HOOFDSTUK 11: HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL EN VOEDING

INTRODUCTIE

Je spijsvertering is de enige leverancier van je lichaam van voedingsstoffen - stoffen in voedsel die nodig zijn voor groei, voortplanting, en het behoud van de gezondheid. Elke gram water, elke calorie aan energie, elk essentieel aminozuur en vitamine, elke molecule zout of suiker (en ja, ook sommige gifstoffen!) komen je lichaam alleen binnen via het spijsverteringsstelsel. Wij mensen krijgen onze energie niet van de zon (zoals planten), en we kunnen geen water opnemen via onze huid (zoals kikkers). Elke levende cel in elk orgaan in het lichaam is volledig afhankelijk van het spijsverteringsstelsel voor wat het nodig heeft.

Het grootste deel van wat het spijsverteringsstelsel opneemt, moet aanzienlijk worden bewerkt voordat het kan worden opgenomen en gebruikt door de cellen. Het spijsverteringsstelsel is een zeer efficiënte demontagelijn. Het neemt voedsel op, breekt het in kleine stukjes en verteert de fragmenten met enzymen en sterke chemicaliën. Dan geeft het het mengsel verder door, waar de voedingsstoffen, vitaminen, mineralen en water worden opgenomen.

Wanneer bijna alles wat het lichaam kan gebruiken is opgenomen, slaat het spijsverteringsstelsel op wat overblijft (afval) tot er een geschikt moment is om het uit het lichaam te verwijderen. Het spijsverteringsstelsel is dus niet alleen een leverancier en een demontagelijn, maar ook een systeem voor het verzamelen en verwijderen van afval.

Is het belangrijk wat je eet? Ja! Slechte voeding wordt in verband gebracht met ziekten die variëren van kanker tot gaatjes. Goede voeding daarentegen verbetert de algemene gezondheid en verlaagt het risico op gezondheidsproblemen.

11.1 DE SPIJSVERTERING BRENGT VOEDINGSSTOFFEN IN HET LICHAAM

Het spijsverteringsstelsel bestaat uit alle organen die als gemeenschappelijke functie hebben voedingsstoffen in het lichaam te brengen. Het omvat een reeks holle organen die zich uitstrekken van de mond tot de anus: de mond, de keelholte, de slokdarm, de maag, de dunne en de dikke darm, het rectum en de anus.

Deze organen vormen een holle buis die het maag-darmkanaal (GI) wordt genoemd. De ruimte binnen deze holle buis - het gebied waar voedsel en vloeistoffen doorheen reizen - wordt het lumen genoemd. Het spijsverteringsstelsel omvat ook vier hulporganen: de speekselklieren, de lever, de galblaas en de alvleesklier. Figuur 11.1 geeft een overzicht van de functies van de organen en hulporganen van het spijsverteringsstelsel.

DE WANDEN VAN HET MAAG-DARMKANAAL (GI) BESTAAN UIT VIER LAGEN

Van de slokdarm tot de anus hebben de wanden van het maag-darmkanaal gemeenschappelijke structurele kenmerken (figuur 11.2). De wanden van het maagdarmkanaal bestaan uit vier weefsellagen:

• Mucosa. De binnenste weefsellaag (het slijmvlies dat in contact staat met het lumen) is de mucosa. Alle voedingsstoffen moeten de mucosa passeren om in het bloed te komen.

  • Submucosa. Naast de mucosa bevindt zich een laag samenhangend weefsel met bloedvaten, lymfevaten en zenuwen, de submucosa genoemd. Voedselbestanddelen die via het slijmvlies worden opgenomen, komen in het bloed terecht en lymfevaten van de submucosa.

  • Muscularis. De derde laag van het weefsel van de GI-wegen, de muscularis genaamd, is verantwoordelijk voor de motiliteit of beweging. De muscularis bestaat uit twee of drie sublagen van gladde spieren. In het algemeen zijn de vezels van de binnenste

sublaag cirkelvormig georiënteerd rond het lumen, terwijl die in de buitenste sublaag in de lengte zijn

gerangschikt, parallel aan de lange as van de spijsverteringsbuis. De uitzondering is de maag, die een

diagonale (schuine) sublaag van spieren heeft binnen de andere twee.

• Serosa. De buitenste laag van de wand van het maagdarmkanaal, of serosa, is een dunne bindweefselschede die de andere drie lagen omgeeft en beschermt en het spijsverteringsstelsel aan de wanden van de lichaamsholten hecht.

Sommige organen van het maagdarmkanaal zijn gescheiden van elkaar door dikke ringen van ronde gladde spieren

genaamd sluitspieren. Als deze sluitspieren samentrekken, kunnen ze de doorgang tussen de organen afsluiten.

VIJF BASISPROCESSEN VERWEZENLIJKEN DE FUNCTIE VAN HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL

Praktisch gezien is het spijsverteringsstelsel een lange demontagelijn die begint met grote stukken grondstof (wij noemen dat het voedsel) en haalt het uit elkaar, zodat de voedingsstoffen in het voedsel in het lichaam kunnen worden opgenomen. Het spijsverteringsstelsel vervult deze taak met vijf basisprocessen:

1. Mechanische verwerking en beweging. Kauwen breekt voedsel in kleinere stukjes, en twee soorten beweging (motiliteit) mengen de inhoud van het lumen en stuwen het voort.

2. Uitscheiding. Vloeistof, spijsverteringsenzymen, zuur, alkali, gal en slijm worden allemaal op verschillende plaatsen in het spijsverteringskanaal uitgescheiden. Daarnaast worden verschillende hormonen die de spijsvertering reguleren in de bloedbaan uitgescheiden.

3. Vertering. De inhoud van het lumen wordt zowel mechanisch als chemisch afgebroken in steeds kleinere deeltjes, met als hoogtepunt voedingsstoffen, dat kan zowel mechanisch zoals het kauwen (zie hierboven) en chemisch door chemische stoffen.

4. Absorptie. Voedingsmoleculen passeren de slijmvlieslaag van het spijsverteringskanaal en komen in het bloed of de lymfe terecht.

5. Eliminatie. Onverteerd materiaal wordt via de anus uit het lichaam verwijderd.

TWEE SOORTEN MOTILITEIT HELPEN DE SPIJSVERTERING

De gladde spieren van het maagdarmkanaal produceren twee soorten motiliteit, genaamd peristaltiek en segmentatie. De functies van peristaltiek en segmentatie zijn heel verschillend.

Peristaltiek stuwt voedsel naar voren (figuur 11.3a). Peristaltiek begint wanneer een brok voedsel (een bolus genoemd) een deel van de darm uitrekt, waardoor de gladde spier vóór de bolus ontspant en de spier erachter samentrekt. De samentrekkingen duwen het voedsel naar voren, waardoor het volgende deel van de buis wordt uitgerekt en de spieren ervoor ontspannen en de spieren erachter samentrekken. De peristaltische samentrekkingsgolf golft door de organen van het spijsverteringskanaal, waarbij de inhoud van de maag wordt gemengd en de inhoud van de slokdarm en de darmen naar voren wordt geduwd. Peristaltiek treedt op in alle delen van het spijsverteringskanaal, maar vooral in de slokdarm, waar het voedsel snel naar de maag wordt getransporteerd.

Bij segmentatie wordt voedsel gemengd (figuur 11.3b). Bij segmentatie trekken korte stukjes gladde spier samen en ontspannen zich op schijnbaar willekeurige wijze. Het resultaat is een heen-en-weer-menging van de inhoud van het lumen. Voedseldeeltjes

worden tegen het slijmvlies (mucosa) gedrukt, waardoor het lichaam de voedingsstoffen kan opnemen. Segmentatie vindt voornamelijk plaats in de dunne darm als voedsel wordt verteerd en opgenomen.

11.2 DE MOND VERWERKT VOEDSEL VOOR HET DOORSLIKKEN

De mond, of mondholte, is de ingang van het spijsverteringskanaal. De spijsvertering begint in de mond met kauwen, waarbij voedsel in steeds kleinere stukjes wordt verdeeld. In wezen functioneert de mond als een effectieve voedselverwerker.

TANDEN BIJTEN EN KAUWEN VOEDSEL

De tanden kauwen voedsel in stukjes die klein genoeg zijn om door te slikken (mechanische verkleining van voedsel). Er zijn vier soorten tanden, elk gespecialiseerd voor een ander doel (figuur 11.4a). De scherpe snijtanden snijden voedsel en de puntige hoektanden scheuren het. De vlakke oppervlakken van de premolaren en molaren (valse kiezen en ware kiezen) zijn goed geschikt om voedsel te vermalen en te pletten. Kinderen hebben slechts 20 tanden. Hun tanden ontwikkelen zich rond de leeftijd van 2 jaar en worden geleidelijk vervangen door blijvende tanden. De blijvende tanden ontwikkelen zich meestal tegen de late adolescentie, behalve de verstandskiezen (derde molaren), die verschijnen over het algemeen op 25-jarige leeftijd. De meeste volwassenen hebben 32 blijvende tanden Elke tand (figuur 11.4b) bestaat uit een zichtbaar deel, de kroon, en een deel

onder het tandvlees, de wortel. De kroon is bedekt met een laag glazuur, een extreem harde niet-levende verbinding van calcium en fosfaat. De zachte binnenste pulpaholte bevat de bloedvaten die het tandbeen van bloed voorzien, evenals de zenuwen die zoveel pijn veroorzaken wanneer een tand geïnfecteerd of gewond is. De hele tand zit in een holte in het kaakbeen die bekleed is met parodontaal membraan. Het dentine is het deel van de tand dat wel ‘leeft’.

Onze mond bevat grote aantallen bacteriën die gedijen op het voedsel dat tussen de tanden en kiezen achterblijft (figuur 11.4c). Tijdens hun metabolisme geven deze bacteriën zuren af die het glazuur kunnen oplossen, waardoor gaatjes of tandcariës ontstaan. Indien niet behandeld, worden de gaatjes dieper, waardoor het tandbeen en de pulpa eroderen en kiespijn ontstaat. Tandbederf kan het zachte tandvlees (gingiva) rond de tand doen ontsteken, waardoor gingivitis ontstaat. Tandbederf dat het tandvleesvlies aantast, leidt tot parodontitis. Een goede mondhygiëne, inclusief regelmatige controles en reiniging van de tanden, kan echter voorkomen dat de meeste tandproblemen ernstig worden.

DE TONG POSITIONEERT EN PROEFT VOEDSEL

Kauwen zou inefficiënt zijn zonder de gespierde tong, die het voedsel over de tanden plaatst en het tegen het gehemelte aandrukt. De tong bestaat uit skeletspieren omsloten door slijmvlies, zodat we de bewegingen ervan vrijwillig kunnen controleren. De tong draagt bij tot de smaakzin en is

belangrijk voor de spraak. De tong vormt de bolus en beweegt het naar de keelholte.

SPEEKSEL BEGINT HET VERTERINGSPROCES

Drie paar speekselklieren produceren een waterige vloeistof die speeksel wordt genoemd. De parotisklier ligt achter in de kaak, en de kleinere sublinguale en submandibulaire klieren liggen respectievelijk net onder de onderkaak en onder de tong (figuur 11.5). Speeksel bevochtigt voedsel, waardoor het gemakkelijker te kauwen en door te slikken is.

Speeksel bevat vier hoofdbestanddelen, elk met belangrijke functies. Een

daarvan is mucine, een slijmachtig eiwit dat voedseldeeltjes bij elkaar houdt zodat ze gemakkelijker kunnen worden doorgeslikt. Een enzym genaamd speekselamylase begint het verteringsproces van koolhydraten. Bicarbonaat (HCO3) in speeksel houdt de pH in de mond tussen 6,5 en 7,5, het bereik waarbinnen speekselamylase het meest effectief is. Speekselbicarbonaat kan ook helpen uw tanden te beschermen tegen die zuurproducerende bacteriën. Speeksel bevat ook kleine hoeveelheden van het enzym lysozym, dat de groei van bacteriën remt.

11.3 DE KEELHOLTE EN DE SLOKDARM LEVEREN VOEDSEL AAN DE MAAG

Nadat we ons voedsel hebben gekauwd en vermengd met speeksel, duwt de tong het in de keelholte om het door te slikken. Het doorslikken (figuur 11.6) gaat gepaard met een opeenvolging van gebeurtenissen die gecoördineerd worden met een tijdelijke ademhalingsonderbreking. De ademhaling is tijdelijk gestopt tijdens de slikreflex. Het zachte gehemelte komt omhoog om de doorgang naar de neusholte af te sluiten, en het strotklepje buigt naar beneden om de luchtweg naar de luchtpijp af te sluiten. Tegelijkertijd duwt de tong het voedsel nog verder terug, waardoor het langs het strotklepje in de slokdarm glijdt.

1. Eerst duwen vrijwillige bewegingen van tong en kaken een bolus voedsel in de keelholte. In rust en tijdens deze vrijwillige fase

2. Houden de spieren de slokdarm gesloten. De aankomst van het voedsel in de keelholte stimuleert receptoren die de "slikreflex" in gang zetten, een onvrijwillige handeling die niet kan worden gestopt als hij eenmaal is begonnen. Het doel van de slikreflex is het afsluiten van de doorgangen voor lucht van en naar de keelholte terwijl de voedselbolus door de keelholte gaat. De ademhaling wordt tijdelijk gestopt tijdens de slikreflex.

3. Het zachte gehemelte komt omhoog om de doorgang naar de neusholte af te sluiten

4. en het strotklepje buigt naar beneden om de luchtweg naar de luchtpijp af te sluiten. Tegelijkertijd duwt de tong het voedsel nog verder terug, waardoor het langs het strotklepje in de slokdarm glijdt.

Net voorbij de keelholte ligt de slokdarm, een gespierde buis bestaande uit zowel skelet- als gladde spieren die de keelholte met de maag verbindt. De bekleding van de slokdarm produceert slijm dat ervoor zorgt dat voedsel gemakkelijk naar binnen glijdt. Soms blijft dik voedsel, zoals aardappelpuree of pindakaas, even plakken aan het slijmvlies van de slokdarm, wat een pijnlijk sterke reflexmatige samentrekking achter het voedsel veroorzaakt. Als de samentrekking het voedsel niet losmaakt, kan het drinken van vloeistof helpen.

De zwaartekracht helpt de peristaltiek bij het voortbewegen van voedsel. Peristaltische samentrekkingen stellen de slokdarm echter in staat voedsel te vervoeren, zelfs tegen de zwaartekracht in, zoals wanneer we liggen. De onderste slokdarmsfincter, aan de basis van de slokdarm, opent even als er voedsel binnenkomt en sluit weer als het in de maag terechtkomt. De sluitspier voorkomt dat de inhoud van de maag terugvloeit in de slokdarm. Soms werkt deze sluitspier niet goed, waardoor zuur maagvocht terugstroomt in de slokdarm. Deze aandoening, bekend als zure reflux, is verantwoordelijk voor het brandende gevoel dat bekend staat als brandend maagzuur. Zure reflux komt vaker voor bij gewichtstoename, zwangerschap en ouderdom. Soms wijst het op een hiatale hernia, een aandoening waarbij een deel van de maag door een opening (hiatus) in de middenrifspier naar boven in de borstkas steekt. Milde of tijdelijke zure reflux is meestal niet ernstig en verbetert vaak met gewichtsverlies. Langdurige zure reflux kan echter slokdarmzweren veroorzaken omdat maagzuur het slijmvlies van de slokdarm kan aantasten.

11.4 DE MAAG SLAAT VOEDSEL OP, VERTEERT

De maag is een gespierde, uitzetbare zak die de volgende drie belangrijke functies vervult:

• Voedselopslag. Mensen eten meerdere keren per dag. De maag slaat het voedsel op totdat het kan worden verteerd en opgenomen. De maag krimpt wanneer hij leeg is en zet uit tot 1-3 liter wanneer we eten.

  • Spijsvertering. De maag is echter meer dan een opslagzak. Hij verteert ook eiwitten, met behulp van een sterk zuur en enzymen die eiwitten verteren. Het sterke zuur doodt ook de meeste bacteriën. Spiercontracties mengen deze afscheidingen met voedsel, helpen bij het mechanisch uiteenvallen van voedseldeeltjes, en duwen het mengsel in de dunne darm.

  • Regeling van de afgifte. De maag regelt de snelheid waarmee het voedsel in de dunne darm komt.

MAAGSAP BREEKT EIWITTEN AF

De wanden van de maag bestaan uit de gebruikelijke vier lagen: slijmvlies, submucosa, muscularis en serosa (figuur 11.7a). Een nadere beschouwing van de mucosale laag onthult miljoenen kleine openingen, maagkuilen genaamd, die leiden naar maagklieren onder het oppervlak (figuur 11.7b en c). Sommige cellen van de klieren scheiden zoutzuur (HCI) c af, maar de meeste scheiden pepsinogeen af, een grote precursormolecule die een eiwitafbrekend enzym wordt, pepsine genaamd, zodra het in de maag aan HCI wordt blootgesteld. Het HCI, pepsinogeen en de vloeistof die in de lumen van de klieren worden uitgescheiden, worden samen maagsap genoemd.

De maag produceert gewoonlijk 1-2 liter maagsap per dag, het merendeel onmiddellijk na de maaltijd. Het zuur in maagsap geeft de maag een zure pH van ongeveer 2. De pepsine en het zuur in maagsap lossen het bindweefsel in voedsel op en verteren eiwitten en peptiden tot aminozuren, zodat ze in de dunne darm kunnen worden opgenomen. Het waterige mengsel van gedeeltelijk verteerd voedsel en maagsap dat in de dunne darm terechtkomt, wordt chyme of maagbrij genoemd. De pylorische sluitspier, tussen de maag en de dunne darm, regelt de snelheid van het transport van chyme naar de dunne darm. Als maagsap krachtig genoeg is om eiwitten te verteren, waarom verteert het dan niet ook de maag? De reden is dat sommige cellen van de maag en de maagklieren voortdurend een beschermende barrière van slijm produceren. Normaal komt de maaginhoud in contact met slijm, niet met levende cellen. Als de slijmlaag beschadigd raakt, blijft het onderliggende weefsel echter kwetsbaar.

Er kan een open (soms bloedende) zweer ontstaan die maagzweer of pepticulcer wordt genoemd (van het Griekse woord peptein, dat "verteren" betekent) (figuur 11.8). Soms komen maagzweren ook voor in de slokdarm en het bovenste deel van de dunne darm. Naast pepsinogeen, HCl en slijm scheiden sommige slijmvliescellen intrinsieke factor af, een eiwit dat zich bindt aan vitamine B12 zodat het in de dunne darm kan worden opgenomen. Tenslotte scheiden bepaalde cellen in de maagklieren een hormoon genaamd gastrine af in de bloedbaan.

Oefening: Stel dat de zuurvormende cellen van de maag niet goed zouden werken en geen HCI zouden afscheiden, zou de maag b dan nog pepsine bevatten? Welke functies van de maag zouden beïnvloed worden?

1. Samenvatting: functies van de maag: Food storage

2. Mixing with gastric juice

3. Digestion of proteins

4. Renders food sterile (kills pathogens)

5. Regulates food delivery (chyme)

MAAGCONTRACTIES MENGEN VOEDSEL EN DUWEN HET NAAR VOREN.

Als je maag leeg is, houden spiercontracties hem klein. Als je een maaltijd eet, stoppen de samentrekkingen en ontspant de maag zich en rekt zich uit om het voedsel op te nemen. Door het uitrekken neemt de peristaltiek toe.

Elke peristaltische golf begint bij de onderste slokdarmsfincter en beweegt zich naar de pylorische sfincter en wordt sterker naarmate hij vordert. De peristaltische golf duwt het chyme naar voren en dan, als het nergens anders heen kan, weer naar achteren in een knijpende, mengende beweging (figuur 11.9). Elke samentrekking stuwt ongeveer een eetlepel chyme in de dunne darm voordat de pylorus of maagportier sluit. Een peristaltische samentrekking vindt elke 15-25 seconden plaats. Heb je ooit gemerkt dat je maag na een maaltijd in dit tempo kolkt? U hoort de peristaltiek in actie. Het duurt twee tot zes uur voordat de maag volledig leef is na een maaltijd. De peristaltiek is het sterkst als de maag vol is en neemt af als de maag leegloopt. Chyme met een hoog zuur- of vetgehalte stimuleert de afgifte van hormonen die de maagperistaltiek vertragen, waardoor de dunne darm meer tijd heeft om de voedingsstoffen op te nemen.De maag neemt geen voedingsstoffen op omdat het ontbreekt aan de vereiste cellulaire transportmechanismen en omdat de binnenkant van de maag bekleed is met slijm. Uitzonderingen op deze regel zijn alcohol en aspirine, beide kleine in vet oplosbare stoffen die de slijmlaag kunnen passeren en rechtstreeks vanuit de maag in de bloedbaan kunnen worden opgenomen. Dit is echter niet de primaire absorptieweg voor alcohol; de meeste alcohol wordt samen met de voedingsstoffen opgenomen in de darm.

11.5 DE DUNNE DARM VERTEERT VOEDSEL EN NEEMT VOEDINGSSTOFFEN EN WATER OP

Het verteringsproces wordt voortgezet in de dunne darm, zo genoemd omdat deze een kleinere diameter heeft dan het laatste segment van het spijsverteringskanaal, de dikke darm. De dunne darm heeft twee belangrijke functies.

1. Vertering. De maag verteert eiwitten gedeeltelijk tot kleinere peptiden onder invloed van sterke zuren en pepsine. De eiwitvertering gaat door in de dunne darm, maar hier worden ook koolhydraten en lipiden

verteerd. Bij de vertering van eiwitten, koolhydraten en lipiden in de dunne darm wordt het sterk zure

maagsap geneutraliseerd en worden extra verteringsenzymen uit de darm en de alvleesklier toegevoegd.

1. Absorptie. Uiteindelijk worden de eiwitten, koolhydraten en vetten in het voedsel afgebroken tot enkelvoudige aminozuren, monosachariden, vetzuren en glycerol, die klein genoeg zijn om via de slijmvliescellen in het bloed te worden opgenomen. Bijna 90% van de opneembare voedingsstoffen en water wordt in de dunne darm opgenomen.

De dunne darm bestaat uit drie verschillende gebieden. Het eerste gebied, de twaalfvingerige darm, is slechts ongeveer 10 centimeter lang, maar hier vindt het grootste deel van de spijsvertering plaats. De verteringsproducten worden voornamelijk opgenomen in de andere twee segmenten, het jejunum (nuchtere darm) en het ileum (kronkeldarm), die samen ongeveer 1,5 meter lang zijn. De structuur van de wand van de dunne darm maakt deze goed geschikt voor absorptie (figuur 11.10a). Het slijmvlies bevat grote plooien die bedekt zijn met microscopische uitsteeksels, villi (enkelvoud: villus) genoemd (figuur 11.10b). In het midden van elke villus bevinden zich bloedcapillairen en een klein blind uiteinde van een lymfekanaal, lacteal genaamd (figuur 11.10c). Lactealen transporteren voedingsstoffen, waarvan sommige te groot zijn om in de bloedcapillairen te komen, naar grotere lymfevaten en uiteindelijk terug naar het bloed. Elke epitheelcel van de villi heeft tientallen nog kleinere, cytoplasmatische uitsteeksels die microvilli worden genoemd (figuur 11.10d). De microvilli geven het mucosale oppervlak een fluweelachtig uiterlijk, daarom worden ze soms ook wel de "borstelrand". Gecombineerd, de plooien, villi, en microvill vergroten de oppervlakte van de dunne darm met meer dan 500 keer, waardoor het vermogen om voedingsstoffen te absorberen toeneemt.

11.6 HULPORGANEN VOOR SPIJSVERTERING EN ABSORPTIE

Het spijsverteringsstelsel heeft vier hulporganen: klieren, alvleesklier, galblaas en lever (figuur 11.11).

DE ALVLEESKLIER SCHEIDT ENZYMEN EN NAHCO3 UIT

De alvleesklier is een langwerpig orgaan dat vlak achter de maag ligt. In het hoofdstuk over het endocriene stelsel (hoofdstuk 10) hebben we geleerd dat de alvleesklier een endocriene klier is die verschillende hormonen (vooral insuline en glucagon) in het bloed uitscheidt. Maar daarnaast is de alvleesklier een exocriene klier die verschillende producten produceert en rechtstreeks afscheidt in kanalen die naar het spijsverteringskanaal leiden. Tabel 11.1 geeft een overzicht van de belangrijkste spijsverteringsenzymen in het maagdarmkanaal. De exocriene producten van de

• Natriumbicarbonaat (NaHCO3). Behalve pepsine werken de meeste spijsverteringsenzymen het best bij een vrij neutrale pH. Natriumbicarbonaat van de alvleesklier neutraliseert het maagzuur in de dunne darm, zodat de spijsvertering verder kan doorgaan.

  • Spijsverteringsenzymen. De meeste enzymen die betrokken zijn bij de spijsvertering komen van de alvleesklier. (De dunne darm levert slechts een beperkte hoeveelheid eiwit- en koolhydraatverterende enzymen). Spijsverteringsenzymen afgescheiden door de alvleesklier zijn onder andere:

    • Proteasen (enzymen die eiwitten verteren), zoals trypsine, chymotrypsine en carboxypeptidase

    • Pancreatische amylase, die de spijsvertering van koolhydraten voortzet, slechts gedeeltelijk bereikt door speeksel amylase

    • Lipase, een lipide-verterend enzym. De dunne darm Hij heeft geen lipase, dus dit product van de alvleesklier is bijzonder belangrijk.

DE LEVER PRODUCEERT GAL EN VERVULT VELE ANDERE FUNCTIES

De lever is een groot orgaan in de rechterbovenbuikholte en is gemaakt van 100.000 lobben. . De lever vervult vele belangrijke functies, waarvan sommige verband houden met de spijsvertering.

De primaire spijsverteringsfunctie van de lever is het vergemakkelijken van de vertering en absorptie van lipiden door het produceren van gal, bestand is een waterig mengsel dat elektrolyten, cholesterol, galzouten afgeleid van cholesterol, een fosfolipide genaamd lecithine, en pigmenten (voornamelijk bilirubine) afgeleid van de afbraak van hemoglobine bevat. De galzouten emulgeren de lipiden in de dunne

darm, dat wil zeggen, ze breken ze in steeds kleinere druppels Uiteindelijk zijn de druppels klein genoeg om verteerd te worden door lipasen (lipide- afbrekende enzymen) uit de alvleesklier.

Een belangrijk kenmerk van de vasculaire anatomie van de Gl is het portaalsysteem van de lever (figuur 11.12). In algemene termen voert een portaalsysteem bloed van het ene capillaire bed naar het andere We hebben al eerder een portaalsysteem gezien, in de vasculaire verbinding tussen de hypothalamus en de voorste hypofyse. In het spijsverteringsstelsel voert het hepatisch portaalsysteem voedselrijk bloed rechtstreeks van de spijsverteringsorganen naar de lever (hepatos is het Griekse woord voor "lever") via de hepatische poortader. Daarom is de lever ideaal gelegen om te beginnen met het verwerken en opslaan van voedingsstoffen voor het lichaam zodra de spijsvertering en absorptie zijn begonnen. Het is ook heel ongewoon dat een capillair systeem zo op een ander capillair systeem is aangesloten. Nadat het bloed door de lever is

gegaan, wordt het teruggevoerd naar de algemene circulatie De lever vervult nog een aantal andere functies die de homeostase handhaven:

• Opslag van in vet oplosbare vitaminen (A, D, E en K en B12) en ijzer.

  • Opslaan van glucose als glycogeen na een maaltijd, en omzetten van glycogeen in glucose tussen de maaltijden

  • Vervaardigen van plasma-eiwitten, zoals albumine en fibrinogeen, uit aminozuren

  • Het synthetiseren en opslaan van sommige lipiden, cholesterol -> galzout

  • Het inactiveren van veel chemicaliën, waaronder alcohol, hormonen, drugs en gifstoffen

  • Omzetten van ammoniak (NH3), een giftig afvalproduct van metabolisme, in minder giftig ureum via de nieren

  • Het vernietigen van versleten rode bloedcellen, recycleren van hemoglobine

Vanwege zijn centrale rol in zoveel functies kan schade aan de lever bijzonder gevaarlijk zijn. Overmatige blootstelling aan giftige chemicaliën, medicijnen of alcohol kan de lever beschadigen, omdat de lever deze stoffen opneemt om ze te "ontgiften", waarbij sommige levercellen worden gedood. Langdurige blootstelling, zoals langdurig alcoholmisbruik, kan genoeg cellen vernietigen om de leverfunctie blijvend aan te tasten, een aandoening die bekend staat als cirrose (met littekens als gevolg).

Oefening: Veel mensen eten de levers van huisdieren zoals koeien en kippen. Denk je, gezien de inhoud van de lever (zie eerder), dat lever over het algemeen een voedzame voedselkeuze is? Kun je situaties bedenken waarin het gevaarlijk kan zijn?

Extra: First-pass-effect: bijvoorbeeld inactivering van medicijnen

DE GALBLAAS SLAAT GAL OP TOTDAT HET NODIG IS

De door de lever geproduceerde gal stroomt via kanalen naar de galblaas. De galblaas concentreert de gal door het verwijderen van het meeste water en slaat dan de geconcentreerde gal op tot het nodig is. Na een maaltijd wordt de gal in de dunne darm uitgescheiden via de gemeenschappelijke galbuis, die aansluit op de alvleesklierbuis.

11.7 DE DIKKE DARM NEEMT VOEDINGSSTOFFEN OP EN VOERT AFVALSTOFFEN AF

Tegen de tijd dat de inhoud van het spijsverteringskanaal de dikke darm bereikt, zijn de meeste voedingsstoffen en water geabsorbeerd, ook vitaminen zoals B complex en K. De dikke darm absorbeert de meeste resterende voedingsstoffen en water en slaat de nu bijna vaste afvalstoffen op tot ze kunnen worden verwijderd. Hoewel de dikke darm een grotere diameter heeft dan de dunne darm, is hij maar half zo lang. Hij begint bij een zakje, het cecum of blinde darm, waarin het chyma van de dunne darm wordt

opgevangen (figuur 11.13). Vanuit de blindedarm steekt een klein vingervormig zakje, de appendix, uit. De appendix heeft geen bekende spijsverteringsfunctie, maar we worden ons acuut bewust van zijn aanwezigheid als hij ontstoken of geïnfecteerd raakt, een aandoening die appendicitis wordt genoemd. Het grootste deel van de dikke darm bestaat uit vier gebieden gezamenlijk de dikke darm (colon) genoemd. De opstijgende dikke darm stijgt op langs de rechterkant van het lichaam (de linkerkant van figuur 11.13, van voren gezien), de dwarsdarm steekt over naar de linkerkant, en de afdalende dikke darm loopt langs de linkerkant naar het korte laatste segment, de sigmoid colon. De ontlasting wordt in het sigmoïd colon opgeslagen tot de defecatie, wanneer zij via het rectum naar de anus gaat.

Naast onverteerbaar materiaal bevat de ontlasting ongeveer 5 gewichtspercenten bacteriën. Veel bacteriestammen gedijen op het restmateriaal in de dikke darm dat wij niet kunnen verteren. Sommige van deze bacteriën maken bijproducten vrij die nuttig voor ons zijn, zoals vitamine K, dat belangrijk is voor de bloedstolling. Ze produceren ook minder nuttige stoffen zoals darmgas, een bijproduct van hun metabolisme bij het afbreken van voedsel.

Defecatie wordt geregeld door een neurale reflex. Normaal gesproken wordt de anus gesloten gehouden door het samentrekken van een ring van gladde spieren, de interne anale sluitspier. Maar als er ontlasting in het rectum komt en het rectum wordt uitgerekt, zorgt een neurale reflex ervoor dat de interne anale sluitspier ontspant en het rectum samentrekt, waardoor de ontlasting wordt uitgestoten. Wij kunnen ontlasting voorkomen door de externe anale sluitspier, een ring van skeletspieren die wij bewust onder controle hebben, vrijwillig samen te trekken. "Potjestraining" van kinderen bestaat uit het leren beheersen van de externe anale sluitspier. Totdat zij bewust leren beheersen, poepen kinderen wanneer de ontlastingsreflex optreedt.

11.8 HOE VOEDINGSSTOFFEN WORDEN OPGENOMEN

Nadat voedsel is verteerd, hoe absorbeert je lichaam de voedingsstoffen? Het mechanisme hangt af van het type voedingsstoffen.

EIWITTEN EN KOOLHYDRATEN WORDEN VERTEERD EN VERVOLGENS GEABSORBEERD

In de dunne darm breken enzymen uit de alvleesklier en enzymen die door de slijmvlieslaag van de maag en uit de dunne darm worden afgescheiden, eiwitten af tot aminozuren,

waarmee de vertering van eiwitten die in de maag is begonnen, wordt voltooid. De aminozuren worden vervolgens actief getransporteerd naar de slijmvliescellen. Uiteindelijk bewegen zij zich door gefaciliteerde diffusie uit de slijmvliescellen naar de haarvaten. De vertering van koolhydraten begint in de mond, waar speekselamylase polysachariden afbreekt in disachariden (zie tabel 11.1). Het wordt voltooid in de dunne darm met toevoeging van pancreasamylase en enzymen uit de dunne darm (figuur 11.14).

Samen breken deze enzymen de resterende koolhydraten af tot

monosachariden (eenvoudige suikers zoals glucose). Monosachariden volgen transportroutes die lijken op die voor aminozuren. Zij maken echter gebruik van andere actieve transporteiwitten.

LIPIDEN WORDEN AFGEBROKEN EN DAARNA WEER SAMENGEVOEGD

De galzouten emulgeren de lipiden tot kleine vetdruppeltjes, die vervolgens worden verteerd door pancreas- en darmlipasen. De producten van de vetvertering zijn vetzuren en monoglyceriden. Omdat ze niet polair zijn, lossen de vetzuren en monoglyceriden snel op in micellen - kleine druppeltjes van galzouten en lecithine met een polaire buitenkant en een niet-polaire kern. De functie van micellen is het transport van vetzuren en monoglyceriden naar het buitenoppervlak van de slijmvliescellen, zodat ze in de cellen kunnen worden opgenomen (figuur 11.15).

Eenmaal in de cellen smelten de vetzuren en monoglyceriden samen tot triglyceriden. Clusters van triglyceriden worden dan bedekt met eiwitten om in water oplosbare druppels, chylomicronen genaamd te vormen. Chylomicronen komen niet rechtstreeks in de haarvaten terecht. In plaats daarvan komen zij de meer doorlaatbare lactealen of lymfecapillair binnen en reizen in de lymfevaten tot lymfe terug is bij de veneuze bloedvaten bij het hart.

WATER WORDT OPGENOMEN DOOR OSMOSE

Als voedingsstoffen worden opgenomen in de dunne darm (of wanneer je puur water drinkt), de concentratie in het darmlumen wordt hoger dan in de darmcellen of in het bloed. Een hogere concentratie water in het lumen vormt een sterke drijfveer voor de diffusie van water door de epitheellaag van de cellen van de dunne darm en in het bloed. De capaciteit voor waterabsorptie is bijna onbeperkt, dit verklaart waarom je niet telkens diarree krijgt als je veel vocht drinkt.

De wateropname gaat door in de dikke darm, maar hier is de capaciteit beperkt. Aandoeningen die ervoor zorgen dat de dunne darm te veel voedselresten afgeeft aan de dikke darm of die de snelheid van de beweging door de dikke darm versnellen, kunnen leiden tot diarree (waterige ontlasting). Een veel voorkomende oorzaak van diarree is een bacteriële infectie in de dunne darm. Het tegenovergestelde probleem is constipatie, waarbij de voedselresten, nu ontlasting genoemd, zo lang in de dikke darm en colon blijven dat er te veel water wordt opgenomen. De ontlasting wordt droog en hard, waardoor ontlasting moeilijk wordt. Constipatie kan het gevolg zijn van stress, gebrek aan lichaamsbeweging of onvoldoende vezels (onverteerbaar materiaal) in de voeding.

VITAMINEN EN MINERALEN VOLGEN VERSCHILLENDE PADEN

Hoe vitaminen worden opgenomen hangt af van de vraag of ze in vet of in water oplosbaar zijn. Vetoplosbare vitaminen lossen op in de micellen en worden opgenomen door diffusie over het lipidemembraan van de slijmvliescellaag, net als de bestanddelen van lipiden. In water oplosbare vitaminen worden opgenomen door actief transport of door diffusie via kanalen of poriën. Mineralen (ionen) zoals natrium, kalium, calcium, fosfaat, sulfaat en magnesium worden elektrisch geladen en dus niet in vet oplosbaar. Deze worden ofwel actief getransporteerd ofwel door diffusie opgenomen via specifieke transporteiwitten, poriën of kanalen.

Naast de voedingsstoffen die we in ons voedsel opnemen, verteert en heropneemt het lichaam ook de bestanddelen van de spijsverteringsafscheidingen zelf. Dagelijks wordt bijna 9 liter maagsap, pancreassap, spijsverteringsenzymen en gal geproduceerd. Het water en de mineralen in de spijsverteringsafscheidingen worden weer opgenomen door de normale mechanismen voor deze voedingsstoffen. Enzymen worden verteerd tot hun aminozuren, en de aminozuren worden weer opgenomen. Galzouten worden gereabsorbeerd, teruggevoerd naar de lever, en opnieuw gebruikt.

11.9 ZENUWEN EN HORMONEN REGELEN DE SPIJSVERTERING

Het spijsverteringsstelsel is het meest actief wanneer er voedsel of chyme aanwezig is, en tamelijk inactief wanneer dat niet het geval is. Regeling van de spijsvertering houdt in dat de beweeglijkheid en de afscheidingen van verschillende organen worden gewijzigd, zodat elk orgaan zo efficiënt mogelijk werkt. Het endocriene systeem en het zenuwstelsel regelen de spijsvertering op basis van zowel het volume als de inhoud van het voedsel. Omdat de meeste vertering en absorptie plaatsvindt in de maag en de dunne darm, worden de meeste regulerende processen bij die organen betrokken. Wanneer de maag zich uitrekt om voedsel op te nemen, verhogen neurale reflexen de maagperistaltiek en de afscheiding van maagsap. De uitrekking en de aanwezigheid van eiwitten stimuleren de maag om het hormoon gastrine af te geven, waardoor meer maagsap vrijkomt.

Wanneer chyme de dunne darm binnenkomt, verhogen neurale reflexen in de twaalfvingerige darm de segmentatiesnelheid om het chyme te mengen. De twaalfvingerige darm scheidt ook twee hormonen uit in de bloedbaan. Het zuur in het chyma activeert de secretie van secretine, die de alvleesklier stimuleert om water en bicarbonaat af te scheiden om het zuur te neutraliseren. Vet en eiwit stimuleren de afscheiding van cholecystokinine (CCK), dat de alvleesklier ertoe aanzet meer spijsverteringsenzymen af te scheiden. CCK en het uitrekken van de twaalfvingerige darm stimuleren ook de galblaas om samen te trekken en gal af te geven.

Oefening: Leiden koolhydraten tot het vrijkomen van hormonen uit de twaalfvingerige darm? Waar in het spijsverteringsstelsel worden koolhydraten het eerst afgebroken?

Secretine, CCK en het uitrekken van de dunne darm remmen de motiliteit van de maag en de maagsecreties. Met andere woorden, als chyme te snel uit de maag stroomt, zal de dunne darm de maagactiviteit dienovereenkomstig vertragen. Kort na het eten neemt de beweeglijkheid van de dikke darm toe. Daarom voelen mensen vaak de drang om te poepen na de eerste maaltijd van de dag. Het mechanisme omvat het hormoon gastrine en een neurale reflex, die beide worden uitgelokt door het uitrekken van de maag.

Volume regelt spijsvertering

De maag kan de spijsvertering door 2 dingen sturen: door het vullen (volume wordt vergroot) -> signaal triggert neuron -> 2 processen peristaltiek en productie van maagsap.

Tegelijkertijd: vulling veroorzaakt

Vullen van dunne darm: triggers neuronsignaal intiteren segmentatie: mengt voedsel en zorgt voor perfect contact met wand voor opname

Zuur, vet en eiwit induceren een endocrien singaal -> productie van cholecystokinine ->

....

Ofwel het vullen van het orgaan of de inhoud initieert een endocriene of neurale singaal

-> singalen naar de maag -> vermindering motiliteit -> voedsel komt eraan -> feedback loop zoals met veel verschillende hormonen

11.10 VOEDING: JE BENT WAT JE EET

Voeding (nutrition) is de interactie tussen een organisme en zijn voedsel. Omdat bijna alle voedingsstoffen het lichaam binnenkomen via het spijsverteringsstelsel, kan men stellen dat "je bent wat je eet’ wel juist is. Welke voedingsstoffen hebben we eigenlijk nodig, en waarom?

KOOLHYDRATEN: EEN BELANGRIJKE ENERGIEBRON

Koolhydraten zijn een van de belangrijkste energiebronnen van het lichaam, en veel voedingsdeskundigen bevelen aan dat ongeveer 45-65% van onze calorie-inname afkomstig is van koolhydraten. Koolhydraten kunnen zowel enkelvoudige als complexe zijn.

Eenvoudige koolhydraten (suikers) zitten in veel natuurlijke voedingsmiddelen, zoals fruit, sommige groenten en honing. Geraffineerde suikers, zoals kristalsuiker en maïsstroop, zijn tijdens het raffinageproces ontdaan van de meeste andere voedingsstoffen, zodat ze minder voedzaam zijn dan hun natuurlijke tegenhangers. Het is moeilijk om precies te zeggen hoeveel geraffineerde suiker we eten, omdat zo veel op voedseletiketten wordt vermomd als "maïs zoetstoffen", "dextrose" of "fructose" (levulose). Het USDA schat dat de gemiddelde Noord-Amerikaanse consument meer dan 142 pond zoetstoffen en geraffineerde suiker jaarlijks binnenkrijgt- bijna 3 pond per week.

Complexe koolhydraten, zoals zetmeel of glycogeen, bestaan uit vele suikereenheden die met elkaar verbonden zijn. Hele voedingsmiddelen met complexe koolhydraten zijn beter voor ons dan geraffineerde suikers, omdat de suikers ook vezels, vitaminen en mineralen bevatten. In het lichaam worden opgeslagen zetmeel en glycogeen langzamer afgebroken tot glucose, een van de belangrijkste energiebronnen. Goede bronnen van complexe koolhydraten zijn onder meer zetmeelrijke groenten (aardappelen, maïs, erwten en bonen) en granen (tarwe, rijst en haver).

Kunnen koolhydraten schadelijk zijn?

• Obesitas

• Insulineresistentie (diabetes type 2)

• Trek in zoetigheid (suikerafhankelijkheid)

OBESITAS

Obesitas neemt toe. In de Verenigde Staten is de prevalentie van obesitas gestegen van 13% van de bevolking in 1990 tot 36% in 2010. Figuur 11.21 vergelijkt de cijfers per staat. Lichaamsgewicht wordt bepaald door zowel interne factoren (zoals genetische opmaak) als omgevingsfactoren (zoals activiteitenniveau en beschikbaarheid van voedsel). Er is tegenwoordig veel belangstelling voor genetische factoren, zoals "dikke genen" die het moeilijker maken om een gezond gewicht te behouden. Maar genetica kan de gewichtstoename van een hele bevolking niet verklaren, omdat genen niet zo snel evolueren. We hebben er miljoenen jaren over gedaan om te worden wat we zijn, en onze collectieve genenpool kan niet in slechts 20 jaar veranderen. Het fundamentele probleem is dat we nu leven in een omgeving die een onevenwicht bevordert tussen calorie-inname en calorie-uitgaven. Computers, auto's, kantoorbanen, alles bij elkaar zorgt voor een meer zittende levensstijl.

Lichaamsbeweging is voor velen van ons eerder een vrijetijdsbesteding geworden dan een vereiste om te overleven. Tegelijkertijd is voedsel relatief goedkoop, gemakkelijk verkrijgbaar en zeer calorierijk. We gaan vaker uit eten (buitenshuis), we eten calorierijk voedsel en we eten meer totale calorieën per dag - bijna 25% meer dan in 1970, volgens overheidsstatistieken. De toename van obesitas is gemakkelijk te begrijpen; de vraag is wat we eraan kunnen doen.

LIPIDEN: ESSENTIËLE CELBESTANDDELEN EN ENERGIEBRONNEN

Lipiden (waaronder vetten) zijn essentiële bestanddelen van elke levende cel. Fosfolipiden en cholesterol vormen het grootste deel van het celmembraan. Cholesterol vormt ook de ruggengraat van steroïdhormonen en wordt gebruikt om gal te maken. Vet slaat energie en verschillende vitaminen op, beschermt organen en isoleert het lichaam onder de huid. De meeste vetten in voedsel zijn triglyceriden, die bestaan uit drie vetzuren die vastzitten aan een glycerolmolecuul. Herinner je (uit hoofdstuk 1) dat vetten worden ingedeeld als verzadigd of onverzadigd, volgens de verhouding waterstof/koolstofatomen in hun vetzuren (figuur 11.17).

Verzadigde vetten hebben twee waterstofatomen voor elk koolstofatoom in hun vetzuurstaarten. Het zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur. Rood vlees en zuivelproducten bevatten meer verzadigde vetten dan gevogelte en vis. Verzadigde vetten komen ook voor in enkele plantaardige bronnen, zoals kokosnoot- en palmpitolie. Zij verhogen de bloedwaarden van LDL-cholesterol, de "slechte" cholesterol die in verband wordt gebracht met met atherosclerose en hartziekten (hoofdstuk 7).

Onverzadigde vetten missen één of meer paren waterstofatomen in hun vetzuurstaarten. Elk ontbrekend paar waterstofatomen leidt tot een dubbele binding tussen vetten zijn vloeistoffen (oliën) bij kamertemperatuur. Bijgevolg worden onverzadigde vetten als gezonder beschouwd dan verzadigde vetten, omdat ze het LDL-cholesterolgehalte verlagen. Olijf-, canola-, saffloer- en maïsolie zijn allemaal onverzadigde vetten afkomstig van planten. Bepaalde koudwatervissen (zalm, forel en sardines) zijn rijk aan omega-3 vetzuren, meervoudig onverzadigde vetzuren die in verband worden gebracht met een verminderd risico op hart- en vaatziekten.

Plantaardige oliën kunnen bij kamertemperatuur weer worden omgezet in vaste stoffen door gedeeltelijke hydrogenering van de vetzuurstaarten. Het proces van gedeeltelijke hydrogenering verandert echter de positie van sommige van de resterende ongepaarde waterstofatomen, waardoor transvetten ontstaan. Transvetten waren ooit erg populair bij fastfoodrestaurants als frituurolie, omdat ze de houdbaarheid en smaakstabiliteit van voedsel vergroten. Transvetten worden gebruikt in commerciële bakkerijproducten (koekjes, crackers en snacks) en komen ook voor in plantaardige shortening en margarine. Net als verzadigde vetten hebben transvetten echter de neiging het

LDL-cholesterol te verhogen, waardoor het risico op hart- en vaatziekten kan toenemen. CVD (centraal-veneuze druk) zijn vaak het gevolg van slagaders die verstopt zijn door plaque die bestaat uit cholesterol en verzadigde vetten.

De lever kan cholesterol en de meeste lipiden die het lichaam nodig heeft, zelf aanmaken, maar niet alles. De weinige vetzuren die ons lichaam niet kan aanmaken, de zogenaamde essentiële vetzuren, moeten als voedsel worden geconsumeerd. Twee voorbeelden zijn linolzuur en linoleenzuur, aanwezig in maïs en olijven, die beide bijdragen tot een goede structuur van de celmembranen. Een theelepel maïs- of olijfolie, of het equivalent daarvan in voedsel, is voldoende om te voldoen aan onze dagelijkse behoefte. Hoewel lipiden essentieel zijn voor de menselijke gezondheid, consumeren de meesten van ons veel meer dan we nodig hebben. Voedingsdeskundigen adviseren peulvruchten: dat lipiden niet meer dan 20-35% van de dagelijks geconsumeerde calorieën uitmaken. Behalve op de hoeveelheid vet die we eten, moeten we ook letten op het soort vet. Diëten met veel verzadigd vet, cholesterol en transvetten brengen ons in gevaar voor hart- en vaatziekten en bepaalde vormen van kanker. Minder dan 10% van de dagelijks geconsumeerde calorieën moet afkomstig zijn van verzadigde vetten, met minder dan 300 milligram cholesterol per dag en zo min mogelijk transvetten.

Oefening: Waarom hebben vissen die in koud water leven waarschijnlijk eerder voorraden onverzadigde vetten in hun lichaam dan verzadigde vetten? (Hint: Op enkele uitzonderingen na zijn vissen "koudbloedig", wat betekent dat hun lichaamstemperatuur gelijk is aan de temperatuur van het omringende water).

COMPLETE EIWITTEN BEVATTEN ELK AMINOZUUR

Net als lipiden zijn eiwitten vitale bestanddelen van elke cel. Ze vormen de enzymen die het metabolisme sturen, ze dienen als receptor en transportmoleculen, en ze bouwen onze spieren op.

Ondanks hun verscheidenheid zijn alle eiwitten samengesteld uit slechts 20 verschillende aminozuren. Het lichaam kan 12 van deze leucine, lysine, methionine, fenylalanine, threonine, aminozuren aanmaken. De 8 die het lichaam niet kan aanmaken (isoleucine, tryptofaan en valine) worden essentiële aminozuren genoemd omdat ze via de voeding moeten worden opgenomen. Twee andere die het lichaam kan maken worden als essentieel beschouwd, histidine en arginine, bij kinderen omdat hun lichaam door snelle groei ze niet snel genoeg kan maken. Een compleet eiwit bevat alle 20 aminozuren in een verhouding die voldoet aan onze voedingsbehoeften.

De meeste zijn compleet, maar bijna alle plantaardige eiwitten(met uitzondering van sojabonen) missen een of meer van de dierlijke eiwitten. Vegetariërs moeten voorzichtig zijn met de keuze van de juiste combinaties van plantaardige voedsel om alle essentiële aminozuren te verkrijgen. Een combinatie van voedingsmiddelen uit twee van de drie meest rechtse kolommen van figuur 11.18 zorgt voor het noodzakelijke evenwicht van alle essentiële aminozuren.

Voedingsmiddelen zoals trail mix (geroosterde sojabonen en noten),

hummus (kikkererwten en sesamzaad), een bonenburrito in een maïstortilla, en rode bonen en rijst doen precies dat. Ongeveer 15% van onze calorieën moet uit eiwitten bestaan. In veel delen van de wereld is een eiwittekort een ernstig gezondheidsprobleem. Elk enzym heeft een uniek aminozuursequentie, dus als er ook maar één aminozuur ontbreekt in de voeding, kan het lichaam cruciale enzymen niet op het juiste moment in de ontwikkeling produceren.

Proteïnetekorten tijdens de zwangerschap en kinderjaren kunnen de groei vertragen en de lichamelijke en geestelijke prestaties veranderen. Helaas zijn voedingsmiddelen met volledige eiwitten zoals vlees en melk vaak duur in arme samenlevingen, en veel mensen zijn niet op de hoogte van manieren om een evenwichtig dieet van plantaardige eiwitten te bereiken.

Oefening: Denk je dat eieren en melk volledige eiwitten bevatten? Waarom of waarom niet? (Hint: Waar worden eieren en melk in de natuur voor gebruikt?)

VITAMINEN ZIJN ESSENTIEEL VOOR EEN NORMALE WERKING

Naast koolhydraten, vetten en eiwitten heeft de mens vitaminen nodig voor het metabolisme, een groep van ten minste 13 chemische stoffen die essentieel voor normaal functioneren. Het lichaam kan slechts enkele vitaminen produceren; onze huid maakt vitamine D aan wanneer zij wordt blootgesteld aan zonlicht, en bacteriën in de dikke darm maken vitamine K, B6 en biotine aan. Alle anderen moeten we uit ons voedsel halen en absorberen in het spijsverteringskanaal. In tabel 11.2 staan de 13 vitaminen met hun bronnen, functies en tekenen van een tekort of overmaat. Vitaminen zijn vaak enzymhelpers (co-enzymen).

Vitaminen vallen in twee groepen uiteen: vetoplosbaar en wateroplosbaar. Het onderscheid geeft aan hoe een vitamine wordt opgenomen en opgeslagen en hoe constant een voorraad ervan nodig is. Vetoplosbare vitaminen worden gemakkelijker opgenomen als er vet in de voeding zit. Ze worden meestal samen met de bestanddelen van vet geabsorbeerd, en ze worden opgeslagen in vetweefsel en naar behoefte

vrijgegeven. Lichaamsvoorraden van sommige in vet oplosbare vitaminen kunnen jaren meegaan, zodat het zelden nodig is om supplementen te nemen.

In water oplosbare vitaminen worden gemakkelijker geabsorbeerd dan in vet oplosbare vitaminen, maar ze worden slechts kort opgeslagen en snel uitgescheiden in de urine. Daarom moeten we regelmatig voedingsmiddelen met wateroplosbare vitaminen consumeren.

Oefening: Veganisten - mensen die geen vlees, zuivelproducten of eieren eten zijn bijzonder kwetsbaar voor een tekort aan een bepaalde vitamine. Kun je uit tabel 11.4 opmaken welke? Leg uit.

MINERALEN: ELEMENTEN DIE ESSENTIEEL ZIJN VOOR LICHAAMSPROCESSEN

Mineralen zijn de atomen van bepaalde chemische elementen die ook essentieel zijn voor de lichaamsprocessen. Het lichaam bevat > 5g van elk belangrijk mineraal en < 5g van elk sporenmineraal. Het zijn de ionen in bloedplasma en celcytoplasma (natrium, kalium, chloride en vele andere). Ze vertegenwoordigen het grootste deel van de chemische structuur van botten (calcium, fosfor en zuurstof). Ze dragen ook bij tot de activiteit van zenuwen en spieren (natrium, kalium en calcium), naast vele andere functies. Eenentwintig mineralen worden beschouwd als essentieel voor dieren. Negen van de 21 (arseen, chroom, kobalt, mangaan, molybdeen, nikkel, selenium, silicium, vanadium) worden sporenmineralen genoemd omdat ze minder dan 0,01% van uw lichaamsgewicht vertegenwoordigen

Hoeveel hebben we nodig van elke vitamine en mineraal? De National Research Council publiceert de huidige schatting, de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid (RDA). De meeste gezonde mensen kunnen de ADH halen zonder de supplementen als ze een evenwichtig dieet eten van volwaardige voedingsmiddelen. Dat is een grote "als" voor sommigen van ons, gezien onze diëten. Wetenschappelijke studies suggereren dat supplementen ook bepaalde groepen een voordeel kunnen geven, zoals pasgeborenen, ouderen, of mensen die medicijnen nemen die de opname van voedingsstoffen verstoren. Calcium wordt aanbevolen voor postmenopauzale vrouwen om het botverlies van osteoporose te voorkomen. Neem nooit grote hoeveelheden van een vitamine of mineraal, tenzij op voorschrift van uw arts.

C-tekort: Scorbutus, scheurbuik: Ascorbinezuur essentieel voor collageensynthese; lusteloosheid, minder RBC, tandvleesproblemen, slechte wondgenezing

B1-tekort: Beriberi: Thiamine nodig voor ATP-synthese: Alcoholmisbruik (Wernicke-Korsakoff syndroom), Gewichtsverlies, emotionele stoornissen, verminderde zintuiglijke waarneming.

B12-tekort: Neuropsychiatrische symptomen (manie, psychose), Sensorische en motorische tekorten, ruggenmergdegeneratie, toevallen, dementie, Zenuwschade

VEZELS ZIJN GOED VOOR DE DIKKE DARM

Vezels - te vinden in veel groenten, fruit en granen - zijn onverteerbaar materiaal. Hoewel ons lichaam het niet kan verteren, hebben we toch een bepaalde hoeveelheid nodig in onze voeding. Vezels zijn nuttig omdat ze de ontlasting volumineus maken en helpen om efficiënter door de dikke darm te gaan.

Een vezelarm dieet kan leiden tot chronische constipatie, aambeien (gezwollen aderen in het slijmvlies van de anus, vaak veroorzaakt door overbelasting tijdens de ontlasting) en een aandoening die diverticulose wordt genoemd (zie punt 11.12). Een vezelarm dieet wordt ook in verband gebracht met een hoger risico op darmkanker, misschien omdat kankerverwekkende stoffen langer in de dikke darm blijven (zie hoofdstuk 15). Artsen raden aan elke dag 20-35 gram vezels te eten - aanzienlijk meer dan de gemiddelde 12-17 gram die de meeste Noord-Amerikanen binnenkrijgen.

11.13 EETSTOORNISSEN

Eetstoornissen zijn een groep aandoeningen die worden gekenmerkt door abnormale eetgewoonten, zodanig dat zij iemands lichamelijke of geestelijke gezondheid schaden. Ze komen het meest voor bij vrouwen in geïndustrialiseerde westerse landen, vooral jonge vrouwen met een geschiedenis van extreem diëten. De drie meest voorkomende eetstoornissen zijn anorexia nervosa, boulimia nervosa en eetbuienstoornissen.

Anorexia nervosa (anorexia) is een aandoening waarbij iemand overmatig diët of helemaal stopt met eten, zelfs tot het punt van verhongering en dood. Onbehandelde anorexia heeft het hoogste sterftecijfer van alle geestesziekten. Een van de beroemdste anorexia-patiënten was zangeres Karen Carpenter, die in 1983 op 32-jarige leeftijd overleed.

Symptomen zijn onder andere de volgende:

• Weigering om een gezond lichaamsgewicht te handhaven

• Mensen met anorexia wegen vaak minder dan 85% van hun ideale gewicht.

• Intense angst om aan te komen, ook al hebben ze ondergewicht

• Verstoorde perceptie of preoccupatie met lichaamsgewicht of vorm

• Bij premenopauzale vrouwen is de afwezigheid van ten minste drie opeenvolgende menstruatiecycli. Ernstige ondervoeding verstoort de hormonale cyclus van de menstruatie. Ook mannelijke anorexisten ervaren hormonale afwijkingen.

Gevolgen: Anorexisten raken ondervoed en lijden aan slapeloosheid, haaruitval, vermoeidheid en humeurigheid. Na verloop van tijd verliezen ze botmassa en ontwikkelen ze osteoporose (figuur 11.22).

Boulimia nervosa (boulimia) is een eet- en braakaandoening waarbij iemand eet en opzettelijk braakt of neemt andere stappen om de ingenomen calorieën te minimaliseren. Symptomen van boulimia zijn onder andere:

• Terugkerende perioden van eetbuien. Een episode van eetbuien omvat zowel (1) het eten van grote hoeveelheden voedsel en (2) een gevoel van gebrek aan controle over het eten.

• herhaaldelijk ongepaste maatregelen nemen om gewichtstoename te voorkomen, zoals zelf braken, misbruik van laxeermiddelen, diuretica, klysma's of andere medicijnen; vasten; of overmatig sporten.

• Eetbuien en compensatiegedrag dat gedurende drie maanden gemiddeld minstens tweemaal per week voorkomt.

• Preoccupatie met lichaamsvorm en gewicht. Echter, in tegenstelling tot anorexia, behouden sommige boulimia's een normaal gewicht.

Gevolgen: Bulemia's lijden waarschijnlijk aan maagzweren, chronisch maagzuur en rectale bloedingen door herhaald trauma aan het spijsverteringsstelsel. Terugkerend braken beschadigt ook het tandvlees, tast het tandglazuur aan en doet de speekselklieren opzwellen, waardoor de boulimie er als een eekhoorn uitziet.

Een eetbuienstoornis (binge eating disorder) lijkt op boulimia, maar dan zonder de zuivering. Eetbuienstokers hebben gewoon geen controle over hoeveel ze bij bepaalde gelegenheden eten. Het zijn dwangmatige eters, waarschijnlijk eten, zelfs als ze geen honger hebben. Alle drie de vormen van eetstoornissen richten een ravage aan in lichaam en geest.

Gevolg: Binge-eters hebben de neiging zwaarlijvig te worden (maar dat betekent niet dat alle zwaarlijvige personen binge-eters zijn).

De onderliggende oorzaken van (of aanleidingen tot) eetstoornissen zijn niet goed bekend, maar lijken sterk uiteen te lopen. Ze kunnen bestaan uit een laag gevoel van eigenwaarde, angst of bezorgdheid; een disfunctioneel gezinsleven; een gevoel van hulpeloosheid en een verlangen naar controle waar die er niet is; problemen met het beheersen van emoties en een neiging tot depressie; of ongelukkig zijn met iemands fysieke verschijning. Dit zijn eerder complexe emotionele problemen dan voedings- of dieetproblemen. Voor een effectieve behandeling van eetstoornissen is over het algemeen een team van professionals nodig die de medische, psychiatrische, tandheelkundige, psychologische en voedingsbehoeften van de patiënt kunnen aanpakken.

11.14 AANDOENINGEN VAN HET SPIJSVERTERINGSSTELSEL

Hoewel ze vaak voorkomen, zijn veel spijsverteringsproblemen niet noodzakelijkerwijs levensbedreigend. Een van de meest voorkomende is voedselvergiftiging, veroorzaakt door voedsel en dranken die besmet zijn met bacteriën of hun giftige producten. Voedselallergieën kunnen ook diarree, braken en algemene allergische reacties in het hele lichaam veroorzaken. De meest voorkomende voedselallergenen zijn schaaldieren, tarwe, pinda's en eieren.

AANDOENINGEN VAN HET MAAGDARMKANAAL

Lactose-intolerantie: moeite met het verteren van melk. Menselijke zuigelingen worden geboren met het enzym lactase in hun dunne darm voor het verteren van lactose, de voornaamste suiker in melk. Veel volwassenen verliezen echter geleidelijk het enzym, en daarmee hun vermogen om lactose te verteren. Symptomen van lactose-intolerantie zijn diarree, gas, een opgeblazen gevoel en buikkrampen na het eten van melkproducten. Diarree ontstaat doordat de onverteerde lactose vocht vasthoudt in het spijsverteringskanaal. Gas, een opgeblazen gevoel en buikkrampen zijn het gevolg van bacteriële fermentatie van de lactose, die gassen produceert. Lactose-intolerante mensen kunnen kaas of yoghurt eten omdat de lactose in deze melkproducten al verteerd is. Er is ook lactosevrije melk verkrijgbaar.

Peptische zweren: zweertjes in de maag. Peptische zweren zijn pijnlijke erosies van het slijmvlies van de maag of de twaalfvingerige darm. De meeste maagzweren worden in verband gebracht met infectie door een van de weinige bacteria die in zo een zure omgeving kunnen leven als de maag, genaamd Helicobacter pylori. Deze bacteriële infectie is een van de weinige bacteriën die in een zure omgeving kan leven, wat leidt tot ontstekingen, een toename van het maagzuur en schade aan het slijmvlies. Peptische zweren kunnen dus worden veroorzaakt door overmatig gebruik van aspirine of niet-steroïde anti-flammatoire geneesmiddelen (NSAID's). NSAID's blokkeren de productie van slijm die het maagslijmvlies beschermt tegen maagzuur. Na behandeling om een eventuele H. pylori-infectie te elimineren, genezen de meeste maagzweren vanzelf. Indien nodig kunnen ook maagzuurremmers worden voorgeschreven. Het gebruik van aspirine en NSAID's moet indien mogelijk worden gestaakt.

Oefening: Waarom komen maagzweren meestal voor in de maag of de twaalfvingerige darm, maar niet in de rest van de dunne of dikke darm?

Coeliakie (glutenintolerantie): Wanneer mensen met coeliakie (ook bekend als spruw) gluten eten, een eiwit dat vooral voorkomt in tarwe, rogge en gerst, reageert hun immuunsysteem door de darmvlokken in de dunne darm te beschadigen of te vernietigen. Het resultaat is een slechte opname van allerlei voedingsstoffen, niet alleen gluten. Coeliakie is een erfelijke aandoening met een prevalentie van ongeveer 1 op 130 personen. De symptomen variëren sterk, van acute buikpijn en braken tot chronische vermoeidheid, depressie en uiteindelijk ondervoeding, afhankelijk van iemands leeftijd, hoeveel gluten hij eet en hoe gevoelig hij ervoor is.

Coeliakie wordt in eerste instantie vaak niet gediagnosticeerd omdat de symptomen zo gevarieerd zijn en zo veel lijken op andere ziekten en aandoeningen. De definitieve diagnose wordt gesteld door een bloedonderzoek naar een bepaald auto-antilichaam in het bloed van de patiënt. De enige effectieve behandeling is een glutenvrij dieet.

Diverticulose: zwakte in de wand van de dikke darm. Diverticulose dankt zijn naam aan de kenmerkende diverticula (kleine zakjes die ontstaan wanneer het slijmvlies van de dikke darm door de andere lagen van de darmwand heen steekt). De meeste mensen met diverticulose ervaren geen ongemak, maar soms raken de diverticula geïnfecteerd of ontstoken; in dat geval spreekt men van diverticulitis. Antibiotica lossen het probleem meestal op. Onvoldoende vezels in de voeding zouden bijdragen tot het ontstaan van diverticulose. Een vezelarm dieet produceert kleinere ontlasting, waardoor de dikke darm vernauwt en krachtiger samentrekt. Dit verhoogt de druk op de wanden van de dikke darm, waardoor zwakke plekken naar buiten worden gedrukt en diverticula ontstaan. De ziekte komt vaker voor naarmate men ouder wordt. Hoewel het zelden voorkomt bij iemand onder de 40, kan het bij twee derde van alle 85- jarigen voorkomen.

Colonpoliepen: niet-kankerachtige gezwellen. Een poliep is een niet-kankerachtig gezwel dat voortkomt uit een slijmvliesmembraan. Poliepen kunnen op vele plaatsen in het lichaam ontstaan, ook in de dikke darm. De meeste darmpoliepen worden geen kanker, maar omdat de meeste darmkankers beginnen als poliepen, raden artsen aan ze te verwijderen. Poliepen kunnen worden ontdekt en verwijderd tijdens een colonoscopie, een poliklinische procedure waarbij een flexibele vezeloptische scoop via de anus in de dikke darm wordt ingebracht.

AANDOENINGEN VAN DE ACCESSOIRE ORGANEN

Hepatitis: ontsteking van de lever. Een ontsteking van de lever, hepatitis genoemd, wordt meestal veroorzaakt door virussen of giftige stoffen. Onderzoekers hebben ten minste vijf virussen geïdentificeerd die hepatitis veroorzaken. De meest voorkomende zijn hepatitis A,B en C.

Hepatitis A wordt overgedragen door besmet voedsel of water en veroorzaakt een korte ziekte waarvan de meeste mensen volledig herstellen. Er is een vaccin beschikbaar voor hepatitis A. Hoewel het vaccin niet nodig wordt geacht voor de meeste inwoners van geïndustrialiseerde landen, kan het een goed idee zijn voor reizigers naar onderontwikkelde landen.

Hepatitis B verplaatst zich in bloed of lichaamsvloeistoffen, dus wordt het meestal doorgegeven via besmette naalden, bloedtransfusies of seksueel contact met besmette personen. Elk jaar worden ongeveer 300.000 nieuwe gevallen gediagnosticeerd. Zonder behandeling kan hepatitis B leiden tot leverfalen. Symptomen zijn geelzucht (de huid krijgt een gelige kleur door opgehoopte galpigmenten in het bloed), misselijkheid, vermoeidheid, buikpijn en artritis. Er bestaat een vaccin tegen hepatitis B. Volgens de federale wetgeving moeten alle gezondheidswerkers gevaccineerd worden.

Hepatitis C wordt ook overgedragen via besmet bloed, meestal via besmette naalden of bloedtransfusies. In 1992 begonnen Amerikaanse bloedbanken routinematig op hepatitis C te testen, zodat het risico om deze ziekte via transfusies op te lopen is afgenomen. Onderzoekers schatten echter dat maar liefst 4 miljoen Amerikanen al besmet zijn en dat velen van hen geen symptomen hebben. Hepatitis C kan jarenlang sluimeren, maar toch de lever beschadigen. Ernstige gevallen kunnen leiden tot chronische hepatitis, cirrose of leverkanker. Artsen raden aan dat iedereen die vóór 1992 nierdialyse (hoofdstuk 12) of een orgaantransplantatie heeft ondergaan, zich laat testen. Ook mensen die drugs hebben gespoten of seksueel contact hebben gehad met een hepatitis C-drager lopen risico.

Galstenen kunnen de galstroom belemmeren. De galblaas concentreert de gal normaal gesproken ongeveer 10 keer door ongeveer 90% van het water te verwijderen. Een teveel aan cholesterol in de gal kan samen met calcium en galzouten neerslaan en harde kristallen vormen die galstenen worden genoemd (figuur 11.23). Slechts ongeveer 20% van de galstenen veroorzaakt ooit problemen, maar als de kristallen groot genoeg worden om de galstroom te belemmeren en hevige pijn te veroorzaken, vooral na de maaltijd. Behandelingen omvatten medicijnen om de kristallen op te lossen, ultrasone trillingen of laserbehandelingen om de stenen uit elkaar te halen, of een operatie om de galblaas te verwijderen.

Glutenintolerantie: Auto-immuunziekte bij mensen met genetische aanleg, Gluten zet het immuunsysteem aan om de dunne darm aan te vallen, Malabsorptie; ernstige gevolgen op lange termijn

Lactose-intolerantie: Onvermogen om lactose te verteren door lactasedeficiëntie

Zweren: Erosies van het beschermende slijmvlies: infectie met Helicobacter pylori (Slijm niet geproduceerd: aanval eigen maag of darmen (zweren) -> 30 jaar geleden dacht men dat het kwam door te veel zuur -> neem anti-zuren- > maar nu: infectie veroorzaakt dit)

Diverticulose: Zwakke darmwand en vorming van naar buiten staande zakjes

Poliepen: niet-kankerachtige groei, kan zich ontwikkelen tot kanker