Yediğin şey seni zardan geçemedikçe beslemez
Sindirimin tek amacı var: büyük molekülü, hücre zarından geçebilecek kadar küçültmek. Bir inek çimeni kendi enzimleriyle sindiremez, sen selülozu hiç sindiremezsin, bir kuşun dişi yoktur. Üçü de aynı sorunu farklı çözmüş.
Canlının dış ortamdan besinleri alma ve kullanma sürecine beslenme adı verilir. Bu süreç ototroflar ve heterotroflar arasında farklılık gösterir.
Ototroflar kendi besinlerini üretebilir; inorganik maddeleri organik bileşiklere fotosentez veya kemosentezle dönüştürürler. Heterotroflar ise kendi besinlerini üretemedikleri için enerji ihtiyaçlarını dışarıdan organik madde alarak karşılar.
Karbohidrat, yağ, protein gibi büyük moleküllü besin maddelerinin kendilerini oluşturan yapı taşlarına parçalanarak hücre zarından geçebilecek hâle gelmesine sindirim denir.
Tanımın ölçütü “hücre zarından geçebilecek hâle gelmek”. Yani sindirim, mideyi doldurmak değil, molekülü zardan geçirilebilir kılmaktır.
Hayvanlar, enerji üretimi ve biyosentez süreçlerini sürdürebilmek için beslenmek zorundadır ve tüketilen besinlerin vücutta işlenmesi gerekir. Bu süreç şu sırayla gerçekleşir:
Selüloz, bitki hücre duvarının ana bileşenidir ve lifli yapıdadır. İnsanlar selülozu sindiremese de sağlıklı beslenmek için lifli gıdalar tüketmelidir. Bu ünitede selüloz sık sık karşına çıkacak: bir hayvanın onu sindirip sindiremediği, midesinin ve bağırsağının şeklini belirliyor.
Sindirim mekanik ve kimyasal sindirim olmak üzere iki çeşittir. İkisi ayrı ayrı çalışmaz: mekanik sindirimle küçük parçalara ayrılan besinler kimyasal sindirime uğrar.
Besinlerin fiziksel olarak küçük parçalara ayrılmasıdır. Örnekleri:
Mekanik sindirimde enzimler kullanılmaz.
Büyük moleküllü besinlerin hidrolizle yapı taşlarına ayrışmasıdır. Hidroliz için su ve enzimler gereklidir — sözcüğün kendisi de bunu söyler: hidro- su, -liz parçalanma.
Sonuçta:
Yağların safrayla küçük damlacıklara ayrılması mekanik sindirimdir, kimyasal değil. Safra bir enzim değildir; yağ damlasını fiziksel olarak böler. Kimyasal sindirimi yapan, safranın açtığı geniş yüzeye etki eden enzimlerdir. Bu ayrımı karıştıran soru sık gelir.
Kimyasal sindirim, gerçekleştiği yere göre hücre içi ve hücre dışı sindirim olmak üzere ikiye ayrılır. Bir sonraki iki bölüm bu ikisini ayrı ayrı ele alıyor.
İnsan akyuvar hücrelerinde, amip ve öglena gibi tek hücreli canlılarda, süngerlerde görülen sindirim biçimidir.
İnsanda hücre içi sindirime iki örnek verilir:
Yani insanda hücre içi sindirim yalnızca “ilkel canlılara özgü” bir şey değil; senin bağışıklık sistemin de bunu yapıyor. Bu yüzden Kontrol Noktası tablosunda insan için hem hücre içi hem hücre dışı sindirim yazılıdır.
Besinler endositozla (hücre içine alma) koful oluşturularak hücreye alınır. Koful ile lizozom birleşir. Lizozomdaki enzimler besinleri yapı taşlarına kadar parçalar. Oluşan glikoz, amino asit, yağ asidi gibi yapı taşları koful zarından hücre sitoplazmasına geçer. Kofulda kalan atıklar, ekzositozla (hücre dışına atma) hücre zarından dışarı atılır.
Çürükçül canlılarda; salyangoz, denizkestanesi gibi bazı omurgasızlarda ve omurgalılarda görülen sindirim biçimidir.
Hücre dışı sindirimde büyük moleküllü besinler, hücreden salgılanan enzimler yardımıyla hücre dışında sindirilir; oluşan küçük besinler aktif ya da pasif taşımayla hücre içine alınır. Hayvan türlerinin birçoğunda hidroliz, büyük ölçüde hücre dışı sindirimle gerçekleşir.
Bu hayvanlarda hücre dışı sindirim, vücudun içerisinde yer alıp dışarıyla bağlantısı devam eden bölümlerde besinlerin parçalanmasıyla sağlanır. Sindirim enzimlerinin kendi hücre ve dokularını sindirmesini önlemek için özelleşmiş kısımlar gelişmiştir. Bu kısımlar sindirim sistemini oluşturur.
Gelişmiş vücut yapısına sahip hayvanlarda ağızda başlayıp anüste sonlanan ve iki açıklığı olan sindirim kanalı bulunur. Ağızdan alınan besinler kanal boyunca hareket ederek kademeli olarak sindirilir ve emilim gerçekleşir.
İki açıklığın anlamı şu: besin tek yönde ilerler. Böylece kanalın her bölümü ayrı bir işe özelleşebilir — bir yerde öğütülür, başka bir yerde asitle işlenir, başka bir yerde emilir. Tek açıklıklı bir yapıda giren ve çıkan aynı delikten geçeceği için bu iş bölümü kurulamaz.
| Ölçüt | Hücre içi sindirim | Hücre dışı sindirim |
|---|---|---|
| Nerede olur | Hücrenin içinde, koful içinde | Hücrenin dışında |
| Besin hücreye nasıl girer | Sindirilmeden, endositozla (koful hâlinde) | Sindirildikten sonra, aktif ya da pasif taşımayla |
| Enzimin yeri | Lizozomun içinde | Hücreden dışarı salgılanır |
| Kimlerde görülür | İnsan akyuvarları, amip, öglena, süngerler | Çürükçül canlılar, salyangoz, denizkestanesi, omurgalılar |
| Atıklar ne olur | Ekzositozla hücre dışına atılır | Sindirim kanalı boyunca ilerleyip anüsten atılır |
| Sindirilebilecek besin boyutu | Kofula sığacak kadar | Sınırı yok; büyük besinler de sindirilebilir |
Omurgalı hayvanların genellikle ağız, yutak, yemek borusu, mide, ince ve kalın bağırsaktan oluşan sindirim sistemleri vardır. Sistemler birbirine benzer olsa da ağız, çene, diş, mide, ince bağırsak gibi yapılarda farklılıklar bulunur.
Kloak; bazı canlı gruplarında sindirim, üreme ve boşaltım sistemlerinin dışarıya açıldığı ortak bir açıklıktır. Yani tek bir delik üç ayrı sistemin çıkışıdır.
Beslenme farklılıklarına rağmen tüm omurgalılarda mide benzer özellikler de gösterir:
Mukus yalnız bir salgı değil, bir kalkandır: midenin kendi asidi ve enzimleri tarafından sindirilmesini engeller.
Tavşan, eşek, katır, at gibi geviş getirmeyen otçul memelilerin mideleri tek bölmelidir. Bu hayvanların kör bağırsağında selülozu sindiren mikroorganizmalar bulunur. Yani onlar da selülozdan yararlanır, ama işi mide yerine kör bağırsakta yaparlar.
İnsanlar, bazı maymun türleri ve etçil memeliler de tek bölmeli mideye sahiptir. Bu canlıların sindirim sistemlerinde selülozu sindirecek enzimleri üreten bakteriler bulunmadığından selüloz sindirimi gerçekleşmez.
Dikkat: tek bölmeli mide tek başına “selülozu sindiremez” demek değildir — at da tek bölmelidir ama kör bağırsağı sayesinde sindirir. Belirleyici olan mikroorganizmaların varlığıdır.
Yetişkin bir insanın ağzında toplam 32 diş bulunur. Ağzın her iki yanında, önden arkaya doğru sırasıyla:
Bir yandaki toplam 4 + 2 + 4 + 6 = 16; iki yan birlikte 32 eder. Hepçil olmanın diş karşılığı budur: hem koparmaya hem öğütmeye yarayan karma bir yapı.
Memelilerin sindirim organlarının boyutları beslenme şekillerine göre farklılık gösterir. Etçillerin mide ve bağırsakları, protein ve yağ bakımından zengin hayvansal besinleri sindirmeye uygun olacak şekilde daha kısa ve basit bir yapıdadır. Bu yapı, besinlerin hızlıca parçalanmasını ve vücut tarafından kolayca emilmesini sağlar.
Ayrıca genişleyebilen mideler, öğünler arasında uzun süre yiyecek tüketmeden bekleyebilen etçil omurgalılarda yaygındır. Genişleyebilme özelliği, midenin bir öğünde çok miktarda besin alabilmesini sağlar.
Kaydırak, besindeki selüloz oranını değiştirir. Bitkisel besin arttıkça gereken kanal uzunluğu artar.
Otçul ve hepçillerin sindirim kanalları, vücut boyutlarına göre etçillerden daha uzundur. Otçul olan tavşan ile etçil olan tilki karşılaştırıldığında, tavşanın boyutuna göre daha uzun bağırsağa sahip olması buna örnektir.
Sebebi: bitkisel besinler selüloz içerdiğinden sindirimleri ete oranla daha zordur. Sindirim kanalının uzun olması, sindirim için daha fazla zaman kazandırır ve besin maddelerinin emilimi için daha geniş yüzey alanı sağlar.
Sorular ve şıklar her turda karışıyor.
Marul, kereviz ve havuçtaki lifli kısımları sindiremezsin: selüloz bitki hücre duvarının ana bileşenidir ve senin sindirim sisteminde onu parçalayacak enzimi üreten bakteriler yoktur. Buna rağmen lifli gıdalar tüketmen gerekir — lif, sindirilmeden de sisteme yarar sağlar.
Çiğnemek mekanik sindirimdir: besin fiziksel olarak küçük parçalara ayrılır ve enzim kullanılmaz. Ama çiğneme kimyasal sindirime hizmet eder — parçalar küçüldükçe enzimlerin etki edeceği yüzey büyür. Lokmayı iyi çiğnemenin sindirimi kolaylaştırması bundandır.
Otlamayı bırakmış, gölgede yatan bir ineğin çenesinin durmadan hareket etmesi geviş getirmedir: besin börkenekten ağza geri getirilip yeniden çiğnenir. İnek çimeni bir kerede değil, iki kere çiğner — çünkü selüloz kolay pes etmez.
Kuşların kafesine konulan gaga taşı / grit boşuna değil. Kuşun dişi yoktur; mekanik öğütmeyi taşlık yapar. Yuttuğu küçük taneler taşlıkta öğütücü görevi görür. Kursak ise besinin önce yumuşatıldığı yerdir.
Kedinin ya da köpeğin bir öğünde çok yiyip sonra uzun süre beklemesi genişleyebilen mide sayesindedir; bu özellik etçil omurgalılarda yaygındır. Etçillerin mide ve bağırsakları ayrıca daha kısa ve basittir — protein ve yağ hızlı parçalanır, hızlı emilir.
Ön dişlerin düz ve keskin (kesici, ısırmak için), yanlarındaki sivri (köpek dişi, koparmak için), arkadakiler geniş yüzeyli (azı ve büyük azı, öğütmek ve ezmek için). Bu karma yapı hepçil olmanın işaretidir; bir kurtta köpek dişleri çok daha büyük, bir inekte ise köpek dişi hiç bulunmayabilir.
Vücuduna giren mikroorganizmaları akyuvar hücrelerin yok eder ve bunu hücre içi sindirimle yapar: mikroorganizma endositozla alınır, koful lizozomla birleşir, enzimler onu parçalar. Yani ateşlendiğin gün hücrelerinde bir amibin yaptığının aynısı oluyor.
Ormandaki devrik kütüğün yumuşayıp dağılması çürükçül canlıların hücre dışı sindirimidir: enzimlerini dışarı salgılar, besini kendi dışında sindirir, sonra küçük moleküller aktif ya da pasif taşımayla içeri alınır. Doğada çürüme ve kokuşma bu sindirim çeşidi sayesinde olur.
Aynı boyda bir tavşanla bir tilkinin bağırsakları karşılaştırıldığında tavşanınki daha uzundur. Sebep otçul olması: bitkisel besin selüloz içerdiği için sindirimi ete oranla zordur, uzun kanal hem daha fazla zaman hem daha geniş emilim yüzeyi verir.
Beslenme ve sindirimin tanımları, besinlerin işlenme sırası, mekanik ve kimyasal sindirim ayrımı ve hidroliz, karbohidrat–yağ–protein yapı taşları, hücre içi sindirimde endositoz–lizozom–ekzositoz basamakları ve akyuvar ile Kupffer hücresi örnekleri, hücre dışı sindirim ve iki açıklıklı sindirim kanalı, omurgalılarda genel sindirim planı, kuşlarda kursak–taşlık–kloak, midenin ortak özellikleri ve mide öz suyu, geviş getiren memelilerde dört bölmeli mide ile selüloz sindirimi, geviş getirmeyen otçullarda kör bağırsak, etçil–otçul–hepçil diş adaptasyonları ve sindirim kanalı uzunluğu farkları
Beslenme: canlının dış ortamdan besinleri alma ve kullanma süreci. Sindirim: karbohidrat, yağ, protein gibi büyük moleküllü besinlerin yapı taşlarına parçalanarak hücre zarından geçebilecek hâle gelmesi. Sıra: alınma → sindirim → emilim → atıkların uzaklaştırılması.
Besinlerin fiziksel olarak küçük parçalara ayrılması. Örnekler: ağızda dişlerle çiğneme, midedeki kas hareketleriyle ezme, yağların safrayla küçük damlacıklara ayrılması. Enzim kullanılmaz.
Hidrolizle yapı taşlarına ayrışma; su ve enzim gerekir. Karbohidrat → monosakkarit, yağ → gliserol + yağ asidi, protein → amino asit. Gerçekleştiği yere göre hücre içi ve hücre dışı olarak ikiye ayrılır.
İnsan akyuvarları, amip ve öglena gibi tek hücreliler, süngerler. Besin endositozla koful hâlinde alınır → koful + lizozom birleşir → enzimler yapı taşlarına parçalar → glikoz, amino asit, yağ asidi sitoplazmaya geçer → atıklar ekzositozla atılır. İnsanda örnekler: akyuvarların mikroorganizmaları yok etmesi, Kupffer hücrelerinin yaşlanmış alyuvarları parçalaması.
Çürükçül canlılar; salyangoz, denizkestanesi gibi bazı omurgasızlar ve omurgalılar. Enzimler hücreden dışarı salgılanır, besin hücre dışında sindirilir, küçük moleküller aktif ya da pasif taşımayla içeri alınır. Hayvan türlerinin birçoğunda hidroliz büyük ölçüde böyle gerçekleşir.
Enzimlerin kendi hücre ve dokuları sindirmesini önlemek için özelleşmiş kısımlar gelişmiştir; bunlar sindirim sistemini oluşturur. Gelişmiş hayvanlarda ağızda başlayıp anüste sonlanan, iki açıklığı olan kanal vardır; besin kanal boyunca ilerleyerek kademeli olarak sindirilir.
Ağız – yutak – yemek borusu – mide – ince bağırsak – kalın bağırsak. Benzer olsa da ağız, çene, diş, mide ve ince bağırsakta farklılıklar bulunur.
Diş yoktur, ağız gaga şeklindedir. Kanal: ağız – yutak – yemek borusu – kursak – mide – taşlık – ince bağırsak – kalın bağırsak – kloak. Kursakta yumuşatma, midede kimyasal sindirimin başlaması, taşlıkta mekanik öğütme, ince bağırsakta parçalanmanın tamamlanması ve emilim. Kloak: sindirim, üreme ve boşaltım sistemlerinin dışarıya açıldığı ortak açıklık.
Geçici depolama + mekanik ve kimyasal sindirim. Üstte yemek borusu, altta ince bağırsak. İç kısımda mukoza tabakası (mukus ve enzim salgılayan hücreler). Kaslı duvarlar besini mide öz suyuyla karıştırır. Mide öz suyu: HCl + enzim + mukus. Yüksek asidik ortam bakterileri yok eder.
İşkembe – börkenek – kırkbayır – şirden. Çiğnenmiş besin işkembe ve börkenekte geçici depolanır; oradaki mikroorganizmaların salgıladığı enzimlerle selüloz sindirilir. Besin börkenekten ağza geri getirilip yeniden çiğnenir (geviş getirme), tekrar yutulup kırkbayıra, sonra şirdene gider. Kırkbayırda suyun büyük kısmı uzaklaştırılır; şirdende ineğin kendi enzimleriyle sindirim sürer. Kısmen sindirilmiş besin ince bağırsakta tamamlanır ve emilir.
Tavşan, eşek, katır, at: geviş getirmez, tek bölmeli mide; selülozu kör bağırsaktaki mikroorganizmalar sindirir. İnsanlar, bazı maymun türleri ve etçil memeliler de tek bölmelidir; bu canlılarda selülozu sindirecek enzimleri üreten bakteriler bulunmadığından selüloz sindirimi gerçekleşmez.
Otçul (herbivor) — at, geyik: geniş ve çıkıntılı yüzeyli azı dişler; kesici ve köpek dişleri bitki parçalarını koparmak için; bazı otçullarda köpek dişi bulunmayabilir. Etçil (karnivor) — köpek ve kedi ailesi: büyük, sivri kesici dişler ve köpek dişleri (kanin); tırtıklı azı dişleri ezip parçalar. Hepçil (omnivor) — insan, ayı, fare: 32 diş; her iki yanda önden arkaya 4 kesici (ısırmak), 2 köpek (koparmak), 4 azı (öğütmek), 6 büyük azı (ezmek).
Etçillerin mide ve bağırsakları daha kısa ve basittir; protein ve yağca zengin besinler hızlı parçalanır ve kolay emilir. Genişleyebilen mideler etçil omurgalılarda yaygındır: bir öğünde çok besin alıp uzun süre bekleyebilirler. Otçul ve hepçillerin kanalları vücut boyutlarına göre daha uzundur (tavşan ↔ tilki) — selüloz sindirimi zor olduğu için daha fazla zaman ve daha geniş yüzey alanı gerekir.
① Safra bir enzim değildir; yağı damlacıklara ayırması mekanik sindirimdir. ② Tek bölmeli mide tek başına “selülozu sindiremez” anlamına gelmez: at da tek bölmelidir ama kör bağırsağındaki mikroorganizmalar sayesinde sindirir. Belirleyici olan mikroorganizmaların varlığıdır.