Biologie Voor Jou Thema 2 Voeding En Vertering

Biologie Thema 2 (BSS2 is een practicum)
BSS1

Veel plantaardige voedingsmiddelen bevatten voedingsvezel. Daarmee wordt een verzameling stoffen bedoeld die niet door enzymen uit het veteringsstelsel van de mens kunnen worden verteerd. Dit zijn ook wel ballaststoffen. Toch is het belangrijk ze te eten, ze bevorderden darmbewegingen en de stoelgang.
6 belangrijkste voedingsstoffen: eiwitten, koolhydraten, lipiden, water, mineralen en vitamines.
Bouwstoffen worden in je lichaam gebruikt bij de vorming van cellen en weefsels: groei en ontwikkeling van het lichaam, vervanging van cellen en herstel van verwondingen.
Brandstoffen worden gedissimileerd om energie te leveren.
Eiwitten (proteïnen)
Eiwitten zijn polymeren van aminozuren. Ze worden in het verteringsstelsel gesplitst in afzonderlijke aminozuren, vervoerd via het bloed naar organen en daar weer gekoppeld in een volgorde die specifiek is voor eiwitten  van een mens. Dit is eiwitsynthese.
In eiwitten van de mens komen twintig verschillende aminozuren voor, 8 ervan moeten we binnen krijgen via voedsel (de essentiële aminozuren). De niet-essentiële aminozuren hoeven niet in voedsel voor te komen, deze worden in de lever gevormd uit andere aminozuren. De -NH2 groep wordt overgeplaatst, transaminering.
Eiwitten doen dienst als bestanddelen van cytoplasma, kernplasma, tussencelstof en van chromosomen (structuureiwitten). DNA-moleculen liggen opgerold om eiwitmoleculen.
Sommige eiwitten versnellen chemische reacties in cellen, enzymen, of regelen processen in het lichaam, hormonen. Transporteiwitten hebben een functie bij het vervoer van stoffen. Eiwitten en aminozuren die niet worden gebruikt worden gedissimileerd. Van de aminozuren wordt eerst de aminogroep omgezet in ammoniak (NH3). De ammoniak wordt omgezet in ureum dat met urine wordt uitgescheiden.
Koolhydraten
Koolhydraten worden ingedeeld in monosachariden (glucose, fructose, ribose en desoxyribose), disachariden (sacharose en lactose) en polysachariden (zetmeel en glycogeen).
Koolhydraten zijn net als eiwitten belangrijke brandstoffen in je lichaam. Bij teveel koolhydraten worden ze opgeslagen. Een klein deel wordt omgezet in glycogeen en opgeslagen in de lever en spieren. Het grootste deel wordt omgezet in vet. Ook kunnen koolhydraten dienen als bouwstoffen, bij de DNA-RNA bouw en in celmembranen.
Lipiden
Lipiden behoren tot de vetten en oliën. Veel voedingsvetten en voedingsoliën zijn glycerolesters van vetzuren. Ze zijn gevormd uit glycerol en drie vetzuren: triglyceriden.
Sommige dierlijke voedingsstoffen bevatten veel cholesterol, een vetachtige stof die o.a. in je bloed voorkomt. Een hoog cholesterol gehalte van het bloed (hypercholesterolemie) is een risico voor hart- en vaatziekten: cholesterol kan zich afzetten op de wand van bloedvaten. Ze worden hierdoor nauwer en dit kan leiden tot volledige afsluiting.
Vetten met verzadigde vetzuren kunnen leiden tot een verhoging van het cholesterolgehalte, en vetten met (meervoudig) onverzadigde vetzuren tot een verlaging.
Glycerol en de meeste vetzuren kunnen in je lichaam worden gevormd uit andere organische stoffen. Alleen essentiële vetzuren heb je nodig via voeding (linolzuur). Vetten dienen vooral als brandstoffen, maar ook als bouwstof.
Water
Water is een belangrijke bouwstof voor je lichaam, evenals een oplosmiddel voor allerlei stoffen. Ook is het een transportmiddel. Ook je lichaamstemperatuur wodt bepaald door de hoeveelheid water in je lichaam (zweet). Je krijgt water binnen door je voeding, maar óók door dissimilatie van stoffen.
Mineralen (zouten)
Dit zijn zeer belangrijke bouwstoffen. Je hebt maar een kleine hoeveelheid nodig per dag. Calcium en Kalium zijn belangrijk voor een goede ontwikkeling van beenweefsel. Sporenelementen (fluor, jood, ijzer en zink) heb je in geringe hoeveelheden nodig.
Vitamines
Veel vitamines, organische stoffen, doen dienst als co-enzym. De vitamines die in je lichaam gevormd kunnen worden komen uit provitamines, die in je voedsel zitten. Bij gebrek/teveel aan provitamines ontstaan gebrekziekten (avitaminosen). Belangrijke vitamines zijn A, B, C, D en K. Vitamine-B is een verzameling van stoffen (het vitamine-B-complex). De vitamines B en C zijn oplosbaar in water; A, D en K in vet.

BBS 3
In voedsel mogen niet teveel additieven (toegevoegde stoffen) voorkomen. Mensen met buikvet hebben een hogere kans op suikerziekte (diabetes mellitus) type II.
De Quetelet-index is je gewicht (kg) / je lengte2 (m), ook wel je BMI. Tussen de 20 en de 25 is gezond.
Natuurlijke conserveermiddelen (zuur, suiker en zout) worden toegevoegd om het eten langer houdbaar te houden. Onnatuurlijke stoffen die worden toegevoegd kunnen schadelijk zijn. Door antioxidanten toe te voegen voorkom je dat de voedingsmiddelen ranzig worden. Emulgatoren worden toegevoegd om ze in de juiste toestand te houden: dat dus bij mayo bepaalde stoffen niet naar de bodem zakken en het vet omhoog gaat. Ook worden kleur- geur en smaakstoffen toegevoegd. Ook kunnen er residuen in de voeding zitten, resten van pesticiden, evenals zware metalen, pcb's, antibiotica en hormonen. Dit zijn allemaal additieven.

BSS4
In het darmkanaal vindt vertering met behulp van verteringssappen plaats die worden gemaakt in verteringsklieren. Veel verteringssappen bevatten enzymen.

In de wand van de darmen bevinden zich kring- en lengtespieren die door afwisselend samentrekken een darmperistaltiek veroorzaken. Zo wordt het goed gemengd met de verteringssappen en wordt het voortgeduwd. Dit wordt geregeld door het autonome zenuwstelsel. Voedingsvezel prikkelt de spieren in de wand en hierdoor wordt de darmperistaltiek bevorderd. Het voedsel ondergaat allerlei mechanische bewerkingen zoals kauwen met het gebit: het oppervlakte wordt vergroot en de enzymen kunnen beter op het voedsel inwerken. Voedsel in de keel veroorzaakt prikkels die de slikreflex in werking zetten. De neusholte wordt afgesloten met de huig en het strottenhoofd beweegt omhoog waardoor het strotklepje naar achteren gaat en de luchtpijp is afgesloten. Het voedsel gaat de slokdarm in. In de slokdarm worden peristaltische bewegingen gemaakt, naar de maag toe. Tussen de slokdarm en de maag zit een kringspier die zich ontspant en het voedsel de maag in kan. Klieren in de maag voegen maagsap (een enzym, zoutzuur en slijm) toe. Bacteriën worden gedood duur de zuurgraad (HCL). Het slijm zorgt voor een beschermende laag tegen de binnenzijde van de maagwand.
De uitgang van de maag wordt afgesloten door een maagportier (pylorus), ook een kringspier. Hij laat telkens een kleine hoeveelheid voedsel door, naar de twaalfvingerige darm. Daar monden ook de afvoerbuizen van de lever en alvleesklier zich uit.
De lever produceert gal, dat tijdelijk wordt opgeslagen in de galblaas.Gal bevat galkleurstoffen en gal zouten. Galkleurstoffen zijn de afbraakproducten van dode rode bloedcellen en geven de bruine kleur aan de ontlasting. De gal zure zouten in gal emulgeren vetten en oliën, die lossen namelijk niet in water op. Door het emulgeren worden ze kleinere 'druppels'. De alvleesklier (pancreas) produceert alvleessap. In de wand van de dunne darm bevinden zich kleine kliertjes die darmsap afscheiden.

BSS 5
Eiwitten, disachariden, polysachariden en vetten kunnen niet direct in het bloed worden opgenomen. Deze moeten eerst worden verteerd. Als het eerste vetzuurmolecuul van  triglyceride is afgesplitst, ontstaat diglyceride (glyceride met 2 vetzuurketens). Daarna ontstaat monoglyceride en vervolgens glycerol en vrije vetzuurmoleculen.

Mond
Speeksel, afkomstig uit de speekselklieren, bevat het enzym amylase dat een deel van het zetmeel in voedsel afbreekt tot maltose. Het is werkzaam bij een pH van 6 tot 7,5. Het pH optimum is 6,6. Als het in de maag komt (HCL hoge zuurgraad) daalt de pH. Het gevolg is dat amylase onwerkzaam wordt.

Maag
Zodra het voedsel in de maag is, wordt de productie van maagsap geregeld door het hormoon gastrine, dat in de maagwand wordt geproduceerd.
Maagsap wordt in verschillende delen geproduceerd, bepaalde kliercellen produceren zoutzuur, andere slijm. Weer anderen produceren pepsinogeen, een inactief pro-enzym.
Pepsine wordt oiv zoutzuur geactiveerd tot pepsine (peptase), wat voor positieve terugkoppeling zorgt.
Oiv het enzym pepsine worden eiwitmoleculen gesplitst. De verteringsproducten zijn nog vrij lange aminozuurketens, die polypeptiden worden genoemd. Pepsine is alleen werkzaam in
een sterk zuur milieu (pH optimum 2,5).

12-vingerige darm 
Het openen en sluiten van het maagportier is afhankelijk van de pH in de twaalfvingerige darm: het doorlaten van het zure voedsel zorgt voor een lage pH. Het zuur prikkelt de wand van de twaalfvingerige darm tot secretie te aan van de hormonen secretine en cholecystokinine. Secretine stimuleert de lever tot het produceren van gal en de alvleesklier tot secretie van natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3), dat basisch is. Het neutraliseert de HCL uit de maag, en de pH in de twaalfvingerige darm wordt langzaam neutraal. De kringspier ontspant zich weer, en het proces gebeurt opnieuw.
Cholecystokinine stimuleert de galblaas tot het afgeven van gal en de alvleesklier tot de secretie van enzymen.
Alvleessap bevat: het pro-enzym trypsinogeen en de volgende enzymen:
- Trypsinogeen: een pro-enzym dat doo enterokinase (enzym uit darmen) geactiveerd wordt tot typsine, wat moleculen afsplitst van lange polypeptiden tot korte ketens.
- Peptidasen: breken de kortere ketens af tot peptiden, tripeptiden en aminozuren.
- Amylase: zorgt voor verdere afbraak van zetmeel tot maltose.
- Lipase: splitst triglyceriden tot glycerolmoleculen, vetzuurmoleculen en monoglyceriden.
- DNA-ase en RNA-ase: splitsen DNA en RNA in nucleotiden.
De meeste enzymen uit de alvleesklier hebben en pH van 8,5. Door de vertering van vetten komen er nog meer vetzuren vrij. Hierdoor daalt de pH weer.

dunne darm
In de dunne darm aangekomen heeft de brij een pH van 7. Hier wordt de vertering van voedingsstoffen voltooid. Darmsap bevat de volgende enzymen:
- maltasen: dit splitst een maltosemolecuul in twee glucosemoleculen. De vertering van zetmeel is hiermee voltooid.
- sacharase: verteert sacharose.
-lactase: verteert lactose.
- peptidasen: breken de di- en tripeptiden af tot aminozuren. Hiermee is  de vertering van eiwitten voltooid.

BSS 6
Bij de splitsing van de substraatmoleculen van enzymen in verteringssappen, splitst er één H2O in H+ en een OH--ion. Elk bindt zich aan een deel van het substraat: hydrolyse.
vertering van koolhydraten
In een zetmeelmolecuul wordt tussen twee C6-groepen de binding tussen een C en een O verbroken. Een van de stukken is twee C6-groepen groot (maltose). Deze splitsing vindt plaats oiv amylase uit speeksel/alvleessap. De vertering van disachariden tot monosachariden verloopt hetzelfde.
vertering van eiwitten
In een eiwitmolecuul wordt de carboxylgroep (-COOH) van het ene aminozuur door een peptidebinding met de aminogroep (-NH2) van het volgende aminozuur verbonden.
Bij vertering wordt de peptidebinding tussen de C en de N verbroken. Dit kan plaatsvinden oiv pepsine uit maagsap en trypsine uit alvleessap.
Pepsine en trypsine kunnen alleen de peptidebinding naast bepaalde aminozuren splitsen. Peptidasen breken polypeptide op een gelijke manier af tot tri- en dipeptiden.
vertering van lipiden
De bindingen tussen glycerol en elk van de vetzuren worden hydrolytisch verbroken. Er zijn 3 watermoleculen nodig. Slechts 2 vetzuurketens worden afgesplitst: er ontstaan monoglyceriden en vetzuren. De vertering vindt plaats oiv lipase. 

BSS 7
De darmplooien in de dunne darm hebben uitstulpingen: de darmvlokken (villi). De cellen van het darmdekweefsel (darmepitheel) op de darmvlokken hebben miniscule uitstulpingen, microvilli. Doel hiervan is oppervlaktevergroting.
De resorptie van water, voedingsstoffen en verteringsproducten gebeurd door de cellen va het darmepitheel. Dit is vaak tegen het concentratieverval in (de concentratie in de darmepitheelcellen is hoger dan de concentratie in de darmholte). Ook is er een selectie voor welke stoffen er worden opgenomen. Dit gebeurt door actief transport. Bij de resorptie vindt in de cellen van het darmepitheel een intensieve dissimilatie plaats.
Monosachariden (glucose), aminozuren en zouten (ionen) worden geresorbeerd door transportenzymen. Een transportenzym kan twee vormen aannemen: met de bindingsplaatsen de cel uit óf in gericht.

Het transportenzym bindt aan de buitenzijde glucosemoleculen en Na+-ionen. Als de bindingsplaatsen bezet zijn, wisselt het transportenzym van vorm. Aan de binnenzijde van de cel worden de stoffen afgegeven door de natrium-kaliumpomp die voortdurend Na+-ionen vanuit de cel in de extracellulaire ruimte pompt. De energie hiervoor wordt geleverd door ATP.
Door het actief transport ontstaat er een verschil in osmotische waarde. Het grootste deel van het water gaat door osmose via porie-eiwitten van de darmholte naar de darmepitheelcellen. Ook in water opgeloste stoffen, zoals vitamines, kunnen diffunderen naar de epitheelcellen. Zo ook monoglyceriden, glycerol, vetzuren en in vet oplosbare vitamines.
In de darmvlokken bevinden zich haarvaten en lymfevaten. In het bloed worden monosachariden, aminozuren, mineralen, vetzuren en in water oplosbare vitamines opgenomen. De haarvaten monden uit in de poortader. De andere stoffen, glycerol en monoglyceriden, worden in het endoplasmatisch reticulum omgevormd tot triglyceriden. Hier worden kleine vetdruppels gevormd, die door exocytose aan de intercellulaire ruimtes tussen de darmepitheelcellen worden afgegeven. De vetten worden opgenomen in de lymfe(vaten). De lymfevaten monden uit in de borstbuis, die weer uitmondt in een ader onder het linkersleutelbeen. Via de lymfe komen dus de vetten in de bloedbaan.
Om de net in water oplosbare triglyceriden te kunnen vervoeren, worden de vetdruppels in het endopl reticulum van de darmepitheelcellen omgeven door een mantel van eitwitten: lipoproteïnen.
dikke darm, endeldarm en anus
De onverteerde voedselresten komen in de dikke darm. Tussen de dunne en de dikke darm zit bij de overgang de blinde darm; dit is een rudimentair orgaan. Er zit een uitstulping aan, de apendix, die onstoken kan zijn. In de dikke darm wordt het vocht en de mineralen opgenomen. Er leven veel bacteriën die oa cellulase produceren. Hierdoor wordt een deel van de celwanden van plantaardige voedselresten verteerd, waarbij glucose ontstaat. Ook produceren de bacteriën vitamine K, wat samen met glucose wordt opgenomen. De voedselresten worden in de endeldarm verzameld, waar ook nog stoffen worden geresorbeerd. De bloedvaten zijn hier echter niet direct verbonden met de poortader, en dus de lever. De endeldarm wordt afgesloten door de kringspier (anus), en uiteindelijk hebben we faeces, ontlasting.