Elk levend organisme voedt zich met biologisch voedsel, dat wordt vernietigd in het spijsverteringsstelsel en betrokken is bij het cellulaire metabolisme. En voor een stof als eiwit betekent vertering volledige afbraak tot de samenstellende monomeren. Dit betekent dat de belangrijkste taak van het spijsverteringsstelsel de vernietiging van de secundaire, tertiaire of domeinstructuur van het molecuul is, en vervolgens de eliminatie van aminozuren. Later zullen eiwitmonomeren door de bloedsomloop naar de cellen van het lichaam worden vervoerd, waar nieuwe eiwitmoleculen zullen worden gesynthetiseerd die nodig zijn voor het leven.
Enzymatische eiwitvertering
Eiwit is een complex macromolecuul, een voorbeeld van een biopolymeer dat uit veel aminozuren bestaat. En sommige eiwitmoleculen bestaan niet alleen uit aminozuurresten, maar ook uit koolhydraat- of lipidestructuren. Enzymatische of transporteiwitten kunnen zelfs een metaalion bevatten. Vaker dan anderen is eiwit aanwezig in voedselmoleculen gevonden in dierlijk vlees. Het zijn ook complexe fibrillaire moleculen met een lange aminozuurketen.
Voor de afbraak van eiwitten in het spijsverteringsstelsel is er een reeks proteolyse-enzymen. Dit zijn pepsine, trypsine, chemotrypsine, elastase, gastrixine, chymosine. De uiteindelijke vertering van eiwitten vindt plaats in de dunne darm onder invloed van peptidehydrolasen en dipeptidasen. Dit is een groep enzymen die de peptidebinding in strikt specifieke aminozuren verbreken. Dit betekent dat één enzym nodig is om de peptidebinding tussen de residuen van het aminozuur serine te verbreken en een ander enzym om de door threonine gevormde binding te verbreken.
Enzymen voor de vertering van eiwitten zijn onderverdeeld in typen, afhankelijk van de structuur van hun actieve centrum. Dit zijn serine, threonine, aspartyl, glutamine en cysteïne proteasen. In de structuur van hun actieve centrum bevatten ze een specifiek aminozuur, waar ze hun naam aan hebben gegeven.
Wat gebeurt er met eiwitten in de maag?
Veel mensen zeggen ten onrechte dat de maag het belangrijkste orgaan van de spijsvertering is. Dit is een veel voorkomende misvatting, omdat de vertering van voedsel al gedeeltelijk wordt waargenomen in de mondholte, waar een klein deel van de koolhydraten wordt vernietigd. Hier vindt gedeeltelijke absorptie plaats. Maar de belangrijkste processen van de spijsvertering vinden plaats in de dunne darm. Tegelijkertijd vindt er, ondanks de aanwezigheid van pepsine, chymosine, gastrixine en zoutzuur, geen vertering van eiwitten in de maag plaats. Deze stoffen onder de werking van het proteolytische enzym pepsine en zoutzuurdenatureren, dat wil zeggen, hun bijzondere ruimtelijke structuur verliezen. Chymosine stremt ook melkeiwit.
Als we het proces van eiwitvertering uitdrukken als een percentage, dan vindt ongeveer 10% van de vernietiging van elk eiwitmolecuul plaats in de maag. Dit betekent dat in de maag geen enkel aminozuur loskomt van het macromolecuul en niet wordt opgenomen in het bloed. Het eiwit zwelt en denatureert alleen om het aantal beschikbare plaatsen voor proteolytische enzymen in de twaalfvingerige darm te vergroten. Dit betekent dat onder de werking van pepsine het eiwitmolecuul in volume toeneemt, waardoor meer peptidebindingen vrijkomen, die vervolgens worden verbonden door proteolytische enzymen van pancreassap.
Eiwitvertering in de twaalfvingerige darm
Na de maag komt het bewerkte en zorgvuldig gemalen voedsel, gemengd met maagsap en voorbereid op verdere stadia van de spijsvertering, in de twaalfvingerige darm. Dit is het deel van het spijsverteringskanaal dat zich helemaal aan het begin van de dunne darm bevindt. Hier vindt verdere splitsing van moleculen plaats onder invloed van pancreasenzymen. Dit zijn agressievere en actievere stoffen die een lange polypeptideketen kunnen verpletteren.
Onder invloed van trypsine, elastase, chymotrypsine, carboxypeptidasen A en B wordt het eiwitmolecuul in vele kleinere ketens gesplitst. In feite begint de vertering van eiwitten in de darm na het passeren van de twaalfvingerige darm nog maar net. En alsuitgedrukt als een percentage, worden de eiwitten na verwerking van de voedselbolus met pancreassap voor ongeveer 30-35% verteerd. Hun volledige "demontage" tot hun samenstellende monomeren zal worden uitgevoerd in de dunne darm.
Resultaten van de vertering van pancreaseiwit
Eiwitvertering in de maag en twaalfvingerige darm is een voorbereidende stap die nodig is om macromoleculen af te breken. Als een eiwit met een ketenlengte van 1000 aminozuren de maag binnenkomt, dan is de output van de twaalfvingerige darm bijvoorbeeld 100 moleculen met elk 10 aminozuren. Dit is een hypothetische figuur, aangezien de hierboven genoemde endopeptidasen het molecuul niet in gelijke delen verdelen. De resulterende massa zal moleculen bevatten met een ketenlengte van 20 aminozuren, en 10, en 5. Dit betekent dat het verbrijzelingsproces chaotisch is. Het doel is om het werk van exopeptidasen in de dunne darm maximaal te vereenvoudigen.
Spijsvertering in de dunne darm
Voor elk eiwit met een hoog molecuulgewicht is vertering de volledige vernietiging van de monomeren die de primaire structuur vormen. En in de dunne darm wordt onder invloed van exopeptidasen de afbraak van oligopeptiden in afzonderlijke aminozuren bereikt. Oligopeptiden zijn de bovengenoemde resten van een groot eiwitmolecuul, bestaande uit een klein aantal aminozuren. Hun splitsing is qua energiekosten vergelijkbaar met synthese. Daarom is de vertering van eiwitten en koolhydraten een energie-intensief proces, net als de opname van de resulterende aminozuren door epitheelcellen.
Muurspijsvertering
De spijsvertering in de dunne darm wordt pariëtaal genoemd, omdat het plaatsvindt op de villi - de plooien van het darmepitheel, waar exopeptidase-enzymen zijn geconcentreerd. Ze hechten zich aan het oligopeptidemolecuul en hydrolyseren de peptidebinding. Elk type aminozuur heeft zijn eigen enzym. Dat wil zeggen, om de binding gevormd door alanine te verbreken, heb je het enzym alanine-aminopeptidase, glycine - glycine-aminopeptidase, leucine - leucine-aminopetidase nodig.
Hierdoor duurt de vertering van eiwitten lang en zijn er een groot aantal verschillende soorten spijsverteringsenzymen nodig. De alvleesklier is verantwoordelijk voor hun synthese. De functie wordt beïnvloed bij patiënten die alcohol misbruiken. Maar het is bijna onmogelijk om het gebrek aan enzymen te normaliseren door farmacologische preparaten te nemen.
