Verdauung ist ein sequenzieller, kompartimentierter Prozess, bei dem jedes Makronährstoff an spezifischen Stellen entlang des Magen-Darm-Trakts durch spezifische Enzyme bei optimalen pH-Werten hydrolysiert wird.
1. Kohlenhydrate
- Mund: Speichelamylase (Ptyalin) leitet die Stärkeverdauung ein, indem sie sie in Maltose, Maltotriose und α-Limit-Dextrine aufspaltet. Sie wird durch Magensäure inaktiviert.
- Dünndarm (Duodenum/Jejunum): Pankreasamylase setzt den Stärkeabbau fort. Bürstenrand-Enzyme – Maltase, Sucrase-Isomaltase, Laktase und Trehalase – hydrolysieren Disaccharide zu Monosacchariden (Glucose, Fruktose, Galaktose). Absorption erfolgt über SGLT1 (Glucose/Galaktose) und GLUT5 (Fruktose).
2. Proteine
- Magen: Pepsin (aktiviert aus Pepsinogen durch HCl) spaltet Proteine in große Peptide. HCl denaturiert Proteine und tötet Mikroben.
- Dünndarm: Pankreasproteasen (Trypsinogen → Trypsin über Enteropeptidase, dann Chymotrypsin, Elastase, Carboxypeptidasen A/B) produzieren Oligopeptide. Bürstenrand-Peptidasen (Aminopeptidasen, Dipeptidasen) liefern Aminosäuren und Di-/Tripeptide. Absorption über PepT1 (Di-/Tripeptide) und spezifische Aminosäuretransporter.
3. Fette
- Mund: Linguallipase spielt eine geringfügige Rolle, ist im Magen aktiv.
- Magen: Magenspeichel-Lipase führt 10–30 % Hydrolyse durch; Peristaltik sorgt für Emulgierung.
- Dünndarm: Galle (aus Leber/Gallenblase) emulgiert Fett in Mizellen. Pankreaslipase (mit Colipase) hydrolysiert Triglyceride zu 2-Monoglycerid und zwei freien Fettsäuren. Cholesterinesterase und Phospholipase A2 wirken auf andere Lipide. Produkte werden als Mizellen absorbiert, in Enterozyten re-esterifiziert, in Chylomikronen verpackt und gelangen in die Lymphe und dann ins Blut.
4. Nukleinsäuren
- Dünndarm: Pankreasnukleasen (DNase, RNase) bauen DNA/RNA zu Nukleotiden ab. Bürstenrand-Nukleotidasen und Phosphatasen produzieren Nukleoside, Phosphat und Basen, absorbiert über Nukleosidtransporter.
Absorptions-Hub: Der Dünndarm
Der Dünndarm (Duodenum, Jejunum, Ileum) ist der primäre Ort für die Absorption aller Nährstoffe. Villi und Mikrovilli vergrößern die Oberfläche etwa 600-fach. Wasser, Elektrolyte, Vitamine und Mineralien werden ebenfalls hier absorbiert. Der Dickdarm absorbiert primär Wasser, Elektrolyte und kurzkettige Fettsäuren aus der Ballaststofffermentation.
