- Compare and contrast different types of digestive systems
- Leerdoelen
- Herbivoren, Carnivoren, en omnivoren
- Invertebrate Digestive Systems
- Vertebrate Digestive Systems
- Monogastrisch: Maag met één kamer
- Vogels
- Aanpassingen van vogels
- Herkauwers
- Pseudo-herkauwers
- Delen van het spijsverteringsstelsel
- Orale holte
- Slokdarm
- Maag
- Praktijkvraag
- Kleine Darm
- Praktijkvraag
- Large Intestine
- Rectum en anus
- Toegangsorganen
- In samenvatting: Onderdelen van het spijsverteringsstelsel
- Check Your Understanding
Compare and contrast different types of digestive systems
Dieren verkrijgen hun voeding uit de consumptie van andere organismen. Afhankelijk van hun dieet kunnen dieren in de volgende categorieën worden ingedeeld: planteneters (herbivoren), vleeseters (carnivoren), en dieren die zowel planten als dieren eten (omnivoren). De voedingsstoffen en macromoleculen die in voedsel aanwezig zijn, zijn niet onmiddellijk toegankelijk voor de cellen. Er zijn een aantal processen die het voedsel in het dierlijk lichaam wijzigen om de voedingsstoffen en organische moleculen toegankelijk te maken voor de cellulaire functie. Naarmate dieren evolueerden in complexiteit van vorm en functie, zijn ook hun spijsverteringssystemen geëvolueerd om aan hun verschillende voedingsbehoeften tegemoet te komen.
Leerdoelen
- Benoem de verschillende structuren die nodig zijn voor herbivoren en roofdieren
- Vergelijk en contrasteer verschillende soorten spijsverteringssystemen
- Uitleg over de gespecialiseerde functies van de organen die betrokken zijn bij de verwerking van voedsel in het lichaam
Herbivoren, Carnivoren, en omnivoren
Herbivoren zijn dieren waarvan de voornaamste voedselbron plantaardig is. Voorbeelden van herbivoren, zoals weergegeven in figuur 1, zijn gewervelde dieren zoals herten, koala’s en sommige vogelsoorten, maar ook ongewervelde dieren zoals krekels en rupsen. Deze dieren hebben een spijsverteringsstelsel ontwikkeld dat in staat is grote hoeveelheden plantaardig materiaal te verwerken. Herbivoren kunnen verder worden ingedeeld in frugivoren (vruchteneters), granivoren (zaadeters), nectivoren (nectareters), en folivoren (bladeters).
Figuur 1. Herbivoren, zoals dit (a) muildierhert en (b) monarchrups, eten voornamelijk plantaardig materiaal. (credit a: aanpassing van werk van Bill Ebbesen; credit b: aanpassing van werk van Doug Bowman)
Carnivoren zijn dieren die andere dieren eten. Het woord carnivoor is afgeleid van het Latijn en betekent letterlijk “vleeseter”. Wilde katten zoals leeuwen (zie figuur 2a) en tijgers zijn voorbeelden van gewervelde carnivoren, net als slangen en haaien, terwijl ongewervelde carnivoren zeesterren, spinnen en lieveheersbeestjes (zie figuur 2b) zijn. De obligate carnivoren zijn dieren die voor hun voedselvoorziening volledig afhankelijk zijn van dierlijk vlees; voorbeelden van obligate carnivoren zijn leden van de kattenfamilie, zoals leeuwen en cheeta’s. Facultatieve carnivoren zijn dieren die voor hun voedselvoorziening volledig afhankelijk zijn van dierlijk vlees. Facultatieve carnivoren zijn carnivoren die naast dierlijk voedsel ook niet-dierlijk voedsel eten. Er is geen duidelijke scheidslijn tussen facultatieve carnivoren en omnivoren; honden zouden tot de facultatieve carnivoren worden gerekend.
Figuur 2. Carnivoren zoals de (a) leeuw eten voornamelijk vlees. Het (b) lieveheersbeestje is ook een carnivoor die kleine insecten, bladluizen genaamd, consumeert. (credit a: bewerking van werk van Kevin Pluck; credit b: bewerking van werk van Jon Sullivan)
Omnivoren zijn dieren die zowel plantaardig als dierlijk voedsel eten. In het Latijn betekent omnivoor alles eten. Mensen, beren (in figuur 3a) en kippen zijn voorbeelden van gewervelde omnivoren; ongewervelde omnivoren zijn kakkerlakken en rivierkreeften (in figuur 3b).
Figuur 3. Omnivoren zoals de (a) beer en (b) rivierkreeft eten zowel plantaardig als dierlijk voedsel. (credit a: bewerking van werk van Dave Menke; credit b: bewerking van werk van Jon Sullivan)
Invertebrate Digestive Systems
Dieren hebben verschillende soorten spijsverteringssystemen ontwikkeld om te helpen bij de vertering van de verschillende voedingsmiddelen die zij consumeren. Het eenvoudigste voorbeeld is dat van een gastrovasculaire holte en wordt aangetroffen bij organismen met slechts één opening voor de spijsvertering. Platyhelminthes (platwormen), Ctenophora (kamkwallen), en Cnidaria (koralen, kwallen en zeeanemonen) gebruiken dit type spijsvertering. Gastrovasculaire holten, zoals afgebeeld in figuur 4a, zijn meestal een blinde buis of holte met slechts één opening, de “mond”, die ook dienst doet als “anus”. Ingenomen materiaal komt de mond binnen en passeert door een holle, buisvormige holte. Cellen in de holte scheiden verteringsenzymen af die het voedsel afbreken. De voedseldeeltjes worden opgeslokt door de cellen die de maagholte bekleden.
Het spijsverteringskanaal, afgebeeld in figuur 4b, is een meer geavanceerd systeem: het bestaat uit één buis met aan het ene uiteinde een mond en aan het andere uiteinde een anus. Regenwormen zijn een voorbeeld van een dier met een spijsverteringskanaal. Nadat het voedsel via de mond is opgenomen, gaat het door de slokdarm en wordt het opgeslagen in een orgaan dat de krop wordt genoemd; vervolgens gaat het naar de spiermaag waar het wordt gekarnd en verteerd. Vanuit de spiermaag gaat het voedsel door de darm, de voedingsstoffen worden geabsorbeerd, en het afval wordt via de anus uitgescheiden in de vorm van uitwerpselen, die castings worden genoemd.
Figuur 4. (a) Een maag- en darmholte heeft één opening waardoor voedsel wordt opgenomen en afvalstoffen worden uitgescheiden, zoals te zien is bij deze hydra en bij deze kwallenmedusa. (b) Een spijsverteringskanaal heeft twee openingen: een mond voor het opnemen van voedsel, en een anus voor het uitscheiden van afval, zoals te zien is bij deze nematode.
Vertebrate Digestive Systems
Vertebraten hebben complexere spijsverteringssystemen geëvolueerd om zich aan te passen aan hun voedingsbehoeften. Sommige dieren hebben een enkele maag, terwijl andere een meer-kamerige maag hebben. Vogels hebben een spijsverteringsstelsel ontwikkeld dat is aangepast aan het eten van niet-gekauwd voedsel.
Monogastrisch: Maag met één kamer
Zoals het woord monogastrisch suggereert, bestaat dit type spijsverteringsstelsel uit één (“mono”) maagkamer (“gastric”). Mensen en veel dieren hebben een monogastrisch spijsverteringsstelsel, zoals geïllustreerd in figuur 5a en 5b. Het proces van de spijsvertering begint met de mond en de opname van voedsel. De tanden spelen een belangrijke rol bij het kauwen (masticeren) oftewel het fysiek afbreken van voedsel in kleinere deeltjes. De enzymen in het speeksel beginnen ook met het chemisch afbreken van het voedsel. De slokdarm is een lange buis die de mond met de maag verbindt. Met behulp van peristaltiek, oftewel golfachtige samentrekkingen van de gladde spieren, duwen de spieren van de slokdarm het voedsel in de richting van de maag. Om de werking van enzymen in de maag te versnellen, is de maag een extreem zure omgeving, met een pH tussen 1,5 en 2,5. De maagsappen, die enzymen in de maag bevatten, werken in op de voedseldeeltjes en zetten het verteringsproces voort. Verdere afbraak van voedsel vindt plaats in de dunne darm, waar enzymen, geproduceerd door de lever, de dunne darm en de alvleesklier, het verteringsproces voortzetten. De voedingsstoffen worden via de epitheelcellen die de wanden van de dunne darm bekleden, in de bloedstroom opgenomen. De afvalstoffen gaan verder naar de dikke darm waar water wordt geabsorbeerd en de drogere afvalstoffen worden samengeperst tot uitwerpselen; deze worden opgeslagen totdat zij via het rectum worden uitgescheiden.
Figuur 5. (a) Mensen en herbivoren, zoals het (b) konijn, hebben een monogastrisch spijsverteringssysteem. Bij het konijn zijn de dunne darm en de blindedarm echter vergroot, zodat ze meer tijd hebben om plantaardig materiaal te verteren. Het vergrote orgaan biedt meer oppervlakte voor de absorptie van voedingsstoffen. Konijnen verteren hun voedsel tweemaal: de eerste keer dat het voedsel door het spijsverteringsstelsel gaat, verzamelt het zich in de blindedarm, en dan gaat het als zachte uitwerpselen, cecotrofen genaamd. Het konijn verteert deze cecotrophes opnieuw om het verder te verteren.
Vogels
Vogels hebben speciale uitdagingen wanneer het aankomt op het verkrijgen van voeding uit voedsel. Zij hebben geen tanden en dus moet hun spijsverteringsstelsel, weergegeven in figuur 6, in staat zijn om niet-gekauwd voedsel te verwerken. Vogels hebben verschillende snaveltypes ontwikkeld die de grote verscheidenheid van hun dieet weerspiegelen, variërend van zaden en insecten tot vruchten en noten. Omdat de meeste vogels vliegen, is hun stofwisseling hoog om het voedsel efficiënt te kunnen verwerken en hun lichaamsgewicht laag te houden. De maag van vogels heeft twee kamers: de proventriculus, waar maagsappen worden geproduceerd om het voedsel te verteren voordat het de maag ingaat, en de spiermaag, waar het voedsel wordt opgeslagen, geweekt, en mechanisch vermalen. Het onverteerde materiaal vormt voedselbolletjes die soms worden opgebraakt. Het grootste deel van de chemische vertering en absorptie gebeurt in de darm en het afval wordt uitgescheiden via de cloaca.
Figuur 6. De slokdarm van vogels heeft een buidel, krop genaamd, waarin voedsel wordt opgeslagen.
In het spijsverteringsstelsel van vogels gaat het voedsel van de krop naar de eerste van twee magen, de proventriculus genaamd, die spijsverteringssappen bevat die het voedsel afbreken. Vanuit de proventriculus komt het voedsel in de tweede maag, de spiermaag, die het voedsel vermaalt. Sommige vogels slikken stenen of gruis in, die worden opgeslagen in de spiermaag, om het maalproces te helpen. Vogels hebben geen aparte openingen om urine en uitwerpselen uit te scheiden. In plaats daarvan wordt urinezuur uit de nieren uitgescheiden in de dikke darm en gecombineerd met afvalstoffen van het spijsverteringsproces. Dit afval wordt uitgescheiden door een opening die de cloaca wordt genoemd.
Aanpassingen van vogels
Vogels hebben een zeer efficiënt, vereenvoudigd spijsverteringsstelsel. Recente fossiele bewijzen hebben aangetoond dat de evolutionaire divergentie van vogels van andere landdieren werd gekenmerkt door stroomlijning en vereenvoudiging van het spijsverteringsstelsel. In tegenstelling tot veel andere dieren hebben vogels geen tanden om hun voedsel te kauwen. In plaats van lippen hebben zij scherpe, puntige snavels. De hoornachtige snavel, het ontbreken van kaken, en de kleinere tong van de vogels kunnen worden teruggevoerd op hun dinosaurusvoorouders. Het ontstaan van deze veranderingen lijkt samen te vallen met de opname van zaden in het vogel-dieet. Zaadetende vogels hebben snavels die gevormd zijn voor het grijpen van zaden en de maag met twee compartimenten maakt delegatie van taken mogelijk. Aangezien vogels licht moeten blijven om te kunnen vliegen, is hun stofwisseling zeer hoog, wat betekent dat zij hun voedsel zeer snel verteren en vaak moeten eten. Dit in tegenstelling tot de herkauwers, waar de vertering van plantaardig materiaal zeer lang duurt.
Herkauwers
Herkauwers zijn hoofdzakelijk herbivoren zoals koeien, schapen en geiten, wier gehele dieet bestaat uit het eten van grote hoeveelheden ruwvoer of vezels. Zij hebben een spijsverteringsstelsel ontwikkeld dat hen helpt grote hoeveelheden cellulose te verteren. Een interessant kenmerk van de mond van herkauwers is dat zij geen bovenste snijtanden hebben. Zij gebruiken hun ondertanden, tong en lippen om hun voedsel te scheuren en te kauwen. Vanuit de mond gaat het voedsel naar de slokdarm en verder naar de maag.
Om de grote hoeveelheid plantaardig materiaal te helpen verteren, is de maag van de herkauwers een orgaan met meerdere kamers, zoals geïllustreerd in figuur 7. De vier compartimenten van de maag worden de pens, het netmaag, het omasum en de lebmaag genoemd. Deze kamers bevatten vele microben die cellulose afbreken en het opgenomen voedsel fermenteren. De lebmaag is de “echte” maag en is het equivalent van de monogastrische maagkamer waar maagsappen worden afgescheiden. De uit vier compartimenten bestaande maagkamer biedt een grotere ruimte en de microbiële ondersteuning die nodig is om plantaardig materiaal bij herkauwers te verteren. Het gistingsproces veroorzaakt grote hoeveelheden gas in de maagkamer, dat moet worden afgevoerd. Net als bij andere dieren speelt de dunne darm een belangrijke rol bij de opname van voedingsstoffen, en helpt de dikke darm bij de afvoer van afvalstoffen.
Figuur 7. Herkauwers, zoals geiten en koeien, hebben vier magen. De eerste twee magen, de pens en de reticulum, bevatten prokaryoten en protisten die cellulosevezels kunnen verteren. De herkauwer braakt de kudde uit de netmaag, kauwt ze en slikt ze door naar een derde maag, de omasum, die het water verwijdert. De kudde gaat dan naar de vierde maag, de lebmaag, waar ze wordt verteerd door enzymen die door de herkauwer worden geproduceerd.
Pseudo-herkauwers
Sommige dieren, zoals kamelen en alpaca’s, zijn pseudo-herkauwers. Zij eten veel plantaardig materiaal en ruwvoer. Het verteren van plantaardig materiaal is niet gemakkelijk omdat plantencelwanden het polymere suikermolecuul cellulose bevatten. De spijsverteringsenzymen van deze dieren kunnen cellulose niet afbreken, maar de in het spijsverteringsstelsel aanwezige micro-organismen kunnen dat wel. Daarom moet het spijsverteringsstelsel in staat zijn grote hoeveelheden ruwvoer te verwerken en de cellulose af te breken. Pseudo-ruminanten hebben een driekamermaag in het spijsverteringsstelsel. Hun blindedarm – een uitgehold orgaan aan het begin van de dikke darm dat veel micro-organismen bevat die nodig zijn voor de vertering van plantaardig materiaal – is echter groot en is de plaats waar het ruwvoer wordt gefermenteerd en verteerd. Deze dieren hebben geen pens, maar wel een omasum, lebmaag en netmaag.
Delen van het spijsverteringsstelsel
Het spijsverteringsstelsel van gewervelde dieren is ontworpen om de omzetting van voedselmaterie in de voedingsbestanddelen die de organismen in stand houden, te vergemakkelijken.
Orale holte
De mondholte, of mond, is het punt waar het voedsel het spijsverteringsstelsel binnenkomt, geïllustreerd in figuur 8. Het geconsumeerde voedsel wordt in kleinere deeltjes gebroken door kauwen, de kauwactiviteit van de tanden. Alle zoogdieren hebben tanden en kunnen hun voedsel kauwen.
Figuur 8. De vertering van voedsel begint in de (a) mondholte. Het voedsel wordt gekauwd door de tanden en bevochtigd door speeksel dat wordt afgescheiden door de (b) speekselklieren. Enzymen in het speeksel beginnen zetmeel en vetten te verteren. Met behulp van de tong wordt de resulterende bolus door het slikken in de slokdarm gebracht. (krediet: aanpassing van het werk van het National Cancer Institute)
Het uitgebreide chemische proces van de spijsvertering begint in de mond. Terwijl het voedsel wordt gekauwd, vermengt het speeksel, dat door de speekselklieren wordt geproduceerd, zich met het voedsel. Speeksel is een waterige substantie die in de mond van veel dieren wordt geproduceerd. Er zijn drie grote klieren die speeksel afscheiden: de oorspeekselklier, de submandibulaire klier en de sublinguale klier. Speeksel bevat slijm dat het voedsel bevochtigt en de pH van het voedsel buffert. Speeksel bevat ook immunoglobulinen en lysozymes, die een antibacteriële werking hebben om tandbederf tegen te gaan door de groei van sommige bacteriën te remmen.
Speeksel bevat ook een enzym dat speekselamylase wordt genoemd en dat begint met het omzetten van zetmeel in het voedsel in een disacharide die maltose wordt genoemd. Een ander enzym, lipase genaamd, wordt geproduceerd door de cellen in de tong. Lipase is een klasse enzymen die triglyceriden kunnen afbreken. De linguale lipase begint met de afbraak van vetbestanddelen in het voedsel.
Het kauwen en bevochtigen door de tanden en het speeksel bereiden het voedsel voor tot een massa, de bolus, die wordt doorgeslikt. De tong helpt bij het doorslikken: zij verplaatst de bolus van de mond naar de keelholte. De keelholte komt uit op twee doorgangen: de luchtpijp, die naar de longen leidt, en de slokdarm, die naar de maag leidt. De luchtpijp heeft een opening, het glottis, die wordt afgedekt door een kraakbenige flap, het epiglottis. Bij het slikken sluit het strotklepje het strotklepje af en komt het voedsel in de slokdarm en niet in de luchtpijp. Door deze regeling kan het voedsel uit de luchtpijp worden gehouden.
Slokdarm
Figuur 9. De slokdarm brengt voedsel van de mond naar de maag door peristaltische bewegingen.
De slokdarm is een buisvormig orgaan dat de mond met de maag verbindt. Het gekauwde en zacht geworden voedsel passeert de slokdarm nadat het is doorgeslikt. De gladde spieren van de slokdarm ondergaan een reeks golfbewegingen, peristaltiek genaamd, die het voedsel in de richting van de maag duwen, zoals geïllustreerd in figuur 9. De peristaltische golf is eenrichtingsverkeer – het voedsel wordt van de mond naar de maag gebracht, en een omgekeerde beweging is niet mogelijk. De peristaltische beweging van de slokdarm is een onwillekeurige reflex; zij vindt plaats als reactie op het slikken.
Een ringvormige spier, een sluitspier genoemd, vormt kleppen in het spijsverteringsstelsel. De gastro-oesofageale sluitspier bevindt zich aan het maaguiteinde van de slokdarm. Als reactie op het slikken en de druk die door de voedselbolus wordt uitgeoefend, gaat deze sluitspier open en komt de bolus in de maag terecht. Wanneer er geen slikactie is, is deze sluitspier gesloten en verhindert dat de maaginhoud in de slokdarm terechtkomt. Veel dieren hebben een echte sluitspier; bij mensen is er echter geen echte sluitspier, maar blijft de slokdarm gesloten als er geen slikbeweging is. Zure reflux of “brandend maagzuur” treedt op wanneer de zure spijsverteringssappen in de slokdarm ontsnappen.
Maag
Een groot deel van de spijsvertering vindt plaats in de maag, die in figuur 10 is afgebeeld. De maag is een zakvormig orgaan dat maagsappen afscheidt. De pH in de maag ligt tussen 1,5 en 2,5. Dit zeer zure milieu is nodig voor de chemische afbraak van voedsel en de extractie van voedingsstoffen. In lege toestand is de maag een vrij klein orgaan; wanneer hij echter met voedsel wordt gevuld, kan hij tot 20 maal zijn rustgrootte uitzetten. Deze eigenschap is bijzonder nuttig voor dieren die moeten eten wanneer er voedsel beschikbaar is.
Figuur 10. De menselijke maag heeft een extreem zuur milieu waar de meeste eiwitten worden verteerd. (credit: bewerking van werk van Mariana Ruiz Villareal)
Praktijkvraag
Welke van de volgende beweringen over het spijsverteringsstelsel is onjuist?
- Slijm is een mengsel van voedsel en spijsverteringssappen dat in de maag wordt geproduceerd.
- Voedsel komt eerder in de dikke darm dan in de dunne darm.
- In de dunne darm mengt chyme zich met gal, dat vetten emulgeert.
- De maag wordt van de dunne darm gescheiden door de pylorische sluitspier.
De maag is ook de belangrijkste plaats voor de vertering van eiwitten bij andere dieren dan herkauwers. Eiwitvertering wordt gemedieerd door een enzym genaamd pepsine in de maagkamer. Pepsine wordt door de hoofdcellen in de maag afgescheiden in een inactieve vorm die pepsinogeen wordt genoemd. Pepsine breekt peptidebindingen en splitst eiwitten in kleinere polypeptiden; het helpt ook meer pepsinogeen te activeren, waardoor een positief terugkoppelingsmechanisme op gang komt dat meer pepsine genereert. Een ander celtype – de pariëtale cellen – scheiden waterstof- en chloride-ionen af, die zich in het lumen combineren tot zoutzuur, het belangrijkste zure bestanddeel van de maagsappen. Zoutzuur helpt om het inactieve pepsinogeen om te zetten in pepsine. De zeer zure omgeving doodt ook veel micro-organismen in het voedsel en leidt, in combinatie met de werking van het enzym pepsine, tot de hydrolyse van eiwitten in het voedsel. De chemische vertering wordt vergemakkelijkt door de kolkende werking van de maag. Samentrekking en ontspanning van gladde spieren vermengen de maaginhoud ongeveer elke 20 minuten. Het mengsel van gedeeltelijk verteerd voedsel en maagsap wordt chyme genoemd. Het chyme gaat van de maag naar de dunne darm. Verdere eiwitvertering vindt plaats in de dunne darm. De maaglediging vindt binnen twee tot zes uur na de maaltijd plaats. Per keer komt slechts een kleine hoeveelheid chyme in de dunne darm terecht. De beweging van chyme van de maag naar de dunne darm wordt geregeld door de pylorische sluitspier.
Bij het verteren van eiwitten en sommige vetten moet het maagslijmvlies beschermd worden tegen vertering door pepsine. Er zijn twee punten te overwegen bij de beschrijving van hoe het maagslijmvlies wordt beschermd. Ten eerste wordt, zoals eerder gezegd, het enzym pepsine gesynthetiseerd in de inactieve vorm. Dit beschermt de hoofdcellen, omdat pepsinogeen niet dezelfde enzymactiviteit heeft als pepsine. Ten tweede heeft de maag een dikke slijmlaag die het onderliggende weefsel beschermt tegen de inwerking van de verteringssappen. Wanneer deze slijmlaag scheurt, kunnen zich zweren in de maag vormen. Zweren zijn open wonden in of op een orgaan die worden veroorzaakt door bacteriën (Helicobacter pylori) wanneer de slijmlaag is gescheurd en zich niet herstelt.
Kleine Darm
Slijm gaat van de maag naar de dunne darm. De dunne darm is het orgaan waar de vertering van eiwitten, vetten en koolhydraten wordt voltooid. De dunne darm is een lang buisvormig orgaan met een sterk geplooid oppervlak dat vingervormige uitsteeksels bevat, de villi genaamd. Het apicale oppervlak van elke darmvlok heeft vele microscopische uitsteeksels, microvilli genaamd. Deze structuren, die zijn afgebeeld in figuur 11, zijn aan de luminale zijde bekleed met epitheelcellen en zorgen ervoor dat de voedingsstoffen uit het verteerde voedsel worden geabsorbeerd en aan de andere zijde in de bloedstroom terechtkomen. De darmvlokken en microvilli, met hun vele plooien, vergroten de oppervlakte van de darm en verhogen de absorptie-efficiëntie van de voedingsstoffen. De in het bloed opgenomen voedingsstoffen komen terecht in de leverpoortader, die naar de lever leidt. Daar regelt de lever de distributie van voedingsstoffen naar de rest van het lichaam en verwijdert hij giftige stoffen, waaronder drugs, alcohol en sommige ziekteverwekkers.
Figuur 11. Villi zijn plooien op de bekleding van de dunne darm die het oppervlak vergroten om de opname van voedingsstoffen te vergemakkelijken.
Praktijkvraag
Welke van de volgende beweringen over de dunne darm is onjuist?
- Absorptieve cellen die de dunne darm bekleden hebben microvilli, kleine uitsteeksels die het oppervlak vergroten en helpen bij de absorptie van voedsel.
- De binnenkant van de dunne darm heeft vele plooien, villi genoemd.
- Microvilli zijn bekleed met zowel bloedvaten als lymfevaten.
- De binnenkant van de dunne darm wordt het lumen genoemd.
De menselijke dunne darm is meer dan 6 m lang en is verdeeld in drie delen: het duodenum, het jejunum, en het ileum. Het “C-vormige”, vaste deel van de dunne darm wordt de twaalfvingerige darm genoemd en is afgebeeld in figuur 10. De twaalfvingerige darm wordt van de maag gescheiden door de pylorische sluitspier, die opengaat om het chyme van de maag naar de twaalfvingerige darm te laten stromen. In de twaalfvingerige darm wordt het chyme gemengd met pancreassappen in een alkalische oplossing die rijk is aan bicarbonaat dat de zuurgraad van het chyme neutraliseert en als buffer fungeert. Het pancreassap bevat ook verschillende spijsverteringsenzymen. Verteringssappen uit de alvleesklier, de lever en de galblaas, alsmede uit de kliercellen van de darmwand zelf, komen in de twaalfvingerige darm terecht. Gal wordt geproduceerd in de lever en opgeslagen en geconcentreerd in de galblaas. De gal bevat galzouten die vetten emulgeren, terwijl de alvleesklier enzymen produceert die zetmeel, disachariden, eiwitten en vetten kataboliseren. Deze verteringssappen breken de voedseldeeltjes in het chyme af in glucose, triglyceriden en aminozuren. Een deel van de chemische vertering van voedsel vindt plaats in de twaalfvingerige darm. Ook de absorptie van vetzuren vindt plaats in de twaalfvingerige darm.
Het tweede deel van de dunne darm wordt het jejunum genoemd, afgebeeld in figuur 10. Hier vindt de hydrolyse van voedingsstoffen plaats. Hier wordt de hydrolyse van voedingsstoffen voortgezet, terwijl de meeste koolhydraten en aminozuren door het darmslijmvlies worden geabsorbeerd. Het grootste deel van de chemische vertering en de absorptie van voedingsstoffen vindt plaats in het jejunum.
Het ileum, ook afgebeeld in figuur 10, is het laatste deel van de dunne darm en hier worden de galzouten en vitamines in de bloedstroom geabsorbeerd. Het onverteerde voedsel wordt vanuit het ileum via peristaltische bewegingen van de spier naar de dikke darm gestuurd. Het ileum eindigt en de dikke darm begint bij de ileocecale klep. De vermiforme, “wormachtige” appendix bevindt zich bij de ileocecale klep. De appendix van de mens scheidt geen enzymen af en heeft een onbelangrijke rol in de immuniteit.
Large Intestine
Figuur 12. De dikke darm neemt het water uit onverteerd voedsel weer op en slaat afvalmateriaal op totdat het is uitgescheiden.
De dikke darm, geïllustreerd in figuur 12, neemt het water uit het onverteerde voedselmateriaal weer op en verwerkt het afvalmateriaal. De menselijke dikke darm is veel kleiner in lengte vergeleken met de dunne darm, maar groter in diameter. Hij bestaat uit drie delen: de blindedarm, de dikke darm en het rectum. De blindedarm verbindt de kronkeldarm met de dikke darm en is het opvangreservoir voor de afvalstoffen. De dikke darm herbergt vele bacteriën of “darmflora” die helpen bij de spijsvertering. De dikke darm kan worden onderverdeeld in vier gebieden, het opgaande colon, het dwarse colon, het neergaande colon en het sigmoïdale colon. De belangrijkste functies van de dikke darm zijn het onttrekken van water en minerale zouten aan onverteerd voedsel, en het opslaan van afvalstoffen. Vleesetende zoogdieren hebben door hun dieet een kortere dikke darm dan plantenetende zoogdieren.
Rectum en anus
Het rectum is het uiteinde van de dikke darm, zoals te zien is in figuur 12. Het rectum dient in de eerste plaats om de ontlasting op te slaan tot de defecatie. De ontlasting wordt tijdens het uitscheiden voortgedreven door peristaltische bewegingen. De anus is een opening aan het uiteinde van het spijsverteringskanaal en is de uitgang voor de uitwerpselen. Twee sluitspieren tussen het rectum en de anus regelen de eliminatie: de binnenste sluitspier is onwillekeurig en de buitenste sluitspier is vrijwillig.
Toegangsorganen
De hierboven besproken organen zijn de organen van het spijsverteringskanaal waar het voedsel doorheen gaat. Hulporganen zijn organen die secreties (enzymen) toevoegen die voedsel kataboliseren tot voedingsstoffen. Tot de hulporganen behoren de speekselklieren, de lever, de alvleesklier en de galblaas. De lever, de alvleesklier en de galblaas worden door hormonen gereguleerd als reactie op het geconsumeerde voedsel.
De lever is het grootste inwendige orgaan van de mens en speelt een zeer belangrijke rol bij de vertering van vetten en de ontgifting van het bloed. De lever produceert gal, een spijsverteringssap dat nodig is voor de afbraak van vette bestanddelen van het voedsel in de twaalfvingerige darm. De lever verwerkt ook de vitaminen en vetten en synthetiseert veel plasma-eiwitten.
De alvleesklier is een andere belangrijke klier die spijsverteringssappen afscheidt. Het uit de maag geproduceerde chyme is zeer zuur van aard; de pancreassappen bevatten een hoog gehalte aan bicarbonaat, een alkali dat het zure chyme neutraliseert. Bovendien bevat het pancreassap een grote verscheidenheid aan enzymen die nodig zijn voor de vertering van eiwitten en koolhydraten.
De galblaas is een klein orgaan dat de lever helpt door gal op te slaan en galzouten te concentreren. Wanneer chyme met vetzuren in de twaalfvingerige darm komt, wordt de gal vanuit de galblaas in de twaalfvingerige darm afgescheiden.
In samenvatting: Onderdelen van het spijsverteringsstelsel
Veel organen werken samen om voedsel te verteren en voedingsstoffen op te nemen. De mond is het punt van inname en de plaats waar zowel de mechanische als de chemische afbraak van voedsel begint. Speeksel bevat een enzym, amylase, dat koolhydraten afbreekt. De voedselbolus gaat via de slokdarm door peristaltische bewegingen naar de maag. In de maag heerst een extreem zuur milieu. Een enzym, pepsine genaamd, verteert eiwitten in de maag. Verdere vertering en absorptie vinden plaats in de dunne darm. De dikke darm absorbeert water uit het onverteerde voedsel en slaat afval op tot het wordt verwijderd.
Check Your Understanding
Beantwoord de onderstaande vraag (vragen) om te zien hoe goed je de onderwerpen uit het vorige deel begrijpt. Deze korte quiz telt niet mee voor uw cijfer en u kunt hem een onbeperkt aantal keren overdoen.
Gebruik deze quiz om uw begrip te toetsen en te beslissen of u (1) de vorige paragraaf verder wilt bestuderen of (2) verder wilt gaan met de volgende paragraaf.