Spijsvertering: hoe voedsel wordt afgebroken
Om te overleven, hebben we voedingsstoffen nodig uit het voedsel dat we eten. Dit wordt bereikt door de spijsvertering, een ingewikkeld proces dat plaatsvindt in onze darmen.
Hoewel voedsel alle voedingsstoffen bevat die we nodig hebben voor een goede gezondheid, zitten ze opgesloten in grote, complexe verbindingen. Zodat ze door het lichaam kunnen worden gebruikt, moeten ze eerst door het verteringsproces in kleinere delen worden opgesplitst.
In dit artikel leggen we uit hoe voedsel wordt omgezet in de bouwstenen van leven en natuurlijk poep.
Wat is spijsvertering?
Kortom, bij de spijsvertering worden grote voedselmoleculen afgebroken tot in water oplosbare moleculen die in het bloed kunnen worden opgenomen en naar de organen van het lichaam kunnen worden getransporteerd.
Koolhydraten worden bijvoorbeeld afgebroken tot glucose, eiwitten tot aminozuren en vetten tot vetzuren en glycerol.
Het spijsverteringssysteem omvat ‘holle’ organen en ‘vaste’ organen.
Voedsel reist door de holle organen - mond, slokdarm, maag, dunne darm, dikke darm en anus.
De vaste organen - alvleesklier, lever en galblaas - voegen verschillende producten toe aan de mix.
Naast de vaste en holle organen zijn ook het zenuwstelsel en de bloedsomloop belangrijk bij de spijsvertering, evenals de bacteriën die in de darmen leven.
Spijsvertering wordt vaak onderverdeeld in twee soorten:
- Mechanische spijsvertering - voedsel wordt fysiek in kleinere delen gebroken. Bijvoorbeeld door te kauwen.
- Chemische vertering - voedsel wordt door zuren en enzymen afgebroken tot zijn basiseenheden.
De reis van de spijsvertering
Bij mensen is het maagdarmkanaal (ook wel het spijsverteringskanaal genoemd) ongeveer 8 meter lang. Een schrijver beschrijft het als "de belangrijkste en minst mooie waterweg op aarde". Hieronder beschrijven we de reis van een hap eten:
De mond
De spijsvertering begint al voordat het voedsel de mond binnenkomt. De geur, of zelfs de gedachte aan voedsel, start de productie van speeksel door de speekselklieren. Als het voedsel eenmaal in de mond zit, wordt het bevochtigd met speeksel en beginnen de tanden en de tong het proces van mechanische spijsvertering.
Speeksel bevat een enzym genaamd speekselamylase, dat zetmeel afbreekt. Speeksel bevat ook slijm dat de doorgang van voedsel door het spijsverteringsstelsel vergemakkelijkt.
Zodra het kauwen (kauwen) en de vertering van amylase voltooid zijn, is het voedsel een kleine ronde klodder geworden, die bekend staat als een bolus. Na het inslikken komt de bolus in de slokdarm en wordt via een proces dat peristaltiek wordt genoemd naar de maag verplaatst.
Peristaltiek
Peristaltiek is de langzame samentrekking van gladde spieren rond de leidingen van het spijsverteringsstelsel. Langzame samentrekkingsgolven lopen langs de darmen en duwen de bolus in de goede richting - weg van de mond en richting de anus.
De buik
De bolus komt de maag binnen via een spierklep aan de bovenkant, de hartsfincter genaamd. Deze sluitspier bepaalt hoeveel voedsel de maag binnenkomt en wanneer.
De maag bevat maagsap, dat voornamelijk bevat:
- Zoutzuur - een zuur dat sterk genoeg is om scheermesjes op te lossen.
- Pepsine - een enzym dat eiwitten afbreekt.
Beide chemicaliën kunnen mogelijk het slijmvlies van de maag beschadigen, dus het produceert een slijmerige laag om zichzelf tegen schade te beschermen.
In de maag gaat de peristaltiek door, wat helpt om het voedsel met de maagsappen te mengen. Er worden niet veel verbindingen vanuit de maag in het bloed opgenomen; uitzonderingen hierop zijn onder meer water, alcohol en niet-steroïde anti-inflammatoire geneesmiddelen (NSAID's).
Na 1 à 2 uur in de maag is het voedsel een dikke pasta, ook wel chymus genoemd. Het verlaat de maag via de pylorus sluitspier onderaan de maag.
De dunne darm
De twaalfvingerige darm is het eerste deel van de dunne darm. Hier vermengt de chymus zich met enzymen uit de alvleesklier, gal uit de lever en darmsap:
Gal - geproduceerd door de lever, helpt bij het afbreken van vetten en wordt opgeslagen in de galblaas.
Pancreassap - bevat een cocktail van enzymen, waaronder trypsinogeen, elastase en amylase.
Darmsap - deze vloeistof activeert enkele van de enzymen in het pancreassap. Het bevat ook andere enzymen, slijm en hormonen.
Het voedsel vervolgt zijn reis door de resterende delen van de dunne darm - het jejunum en ileum - en wordt geleidelijk verteerd. Als het eenmaal volledig is afgebroken, wordt het in het bloed opgenomen.
Bij mensen wordt het overgrote deel van de voedingsstoffen in de dunne darm opgenomen.
Kleine vingervormige uitsteeksels, villi genaamd, steken uit de wanden van de twaalfvingerige darm en vergroten het oppervlak. Villi maximaliseert de hoeveelheid voedingsstoffen die kan worden opgenomen. Het oppervlak wordt verder vergroot door microvilli, dit zijn nog kleinere uitsteeksels die afkomstig zijn van de cellen van het darmepitheel (voering).
De dikke darm
Ook wel de dikke darm en dikke darm genoemd, de dikke darm is 1,5 meter lang. Hoewel het korter is dan de dunne darm, heeft het een dikkere diameter.
In de dikke darm worden water en mineralen in het bloed opgenomen.
Voedsel reist veel langzamer door dit gebied om fermentatie door darmbacteriën mogelijk te maken.
De dikke darm absorbeert alle producten die door bacteriële activiteit worden geproduceerd, zoals vitamine K, vitamine B12, thiamine en riboflavine.
De dikke darm is opgesplitst in secties:
De stijgende dikke darm - dit omvat de blindedarm (een zakje dat aansluit op het ileum) en de appendix (nog een klein zakje. Zijn functie is onduidelijk, maar het kan een rol spelen bij het in stand houden van darmbacteriën).
De dwarse dikke darm - dit gedeelte kruist de buik.
De dalende dikke darm - deze sectie heeft een dichte populatie van darmbacteriën en wordt gebruikt om uitwerpselen op te slaan.
De sigmoïde (S-vormige) dikke darm - heeft spierwanden die helpen ontlasting in het rectum te duwen.
Het rectum
Overgebleven afval dat het lichaam niet kan gebruiken, wordt naar het rectum verplaatst en tijdens de ontlasting via de anus uitgescheiden. Dit kan meerdere keren op één dag voorkomen, of eens in de paar dagen.
Rekreceptoren in de wand van het rectum detecteren wanneer de kamer vol is en stimuleren de wens om te poepen. Als de ontlasting wordt vertraagd, kan de ontlasting terug naar de dikke darm worden verplaatst, waar het water weer in het lichaam wordt opgenomen. Als de ontlasting voor langere tijd wordt uitgesteld, wordt er meer water verwijderd, wordt de ontlasting hard en kan het individu verstopt raken.
Hoe voedingsstoffen worden afgebroken
Verschillende componenten van het dieet worden op verschillende manieren afgebroken:
Eiwit - verteerd door drie enzymen genaamd pepsine (in de maag), trypsine en chymotrypsine (in de twaalfvingerige darm, uitgescheiden door de alvleesklier).
Vet-linguale lipase begint de vetvertering in de mond. Het meeste vet wordt echter in de dunne darm afgebroken door pancreaslipase. Gal helpt ook bij het afbreken van vetten.
Koolhydraten - speeksel- en pancreasamylase breken zetmelen af in individuele glucose-eenheden. Lactase breekt lactose af, de suiker in melk. Sucrase breekt sucrose af (tafelsuiker of rietsuiker).
DNA en RNA - afgebroken door deoxyribonuclease (DNase) en ribonuclease (RNase) geproduceerd door de alvleesklier.
Niet-destructieve spijsvertering
Bepaalde essentiële, complexe moleculen zouden kapot gaan als ze zich vermengden met spijsverteringssappen in de maag.
Vitamine B12 is bijvoorbeeld erg gevoelig voor zuur en als het in zijn delen werd afgebroken, zou het zijn rol in het lichaam niet kunnen vervullen.
In deze gevallen vindt niet-destructieve vertering plaats. Voor vitamine B12, een chemische stof in speeksel genaamd haptocorrine, bindt zich aan het molecuul en beschermt het.
In de twaalfvingerige darm wordt de binding gesplitst en hecht B12 zich aan de intrinsieke factor. Dan, eenmaal in het ileum, dragen speciale receptoren de twee gebonden moleculen in het bloed.
Hormonale controle van de spijsvertering
Spijsvertering is een complex proces waarvoor verschillende organen nodig zijn om op het juiste moment bewegingen te maken. De juiste enzymen moeten bijvoorbeeld op het juiste moment en in de juiste hoeveelheden op de juiste plaats worden gespoten. Om dit systeem te helpen organiseren, zijn een reeks hormonen betrokken, waaronder:
Gastrine - dit hormoon komt vrij in de maag en stimuleert de productie van zoutzuur en pepsinogeen (een inactieve vorm van pepsine). Gastrine wordt geproduceerd als reactie op de komst van voedsel in de maag. Zure pH-waarden verlagen de niveaus van gastrine.
Secretine - stimuleert de afscheiding van bicarbonaat om zuur in de twaalfvingerige darm te neutraliseren.
Cholecystokinine (CCK) - ook gevonden in de twaalfvingerige darm, dit hormoon stimuleert de alvleesklier om enzymen af te geven en de galblaas om gal af te geven.
Maagremmende peptide - vermindert het karnen van de maag en vermindert de snelheid waarmee voedsel uit de maag wordt geleegd. Het veroorzaakt ook de afscheiding van insuline.
Motilin - stimuleert de productie van pepsine en versnelt de peristaltiek.
Wat is poep?
Afhankelijk van het individu en het soort voedsel dat ze hebben gegeten, duurt de spijsvertering - van mond tot badkamer - 24-72 uur.
Kak of uitwerpselen zijn de voedselresten die niet konden worden opgenomen door de dunne darm die zijn verrot door bacteriën in de dikke darm. Het bevat bacteriën en enkele kleine hoeveelheden metabolische afvalproducten, zoals gal en bilirubine (van de afbraak van bloed).
Uitwerpselen kunnen sterk in kleur variëren (lees hier meer over wat de verschillende ontlastingskleuren betekenen) en kunnen verschillende consistenties hebben, van waterig tot vast.
In een notendop
De spijsvertering is net zo complex als belangrijk. Om voedsel om te zetten in bruikbare componenten, zijn meerdere organen en systemen, een reeks chemicaliën en indrukwekkende coördinatie vereist. De weg van burger naar poep is lang en bochtig.
