Welke organen erbij horen en waar ze liggen, staat kort in het overzicht organen van het menselijk lichaam. Dit artikel gaat over de werking: wat er in elk deel gebeurt, welke enzymen welk molecuul knippen en hoe de bouwstenen uiteindelijk in je bloed terechtkomen.
De route van mond tot anus
Het spijsverteringskanaal is een gespierde buis. Kringspieren en lengtespieren trekken beurtelings samen en duwen de inhoud zo in golven vooruit: peristaltiek. Daardoor werkt slikken ook als je op je hoofd staat. Op een paar plekken zitten kringspieren (sluitspieren) die de doorgang afsluiten, zoals de maagmond en de maagportier.
| Deel | Lengte / inhoud | Verblijftijd | Wat gebeurt er |
|---|---|---|---|
| Mond | — | 5–30 seconden | Kauwen, speeksel (1 à 1,5 liter per dag) met amylase; tong vormt een voedselbal |
| Slokdarm | ca. 25 cm | 5–10 seconden | Alleen transport door peristaltiek; het strotklepje sluit de luchtpijp af bij het slikken |
| Maag | leeg ca. 50 ml, gevuld 1–1,5 liter | 2–4 uur | Kneden, zoutzuur (pH ≈ 2) doodt bacteriën, pepsine start de eiwitvertering; maagportier laat kleine porties voedselbrij door |
| Dunne darm | 5–6 m (twaalfvingerige darm, nuchtere darm, kronkeldarm) | 3–5 uur | Alvleessap en gal komen binnen in de twaalfvingerige darm; vertering wordt afgemaakt; opname van vrijwel alle voedingsstoffen |
| Dikke darm | ca. 1,5 m (blindedarm met appendix, karteldarm) | 12–48 uur | Opname van water en zouten; bacteriën vergisten vezels |
| Endeldarm en anus | ca. 15 cm | tot de ontlasting | Opslag van ontlasting; twee sluitspieren, waarvan één bewust te bedienen |
Opgeteld is de buis zo'n 8 meter lang. De totale doorlooptijd verschilt sterk per persoon en per maaltijd: gemiddeld 24 tot 72 uur, waarvan het grootste deel in de dikke darm.
Mechanische en chemische vertering
Vertering gebeurt op twee manieren die elkaar versterken.
- Mechanische vertering maakt voedsel kleiner zonder de moleculen te veranderen: kauwen, het kneden door de maagwand, het mengen door de darm en het emulgeren van vet door gal. Het doel is een groter oppervlak, zodat enzymen er beter bij kunnen.
- Chemische vertering verbreekt de bindingen in de grote moleculen. Dat gebeurt door hydrolyse: een watermolecuul wordt gebruikt om een binding te splitsen. Zo wordt de glycosidische binding tussen twee glucose-eenheden in zetmeel geknipt, of de peptidebinding tussen twee aminozuren. Die reacties worden versneld door enzymen.
Waarom al die moeite? Een zetmeelmolecuul bestaat uit duizenden glucose-eenheden en is veel te groot om door een celmembraan te gaan. Pas de losse bouwstenen (monosachariden, aminozuren, vetzuren) kunnen door de darmwand. Het lichaam bouwt daar daarna zijn eigen eiwitten, glycogeen en vetten mee op. Over de bouw van deze stoffen lees je meer bij koolhydraten, eiwitten en vetten en lipiden.
Verteringsenzymen: waar, wat en waarin
Elk verteringsenzym past op één type binding en werkt het best bij een bepaalde pH. Dat verklaart waarom de maag zuur is en de dunne darm licht basisch: de enzymen die daar werken zijn op die omgeving afgestemd.
| Enzym | Gemaakt door → werkt in | Substraat | Product | Optimale pH |
|---|---|---|---|---|
| Speekselamylase | speekselklieren → mond | zetmeel | maltose en kortere ketens | ca. 7 |
| Pepsine | maagwand → maag | eiwitten | peptiden (kortere ketens) | ca. 2 |
| Alvleesklieramylase | alvleesklier → dunne darm | zetmeel | maltose | ca. 7–8 |
| Trypsine en chymotrypsine | alvleesklier → dunne darm | eiwitten en peptiden | kortere peptiden | ca. 8 |
| Carboxypeptidase | alvleesklier → dunne darm | peptiden (vanaf het uiteinde) | aminozuren | ca. 8 |
| Lipase | alvleesklier → dunne darm | vetten (triglyceriden) | vetzuren en monoglyceriden | ca. 8 |
| Maltase, sucrase, lactase | darmwand (op de microvilli) | maltose, sacharose, lactose | glucose, fructose, galactose | ca. 7–8 |
| Peptidasen | darmwand (op de microvilli) | korte peptiden | aminozuren | ca. 8 |
Twee details die vaak worden gevraagd. Ten eerste werkt speekselamylase maar kort: zodra de voedselbal in de maag doordrenkt raakt met zuur, denatureert het enzym. Ten tweede worden eiwitsplitsende enzymen als inactieve voorlopers gemaakt: pepsinogeen wordt pas in de maag door zoutzuur omgezet in pepsine, trypsinogeen pas in de darm door het darmenzym enterokinase in trypsine. Zo verteert de alvleesklier zichzelf niet. Gebeurt die activering toch te vroeg, dan ontstaat een levensbedreigende alvleesklierontsteking.
Het zure mengsel dat uit de maag komt, zou de darmenzymen uitschakelen. Daarom bevat alvleessap (ongeveer 1,5 liter per dag) veel waterstofcarbonaat (HCO₃⁻), een base die het maagzuur neutraliseert tot een pH van ongeveer 7 à 8. Het principe is een gewone zuur-basereactie: HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂.
Voorbeeld: lactose-intolerantie
Lactase splitst melksuiker (lactose) in glucose en galactose. Bij de meeste mensen ter wereld daalt de aanmaak van lactase na de kindertijd; in Noordwest-Europa blijft hij bij het grootste deel van de volwassenen juist actief, een erfelijke aanpassing die zich verspreidde met de melkveehouderij. Wie weinig lactase heeft, krijgt onverteerde lactose in de dikke darm. Bacteriën vergisten die tot gassen en zuren, en de opgeloste suiker trekt water aan: buikpijn, winderigheid en diarree. Lactosevrije melk bevat al gesplitste lactose; er is lactase aan toegevoegd.
Gal: emulgeren, geen enzym
De lever maakt dagelijks 0,5 tot 1 liter gal. Tussen de maaltijden wordt die opgeslagen en ingedikt in de galblaas; na een vette maaltijd trekt de galblaas samen en stroomt gal via de galgang de twaalfvingerige darm in. Gal bevat galzouten (gemaakt uit cholesterol), bilirubine (een afbraakproduct van hemoglobine, dat ontlasting zijn bruine kleur geeft) en waterstofcarbonaat.
Galzouten hebben een waterminnende en een vetminnende kant, net als zeep. Ze gaan op het oppervlak van vetdruppels zitten en verdelen die in heel kleine druppeltjes: emulgeren. Er wordt daarbij geen enkele chemische binding verbroken; het is mechanische vertering. Het effect is groot, omdat lipase alleen aan het oppervlak van een druppel kan werken.
- A
- oppervlak van de druppel (mm²)
- d
- diameter van de druppel (mm)
Rekenvoorbeeld. Een vetdruppel met een diameter van 1 mm heeft een oppervlak van π · 1² ≈ 3,1 mm². Gal verdeelt hem in druppeltjes van 1 µm (0,001 mm). De diameter wordt 1000 keer zo klein, dus het volume per druppeltje 1000³ = 10⁹ keer zo klein: er ontstaan een miljard druppeltjes. Elk heeft een oppervlak van π · (0,001)² ≈ 3,1 · 10⁻⁶ mm². Samen: 10⁹ × 3,1 · 10⁻⁶ ≈ 3100 mm². Hetzelfde vet heeft nu een 1000 keer zo groot oppervlak waar lipase kan aangrijpen.
Na het knippen door lipase vormen de galzouten met de vetzuren en monoglyceriden kleine bolletjes (micellen) die de afbraakproducten naar de darmwand brengen. Ongeveer 95 procent van de galzouten wordt aan het eind van de dunne darm weer opgenomen en via de lever opnieuw gebruikt.
De dunne darm: een enorm oppervlak
Hoe sneller stoffen uit de darm kunnen worden opgenomen, hoe groter het contactoppervlak moet zijn. De dunne darm vergroot zijn binnenoppervlak op drie niveaus:
- Kringplooien in de darmwand: ongeveer factor 3.
- Darmvlokken (villi): vingervormige uitsteeksels van 0,5 tot 1 mm, met in elke vlok een netwerk van haarvaten en één lymfevat (het chylvat): ongeveer factor 10.
- Microvilli op elke epitheelcel, die samen de 'borstelzoom' vormen waarop maltase, lactase en de peptidasen zitten: ongeveer factor 20.
Samen levert dat zo'n 3 × 10 × 20 = 600 keer meer oppervlak dan een gladde buis. Het oppervlak van de dunne darm is daarmee ongeveer 30 m², de oppervlakte van een flinke studentenkamer. De vaak genoemde 200 tot 300 m² ('een tennisbaan') is een oude schatting; metingen uit 2014 kwamen voor het hele maag-darmkanaal op ongeveer 32 m². Het principe is hetzelfde als bij de longblaasjes: opname gaat via diffusie en actief transport, en de snelheid daarvan neemt evenredig toe met het oppervlak.
Opname: via het bloed of via de lymfe
Welke route een voedingsstof neemt, hangt af van of hij in water oplost.
- Glucose, fructose en galactose, aminozuren, mineralen en in water oplosbare vitamines (B, C) gaan de haarvaten in de darmvlok in. Glucose en aminozuren worden deels actief, samen met natriumionen, de darmcellen in getransporteerd. Al dit bloed stroomt via de poortader eerst naar de lever. Die slaat een deel van de glucose op als glycogeen en ontgift schadelijke stoffen voordat het bloed de rest van het lichaam bereikt.
- Vetzuren en monoglyceriden diffunderen de darmcel in en worden daar weer aan elkaar gezet tot triglyceriden. Die worden met cholesterol en eiwit verpakt in bolletjes (chylomicronen), te groot voor de haarvaten. Ze gaan het chylvat in, reizen met de lymfe via de borstbuis en komen pas bij de linker ondersleutelbeenader in het bloed. De in vet oplosbare vitamines A, D, E en K volgen dezelfde weg; daarom neem je ze slecht op bij een vetarme maaltijd.
Die verdeling verklaart ook een waarneming: na een vette maaltijd kan bloedplasma een paar uur melkachtig troebel zijn door de vele chylomicronen.
Dikke darm en microbioom
Wat de dikke darm bereikt, bestaat vooral uit water, onverteerbare vezels (zoals cellulose), afgestoten darmcellen en bacteriën. De dikke darm neemt water en natrium op en dikt de inhoud in tot ontlasting. Gaat de passage te snel, bijvoorbeeld door een infectie, dan blijft er te veel water achter: diarree. Gaat hij te langzaam, dan wordt er te veel water onttrokken: verstopping.
In de dikke darm leven ongeveer 38 biljoen bacteriën van honderden soorten, samen zo'n 0,2 kilo: het darmmicrobioom. Ze doen werk dat wij niet zelf kunnen:
- Ze vergisten vezels tot korteketenvetzuren zoals boterzuur (butyraat), de belangrijkste brandstof van de cellen van de dikkedarmwand. Dat levert een mens ongeveer 5 tot 10 procent van zijn energie.
- Ze maken vitamine K (nodig voor bloedstolling) en enkele B-vitamines.
- Ze bezetten de ruimte en voedingsstoffen, zodat ziekteverwekkers minder kans krijgen, en ze trainen het afweersysteem.
Een antibioticakuur kan dit evenwicht verstoren; diarree is daarom een veelvoorkomende bijwerking. Ook de gassen in de darm (vooral waterstof, CO₂ en bij sommige mensen methaan) zijn producten van bacteriële gisting.
Rekenvoorbeeld: hoeveel water gaat erdoorheen?
Je drinkt en eet per dag ongeveer 2 liter vocht. Daar komen de verteringssappen bij: zo'n 1,5 liter speeksel, 2 liter maagsap, 0,5 liter gal, 1,5 liter alvleessap en 1,5 liter darmsap. Dat is samen 2 + 1,5 + 2 + 0,5 + 1,5 + 1,5 = 9 liter per dag die de darm binnenkomt.
De dunne darm neemt daarvan ongeveer 7,5 liter terug op, de dikke darm zo'n 1,3 liter. Met de ontlasting verlies je nog maar 0,1 à 0,2 liter. Het rendement is dus (9 − 0,15) / 9 ≈ 98 procent. Dit maakt ook duidelijk waarom ernstige diarree (bijvoorbeeld bij cholera) zo snel gevaarlijk is: als de terugopname stilvalt, kan een patiënt vele liters per dag verliezen.
Veelgestelde vragen
Wat is het spijsverteringsstelsel?
Het spijsverteringsstelsel is het orgaanstelsel dat voedsel afbreekt tot kleine moleculen en die opneemt in het lichaam. Het bestaat uit het spijsverteringskanaal (mond, keelholte, slokdarm, maag, dunne darm, dikke darm, endeldarm en anus) en de hulporganen speekselklieren, lever, galblaas en alvleesklier.
Hoe lang duurt de spijsvertering?
Gemiddeld 24 tot 72 uur van mond tot anus. Voedsel zit 2 tot 4 uur in de maag, 3 tot 5 uur in de dunne darm en 12 tot 48 uur in de dikke darm. Vette maaltijden blijven langer in de maag; vezelrijk voedsel versnelt de passage door de dikke darm.
Is gal een enzym?
Nee. Gal bevat geen verteringsenzymen. De galzouten emulgeren vet: ze verdelen grote vetdruppels in heel kleine druppeltjes. Daardoor wordt het oppervlak veel groter en kan het enzym lipase uit de alvleesklier het vet sneller afbreken.
Waar vindt de meeste vertering en opname plaats?
In de dunne darm. Daar komen alvleessap, gal en de enzymen van de darmwand samen en wordt de vertering van koolhydraten, eiwitten en vetten afgemaakt. Vrijwel alle voedingsstoffen en het grootste deel van het water worden er via de darmvlokken opgenomen.
Waarom verteert de maag zichzelf niet?
De maagwand is bedekt met een dikke laag slijm met bicarbonaat, die het zuur neutraliseert vlak bij de wand. Bovendien wordt pepsine gemaakt als het inactieve pepsinogeen, dat pas in de maagholte door het zoutzuur wordt geactiveerd. De cellen van de maagwand worden ook elke paar dagen vernieuwd.
Wat doen darmbacteriën?
De bacteriën in de dikke darm vergisten voedingsvezels die wij zelf niet kunnen verteren. Daarbij maken ze korteketenvetzuren, die darmcellen als brandstof gebruiken, en vitamine K. Ze verdringen ook ziekteverwekkers en trainen het afweersysteem.