dünndarmabschnitte nach der Flexura duodenojejunalis, an der das Duodenum in das Jejunum übergeht, werden ebenfalls von der A. mesenterica superior versorgt, deren Hauptstamm das untere Duodenum überkreuzt und dann mit einer Vielzahl von Ästen im Gekröse zu den Darmschlingen zieht. Auf ihrem Wege dorthin fächern sich diese dann jeweils in zwei Teiläste auf, die sich dann wieder bogenförmig mit ihren Nachgefäßen vereinigen. Auf diese Weise entstehen die typischen Gefäßarkaden, die je nach Darmabschnitt zwei- bis fünffach angelegt sein können und den Darm auf seiner gesamten Länge begleiten.

Die A. mesenterica superior übernimmt auch noch einen Großteil der Blutversorgung des Colons und den überwiegenden Teil des Colon transversum (Quercolon). Im Bereich des Quercolons überschneiden sich die Versorgungsgebiete der A. mesenterica superior und inferior, die funktionell durch die Riolansche Anastomose (benannt nach dem Anatomen Jean Riolan, 1580 bis 1657) miteinander verbunden werden, um dann ab der Flexura coli sinistra fast vollständig von der A. mesenterica inferior dominiert zu werden. Diese versorgt das Colon descendens, Colon sigmoideum und das obere Rektum, während das mittlere und untere Rektum von Gefäßästen der A. iliaca interna (innere Beckenarterie) und A. pudenda (Schamarterie) versorgt werden.

Die venöse Drainage des Darmes erfolgt über die Venae (Vv.) mesentericae superior et inferior, die beide das Blut in die Pfortader leiten, entweder direkt oder wie im Falle der V. mesenterica inferior über die V. splenica. Lediglich im mittleren und unteren Rektum fließt das venöse Blut nicht in das Stromgebiet der Pfortader, sondern über die V. pudenda interna oder direkt über die V. iliaca interna in das Stromgebiet der V. cava inferior, so daß der große Kreislauf unter Umgehung der Leber erreicht wird. Dieser Sachverhalt wird mit wechselndem Erfolg für die rektale Applikation von Arzneistoffen genutzt, die auf diesem Wege wenigstens teilweise vor der Inaktivierung durch eine Leberpassage geschätzt werden sollen.

Ösophagus, die Speiseröhre

Beim Schlucken durchwandert der Speisebrei die drei Anteile der Speiseröhre - Pars cervicalis, Pars thoracica und Pars abdominalis -, bevor er in den Magen gelangt. Im Unterschied zu den anderen Abschnitten des Rumpfdarmes wird die Speiseröhre (Ösophagus) nicht von dichten Gefäßarkaden versorgt, sondern erhält ihre Blutzufuhr aus der A. thyroidea inferior (untere Schilddrüsenarterie), aus kurzen Seitenästen der Aorta und im Bauchraum aus der A. gastrica sinistra. Das Fehlen kräftiger Gefäßäste in Längsrichtung erschwert operative Eingriffe, da postoperativ leicht minderversorgte Abschnitte entstehen können, die dann absterben. Der Ösophagus wird als muskuläres Rohr durch seine starke Längsmuskulatur straff ausgespannt. In seinem Verlauf treten drei physiologische Engstellen auf, die klinisch bedeutsam sind, weil dort bevorzugt Fremdkörper steckenbleiben.

Diese Engstellen befinden sich am Ösophagusmund, also am Beginn des Ösophagus knapp unterhalb des Ringknorpels des Kehlkopfes, weil hier der Musculus constrictor pharyngis (Schlundschnürer) des Rachens zusammen mit der Ösophagusmuskulatur eine Schließmuskelwirkung ausübt, im Brustbereich, wo die enge Nachbarschaft der Speiseröhre zu Aortenbogen und linkem Hauptbronchus erneut das Lumen verringert und beim Durchtritt der Speiseröhre durch das Zwerchfell, wobei die untere Ösophagusenge entsteht.

In Ruhe ist der Übergang zwischen Ösophagus und Magen immer verschlossen, obwohl beide Organe nicht durch einen anatomisch definierten Schließmuskel getrennt sind. Der Verschluß wird aber dennoch wirkungsvoll durch einen funktionellen Schließmuskel erreicht.

Die Funktionsfähigkeit des Verschlußmechanismus ist nur gewährleistet, wenn der Ösophagus straff ausgespannt ist. Dies setzt eine intakte Aufhängung im Hiatus oesophageus (Speiseröhrenschlitz) des Zwerchfells voraus. Der terminale Abschnitt des Ösophagus wird hierbei umfaßt von der Membrana phrenico-oesophagea, die hauptsächlich von der Fascia subdiaphragmatica des Zwerchfells ausgeht und trichterartig die Speiseröhre nach cranial und caudal umfaßt. Die Membran geht einerseits in die Adventitia des Oesophagus und die Tunica serosa des abdominalen Speiseröhrenabschnitts über, andererseits läuft sie in die Faszienbedeckung des Zwerchfells aus und ist am Speiseröhrenschlitz durch ein Fettpolster unterlegt.

Anders als die Hohlvene, die fest mit dem Zwerchfell verwachsen ist, ist die Speiseröhre an ihrer Durchtrittsstelle elastisch und beweglich aufgehängt, so daß große Speisebrocken ohne Behinderung hindurchgleiten können. Dies hat leider auch Nachteile. Die elastische Aufhängung ist damit ein Ort des geringsten Widerstands im Bereich des Zwerchfells, durch den sich Organe des Bauchraumes, getrieben vom höheren Druck der Bauchhöhle, hindurchdrängen können; diese Gefahr besteht besonders dann, wenn im Alter die Elastizität der beteiligten Strukturen abnimmt. Der Ösophagusschlitz stellt demnach für die Bauchorgane eine Bruchpforte für Weichteilbrüche (Hernien) dar. Eine Hiatushernie kann sich in zweierlei Weise ausprägen, je nachdem, ob die elastische Aufhängung des Ösophagus noch regelrecht ist oder nicht. Man unterscheidet:

  • axiale Hiatusgleithernien, bei denen der normalerweise im Bauchraum befindliche Speiseröhrenabschnitt mit Anteilen des Magens parallel zur Speiseröhrenachse durch den Speiseröhrenschlitz in den Brustraum gedrückt wird. Und
  • paraösophageale Hiatushernien, bei der die Speiseröhre zwar ihre normale Lage im Zwerchfell behält, aber sich angrenzend aus dem Bauchraum der abdominale Speiseröhrenabschnitt mitsamt Anteilen des Magens oder auch des ganzen Magens in den Brustraum verlagern.

Der klinische Unterschied liegt darin, daß bei der Gleithernie die Aufhängung der Speiseröhre nicht intakt ist, während dies bei der paraösophagealen Hernie noch der Fall ist. Bei der ungleich häufigeren Gleithernie schwindet die Funktion des Ösophagusverschlusses am Übergang zum Magen, was zu einem guten Teil durch den höheren Druck im Abdomen bedingt ist. Gelangt der terminale Ösophagusabschnitt in den Thorax, so öffnet der dortige Unterdruck den Verschluß zum Magen und saurer Magensaft fließt zurück in die Speiseröhre.

Dies birgt immer die Gefahr einer Schädigung des Ösophagusepithels, das im Unterschied zur Magenschleimhaut keine Schutzbarriere gegen den sauren Magensaft aufweist. Im Gegensatz dazu funktioniert der Verschlußmechanismus bei der paraösophagealen Hernie; allerdings kann die Verlagerung größerer Anteile des abdominalen Ösophagus, von Magenanteilen oder sogar des ganzen Magens und vom Darmanteilen in den Brustraum (Upside-down-stomach) gravierende Herz- oder Atemstörungen erzeugen und birgt zudem die Gefahr der Strangulation oder Inkarzeration von Magen- oder gar Darmanteilen. Eine paraösophageale Hernie muß daher immer operatiert werden, während eine axiale Gleithernie in fast drei Viertel aller Fälle symptomlos und nicht therapiepflichtig ist.

PZ-Titelbeitrag von Thomas Beck, Rostock

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