Spijsverteringsenzymen

Het spijsverteringsstelsel speelt een belangrijke rol in de verwerking van voedsel. Hier wordt voedsel afgebroken tot deeltjes die klein genoeg zijn om de darmwand te passeren en de lichaamscellen te voorzien van brandstof, bouwstoffen en hulpstoffen. Het verteren van voedsel is een mechanisch en chemisch proces dat in de mond begint en in de endeldarm eindigt.

Bij een niet goed verlopende spijsvertering wordt het voedsel onvoldoende verteerd, waardoor nutriënten minder goed worden opgenomen (malabsorptie). Onverteerde voedingsstoffen in het spijsverteringskanaal kunnen bovendien tot klachten leiden, zoals een opgeblazen gevoel, gasvorming, buikpijn, obstipatie of diarree. Enzymen spelen een zeer belangrijke rol bij het verteren van voedsel. Problemen met de aanmaak of activiteit van spijsverteringsenzymen leiden daarom vaak tot malabsorptie en maag-darmklachten. Suppletie met spijsverteringsenzymen kan in deze gevallen mogelijk de spijsvertering ondersteunen.

Amylase
In de mond wordt het voedsel door middel van kauwen fijngemalen zodat het doorgeslikt kan worden. Speciale klieren in en rond de mondholte produceren speeksel, dat hoofdzakelijk bestaat uit water, slijm en het enzym amylase. Tijdens het kauwen vermengt het speeksel zich met de voedselbrij. Amylase is een zetmeelsplitsend enzym: het breekt amylose (zetmeel, een meervoudige suiker) af tot kortere polysachariden, dextrinen* en disachariden zoals maltose. Speekselamylase werkt het best bij een pH tussen 6 en 7 en blijft werkzaam tijdens het vervoeren van de voedselbrij door de slokdarm naar de maag. In de slokdarm worden geen nieuwe verteringsenzymen toegevoegd aan de voedselbrij. De hoge zuurgraad (lage pH) in de maag maakt de speekselamylase onwerkzaam. De alvleesklier (pancreas) produceert ook amylase, dat aan de spijsbrij (chymus*) wordt toegevoegd nadat deze de maag verlaat en in de twaalfvingerige darm terechtkomt. Pancreasamylase heeft dezelfde werking als speekselamylase.

* Zie verklarende woordenlijst.

Pepsine
De spierlaag in de maagwand kneedt de voedselbrij en vermengt deze met maagsap. De productie van maagsap door klieren in de maagwand komt op gang door het zien, ruiken, proeven en kauwen van voedsel. Maagsap bevat niet alleen slijm en zoutzuur, maar ook pepsinogeen. Dit pro-enzym wordt onder invloed van het zuur in de maag omgezet in het actieve enzym pepsine. Pepsine is een eiwitsplitsend enzym dat eiwitmoleculen afbreekt tot kortere polypeptiden. Pepsine werkt optimaal bij een pH rond de 2. In het licht basische milieu van het duodenum wordt pepsine geïnactiveerd.

Pancreasenzymen
De pancreas speelt een belangrijke rol in de spijsvertering. In reactie op het waarnemen of eten van voedsel produceert de pancreas pancreassap, dat via de pancreasgang (ductus pancreaticus) in de twaalfvingerige darm (duodenum) wordt uitgescheiden. De hoofdfunctie van het duodenum is het verteren van voedingsbestanddelen tot eindproducten. De opname vindt met name plaats in de rest van de dunne darm. In het duodenum worden mineralen zoals ijzer en calcium opgenomen en wordt een begin gemaakt met de opname van aminozuren. Het pancreassap bevat diverse enzymen voor het verteren van koolhydraten (amylase), vetten (lipase) en eiwitten (proteasen of proteolytische enzymen). Daarnaast bevat het pancreassap natriumbicarbonaat dat ervoor zorgt dat de zure spijsbrij uit de maag wordt geneutraliseerd. Dat is belangrijk omdat het zuur anders de darmwand zou kunnen beschadigen.

Lipasen
Vetten (lipiden) worden gebruikt als brandstof en als bouwstof in onder andere de celmembraan en hormonen. Een goede vetvertering is ook belangrijk voor de opname van vetoplosbare nutriënten, zoals vitamine A, D, E en K. De vetvertering vindt plaats onder invloed van lipase. Dit begint feitelijk al in de mondholte door een kleine hoeveelheid lipase in speeksel, dat een pH-optimum van 4 heeft waardoor het ook in de maag nog steeds werkzaam is, en wordt voortgezet door maaglipase. Het belangrijkste enzym voor de vetvertering is echter pancreaslipase. Lipase breekt vetten (triglyceriden) af tot monoglyceriden (glycerol met één vetzuurketen), glycerol en vrije vetzuren. Het pH-optimum is aangepast aan het licht basische milieu van de dunne darm. Lipase wordt in de vetvertering geholpen door het co-enzym* colipase dat door de pancreas wordt geproduceerd, en door gal uit de lever. Colipase is nodig voor een optimale enzymactiviteit van lipase. Het remt de inactivatie van lipase door galzouten en faciliteert de binding van lipase aan het substraat. Gal emulgeert vetten, wat inhoudt dat grote vetdruppels worden verdeeld in kleinere druppels waardoor het contactoppervlak wordt vergroot en enzymen beter op de vetten in kunnen werken. Dit is geen vertering, aangezien de bindingen in het vetmolecuul intact blijven. Triglyceriden zijn de belangrijkste vetten in voeding. Voeding bevat daarnaast ook kleinere hoeveelheden fosfolipiden* en cholesterol. Voor de vertering van deze vetten worden in de pancreas ook andere typen lipase geproduceerd zoals fosfolipase en cholesterolesterase.

* Zie verklarende woordenlijst.

Proteasen
Eiwitten (proteïnen) dienen vooral als bouwstof, maar worden bij lage inname van koolhydraten en vetten ook als brandstof ingezet. De eiwitvertering begint met pepsine in de maag, maar vindt vooral plaats in de dunne darm onder invloed van verschillende proteasen die in de pancreas worden geproduceerd en met het pancreassap in de dunne darm worden uitgescheiden. De belangrijkste pancreasproteasen zijn trypsine, chymotrypsine, carboxypeptidase en elastase. Pancreasproteasen zijn eiwitsplitsende enzymen die de korte polypeptiden in kleinere stukken knippen tot dipeptiden. De diverse proteasen zijn bij verschillende pH-waarden werkzaam en zijn daardoor elk in andere delen van de dunne darm actief. Om de cellen van de pancreas en ductus pancreaticus te beschermen tegen inwerking van proteasen worden deze eiwitsplitsende enzymen, net als pepsine in de maag, als pro-enzymen uitgescheiden en pas in de dunne darm actief gemaakt.

Darmenzymen
In het duodenum worden voedingsstoffen afgebroken en al deels opgenomen. De grootste opname van nutriënten vindt echter plaats in het jejunum en ileum, respectievelijk het middelste en laatste stuk van de dunne darm. Ook vindt hier nog vertering plaats. Klieren in de wand van de dunne darm produceren zogenoemd dunnedarmsap (met een pH tussen 6,5 en 8) dat water, slijm en diverse koolhydraatverterende en eiwitverterende enzymen bevat. Voorbeelden hiervan zijn maltase en lactase voor de vertering van respectievelijk maltose en lactose, en amino- en dipeptidasen voor het verder afbreken van dipeptiden in afzonderlijke aminozuren. In de dikke darm worden geen verteringsenzymen geproduceerd en vindt alleen afgifte plaats van slijm en waterstofcarbonaat (HCO3^-) dat dient ter neutralisatie van aanwezige zuren (H⁺-ionen).

Tabel 1: Overzicht van de belangrijkste enzymen voor de vertering van koolhydraten, eiwitten en vetten.

* Zie verklarende woordenlijst.

In bepaalde gevallen kan het zinvol zijn om de spijsvertering te ondersteunen met een enzymprepraat. De enzymen in een enzympreparaat zijn afkomstig van dieren (varkens, koeien), planten (ananas, papaja) of micro-organismen (bacteriën, schimmels). Enzympreparaten met pancreasenzymen worden als geneesmiddel (pancreatine) toegepast bij patiënten die zelf weinig tot geen pancreasenzymen aanmaken. Dit wordt exocriene pancreasinsufficiëntie genoemd en wordt veroorzaakt door aandoeningen zoals cystische fibrose (taaislijmziekte) of chronische alvleesklierontsteking (pancreatitis) of na een gehele of gedeeltelijke chirurgische verwijdering van maag of pancreas. Een enzymdeficiëntie kan echter ook andere, niet-pathologische, oorzaken hebben.(1) Het tijdstip van het nuttigen van de maaltijd is bijvoorbeeld van invloed op de enzymsecretie: laat op de avond eten kan een verminderde afgifte tot gevolg hebben. Ook een hoge inname van bewerkte koolhydraten, transvetten, vlees en alcohol en een lage inname van enzymbevattende plantaardige voeding kan tot enzymdeficiëntie leiden. Bovendien neemt met het toenemen van de leeftijd de enzymproductie af.(1)

Dyspepsie
Een verstoorde spijsvertering in het bovenste deel van het spijsverteringskanaal (slokdarm, maag, dunne darm) wordt dyspepsie genoemd. In de meeste gevallen kan er geen aanwijsbare oorzaak worden gevonden; men spreekt dan van functionele dyspepsie. Klachten bij dyspepsie zijn een opgeblazen gevoel, snel ‘vol zitten’, zuurbranden, boeren, winderigheid, buikpijn, en soms misselijkheid en braken. Suppletie met spijsverteringsenzymen, met name proteasen, amylase en lipase, kan aanzienlijke verlichting van deze klachten geven.(1-5)

Exocriene pancreasinsufficiëntie
De productie van pancreasenzymen kan om diverse redenen verstoord zijn (zie boven). Wanneer de endocriene functie van de pancreas, oftewel de productie van de hormonen insuline en glucagon, verstoord is, kan het ook voorkomen dat de productie van spijsverteringsenzymen negatief wordt beïnvloed. Bij mensen met diabetes komt exocriene pancreasinsufficiëntie derhalve regelmatig voor.(6) Andere oorzaken van exocriene pancreasinsufficiëntie zijn darmaandoeningen en coeliakie.(7) In geval van exocriene pancreasinsufficiëntie produceert de pancreas weinig tot geen verteringsenzymen, waardoor koolhydraten, eiwitten, vetten en ook vetoplosbare vitaminen en andere nutriënten nauwelijks worden verteerd en opgenomen. Een supplement dat amylase, lipase en proteasen bevat, kan de vertering ondersteunen, de opname verbeteren, en klachten zoals buikpijn, opgeblazen gevoel en winderigheid verminderen.(6,8) Een veelvoorkomende klacht bij exocriene pancreasinsufficiëntie is een vette, plakkerige ontlasting (steatorroe).(6) Dit wordt veroorzaakt door een slechte vetvertering waardoor de vetten grotendeels via de ontlasting worden uitgescheiden en kan worden verbeterd door enzymsuppletie met het vetsplitsende enzym lipase.(6,8,9)

Prikkelbaredarmsyndroom
In bepaalde gevallen draagt een tekort aan verteringsenzymen bij aan de symptomen van prikkelbaredarmsyndroom (PDS).(10) Hoewel suppletie met verteringsenzymen klachten van PDS niet volledig kan oplossen, kan het wel een bijdrage leveren aan het verbeteren van de kwaliteit van leven van sommige mensen met PDS. Enzymsuppletie kan PDS-gerelateerde klachten verlichten, zoals kramp, buikpijn, opgeblazen gevoel, winderigheid en constipatie.(11,12) Een enzympreparaat in combinatie met inositol en bèta-glucanen kan ook positieve effecten hebben op symptomen van PDS.(13,14)

Lactose-intolerantie
Voor het splitsen van melksuiker (lactose) in glucose en galactose is het enzym lactase nodig, dat in de wand van de dunne darm wordt geproduceerd. De lactase-activiteit is het hoogst bij zuigelingen en neemt daarna af. Een deel van de mensen verliest het vermogen om lactase aan te maken geheel of gedeeltelijk na het derde levensjaar. Een lactose-intolerantie kan ook ontstaan na beschadiging van de darmwand door bijvoorbeeld een (chronische) darmontsteking, een darmoperatie of na bestraling. Lactose wordt hierdoor niet of nauwelijks verteerd in de dunne darm en komt onverteerd in de dikke darm terecht, waar het wordt gefermenteerd door de aanwezige bacteriën. Hierbij ontstaat koolzuurgas en waterstofgas dat pijnlijke krampen, een opgeblazen gevoel en diarree kan veroorzaken. Het waterstofgas wordt in het bloed opgenomen en via de longen uitgeademd. Met behulp van een waterstof-ademtest kan lactose-intolerantie worden vastgesteld. Lactase-suppletie vermindert de symptomen van lactose-intolerantie en de hoeveelheid uitgeademde waterstofgas.(8,15)

Glutensensitiviteit
Overgevoeligheid voor gluten komt veelvuldig voor in verschillende gradaties, van coeliakie tot een (milde) overgevoeligheid voor gluten welke zich kan uiten in winderigheid, buikpijn, diarree of obstipatie en chronische vermoeidheid. Gluten zijn eiwitten die voorkomen in onder andere tarwesoorten (waaronder spelt), rogge en gerst. Gluten zijn zeer rijk aan het aminozuur proline en zijn daardoor moeilijk afbreekbaar. Enzymsuppletie kan de vertering van gluten verbeteren bij mensen met een overgevoeligheid voor gluten.(16) Verschillende glutenafbrekende enzymen zijn geïdentificeerd in bacteriën, schimmels en planten, waaronder prolyl-oligopeptidase. Dit enzym helpt bij de vertering van de proline-rijke peptiden in gluten.(17) Een uit de schimmel Aspergillus niger afkomstige prolyl-oligopeptidase blijkt in staat te zijn gluten volledig af te breken in het maag-darmkanaal.(18,19) Suppletie met glutenverterende enzymen verbetert de spijsverteringsklachten die mensen met een glutenovergevoeligheid ervaren.(20-22)

Voor alle enzymen in supplementvorm geldt dat de dosering niet wordt uitgedrukt in milli- of microgrammen zoals normaal is voor voedingssupplementen. Het gewicht zegt namelijk niets over de activiteit van het enzym, ofwel de snelheid waarmee het betreffende enzym substraat omzet. De enzymactiviteit wordt aangegeven in eenheden (units) voor activiteit die per enzym verschillen. De Food Chemicals Codex (FCC) is de geaccepteerde standaard voor het meten van enzymactiviteit. De enzymactiviteit van proteasen wordt uitgedrukt in HUT (hemoglobin units) of SAPU (spectrophotometric acid protease units), die van amylase in DU (dextrinizing units) en de activiteit van het glutenverterende enzym prolyl-oligopeptidase wordt uitgedrukt in PPI (protease picomole international). Belangrijk is te kiezen voor een supplement waarin de enzymactiviteit(en) zijn vermeld in FCC-units zodat de activiteit gestandaardiseerd is. Kennis over de minimaal benodigde activiteit ontbreekt tot op heden. Kwalitatief hoogwaardige enzymsupplementen bevatten enzymen die binnen een bepaalde pH-range stabiel blijven wat betreft structuur en functie, en geen stoffen die de enzymactiviteit remmen. Een enzympreparaat dient vlak voor of tijdens het eten te worden ingenomen om het contact met het voedsel te vergroten.

Enzymen worden als veilig beschouwd en hebben nauwelijks tot geen bijwerkingen.(8,23) Ernstige aandoeningen van het spijsverteringsstelsel zoals acute pancreatitis, ileus*, galblaasempyeem*, galwegobstructie en leverfunctiestoornissen vormen een contra-indicatie voor het gebruik van verteringsenzymen. Het is onwaarschijnlijk dat enzymsuppletie invloed heeft op de werking van medicijnen.

* Zie verklarende woordenlijst.

Chymus: de brijige voedselmassa die in de maag ontstaat door voortdurend kneden en vermenging met maagsap.
Co-enzym: een relatief klein molecuul dat nodig is voor het functioneren van een enzym.
Dextrinen: oligosachariden (korte ketens van koolhydraten) verkregen door de afbraak van zetmeel die later weer worden afgebroken tot maltose, sacharose, glucose en fructose.
Fosfolipiden: fosfaat-bevattende vetachtige stoffen die in alle levende cellen worden aangetroffen.
Galblaasempyeem: een zeldzame aandoening die meestal ontstaat als gevolg van een onbehandelde galblaasontsteking en waarbij pus zich ophoopt in de galblaas.
Ileus: een volledige belemmering van de normale voedselpassage in de darm.
Maltodextrine: een zetmeelderivaat dat veel wordt verwerkt in klant-en-klaarproducten zoals soep en sauzen.

1. Soni NK et al. A review of digestive enzyme and probiotic supplementation for functional gastrointestinal disorders. Indian Pract. 2020;72:35-9.
2. Brilmayer H et al. Non-ulcer dyspepsia Beschwerden und deren medikamentöse Beeinflussung in Maiwald Reinbek. Einhorn Presse Verlag. 1988:71–85.
3. Ran ZH et al. The efficacy of Combizym in the treatment of Chinese patients with dyspepsia: a multicenter, randomized, placebo-controlled and cross-over study: Shanghai Combizym Clinical Cooperative group. J Dig Dis. 2009;10:41-8.
4. Majeed M et al. Evaluation of the safety and efficacy of a multienzyme complex in patients with functional dyspepsia: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. J Med Food. 2018;21:1120-8.
5. Swami OC et al. Functional dyspepsia and the role of digestive enzymes supplement in its therapy. Int J Basic Clin Pharmacol. 2017;6:1035-41.
6. Talukdar R et al. Pancreatic exocrine insufficiency in type 1 and 2 diabetes: therapeutic implications. J Assoc Physicians India. 2017;65:64-70.
7. Singh VK et al. Less common etiologies of exocrine pancreatic insufficiency. World j Gastroenterol. 2017;23:7059-76.
8. Roxas M. The role of enzyme supplementation in digestive disorders. Alt Med Rev. 2008;13:307- 14.
9. Taylor JR et al. Systematic review: efficacy and safety of pancreatic enzyme supplements for exocrine pancreatic insufficiency. Aliment Pharmacol Ther. 2010;31:57-72.
10. Leeds JS et al. Some patients with irritable bowel syndrome may have exocrine pancreatic insufficiency. Clin Gastroenterol Hepatol. 2010;8:433-8.
11. Money ME et al. Pilot study: a randomized, double blind, placebo controlled trial of pancreaslipase for the treatment of postprandial irritable bowel syndrome-diarrhoea. Frontline Gastroenterol. 2011;2:48-56.
12. Weir I et al. Efficacy of actinidin-containing kiwifruit extract Zyactinase on constipation: a randomized, double-blinded placebo-controlled clinical trial. Asia Pac J Clin Nutr. 2018;27:564-71.
13. Spagnuolo R et al. Beta-glucan, inositol and digestive enzymes improve quality of life of patients with inflammatory bowel disease and irritable bowel syndrome. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21:102-7.
14. Ciacci C et al. Effect of beta-glucan, inositol and digestive enzymes in GI symptoms of patients with IBS. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2011;15:637-43.
15. Ojetti V et al. The effect of oral supplementation with Lactobacillus reuteri or tilactase in lactose intolerant patients: randomized trial. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2010;14:163-70.
16. König J et al. Randomized clinical trial: effective gluten degradation by Aspergillus niger-derived enzyme in a complex meal setting. Sci Rep. 2017;7:13100.
17. Wei G et al. Gluten degrading enzymes for treatment of celiac disease. Nutrients. 2020;12:2095.
18. Stepniak D et al. Highly efficient gluten degradation with a newly identified prolyl endoprotease: implications for celaic disease. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006;291:G621-9.
19. Salden BN et al. Randomised clinical study: Aspergillus niger-derived enzyme digests gluten in the stomach of healthy volunteers. Aliment Pharmacol Ther. 2015;42:273-85.
20. Hudson M et al. Glutalytic trial for normal consumption of gluten containing foods. Fac Publ Kennesaw State Univ. 2015;4:3390.
21. Ido H et al. Combination of gluten-digesting enzymes improved symptoms of non-celiac gluten sensitivity: a randomized single-blind, placebo-controlled crossover study. Clin Transl Gastoenterol. 2018;9:181.
22. Deaton J et al. Tolerance and efficacy of Glutalytic TM: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. J Nutr Food Sci. 2018;8:5.
23. Enzyme Technical Association. Orally administered enzyme food supplement safety overview. January 9, 2012. Te raadplegen via: https://www.enzymetechnicalassociation.org/wp-content/ uploads/2018/10/Orally-Administered-Enzyme-Food-Supplement-Safety-Overview1.pdf.