Het maag-darmstelsel is betrokken bij het opnemen van voedingsstoffen. Er kan onderscheid gemaakt worden tussen het absorberen van koolhydraten, eiwitten en vetten.

Het grootste deel van de koolhydraten wordt in de eerste 20% van de dunne darm verteerd en opgenomen [1]. Koolhydraten bestaan uit polysachariden (bijv. zetmeel), disachariden (lactose, sucrose en maltose) en monosachariden (glucose, fructose en galactose) (AFBEELDING 1). Poly- en disachariden worden door het lichaam afgebroken tot monosachariden, omdat alleen monosachariden kunnen worden opgenomen. Er zijn meerdere enzymen betrokken bij het afbreken van poly- en disachariden tot monosachariden:

• Amylase: breekt zetmeel af. Zetmeel is een polysacharide bestaande uit ketens van glucose. De vertering van zetmeel begint in de mond, omdat amylase via speeksel wordt afgegeven. De afbraak van zetmeel gaat door tot het bovenste deel van de maag, waarna amylase door het maagzuur wordt geïnactiveerd. Amylase wordt vervolgens weer via de pancreas toegevoegd aan de dunne darm, zodat er verdere vertering van zetmeel kan plaatsvinden. Het overgrote deel van het zetmeel wordt afgebroken in de dunne darm. Het verteringsproces ziet er als volgt uit: zetmeel —> amylase —> ketens van glucosemoleculen + maltose (disacharide) —> membraangebonden enzymen (zie verder) —> glucose (monosacharide) —> opname door het lichaam.

• Membraangebonden enzymen (glucosidasen): dit zijn enzymen die zich op het epitheel van de dunne darm bevinden en disachariden (lactose, sucrose en maltose) afbreken tot monosachariden (glucose, fructose en galactose). Vervolgens kunnen de monosachariden worden opgenomen. De monosachariden gebruiken verschillende soorten transporters om de enterocyten (darmepitheelcellen) binnen te komen (AFBEELDING 2):

  • Fructose: wordt door een glucose transporter (GLUT) opgenomen. Dit proces vindt plaats via diffusie (passief transport).

  • Glucose en galactose: worden tegelijkertijd met natrium via een sodium-glucose cotransporter (SGLT) opgenomen. Dit proces vindt plaats via actief transport.

Eiwitten zijn lange ketens van aminozuren die met elkaar verbonden zijn, ook wel polypeptiden genoemd. Polypeptiden kunnen worden opgedeeld in tripeptides (3 aminozuren aan elkaar), dipeptides (twee aminozuren aan elkaar) en aminozuren. Zowel tripeptides, dipeptides en aminozuren kunnen worden opgenomen in de dunne darm. In de enterocyten worden de tripeptides en dipeptides echter verder afgebroken tot aminozuren, omdat alleen vrije aminozuren worden afgegeven aan het bloed. Globaal ziet de vertering er als volgt uit: eiwitten —> peptidefragmenten —> tri- en dipeptides —> aminozuren —> afgifte aan het bloed.

Er zijn meerdere enzymen betrokken bij het afbreken van eiwitten:

• Pepsine: wordt afgegeven door de maag en breekt eiwitten af tot peptidefragmenten. Pepsine wordt door de maag uitgescheiden als het inactieve pepsinogeen, waarna het geactiveerd wordt door het maagzuur.

• Trypsine en chymotrypsine: worden afgegeven door de pancreas en breken de peptidefragmenten af tot kleinere stukken. Trypsine wordt als het inactieve trypsinogeen uitgescheiden en geactiveerd door enterokinase (een enzym in het duodenum) of trypsine zelf. Trypsine activeert vervolgens een scala aan andere verteringsenzymen, waaronder chymotrypsine.

• Carboxypeptidasen: wordt in een inactieve vorm afgegeven door de pancreas. De carboxypeptidasen worden geactiveerd door trypsine en breken vervolgens peptidefragmenten af tot vrije aminozuren.

• Membraangebonden enzymen (aminopeptidasen): breken peptidefragmenten af tot vrije aminozuren. Aminopeptidasen bevinden zich op de epitheelcellen van de dunne darm.

Vetten bestaan uit triglyceriden (AFBEELDING 3). Triglyceriden bevatten drie vetzuren die vastzitten aan glycerol. Vetten lossen niet gemakkelijk op in water en vormen in een waterige omgeving (zoals darmsappen) grote vetdruppels. Voor een efficiënte vertering worden deze grote vetdruppels daarom omgezet in kleinere vetdruppels. Galzouten, afgegeven door de galblaas, zetten grote vetdruppels om in micellen (hele kleine vetdruppels). De kleine vetdruppels kunnen vervolgens makkelijk afgebroken worden door lipase afkomstig uit de pancreas. Lipase breekt vetten af tot vrije vetzuren en monoglyceriden (zie ‘extra’ onderaan de pagina voor meer details). Enterocyten kunnen vrije vetzuren en monoglyceriden (glycerol met één vetzuur eraan) vervolgens opnemen. Nadat de epitheelcellen van de darmen vrije vetzuren en monoglyceriden hebben opgenomen, worden deze in het glad endoplasmatisch reticulum van de cel weer omgezet in triglyceriden. De triglyceriden worden vervolgens verpakt in chylomicronen. Chylomicronen zijn lipoproteïnes die uit vetachtige stoffen (triglyceriden, cholesterol, vetoplosbare vitamines, fosfolipiden) en een klein beetje eiwit bestaan (AFBEELDING 4). Chylomicronen zijn wateroplosbaar, omdat de buitenste laag hydrofiel is. Dit is belangrijk, omdat vetten op deze manier op een efficiënte manier door het bloed (wat voornamelijk uit water bestaat) kunnen worden vervoerd. Opvallend is dat chylomicronen eerst worden afgegeven aan lymfevaten en niet direct terechtkomen in de bloedbaan. De capillairen hebben namelijk een barrière tegen te grote stoffen, zoals chylomicronen. Via de ductus thoracicus (groot lymfevat, zie AFBEELDING 5) komen de chylomicronen uiteindelijk in het bloed terecht. De ductus thoracicus mondt namelijk uit in de vena subclavia sinistra (AFBEELDING 5).

Dit is de samenvatting van de absorptie van vet: grote vetdruppels —> afgifte galzouten —> micellen (kleine vetdruppels) —> lipase breekt vetten af tot vetzuren en monoglyceriden —> opname van vetzuren en monoglyceriden door enterocyten —> vetzuren en monoglyceriden worden intracellulair in triglyceriden omgezet —> vetten, vetachtige stoffen en eiwitten worden verpakt in chylomicronen —> afgifte aan extracellulaire omgeving —> via lymfevaten worden chylomicronen afgevoerd naar de vena subclavia sinistra. Hierdoor komen chylomicronen in de bloedcirculatie terecht, waarna vetten afgegeven kunnen worden aan weefsels en organen.

Extra
Lipase kan niet binden aan vetten die omgeven zijn door galzouten. Daarom geeft de pancreas ook colipase af. Dit enzym zorgt ervoor dat lipase kan binden aan de vetten die zijn omgeven door galzouten.

Auteurs

Auteur: Elise Smit, geneeskundestudent
Co-auteur en student reviewer: Lars Nijman, geneeskundestudent
Specialist reviewer: moet nog worden nagekeken.

Link voor verdieping

Koolhydraten: https://www.amboss.com/us/knowledge/Carbohydrates

Eiwitten: https://www.amboss.com/us/knowledge/Proteins_and_peptides

Vetten: https://www.amboss.com/us/knowledge/Lipids_and_their_metabolism

Referenties

[1] Widmaier, E. P., Raff, H., & Strang, K. T. (2016). Vander’s Human Physiology. New York, Verenigde Staten: McGraw-Hill Education.

Lieberman, M. A., & Marks, A. D. (2014). Marks’ Essentials of Medical Biochemistry (0002 editie). Lippincott Williams And Wilkins.