Verdauung ist der koordinierte mechanische und chemische Abbau von Nahrung in aufnehmbare Nährstoffe. Jede Makronährstoffklasse wird von spezifischen Enzymen angegriffen, die entlang des Magen-Darm-Trakts sezerniert werden.
1. Mechanische Verdauung (Oralhöhle)
Zähne mahlen Nahrung in kleinere Partikel, wodurch die Oberfläche für enzymatische Wirkung vergrößert wird. Speichel befeuchtet die Nahrung zu einem Bolus zum Schlucken.
2. Kohlenhydratverdauung
- Mund: Speichelamylase (Ptyalin) initiiert die Stärkehydrolyse zu Maltose und Dextrinen.
- Dünndarm: Pankreasamylase setzt den Stärkeabbau fort. Bürstenrand-Enzyme beenden die Arbeit:
- Maltase → Maltose zu Glukose
- Sucrase → Saccharose zu Glukose + Fruktose
- Lactase → Laktose zu Glukose + Galaktose
- Isomaltase, Glucoamylase – behandeln Verzweigungspunkte
Monosaccharide (Glukose, Fruktose, Galaktose) werden über SGLT1- und GLUT2-Transporter absorbiert.
3. Proteinverdauung
- Magen: Pepsin (aktiviert aus Pepsinogen durch HCl) spaltet Proteine in große Peptide. HCl denaturiert Proteine und liefert sauren pH-Wert.
- Dünndarm: Pankreasproteasen übernehmen:
- Trypsin, Chymotrypsin, Elastase – Endopeptidasen, die interne Bindungen spalten
- Carboxypeptidasen A/B – Exopeptidasen, die C-terminale Aminosäuren entfernen
Bürstenrand-Peptidasen (Aminopeptidasen, Dipeptidasen) liefern freie Aminosäuren und Di-/Tripeptide, absorbiert über PEPT1 und Aminosäuretransporter.
4. Fettverdauung
- Magen: Magenlipase initiiert die Hydrolyse (geringe Rolle, ~10–30 %).
- Dünndarm: Gallsalze (aus Leber/Gallenblase) emulgieren Fettgloben → Mizellen, wodurch die Oberfläche enorm vergrößert wird. Pankreaslipase hydrolysiert Triglyzeride zu 2-Monoglyzeriden + freien Fettsäuren. Colipase verankert Lipase an der Lipid-Wasser-Schnittstelle. Produkte inkorporieren in gemischte Mizellen zur Aufnahme durch Enterozyten, dann re-esterifiziert zu Triglyzeriden, verpackt in Chylomikronen und gelangen in die Lymphe.
5. Nukleinsäureverdauung
- Dünndarm: Pankreasnukleasen (RNase, DNase) spalten RNA/DNA zu Oligonukleotiden → Nukleotide. Bürstenrand-Nukleotidasen und Phosphatasen liefern stickstoffhaltige Basen, Pentosezucker (Ribose/Desoxyribose) und Phosphat – alle absorbiert.
6. Wasser- und Elektrolytaufnahme / Abfallbeseitigung
Der Dünndarm absorbiert das meiste Wasser und die Elektrolyte. Der Dickdarm reclaimt das restliche Wasser, konzentriert Abfälle und beherbergt Mikrobiota, die unverdaute Ballaststoffe zu kurzkettigen Fettsäuren fermentieren. Unverdaulicher Rückstand bildet Stuhl, eliminiert über Defäkation.
Zusammenfassung
Verdauung ist ein sequenzieller, enzymkatalysierter Prozess, bei dem jede Stufe spezifische Bindungen in spezifischen Nährstoffen angreift, um eine effiziente Extraktion von Energie und Bausteinen für den zellulären Gebrauch zu gewährleisten.
