Thema 1: Metabole processen
WG1: Voeding en digestie
Kunnen beschrijven hoe de hoofdcomponenten van het voedsel (koolhydraat, vet en eiwit) in het
maagdarmkanaal worden afgebroken tot hun bouwstenen (aminozuren, glycerol en glycerol-vetzuur
esters, vetzuren en monosacchariden).
Koolhydraten:
● Koolhydraat digestie begint in de mond met chemische afbraak d.m.v. salivair α-amylase, dat
voornamelijk zetmeel afbreekt en mechanische afbraak d.m.v. masticatie (kouwen). Masticatie
zorgt er ook voor dat de speekselklier secreties en de voedselbrij goed gemengd worden.
● Er wordt ook bicarbonaat uitgescheiden door de speekselklieren om een optimale pH voor
amylase te creëren.
● In de maag wordt het salivair α-amylase gedenatureerd en geïnactiveerd door de lage pH. Door
masticatie is het salivair amylase echter in het centrum van de voedselbrij waardoor het nog
enige tijd actief kan zijn. Koolhydraten worden in de maag enkel verder afgebroken door
mechanische afbraak d.m.v. churning (kneden).
● In de duodenum wordt zetmeelafbraak voltooid door pancreatisch α-amylase tot
oligosaccharides. Dit proces heet intra-luminale digestie.
● De amylases zijn endo-enzymen die intra-chain α-1,4,-bindingen breken.
● Op de brush border, bestaande uit microvilli, van enterocyten in de jejunum worden de
oligosacchariden afgebroken tot monosachariden die geabsorbeerd kunnen worden. Dit proces
wordt membraan digestie genoemd.
● Lactase breekt lactose af tot glucose en galactose.
● Maltase: breekt maltose af in 2 moleculen glucose.
● Sucrase-isomaltase zijn 2 enzymen → sucrase en isomaltase. Sucrase breekt sucrose af in
glucose en fructose. En isomaltase kan α-1,6,-branchlinkages afbreken.
,Eiwitten:
● Luminale digestie van eiwitten gebeurt in de
maag en duodenum door respectievelijk
gastrisch en pancreatisch protease.
● Pancreatische proteases worden als het
pro-enzym trypsinogeen uitgescheiden om
autodigestie te voorkomen. Enterokinases in
de brush border van de jejunale enterocyten
activeren trypsinogeen tot trypsine. Trypsine
kan daarnaast ook nog andere pancreatische
pro-enzymen activeren.
● Gastrische protease wordt uitgescheiden door
de hoofdcellen als inactief pepsinogeen en
wordt door het zure milieu van de maag
geactiveerd tot pepsine.
● Endopeptidases die een affiniteit hebben voor
specifieke aminozuren produceren
oligpeptides. Exopeptidases (aminopeptidase & carboxypeptidase) breken peptide binding bij de
C-terminus of N-terminus en produceren losse aminozuren.
● Brush-border peptidases op de enterocyten in de jejunum breken grotere oligopeptides af (3-8
aminozuren)
● Kleinere oligopeptides (dipeptides en tripeptides) kunnen reeds geabsorbeerd worden, en
afgebroken worden door cytoplasmatische peptidases in de enterocyt.
Lipiden:
● De eerste stap voorafgaand van chemische digestie van lipides is het emulgeren van lipides tot
kleine vetdruppels d.m.v. mechanische digestie in de mond(masticatie) en maag (churning).
● Bij churning wordt het vet ook ontmengt
van koolhydraten en eiwitten zodat het
bovenop komt te liggen en als laatste de
duodenum in gaat.
● De kern van deze vetdruppels bestaat
voornamelijk uit triacylglycerols (TAG) en
cholesteryl esters.
● Chemische digestie van lipides begint in de
maag d.m.v. gastriche lipase die (TAG)
omzet tot sn1,2-Diacylglycerols (DAG) en
lange vrije vrije vetzuren (LCFA). DAGs
blijven in de kern van de vetdruppel terwijl
de vrije vetzuren bij het oppervlakte van de
vetdruppel verzamelen.
, ● CCK en GIP, uitgescheiden in de darmen, stimuleren de uitscheiding van gal en pancreatische
lipases. Het gal en de lipases verzamelen zich aan het oppervlakte van de vetdruppels.
● Pancreatische lipase breekt TAGs af tot sn2-monoacylglycerol (MAG) en vrij vetzuren. MAGs
verzamelen zich ook aan het oppervlakte van de vetdruppel.
● Naarmate meer TAGs aan het oppervlakte van de vetdruppel worden afgebroken, verplaatsen
TAGs uit de kern de gehydrolyseerde TAGs. Hierdoor worden de vetdruppels progressief kleiner
totdat gemixte micelles overblijven.
Koolhydraten Lipiden Eiwitten
Enzym Salivair/pancreatische gastrisch/pancreatische gastrisch/pancreatische
α-amylases lipases peptidase
Brush border enzymen Brush border enzymen
Absorbeerbare monosachariden MAG, LCFA, MCFA, Aminozuren en
verteringsproducten SCFA, cholesterol, oligopeptides
fosfolipiden
Locatie van opname Dunne darm Dunne darm Dunne darm
Kunnen beschrijven hoe deze bouwstenen door cellen in de darm worden opgenomen en naar de
bloedbaan worden getransporteerd en uiteindelijk de lever bereiken.
Monosachariden:
● Glucose en galactose worden door de Na/Glucose symporter (SGLT1) door het apicale
membraan van de enterocyt opgenomen. Dit is een vorm van secundair actief transport.
, ● Het Na-gradiënt wordt tot stand gebracht door de Na/K-pomp.
● SGLT1 is stereo specifiek voor pyranoses (6C-ring) en D-koolhydraten; fructose kan dus niet
worden opgenomen door SGLT1.
● Fructose wordt d.m.v. gefaciliteerde diffusie
door GLUT5 door het apicale membraan
opgenomen.
● Glucose, galactose en fructose worden
allemaal door het basolaterale membraan de
enterocyt uit getransporteerd d.m.v.
gefaciliteerde diffusie door GLUT2. De
monosachariden zitten vervolgens in de
bloedbaan en worden naar de lever
getransporteerd.
Eiwitten, oligopeptides en aminozuren:
● Volledig intacte eiwitten kunnen in beperkte mate opgenomen worden, voornamelijk voor
mucosale immuniteit.
● Enterocyten kunnen via endocytose volledige eiwitten absorberen, waarna ze vervolgens in
lysosomen worden afgebroken. Ten tweede kunnen M-cellen, boven de plakken van Peyer, de
plek van enterocyten aan het oppervlakte van de darm overnemen. M-cellen kunnen vervolgens
via clathrin-coated vesicles de eiwitten absorberen en uitscheiden in de lamina propria waar ze
worden afgebroken.
● Oligopeptides worden door de H+/oligopeptide symporter, PepT1 (SLC15A1), via het apicale
membraan opgenomen langs een protonengradiënt. Het protonengradiënt wordt tot stand
gebracht door de Na/H+ antiporter. De meeste oligopeptides worden in het cytosol afgebroken
tot aminozuren voordat ze in de bloedbaan terecht komen.
● Voor de opname van aminozuren door het apicale membraan zijn er verschillende systemen. Het
B0-systeem(SLC6A19) absorbeert neutrale aminozuren in L-configuratie middels Na-afhankelijk
secundair actief transport. Het B0+-systeem (SLC6A14) lijkt op het B0-systeem, maar heeft een
bredere substraat specificiteit. Het b0+-systeem (SLC7A9/SLC3A1 dimeer) is onafhankelijk van
Na.
● In het basolaterale membraan worden aminozuren via verschillende system zowel de bloedbaan
in getransporteerd als opgenomen door de enterocyt voor voeding.
Lipides:
● Lipolytische producten moeten 3 barrières doorgaan om opgenomen te kunnen worden door de
enterocyt:
○ 1) Muceuse gellaag die aan het oppervlakte van de enterocyt grenst
○ 2) Unstirred water layer
○ 3) Apicale membraan zelf
● Korte- en medium lange vetzuren (SCFA & MCFA) kunnen gemakkelijk door de unstirred water
layer bewegen en direct worden opgenomen door de enterocyt.
● Langere vetzuren en andere vormen van lipides worden door de unstirred water layer
getransporteerd via micelles.
WG1: Voeding en digestie
Kunnen beschrijven hoe de hoofdcomponenten van het voedsel (koolhydraat, vet en eiwit) in het
maagdarmkanaal worden afgebroken tot hun bouwstenen (aminozuren, glycerol en glycerol-vetzuur
esters, vetzuren en monosacchariden).
Koolhydraten:
● Koolhydraat digestie begint in de mond met chemische afbraak d.m.v. salivair α-amylase, dat
voornamelijk zetmeel afbreekt en mechanische afbraak d.m.v. masticatie (kouwen). Masticatie
zorgt er ook voor dat de speekselklier secreties en de voedselbrij goed gemengd worden.
● Er wordt ook bicarbonaat uitgescheiden door de speekselklieren om een optimale pH voor
amylase te creëren.
● In de maag wordt het salivair α-amylase gedenatureerd en geïnactiveerd door de lage pH. Door
masticatie is het salivair amylase echter in het centrum van de voedselbrij waardoor het nog
enige tijd actief kan zijn. Koolhydraten worden in de maag enkel verder afgebroken door
mechanische afbraak d.m.v. churning (kneden).
● In de duodenum wordt zetmeelafbraak voltooid door pancreatisch α-amylase tot
oligosaccharides. Dit proces heet intra-luminale digestie.
● De amylases zijn endo-enzymen die intra-chain α-1,4,-bindingen breken.
● Op de brush border, bestaande uit microvilli, van enterocyten in de jejunum worden de
oligosacchariden afgebroken tot monosachariden die geabsorbeerd kunnen worden. Dit proces
wordt membraan digestie genoemd.
● Lactase breekt lactose af tot glucose en galactose.
● Maltase: breekt maltose af in 2 moleculen glucose.
● Sucrase-isomaltase zijn 2 enzymen → sucrase en isomaltase. Sucrase breekt sucrose af in
glucose en fructose. En isomaltase kan α-1,6,-branchlinkages afbreken.
,Eiwitten:
● Luminale digestie van eiwitten gebeurt in de
maag en duodenum door respectievelijk
gastrisch en pancreatisch protease.
● Pancreatische proteases worden als het
pro-enzym trypsinogeen uitgescheiden om
autodigestie te voorkomen. Enterokinases in
de brush border van de jejunale enterocyten
activeren trypsinogeen tot trypsine. Trypsine
kan daarnaast ook nog andere pancreatische
pro-enzymen activeren.
● Gastrische protease wordt uitgescheiden door
de hoofdcellen als inactief pepsinogeen en
wordt door het zure milieu van de maag
geactiveerd tot pepsine.
● Endopeptidases die een affiniteit hebben voor
specifieke aminozuren produceren
oligpeptides. Exopeptidases (aminopeptidase & carboxypeptidase) breken peptide binding bij de
C-terminus of N-terminus en produceren losse aminozuren.
● Brush-border peptidases op de enterocyten in de jejunum breken grotere oligopeptides af (3-8
aminozuren)
● Kleinere oligopeptides (dipeptides en tripeptides) kunnen reeds geabsorbeerd worden, en
afgebroken worden door cytoplasmatische peptidases in de enterocyt.
Lipiden:
● De eerste stap voorafgaand van chemische digestie van lipides is het emulgeren van lipides tot
kleine vetdruppels d.m.v. mechanische digestie in de mond(masticatie) en maag (churning).
● Bij churning wordt het vet ook ontmengt
van koolhydraten en eiwitten zodat het
bovenop komt te liggen en als laatste de
duodenum in gaat.
● De kern van deze vetdruppels bestaat
voornamelijk uit triacylglycerols (TAG) en
cholesteryl esters.
● Chemische digestie van lipides begint in de
maag d.m.v. gastriche lipase die (TAG)
omzet tot sn1,2-Diacylglycerols (DAG) en
lange vrije vrije vetzuren (LCFA). DAGs
blijven in de kern van de vetdruppel terwijl
de vrije vetzuren bij het oppervlakte van de
vetdruppel verzamelen.
, ● CCK en GIP, uitgescheiden in de darmen, stimuleren de uitscheiding van gal en pancreatische
lipases. Het gal en de lipases verzamelen zich aan het oppervlakte van de vetdruppels.
● Pancreatische lipase breekt TAGs af tot sn2-monoacylglycerol (MAG) en vrij vetzuren. MAGs
verzamelen zich ook aan het oppervlakte van de vetdruppel.
● Naarmate meer TAGs aan het oppervlakte van de vetdruppel worden afgebroken, verplaatsen
TAGs uit de kern de gehydrolyseerde TAGs. Hierdoor worden de vetdruppels progressief kleiner
totdat gemixte micelles overblijven.
Koolhydraten Lipiden Eiwitten
Enzym Salivair/pancreatische gastrisch/pancreatische gastrisch/pancreatische
α-amylases lipases peptidase
Brush border enzymen Brush border enzymen
Absorbeerbare monosachariden MAG, LCFA, MCFA, Aminozuren en
verteringsproducten SCFA, cholesterol, oligopeptides
fosfolipiden
Locatie van opname Dunne darm Dunne darm Dunne darm
Kunnen beschrijven hoe deze bouwstenen door cellen in de darm worden opgenomen en naar de
bloedbaan worden getransporteerd en uiteindelijk de lever bereiken.
Monosachariden:
● Glucose en galactose worden door de Na/Glucose symporter (SGLT1) door het apicale
membraan van de enterocyt opgenomen. Dit is een vorm van secundair actief transport.
, ● Het Na-gradiënt wordt tot stand gebracht door de Na/K-pomp.
● SGLT1 is stereo specifiek voor pyranoses (6C-ring) en D-koolhydraten; fructose kan dus niet
worden opgenomen door SGLT1.
● Fructose wordt d.m.v. gefaciliteerde diffusie
door GLUT5 door het apicale membraan
opgenomen.
● Glucose, galactose en fructose worden
allemaal door het basolaterale membraan de
enterocyt uit getransporteerd d.m.v.
gefaciliteerde diffusie door GLUT2. De
monosachariden zitten vervolgens in de
bloedbaan en worden naar de lever
getransporteerd.
Eiwitten, oligopeptides en aminozuren:
● Volledig intacte eiwitten kunnen in beperkte mate opgenomen worden, voornamelijk voor
mucosale immuniteit.
● Enterocyten kunnen via endocytose volledige eiwitten absorberen, waarna ze vervolgens in
lysosomen worden afgebroken. Ten tweede kunnen M-cellen, boven de plakken van Peyer, de
plek van enterocyten aan het oppervlakte van de darm overnemen. M-cellen kunnen vervolgens
via clathrin-coated vesicles de eiwitten absorberen en uitscheiden in de lamina propria waar ze
worden afgebroken.
● Oligopeptides worden door de H+/oligopeptide symporter, PepT1 (SLC15A1), via het apicale
membraan opgenomen langs een protonengradiënt. Het protonengradiënt wordt tot stand
gebracht door de Na/H+ antiporter. De meeste oligopeptides worden in het cytosol afgebroken
tot aminozuren voordat ze in de bloedbaan terecht komen.
● Voor de opname van aminozuren door het apicale membraan zijn er verschillende systemen. Het
B0-systeem(SLC6A19) absorbeert neutrale aminozuren in L-configuratie middels Na-afhankelijk
secundair actief transport. Het B0+-systeem (SLC6A14) lijkt op het B0-systeem, maar heeft een
bredere substraat specificiteit. Het b0+-systeem (SLC7A9/SLC3A1 dimeer) is onafhankelijk van
Na.
● In het basolaterale membraan worden aminozuren via verschillende system zowel de bloedbaan
in getransporteerd als opgenomen door de enterocyt voor voeding.
Lipides:
● Lipolytische producten moeten 3 barrières doorgaan om opgenomen te kunnen worden door de
enterocyt:
○ 1) Muceuse gellaag die aan het oppervlakte van de enterocyt grenst
○ 2) Unstirred water layer
○ 3) Apicale membraan zelf
● Korte- en medium lange vetzuren (SCFA & MCFA) kunnen gemakkelijk door de unstirred water
layer bewegen en direct worden opgenomen door de enterocyt.
● Langere vetzuren en andere vormen van lipides worden door de unstirred water layer
getransporteerd via micelles.
