Physiologie des Kolons
Die Physiologie des Kolons ist die Lehre davon, wie der Dickdarm, der terminale Abschnitt des großen Darms, die aus dem Dünndarm stammenden Rückstände verarbeitet. Seine Hauptfunktionen sind die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten, die Beherbergung einer dichten mikrobiellen Gemeinschaft, die unverdauute Kohlenhydrate zu kurzkettigen Fettsäuren fermentiert, die Speicherung von Rückständen und die Koordination von Motilität und Kontinenz, sodass die Defäkation als kontrolliertes, sozial aufschiebbares Ereignis stattfindet.
Definition
Das Kolon ist das Segment des Dickdarms, das sich vom Zökum bis zum Rektum erstreckt; die Kolonphysiologie beschreibt seine absorptiven, fermentativen, motorischen und kontinenzerhaltenden Funktionen.
Scope
Dieser Bereich führt den Leser in die wichtigsten funktionellen Themen des Kolons ein und verweist auf detaillierte Themen: Wasser- und Elektrolytabsorption, bakterielle Fermentation und kurzkettige Fettsäuren, der Defäkationsreflex und die Kontinenz sowie die Funktion des externen Analsphinkters. Er behandelt das Kolon als Referenzobjekt in der gastrointestinalen Physiologie und nicht als klinische Leitlinie.
Sub-topics
Core questions
- Wie gewinnt das Kolon Wasser und Elektrolyte aus dem Darminhalt zurück?
- Wie wandelt die residente Mikrobiota Nahrungsrückstände in kurzkettige Fettsäuren um, und wie versorgen diese das Epithel mit Energie?
- Wie werden die kolonalen Speicher-, propulsiven Motilitäts- und Defäkationsreflexe koordiniert?
- Wie wird die Stuhlkontinenz zwischen den Defäkationen aufrechterhalten?
Key concepts
- Wasser- und Elektrolytrückresorption
- Elektrogene Natriumabsorption über ENaC
- Bakterielle Fermentation von unverdauten Kohlenhydraten
- Kurzkettige Fettsäuren (Acetat, Propionat, Butyrat)
- Butyrat als bevorzugter Kolonozyten-Brennstoff
- Segmentierung (Haustrierung) und Massenbewegungen
- Rekto-analer Hemmreflex und der Defäkationsreflex
- Kontinenzmechanismus des inneren und äußeren Analsphinkters
Mechanisms
Das Kolon erhält täglich etwa ein bis zwei Liter Ileum-Effluent und führt normalerweise den größten Teil seines Wassers und Natriums dem Körper zurück; bei Bedarf kann es erheblich mehr absorbieren. Natrium wird über die apikale Membran aufgenommen, größtenteils durch elektrogenen Transport über den epithelialen Natriumkanal im distalen Kolon, wobei Wasser osmotisch folgt. Parallel dazu fermentiert die dichte anaerobe Mikrobiota Kohlenhydrate und resistente Stärke, die der Dünndarmverdauung entgangen sind, zu den kurzkettigen Fettsäuren Acetat, Propionat und Butyrat; Butyrat ist das dominierende oxidative Substrat der Kolonozyten. Die motorische Aktivität wechselt zwischen nicht-propulsiver Mischung, die den Mukosakontakt maximiert, und hochamplitudigen propagierten Kontraktionen (Massenbewegungen), die den Inhalt in Richtung Rektum befördern. Die rektale Füllung löst den rekto-analen Hemmreflex und den Drang zur Defäkation aus, während die Kontinenz zwischen den Ereignissen vom tonischen inneren Analsphinkter und dem willkürlich kontrollierten äußeren Analsphinkter und dem Musculus puborectalis abhängt.
Clinical relevance
Das Verständnis der normalen kolonalen Absorption, Fermentation, Motilität und Kontinenz bildet den physiologischen Hintergrund, vor dem Störungen wie Diarrhö, Obstipation und Stuhlinkontinenz interpretiert werden. Dieser Eintrag ist beschreibendes Referenzmaterial zur normalen Funktion und keine Grundlage für individuelle Diagnosen oder Behandlungen.
Evidence & guidelines
Die hier zusammengefassten funktionellen Themen stammen aus etablierten physiologischen Übersichten und aus Konsenserklärungen zur anorektalen Funktion; der Rom-Konsens zu anorektalen Störungen (Rao et al., 2016) ist ein weit verbreitetes Referenzrahmenwerk für die Bereiche Motilität und Kontinenz.
History
Die quantitative Untersuchung des kolonalen Salz- und Wasserhaushalts sowie der bakteriellen Fermentation machte in der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts erhebliche Fortschritte, als Messungen von kurzkettigen Fettsäuren im menschlichen Koloninhalt und Pfortaderblut (Cummings et al., 1987) und moderne Bewertungen der kolonalen Salz- und Wasserabsorption (Sandle, 1998) das moderne Bild des Kolons als sowohl absorbierendes als auch fermentierendes Organ festigten.
Key figures
- John H. Cummings
- Geoffrey I. Sandle
- Adil E. Bharucha
Related topics
Seminal works
- sandle-1998
- cummings-1987
- bharucha-2006
Frequently asked questions
- Was sind die Hauptaufgaben des Kolons?
- Das Kolon gewinnt Wasser und Elektrolyte aus den Darminhalten zurück, beherbergt Mikroben, die unverdauute Kohlenhydrate zu kurzkettigen Fettsäuren fermentieren, speichert Rückstände und koordiniert Motilität und Kontinenz, sodass die Defäkation ein kontrolliertes Ereignis ist.
- Nimmt das Kolon Nährstoffe auf?
- Seine Hauptabsorptionsrolle ist die Rückgewinnung von Wasser und Elektrolyten, aber es nimmt auch kurzkettige Fettsäuren auf, die durch bakterielle Fermentation produziert werden und den Kolonozyten sowie dem Körper Energie liefern.