Verdauungsenzyme sind Proteine, die den Abbau großer Nahrungsmoleküle katalysieren. Sie brechen sie in kleinere Stücke, die von den Zellen leichter aufgenommen werden können. Beim Menschen werden solche Verdauungsstoffe in den Speicheldrüsen und im Verdauungstrakt produziert. Proteasen, Amylasen und Lipasen sind einige Arten dieser Enzyme.
Die vom Menschen aufgenommene Nahrung beginnt seinen Verdauungsprozess, indem sie gekaut und von der Zunge zu einem Bolus geformt wird. Dadurch werden die Speicheldrüsen zur Produktion von Speichel angeregt, der eine Form von Amylase enthält. Dieses Enzym wird auch als Ptyalin bezeichnet.
Speichel-Amylase wirkt auf Stärken, die aus einer langen Kette von Glukosemolekülen bestehen. Es bricht diese Kette in kleinere Fragmente. Schließlich degradiert es diese in noch kleinere Bits. Das Endprodukt ist eine Einheit aus zwei Glucosemolekülen, die als Fructose bekannt ist. Diese wird dann im Darm abgebaut und als Glukose verstoffwechselt. Glukose gelangt dann in den Blutkreislauf, wo sie als Blutzucker bekannt ist.
Nur ein Teil der Stärke wird im Mund abgebaut. Der Rest wandert mit dem Bolus in den Magen. Die Speichel-Amylase ist für kurze Zeit aktiv, bis sie durch den sauren pH-Wert des Magens inaktiviert wird. Dort wird der größte Teil der Stärke durch die von der Bauchspeicheldrüse produzierte Amylase abgebaut.
Proteine sind ein weiterer wichtiger Bestandteil der menschlichen Ernährung, und es gibt eine Reihe verschiedener Verdauungsenzyme, die diese abbauen. Solche Enzyme werden als Proteasen bezeichnet. Sie unterscheiden sich stark in ihren bevorzugten Substraten, ihrem Standort und ihren Eigenschaften. Einige sind im Magen aktiv, wie Pepsin. Andere, wie Trypsin und Chymotrypsin, werden von der Bauchspeicheldrüse produziert und wirken im Darm.
Allen diesen Proteasen ist gemeinsam, dass sie als größere, inaktive Form synthetisiert werden. Dadurch soll eine Schädigung des Körpergewebes verhindert werden. Wenn sie jedoch für die eigentliche Verdauung benötigt werden, werden die Verdauungsenzyme aktiviert, indem ein Teil des Proteins abgespalten wird. Sobald sie aktiviert sind, zerlegen sie Proteine in kleinere Fragmente, die als Polypeptide bezeichnet werden. Enzyme, die Peptidasen genannt werden, bauen dann die kleineren Stücke in Aminosäuren ab, die vom Darm aufgenommen und verwendet werden, um Säuren, die als Harnstoff ausgeschieden oder im Zellstoffwechsel verwendet werden, wieder aufzufüllen.
Nahrungsfette werden durch Enzyme, sogenannte Lipasen, abgebaut, die auch von der Bauchspeicheldrüse produziert werden. Diese Verdauungsenzyme spalten Fetttropfen in Fettsäuren und Glycerin auf. Damit diese Reaktion erfolgreich ist, braucht es Gallensalze aus der Leber, die dem Fett helfen, sich mit der flüssigen Lösung im Darmtrakt zu vermischen. Es ist wichtig, dass das Fett in kleinen Tröpfchen gemischt wird, um richtig abgebaut zu werden. Dies geschieht aufgrund von Kontraktionen im Darm.
Die Bauchspeicheldrüse produziert auch eine Reihe anderer Verdauungsenzyme und ist die wichtigste Drüse, die an der Verdauung beteiligt ist. Es produziert auch Nukleasen, die RNA und DNA in ihre einzelnen Bestandteile abbauen. Neben Trypsin und Chymotrypsin produziert es mehrere weitere Proteasen. Dazu gehören Carboxypeptidase und Aminopeptidase, die auch bei der Verdauung von Proteinen helfen, indem sie ihre endständigen Aminogruppen entfernen.