Inleiding
Een ongeboren baby heeft nog geen darmwerking nodig. De voedingsstoffen komen van het bloed van de moeder via de placenta in het bloed van de baby terecht.
Na de geboorte gaat de baby zelf voedsel verteren om voedingsstoffen op te nemen. Het darmstelsel is nog niet geheel ontwikkeld, daardoor kunnen baby’s alleen (moeder)melk verteren. Voor sommige kinderen is zelfs melk te moeilijk verteerbaar, waardoor buikkrampjes kunnen ontstaan.
Voor de opname van voedingsstoffen zijn verteringsorganen nodig. Voorbeelden hiervan zijn de maag en de darmen, maar ook klieren zijn nodig.
Organen voor de vertering
Het spijsverteringskanaal is nodig om voedsel te verteren. Maag, darmen en klieren behoren tot het spijsverteringskanaal. Tijdens het verteren worden grote moleculen kleiner gemaakt. Zo kunnen ze worden opgenomen in het bloed en getransporteerd naar andere lichaamscellen. De cellen gebruiken de voedingstoffen voor de energievoorziening, opbouw en het herstel van cellen (en dus weefsels).
|
Mond
Kauwen en vermengen met speeksel
|
|
Speekselklier
Aanmaak van speeksel met amylase voor vertering zetmeel.
|
|
Slokdarm
Voedseltransport via peristaltische bewegingen.
|
|
Lever
Produceert o.a. gal.
|
|
Maag
Kneden/mengen en toevoegen van maagsap.
|
|
Galblaas
Opslag van gal.
|
|
Maagportier
Kringspier, uitgang van de maag.
|
|
Alvleesklier
Produceert o.a. alvleessap.
|
|
Twaalfvingerige darm
Toevoeging van gal en alvleessap.
|
|
Dunne darm
Toevoeging darmsappen voor vertering.
|
|
Dikke darm
Laatste vertering, opname van water.
|
|
Blinde darm
Deel dikke darm.
|
|
Endeldarm
Opslag ontlasting.
|
|
Anus
Afvoer van ontlasting, onder invloed van het zenuwstelsel.
|
Mond en strottenhoofd
De mond bevindt zicht rondom de mondholte.
De mond is begrensd door de lippen (kringspier), onder- en bovenkaak (inclusief het gebit en de wangen). In de mondholte zit de tong. De tong helpt bij de beweging van het voedsel in de mond en het slikken.
De kaken en de wangen zijn bekleed met slijmvliezen die, samen met de speekselklieren, een rol spelen bij de vertering. Het speeksel bevat het enzym amylase dat betrokken is bij de "chemische vertering" van zetmeel.
"Koolhydraten en vetten"
Zetmeel (amylose) wordt door amylase omgezet in maltose. Maar daardoor is nog niet alle amylose verteert. De vertering van koolhydraten gaat verder in de dunne darm.
Het gebit zorgt voor de verkleining van het voedsel ("mechanische vertering"). De tong zorgt voor de verplaatsing en vermenging met het speeksel van het voedsel en de speekselklieren produceren slijm en geven amylase af.
De tong is ook belangrijk voor het waarnemen van smaak met behulp van smaakpapillen. Wanneer het voedsel klein genoeg is, verplaatst de tong de voedselbrij naar de keelholte.
Onder de keelholte ligt het strottenhoofd (ook wel larynx); de ingang van de luchtpijp. Tijdens het slikken wordt de luchtpijp afgesloten door het strottenklepje, aan de bovenkant van het strottenhoofd. Zo kan het voedsel niet in de luchtpijp terecht komen, dit voorkomt verslikking. In het strottenhoofd bevinden zich ook de stembanden, die zorgen voor geluidvorming.
Slokdarm en maag
De slokdarm, een buis van ongeveer 25 cm lang en een diameter van 2 cm, loopt van de keelholte tot de maag. Hierin worden geen verteringssappen afgescheiden. Bovenaan en onderaan heeft de slokdarm twee sluitspieren. De onderste sluitspier verhindert dat er voedsel vanuit de maag terugstroomt (reflux) naar de slokdarm.
Door middel van peristaltische bewegingen wordt het voedsel door de slokdarm bewogen. Twee spierlagen zorgen voor de peristaltiek van de slokdarm: kringspieren in de buitenste laag van de slokdarm en lengtespieren in de binnenste laag. Door afwisselende beweging van deze spieren wordt het voedsel verplaatst.
De maag is een gespierde ‘zak’ boven in de buikholte.
De maag heeft een dikke slijmlaag die de maagwand tegen beschadiging door het maagzuur beschermt. Maagsap is één van verteringssappen en heeft een zeer lage pH (zuur). De wand van de maag is gespierd en door peristaltische bewegingen wordt het voedsel gemengd en gekneed.
Aan de onderzijde sluit de maagportier de maag af. Deze kringspier laat
het voedsel beetje bij beetje passeren naar de twaalfvingerige darm.
|
Slokdarm
Voedseltransport via peristaltische bewegingen.
|
|
Lever
Produceert o.a. gal.
|
|
Maag
Kneden/mengen en toevoegen van maagsap.
|
|
Galblaas
Opslag van gal.
|
|
Maagportier
Kringspier, uitgang van de maag.
|
|
Galbuis
Vervoert gal naar de twaalfvingerige darm.
|
|
Afvoerbuis
Vervoert gal en alvleessap naar de twaalfvingerige darm.
|
|
Alvleesklier
Produceert o.a. alvleessap.
|
|
Twaalfvingerige darm
Toevoeging van gal en alvleessap.
|
Alvleesklier, gal en galblaas
De alvleesklier, ook wel pancreas, ligt gedeeltelijk achter de maag en is verbonden met de twaalfvingerige darm (het begin van de dunne darm).
De alvleesklier scheidt een verteringssap af: alvleessap. Daarnaast produceert de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier insuline. Insuline is een hormoon dat belangrijk is voor het reguleren van het bloedsuikergehalte in het lichaam. Meer hierover lees je in "hormoonklieren".
In het verteringssap zorgt natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3, ook wel dubbelkoolzure soda) voor het neutraliseren van het maagzuur in de voedselbrij en enzymen voor het splitsen van eiwitten, vetten en koolhydraten.
Bij neutraliseren: NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2
De lever produceert gal, een geelgroene vloeistof.
Gal wordt opgeslagen in de galblaas. De vloeistof bevat water, galzouten, cholesterol en bilirubine. Gal wordt door de galblaas afgegeven aan de darm als er vet voedsel door de twaalfvingerige darm gaat.
Galzouten breken het vet af tot kleinere bolletjes.
Dit heet emulgeren. Daardoor kan het vet makkelijker verteerd worden.
Bilirubine is een afvalstof en komt vrij bij de afbraak van rode bloedcellen. Bilirubine reageert met zuurstof in de dikke darm en kleurt zo de ontlasting bruin.
Dunne darm
De dunne darm ligt tussen de twaalfvingerige darm en de dikke darm en is het langste deel van het spijsverteringskanaal: De dunne darm is zo’n 5 tot 6 meter lang. In het spijsverteringsstelsel zorgen kring- en lengtespieren voor een constante vermenging van de voedselbrij met de verteringssappen, met name in de wand van de dunne darm. De verteringssappen in de dunne darm bevatten enzymen voor de afbraak van eiwitten en koolhydraten.
De binnenkant van de darm bezit darmplooien en darmvlokken. Darmvlokken zijn opgebouwd uit slijmcellen en dekweefselcellen. In elke darmvlok bevinden zich bloedvaatjes en een lymfevat.
De dekweefselcellen hebben celuitstulpingen: microvilli. De microvilli zorgen voor een enorme oppervlaktevergroting. Hierdoor kan er per tijdseenheid meer voedingsstoffen de dekweefselcellen passeren en de binnenkant van de darmvlok bereiken. Zo komen de meeste voedingsstoffen uit het voedsel terecht in het bloed van de darmhaarvaten of in de lymfevaten.
Dikke darm, blinde darm en endeldarm
De dikke darm, ook wel colon, sluit aan op de dunne darm. In de dikke darm bevindt zich een grote populatie darmbacteriën die delen van de voeding afbreken, wat het lichaam zelf niet kan. De bacteriën maken op deze manier voedingsstoffen beschikbaar voor het lichaam. Daarnaast zorgen sommige bacteriën voor de aanmaak van vitamines (o.a. vitamine K).
In de dikke darm worden vooral mineralen en water aan de voedselbrij onttrokken (resorptie) en opgenomen door de bloedvaten in de darmwand. Peristaltische bewegingen zorgen voor voortstuwing van de ingedikte onverteerde voedselresten.
De blinde darm bevindt zich naast de overgang van de dunne darm naar de dikke darm en is een blind eindigende zak. In planteneters is de blinde darm goed ontwikkeld. Daar bevinden zich veel darmbacteriën om celwanden van planten af te breken. Aan de blinde darm zit een wormvormig aanhangsel (appendix). Dit is het deel dat meestal ontsteekt bij een blindedarmontsteking.
In de endeldarm, ook wel rectum genoemd, worden de onverteerde, ingedikte voedselresten (ontlasting) tijdelijk verzameld en opgeslagen. De endeldarm is tussen de 15 en 20 cm lang en heeft een S-vorm.
De ontlasting bestaat naast onverteerbare voedselresten uit galkleurstoffen, dode slijmvliescellen en bacteriën.
De anus is een kringspier die de endeldarm afsluit.
Deze spier staat onder invloed van het animale zenuwstelsel (zie "Indeling van het zenuwstelsel"), waardoor regeling van de ontlasting mogelijk is. De anus wordt daarnaast tot de erogene zones gerekend, omdat de huid goed is doorbloed en dicht bezet is met gevoelszenuwen.
Vertering en opname/mechanische en chemische vertering
Vertering is nodig om voedingstoffen op te nemen in het lichaam.
Vertering geschiedt door middel van verkleining van het voedsel in de mond door de tanden en door de werking van enzymen.
Ook is veel slijm nodig om de voedselbrij vochtig te houden; hierdoor beschadigd het voedsel de binnenkant van het spijsverteringskanaal niet.
Mechanische vertering treedt als eerst op in de mondholte; hier wordt het voedsel verkleind door het kauwen. Hierdoor kan het voedsel beter doorgeslikt worden en ontstaat er een groter contactoppervlak.
Het grotere contactoppervlak is gunstig voor een optimale enzymwerking (chemische vertering). Mechanische vertering treedt ook op in het spijsverteringskanaal; peristaltische bewegingen zorgen voor het kneden en mengen met enzymrijke verteringssappen van de voedselbrij.
De gal in de twaalfvingerige darm verdeelt het vet in kleinere vetbolletjes.
Dit heet emulgeren en behoort tot de chemische vertering. Hierdoor wordt de oppervlakte van de vetten vergroot waardoor de enzymen er vervolgens beter op in kunnen werken.
Alle enzymen hebben een werking in de chemische vertering omdat de chemische structuur van het molecuul veranderd wordt.
Enzymen
Enzymen zijn bolvormige eiwitten die omzettingsreacties katalyseren, ofwel versnellen. Tientallen eiwitten zijn betrokken bij de katalysatie van voedingsstoffen in het spijsverteringskanaal.
Een enzym heeft een holte, het reactiecentrum.
Hierin past het molecuul dat omgezet moet worden (substraat).
Het reactiecentrum is specifiek voor het type enzym en is dus niet voor elk enzym hetzelfde. Je kunt het vergelijken met een sleutel (substraat) die in een slot (enzym) past. Enzymen zijn dus reactiespecifiek.
Een enzym kan meerdere omzettingsreacties katalyseren en dus meerdere substraten binden. Enzymen gaan echter niet oneindig mee; na verloop van tijd treedt slijtage op. Gelukkig worden enzymen steeds opnieuw door het lichaam gemaakt.
Soms helpt een andere stof bij het aan- en uitzetten van enzymen; een co-enzym. De concentratie van het co-enzym bepaalt de snelheid van de reactie. Soms is er ook een co-factor nodig welke helpt bij de binding of werking van het enzym. Een co-factor kan een vitamine of een metaalion zijn.
De naamgeving van enzymen is altijd hetzelfde.
Een enzym eindigt altijd op ‘-ase’.
Het gedeelte ervoor geeft aan wat het enzym omzet: het enzym dat maltose omzet heet maltase, het enzym dat amylose omzet heet amylase.
Temperatuuroptimum/pH-optimum
Temperatuuroptimum
Enzymen werken het beste bij een bepaalde temperatuur: een optimum temperatuur.
Dit is bij de mens bij ongeveer 37 graden Celsius; de lichaamstemperatuur.
Bij een te lage temperatuur werken enzymen slechter of helemaal niet.
De reactiviteit van enzymmoleculen nemen toe wanneer de temperatuur stijgt.
Wanneer de temperatuur te hoog wordt zullen steeds meer eiwitten denatureren. De eiwitten stollen.
Hierbij verandert de ruimtelijke structuur onomkeerbaar, waardoor het enzym zich niet meer herstelt.
pH-optimum
Naast een temperatuuroptimum heeft elk enzym ook een pH-optimum.
Het enzym pepsine uit de maag werkt bijvoorbeeld optimaal bij een lage pH. Pepsine is de verzamelnaam voor een aantal eiwitsplitsende enzymen.
Andere enzymen werken optimaal in een neutraal of basisch milieu. Een ander voorbeeld zijn de enzymen uit het alvleessap: deze enzymen werken optimaal bij een pH rond de 8.
Resorptie
In de dikke darm worden water, voedingsstoffen en verteringsproducten opgenomen door darmepitheelcellen.
Dit proces wordt resorptie genoemd. Resorptie treedt vaak op tegen het concentratieverval. Dat betekent dat de concentratie van de stoffen in de cellen hoger is dan in de darmholte. Hiervoor is actief transport nodig.
Actief transport kost energie in tegenstelling tot passief transport wat met het concentratieverval mee gaat.
Voedingsstoffen worden opgenomen via de haarvaten in de darmvlokken. De haarvaten verenigen zich tot een groot afvoerend bloedvat: de poortader. De poortader loopt van de darmen naar de lever, waar de voedingsstoffen uit het bloed gefilterd worden.
Opname van vetten
Vetten bestaan uit glycerol en 3 vetzuren (triglyceriden). Zie "Koolhydraten en vetten". Voordat vet kan worden opgenomen in het lichaam zijn de enkele bewerkingen nodig. Vetten worden in de twaalfvingerige darm door gal geëmulgeerd. Alvleessap bevat vervolgens een enzym (pancreaslipase) dat vet afbreekt tot glycerol en vetzuren.
Glycerol en vetzuren kunnen door de cellen van de darmvlokken in de dunne darm worden opgenomen. Uit het opgenomen glycerol en de opgenomen vetzuren worden in de cellen van het darmepitheel weer vetten gevormd. Vetten die uit kleine vetzuurmoleculen zijn gevormd, worden opgenomen in het bloed van de haarvaten. De vetten die uit grote vetzuurmoleculen zijn gevormd, worden opgenomen in de lymfe van de lymfevaten.
Opname water en glucose (VWO)
Glucoseresorptie heeft transportenzymen nodig en kost dus energie; actief transport treedt op.
Een transportenzym bindt aan de glucosemoleculen en Na+-ionen uit de darmholte. Door binding van beide componenten verandert het transportenzym van vorm waardoor de gebonden componenten intracellulair kunnen afgeven. De Na+-ionen worden de cel uitgepompt en kaliumionen de cel ingepompt door de natrium-kaliumpomp. Energie wordt geleverd door ATP.
De opname van water in de dikke darm vindt voornamelijk plaats door osmose via porie-eiwitten. Ionen worden actief getransporteerd waardoor er een verschil in osmotische waarde ontstaat. Hierdoor is het mogelijk om water op te nemen.
Micellen
Micellen zijn oppervlakte-actieve stoffen opgebouwd uit een aantal moleculen in water. Het hydrofobe deel bestaat meestal uit koolwaterstofketens en is waterafstotend.
Het hydrofobe gedeelte bevindt zich het verst weg van het water.
Het hydrofiele deel zijn de koppen en zijn waterminnend. De koppen zitten dus aan de buitenkant van de micel.
