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Lexikon der Biologie: Magen

Magen, Gaster, Stomachus, Ventriculus, muskulöses Hohlorgan, Teil des Verdauungstrakts (Verdauung I–III) zwischen Speiseröhre (Oesophagus) und Darm (Farbtafel) mit den Funktionen Nahrungsspeicherung, mechanische Zerkleinerung, Sterilisierung, chemische Aufarbeitung und Transport der Nahrung. Im Tierreich ist dieses Organ unterschiedlich ausgebildet ( vgl. Abb. 1 ). Beim Regenwurm (Regenwürmer) findet sich ein einfacher Muskelmagen, in dem die Nahrung mit Hilfe der gleichzeitig aufgenommenen Sandkörnchen zerrieben wird. Egel haben einen aus 10 Paar Blindsäcken („Blinddärmen“) bestehenden Magen, in dem das aufgenommene Blut gespeichert wird. Bei Schnecken (Weichtiere) ist der mit einem Cilienepithel ausgekleidete Mitteldarm zu einem Magen erweitert, in den die Mitteldarmdrüse einmündet; der Mageninhalt wird mehrfach in das Gangsystem dieser Drüse gedrückt und wieder herausgepreßt. Bei vielen Muscheln und einigen Schnecken liegt in einer Magentasche ein Kristallstiel, der vor allem stärke- und glykogenabbauende Enzyme freisetzt. Bei den Höheren Krebstieren ist der ektodermale Magen in einen vorderen, mit Chitinzähnen besetzten Kaumagen (Malacostraca; üß Gliederfüßer I ) und einen hinteren Filtermagen untergliedert (Pylorus). Bei Spinnen ist ein muskulöser Saugmagen ausgebildet und ein sich anschließender Verdauungsmagen ( üß Gliederfüßer II ). Insekten haben eine kropfartige Erweiterung des Vorderdarms, die als Reservoir dient und aus der durch einen Sphinkter die Nahrung portionsweise an den Darm abgegeben wird. Bei Bienen wird dieser Teil des Verdauungstrakts Honigmagen oder Honigblase genannt; hier beginnt die Fermentation des Nektars zum Honig. Bei anderen Insekten schließt sich an den Oesophagus ein mit Chitinzähnen ausgestatteter ektodermaler Kaumagen an. Viele Stachelhäuter (Farbtafel) verdauen ihre Nahrung extraintestinal mit einem ausgestülpten Magen (extraintestinale Verdauung). – Der typische Magen als Bildungsort eigener, vor allem proteolytischer Enzyme (Proteasen), die in einem stark sauren Milieu (infolge der Produktion von Salzsäure) wirksam sind, ist erst für die Wirbeltiere charakteristisch. Er fehlt lediglich bei einigen Niederen Fischen (Rundmäulern) und auch Karpfen. Je nach Ernährungsweise (Ernährung) ist der Magen unterschiedlich ausgeprägt. Amphibien besitzen einen weiten innen gefalteten Magen, Schlangen einen langgestreckten, erweiterungsfähigen Magen und Krokodile einen mit harten Sehnenscheiben versehenen muskulösen Kaumagen. Bei Vögeln ist der hinter dem Drüsenmagen liegende Kaumagen mit festen Reibplatten aus erhärtetem Sekret ausgekleidet. Mit der Nahrung aufgenommene Steinchen vervollständigen bei Körnerfressern die Zerkleinerung der Nahrung. – Der Säuger-Magen wird in verschiedene Abschnitte eingeteilt: Cardia, Kardia (Mageneingang, -mund, Einmündung der Speiseröhre [Oesophagus]), Fundus (Fundus ventriculi, Magengrund, Magengewölbe), Korpus (Corpus ventriculi, Magenkörper), Antrum (Antrum pyloricum, Vorraum des Pförtners) und Pförtner (Pylorus). Der Magenausgang liegt auf der rechten Körperseite. Bei Fleischfressern (einschließlich des Menschen) bilden alle Abschnitte eine einheitliche Magenhöhle; Körnerfresser verwenden die ersten 3 Abschnitte als Sammelmagen, bei Blattfressern (Wiederkäuern) ist der Sammelmagen in Pansen und Netzmagen unterteilt und dient dem fermentativen Aufschluß der Nahrung (Wiederkäuer-Magen). Die Magenschleimhaut ( vgl. Abb. 3 ) unterscheidet sich deutlich von der Auskleidung der Darmabschnitte. Sie besteht im Gegensatz zu dem Plattenepithel des Oesophagus aus einem Zylinder-Epithel, das mit einer Reihe von tubulären Drüsen ausgestattet ist. In dieser Schleimhaut liegen 4 wichtige Zellarten: Die Hauptzellen sezernieren Propepsin (Pepsinogen), das durch die aus den Belegzellen abgesonderte 0,3%ige Salzsäure in das proteolytisch wirksame Pepsin gespalten wird. Die Belegzellen bilden ferner den Intrinsic factor. Die Nebenzellen bilden den Schleim ( vgl. Abb. 2 ), dessen wesentliche Aufgabe der Schutz der Magenoberfläche vor der Magensäure ist. Sog. enterochromaffine Zellen bilden das Hormon Gastrin (gastrointestinale Hormone), das die Salzsäuresekretion reguliert. Andere Magendrüsen produzieren u.a. auch das milchabbauende Labferment. Die im Magen erfolgende Vorverdauung der Nahrung zu einem homogenen, halbflüssigen Brei, dem sog. Chymus, findet ihren Abschluß im Dünndarm, wo die Hauptverdauung und Resorption der Nahrungsbestandteile erfolgen. – Die Magenfunktion wird nervös und humoral gesteuert. Parasympathisch (Parasympathikus) wird der Magen durch den Nervus vagus (Vagus), dessen Reizung eine Zunahme der motorischen und sekretorischen Aktivität bewirkt, versorgt; der Sympathikus hemmt die Magenbewegung. Afferente sympathische Bahnen melden Schmerzempfindungen, über afferente parasympathische Bahnen wird das Erbrechen ausgelöst. Die Nerven versorgen 3 sich kreuzende Muskelschichten, durch die wellenförmige Kontraktionsbewegungen hervorgerufen werden (Magenperistaltik), die den Nahrungsbrei vermischt mit den Verdauungsenzymen in Richtung Pylorus drängen. Diese Peristaltik erzeugt bei leerem Magen das bekannte „Magenknurren“. – Beim erwachsenen Menschen faßt der Magen ( vgl. Abb. 3 ) 2,5–3 l. Die Verweildauer der Nahrung im Magen ist je nach Konsistenz sehr unterschiedlich und schwankt zwischen 1 und etwa 8 Stunden. Bei sog. schwerverdaulichen Speisen beträgt die Dauer des Aufenthalts mehr als 3 Stunden. Ewald (C.A.E.), Gastritis, Heidenhain (R.P.H.), Helicobacter, Hormone, Hunger, Krebs, Magensaft, Pawlow (I.P.), Purkinje (J.E. von), Prout (W.), Spallanzani (L.), Streß, vegetatives Nervensystem, Verdauung; Biogenetische Grundregel , Mensch I , Nervensystem II.

L.M./K.M.



Magen

Abb. 1:
Magenformen: 1 Mensch, 2 Hamster, 3 Rind, 4 Vogel (Körnerfresser).
B Blättermagen, D Drüsenmagen (Verdauungsmagen), Dü Dünndarm, F Fundusdrüsenabschnitt, K Kardia (Eingang), Kr Kropf, L Labmagen, Mu Muskelmagen, N Netzmagen, P Pylorusdrüsenabschnitt, Pa Pansen, Pf Pförtner (Ausgang), V Vorratsmagen



Magen

Abb. 2:
Sekretion des Magensaftes: Die tubulären Drüsen der Magenschleimhaut sezernieren in den Nebenzellen Magenschleim, in den Hauptzellen Pepsinogen und in den Belegzellen Salzsäure. In den Belegzellen werden H+-Ionen aktiv mit Hilfe der ATPase (Adenosintriphosphatasen) im Austausch mit K+-Ionen (Kalium) in das Lumen gepumpt. H+-Ionen entstehen bei der Reaktion von CO2 (aus dem Metabolismus stammendes Kohlendioxid) mit H2O (Wasser). Die Reaktion wird durch das Enzym Carboanhydrase (CA) katalysiert. Dabei entsteht das instabile Dihydrogencarbonat, das sofort in H+- und Hydrogencarbonat-Ionen (HCO3; Hydrogencarbonate) zerfällt. HCO3 tritt entlang einem Konzentrations-Gradienten im Austausch gegen Cl (Chlor) ins Blut über. H+-Ionen, die durch die Dissoziation des Wassers entstehen, spielen gegenüber der Carboanhydrase-katalysierten Reaktion nur eine geringe Rolle. Gleichzeitig mit den H+-Ionen werden auch Cl-Ionen aktiv in den Magen sezerniert; es entsteht Salzsäure. Reguliert wird die Säureproduktion u.a. durch das Hormon Gastrin.
Der Magen ist nicht unempfindlich gegenüber der von ihm produzierten Salzsäure und den durch sie aktivierten proteolytischen Enzymen (Proteasen). Nur dadurch, daß das Pepsin als inaktive Vorstufe (Pepsinogen) gebildet und erst im Schutz des Speisebreis durch Salzsäure aktiviert wird, ist ein Schutz vor Selbstverdauung möglich. Gegen die eigene Salzsäure hilft eine ständig neu sezernierte alkalische Schleimschicht, welche die Salzsäure im Bereich des Magenepithels neutralisiert. Bei überschießender Salzsäureproduktion, die beim Menschen viele organische und psychische Ursachen haben kann, wird die Magenschleimhaut mehr oder weniger stark beschädigt. Ein Magengeschwür, das sich bis zum Magendurchbruch ausweiten kann, ist die Folge (Helicobacter).



Magen

Abb. 3:
Der Magen des Menschen liegt unter dem Zwerchfell im linken Oberbauch. Aus der Speiseröhre (Oesophagus) gelangt die Nahrung durch den Magenmund (Cardia, Kardia) in den Magen. Von hier aus wölbt sich der Magengrund (Fundus ventriculi) nach oben, abwärts folgt der Magenkörper (Corpus ventriculi). Den Übergang zum Darm bildet ein ringförmiger Muskel, der Magenpförtner (Pylorus). – Einige Daten (Durchschnittswerte): Länge 30 cm, Durchmesser 14 cm, Leergewicht 300 g, Inhalt 2750 cm3.
1 Magen aufgeschnitten, mit Darstellung des Schleimhautreliefs; 2 Oberfläche der Magenschleimhaut und Schnitt durch die Magenwand.

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