Verdauung der Grundnährstoffe

1. Fettverdauung
2. Kohlenhydratverdauung
3. Proteinverdauung
Fettverdauung

Mund
Hier beginnt die Fettverdauung mit der Freisetzung der Zungengrundlipase.

Magen
Die Zungengrundlipase hat im Magen ihr ph-Optimum und spaltet (mit der Magenesterase) bereits einen Teil der Fette. Im distalen Magen findet motorisch eine erste Emulgation der Fette statt.

Duodenum
Hier spalten Pankreaslipasen die Fette. Vorwiegend entstehen dabei Monoglyceride, aber auch Diglyceride, Glycerin und freie Fettsäuren. Generell werden langkettige, gesättigte, in 2er Stellung veresterte Glycerine besser resorbiert als kurzkettige, ungesättigte, in 1. oder 3. Stellung veresterte Glycerine. Die Pankreaslipase spaltet auch eher in 1. und 3. Stellung, so daß die 2. Glycerine verbleiben. Die max. Kapazität der Pankreaslipase beträgt 140 g Fett/min. Monoglycerine besitzen hydrophile und hydrophobe Eigenschaften und sind so in der Lage, mit Gallensalzen (in der Leber gebildet, in der Gallenblase gespeichert) Micellen zu bilden. Mit diesen Micellen werden weiter Cholesterin, fettlösliche Vitamine, Lipide, freie Fettsäuren, Glycerine etc. resorbiert.
Die Gallensalze unterliegen einem enterohepatischen Kreislauf, der eine Art Recycling-Mechanismus darstellt. Cholesterin und fettlösliche Vitamine können nur im Verband mit einer Micelle resorbiert werden. (Trialkylglycerine können, wenn auch sehr verlangsamt, ohne Gallensalze resorbiert werden). Die Micellen müssen die Spaltprodukte schnell abtransportieren, da diese sich sonst spontan wieder vereinen würden. Die Resorption der Micellen(bestandteile) erfolgt zu 80% im oberen Dünndarm (Duodenum und oberes Jejunum). Ausnahme bilden freie Fettsäuren und MCT-Fette, sie werden (ohne Lipase!!) direkt resorbiert und gelangen, an Albumin gebunden, über die Pfortader direkt zur Leber.

Mukosazelle des Dünndarms
Hier findet die Reveresterung der Fette statt. Die Fette assoziieren mit dem Apoprotein B48 . Damit sind die Chylomikronen entstanden. Diese haben die Aufgabe, die Wasserlöslichkeit der Fette zu gewährleisten. Nun erfolgt die Abgabe an die Lymphe. Vom Darm ausgehend, treffen sich die Bahnen in einem Stamm, der neben der Wirbelsäule zum Ductus Thoraticus hochstrebt und in die linke Schlüsselbeinvene einmündet. In der Leber assoziieren die Fette auch mit dem Apoprotein B100. Es entstehen so die endogen synthetisierten VLDL.
Das Blut bringt die Chylomikronen nun zu den peripheren Geweben, wo sie mittels Lipoproteinlipase gespalten, die Triglyceride aufgenommen werden und zur Energiegewinnung bzw. zum Depot- fettaufbau dienen. Die Remnants werden zur Leber transportiert und dort abgebaut.

Kohlenhydratverdauung

Mund
Die alpha-Amylase spaltet die ersten Stärkemoleküle bereits im Mund.

Duodenum
Die Pankreas-alpha-Amylase spaltet die Oligosaccharide weiter. Die in den Bürstensaumzellen befindlichen Disaccharidasen spalten die verbleibende Lactose, Saccharose und Maltose zu Monosacchariden. Diese werden nun durch verschiedene Transportsysteme in den Enterocyten aufgenommen. Für Glucose findet sich ein aktives Transportsystem. Die Glucosekon- zentration im Enterocyten ist größer als die im Darmlumen. Mechanismus ist hier der gleichzeitige Transport mit Na+, das die Glucose sozusagen mitreißt. In der Zelle angelangt, muß das Na+ nun mittels Na+ - K+-ATPase wieder herausgeschafft werden (ATP-Verbrauch). Fructose wird mittels erleichterter Diffusion resorbiert. Zuckeralkohole (Xylose, Mannose) werden durch passive Diffusion resorbiert.
Leber
In der Leber findet der Einstrom ohne Insulin statt. Die leberständige Glucokinase mit einem niedrigen Km-Wert schafft große Mengen Glucose weg (unter physiologischen Bedingungen nicht sättigbar). Dadurch, daß die Glucose phosphoryliert wird, ist sie gefangen (Trapping). In den peripheren Geweben mit niedrigeren Glucosespiegeln übernimmt diese Aufgabe die Hexokinase mit einem 20x niedrigeren Km -Wert.
In der Leber folgt nun die Glykolyse zur Energiegewinnung, oder aber die Glykogensynthese zur Energiekonservierung. In den peripheren Geweben wird die Glucose mittels Insulin 10-x schneller in die Zelle aufgenommen, indem ein Transportprotein aktiviert wird, das zur Zellmembran wandert und die Glucose durch erleichterte Diffusion aufnimmt.
Proteinverdauung
Magen
Durch die Salzsäure des Magens denaturieren die Proteine. Das aus Pepsinogen aktivierte Pepsin spaltet vorwiegend aromatische Aminosäuren.
Pankreas
Hier kann man an eiweißspaltenden Enzymen Endopeptidasen (greifen Peptid intramolekular an, z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Elastase) und Exopeptidasen (greifen vom Ende an, z.B. Carboxypeptidase) unterscheiden.
Duodenum
Die Enterokinase aktiviert hier erst das Trypsinogen zum Trypsin, welches seinerseits wieder Chymotrypsinogen zum Chymotrypsin aktiviert.
Aminopeptidasen spalten NH2 von der Aminosäure ab.
In der Dünndarm-Schleimhaut befinden sich Dipeptidasen, die Dipeptide in Aminosäuren spalten. Resorbiert werden aber auch (und sogar besser) Di-,Tri- und Oligopeptide. Die Resorption von Aminosäuren findet mittels mindestens 3 Transportsystemen statt. Früher dachte man, es gäbe eines für neutrale zwei für basische Aminosäuren und eines für Prolin. Heute geht man davon aus, daß eines für Alanin (A), eines für Alanin, Cystein, Serin (ASC) und eines für verzweigtkettige Aminosäuren (L) existieren. Peptide werden auf Grund eines Protonengradienten (gegen ein Konzentrationsgefälle) in den Enterocyten aufgenommen. Aminosäuren werden aktiv mit Na++ resorbiert (ähnlich wie Monosaccharide). Eventuell werden auch ganze Proteine aufgenommen (für Immunglobuline von Bedeutung: Allergieinduzierend?). Im Enterocyten findet schon der erste Umbau der Peptide und Aminosäuren statt, so daß die Aminosäure-Zusammensetzung im Pfortaderblut schon anders ist als noch im Darm.
Prozentuale Verteilung des Um- und Abbaus der Aminosäuren in der Leber:

60% gleich verstoffwechselt (Harnstoff)
23% frei ausgestoßen
7% Aufbau von Plasmaproteinen
14% Aufbau von Leberproteinen,
Enzymen