Die A. mesenterica superior 
wird mit ihren Ästen nach Entfernung des Peritoneums sichtbar. Sie liegt rechts von der Flexura duodenojejunalis und tritt ca 3 cm weiter distal in die Radix mesenterii ein. Im Unterbauch gibt die A. mesenterica superior folgende Äste zum Dünn- und Dickdarm ab:
Dünndarmarterien: 12 bis 16 Arterien, die je nach Versorgungsgebiet als Aa. jejunales bzw. Aa. ileales bezeichnet werden. Sie entspringen von der linken Seite der A. mesenterica superior und bilden untereinander, Arkaden 1. bis 4. Ordnung , aus denen die Aa. rectae 
als Endgefässe hervorgehen.
A. ileocolica: setzt den Stamm der A. mesenterica superior fort und teilt sich vor dem Iliocoecalwinkel in:
- A. caecalis anterior und A. caecalis posterior, die einen Ring um das Caecum bilden
- A. appendicularis: verläuft im freien Rand des Mesenteriolums und versorgt segmental den Appendix vermiformis
- R. ileus: anastomosiert mit der letzten A. ilealis
- R. colicus: steigt entlang dem Colon ascendens auf und anastomosiert mit dem R. descendens der A. colica dextra.
Die A. mesenterica superior versorgt zusätzlich zu den hier erwähnten Gebieten Teile des Duodenums und des Pankreas.
Für die ersten beiden Jejunumschlingen gibt es meistens nur Arkaden 1. Ordnung; die Anzahl der Arkaden nimmt von proximal nach distal zu.
Zwischen den Aa. rectae gibt es nur schwache Anastomosen, sodass der plötzliche Ausfall eines Gefässes nicht ausgeglichen werden kann und der entsprechende Darmabschnitt abstirbt.
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