SİNDİRİM SİSTEMİ Besin maddelerinin su ve enzimler yardımıyla yapıtaşlarına kadar parçalanması olayına sindirim denir. A. SİNDİRİM ŞEKİLLERİ 1. Mekanik Sindirim Fiziksel etkilerle besinlerin daha küçük parçalara ayrılmasıdır. Besinlerin kimyasal yapısı değişmez. Bu olaylarla enzimlerin etki yüzeyi artırıldığı için, esas sindirim kolaylaştırılır ve hızlandırılır. 2. Kimyasal Sindirim Hücrelerin, protein, yağ ve karbonhidratlı bileşiklerden faydalanabilmesi için bunların hidroliz edilmesi gerekir. Hidroliz; besin maddelerinin su yardımıyla parçalanması reaksiyonlarına denir. Bununla proteinler amino asitlere, yağlar yağ asiti ve gliserole, karbonhidratlar monosakkaritlere, nükleik asitler ise, pentoz, organik baz ve fosfata indirgenir. Besin maddelerinin bu şekilde en küçük bileşenlerine parçalanmasına tam sindirim denir. Kompleks besinlerin bazı ara bileşiklere kadar parçalanmasına ise eksik sindirim denir. 3. Hücre içi Sindirim Fagositoz ve pinositozla hücre içine alınan veya hücre içinde sentezlenen besin maddelerinin, besin kofulunda lizozom enzimleri yardımıyla hidrolizine denir. Bir hücrelilerin bazılarında, akyuvarlarda, çok hücrelilerden süngerlerde, hidrada ve planaryada görülür. Amip, besini yalancı ayaklarıyla sararak besin kofulu oluşturur. Oluşan kofula sindirim enzimleri (hidrolitik enzimler) girince sindirim olayı başlar. Besin kofulu sitoplazmik hareketlerle yer değiştirir. Besin kofulunda açığa çıkan sindirim ürünleri difüzyonla sitoplazmaya geçer. Kofuldaki sindirilemeyen artıklar hücre zarından dışarıya atılır. 4. Hücre Dışı Sindirim Besin maddelerinin hücrelerden dışarıya salgılanan enzimler yardımıyla yapı taşlarına ayrılmasına denir. Çok hücreli hayvanların çoğunda, saprofit bakterilerde, mantarlarda, böcekçil bitkilerde hücre dışı sindirim görülür. B. OMURGASIZLARDA SİNDİRİM Bazılarında besinlerin alınması ve sindirilmeyen artıkların atılması aynı açıklıkla sağlanır. Böyle sindirim sistemlerine eksik sindirim sistemi denir. Hidrada ve planaryada sindirim sistemi bu tiptendir. Hidrada sindirim boşluğunun tek açıklığı hem ağız hem de anüs olarak görev yapar. Planaryada sindirim kesesi, hidradakinden farklı olarak dallanmalar yaparak vücudun her tarafına uzanır. Yuvarlak solucanlardan başlayarak birçok hayvanda, iki açıklıklı ve değişik kısımları özelleşmiş boru şeklinde sindirim kanalı bulunur. Bu şekilde olan sindirim sistemine tam sindirim sistemi denir. Halkalı solucanlardan olan toprak solucanında tam sindirim sistemi bulunur. Alınan besinler, yemek borusundan geçerek kursağa gelir, besin maddeleri burada yumuşatılır ve taşlık denilen bölgeye aktarılarak taşların yardımıyla mekanik olarak parçalanır. Daha sonra bağırsağa geçen besinler, buradaki hücrelerden salgılanan enzimlerle sindirilir. Sindirim ürünleri bağırsak hücreleri tarafından emilir ve artık maddeler anüsten dışarıya atılır. C. OMURGALILARDA SİNDİRİM Omurgalı canlıların tamamında ağızla başlayıp anüsle ve kloakla tamamlanan tam sindirim sistemi bulunur. Kuşlarda gaga şeklini almış ağızda diş bulunmaz. Memeli canlılarda dişlerin yaptığı işi kuşlarda taşlık üstlenmiştir. Kursak besinlerin biriktirilmesini ve yumuşatılmasını sağlar. 1. mide (bezli mide) besinlerin yumuşatılmasını ve kayganlaştırılmasını sağlar. Kuşlarda kimyasal sindirim ince bağırsağa bağlı pankreastan ve karaciğerden gönderilen yardımcı sıvılar sayesinde gerçekleştirilir. Artık maddeler kloaktan dışarıya atılır. 2. mide (taşlık) besinlerin taşlar yardımıyla mekanik olarak sindirilmesini sağlar. Şekil : Omurgalılardan Kuşun Sindirim Sistemi Memelilerden; geviş getirenlerde mide dört bölmelidir. Otcul olan bu canlılarda besin öğütücü ve kesici dişler tarafından alınır işkembeye gönderilir. Burada belli bir süre depo edilir. Bu sırada bazı bakteriler yardımıyla besinin bir bölümü parçalanır. Depolanan besin daha sonra ağıza parça parça gönderilip çiğnenir. Bu olaya geviş getirme denir. Ağızda çiğnenen besinler, ikinci kez yutulunca; besin, sindirim sıvılarıyla parçalanır. Bu canlıların ince bağırsağı oldukça uzundur. Selülozun sindirimi de canlıdan salınan enzimlerle değil, sindirim sisteminde bulunan tek hücreliler ve bakteriler tarafından salgılanan enzimlerle uzun zamanda gerçekleştirilir. D. İNSANDA SİNDİRİM SİSTEMİ Sindirim sistemi, bazı yerleri geniş ve bazı kısımları dar olan bir sindirim kanalı ile, bu kanala açılan yardımcı salgı bezlerinden meydana gelir. Şekil : İnsanda Sindirim Sisteminin Genel Yapısı 1. Sindirim Sisteminin Kısımları İnsanın sindirim sistemi; ağız, dil, dişler, yutak, tükrük bezleri, yemek borusu, mide, bağırsaklar, karaciğer, pankreas, rektum ve anüs yapılarından meydana gelir. Bu yapılar başka görevler de yapmaktadırlar. Örneğin, dil besinleri karıştırmanın yanında; hem bir duyu organı, hem de konuşmada etikilidir. a. Ağız: İnsanda sindirim ağızda başlar. Ağızda sindirime yardımcı olan dişler, dil ve ağıza açılan tükrük bezleri bulunur. Ağızda; dışarıdan alınan besin maddeleri dişler yardımıyla mekanik olarak, tükürük içinde bulunan enzimle kimyasal olarak sindirime uğratılır. Dişler, besinlerin mekaniksel olarak parçalanmasını sağlar. Dişin dıştan içe doğru kesiti incelendiğinde mine, dentin ve öz olmak üzere üç bölüm ayırt edilir. Dil, çizgili kaslardan yapılmış olup, tat almaya, besinleri karıştırmaya, yutmaya ve konuşmaya yarar. b. Tükrük Bezleri: Kulak altı, dil altı ve çene altı olmak üzere, ağızda üç çift tükrük bezi bulunur. Tükrük içerisinde amilaz, mukus, Na+ ve Ca++ iyonları vardır. Tükrükte bulunan amilaz pişmiş nişastayı kimyasal olarak parçalayabilir. c. Yutak ve Yemek Borusu: Dil besinleri yutağa doğru iter. Bu sırada soluk borusu gırtlak kapağı ile kapatılır. Yutak ile mide arasında yemek borusu bulunur. Yutulan besinler yemek borusuna geldiğinde, yemek borusu peristaltik hareketlerle kasılarak besinin ilerlemesini sağlar. Olayda yerçekimininde katkısı vardır. d. Mide: Mide besinleri depo eden, mekanik olarak parçalayan ve proteinleri sindirmek için enzim salgılayan bir organdır. Çalışması otonom sisteme ait vagus sinirleriyle denetlenir. Mide bezleri tarafından mide özsuyu salgılanır. Mide özsuyunun salgılanması gastrin hormonu tarafından sağlanır. Mide özsuyu içerisinde hidroklorik asit (HCl), pepsinojen ve süt çocuklarında lap enzimi bulunur. Mide ortamı asidikdir (pH 2 – 3). Goblet hücrelerinin salgıladığı mukus, mide yüzeyini HCl etkisinden korur. e. İnce Bağırsak: Kimyasal sindirim ince bağırsakta tamamlanır. Gerekli enzimler ve yardımcı sıvılar, pankreas, karaciğer ve bağırsak çeperinden gelir. Sindirimi tamamlanmış besin maddelerinin emilimi en fazla buradan olur. İnce bağırsağın mideden sonra ilk bölümüne oniki parmak bağırsağı, bundan sonra gelen kısma boş bağırsak ve en son bölgeye kıvrımlı bağırsak denir. İnce bağırsağın iç yüzeyinde emilme yüzeyini artırıcı villus (tümör) adını verdiğimiz çıkıntılar yer alır. İnce bağırsakta besinlerin hareketini kolaylaştıran, mukus salgılayan goblet hücreleri bulunur. İncebağırsakta besinler yemek borusunda olduğu gibi peristaltik hareketlerle ilerler. f. Kalın Bağırsak: Kalın bağırsak sindirilmeyen maddeleri toplama ve atma işini görür. İnce bağırsakla kalın bağırsağın birleştiği yerde kör bağırsak (çekum) bulunur. İnsanda, bu kör bağırsağın ucunda, körelmiş bir çıkıntı apandix bulunur. Kalın bağırsak rektum denilen bir yapı ile sonlanır. Rektumun dışa açılan kısmına anüs denir. Kalın bağırsakta ince bağırsaktan farklı olarak villuslar bulunmaz ve kimyasal sindirim yapılmaz. g. Pankreas : Pankreas dış salgı olarak farklı besinler için sindirim enzimleri içeren pankreas özsuyunu salgılar. Bunların en önemlileri; amilaz, lipaz, peptitaz ve nükleazlar dır. Pankreas özsuyunun salgılanması ince bağırsaktan gelen sekretin hormonu tarafından düzenlenir. h. Karaciğer: Karaciğer vücudun en önemli organlarındandır. Karaciğerin yapı ve görevi birimi lopcuklardır. Karaciğerin alt yüzeyinde safra kesesi (öd kesesi) bulunur. Karaciğer hücreleri tarafından üretilen safra karaciğer kanalıyla öd kesesine getirilir. Safranın içinde safra tuzları, kolesterol, yağ asitleri, safra pigmentleri ve su bulunur. Safranın Görevleri : Yağların mekanik olarak sindirilmesini sağlar. Yağda eriyen A - D - E - K vitaminlerinin emilimini artırır. Mideden gelen asidik besinleri bazik hale getirir. Bağırsak kokuşmalarını önler, zararlı bakterilerin üremesine engel olur. Bağırsak villuslarının hareketini artırır. Karaciğere iki kaynaktan kan gelir. Birincisi dalak ve sindirim organlarıdır. Bunlardan toplanan kan, kapı toplar damarı ile karaciğere götürülür. İkincisi damar ise aortun bir koludur. Aorttan gelen kan karaciğer atar damarı yoluyla karaciğere ulaşır. Karaciğerin Görevleri : Vücut ısısını düzenler. Antitoksik fonksiyonu ile zehirli (toksik) maddeleri zehirsiz hale getirir. Pıhtılaşmada rol oynayan protrombin ve fibrinojeni üretir. Yaşlı alyuvar hücrelerini parçalar. Embriyo döneminde kan hücrelerinin üretimini sağlar. Kanda bulunan fazla glikozu glikojen halinde depo eder. Safra üretir ve salgılar. Bunun için alyuvarların parçalanması sırasında açığa çıkan hemoglobini kullanır. Kanın damar içinde pıhtılaşmasını engelleyen heparini üretir. D, B, A ve bağırsaklarda sentezlenen, kanın pıhtılaşmasında rol oynayan K vitamini ile; demir, kalsiyum, bakır, protein ve yağları depo eder. Karotenden A vitamini sentezler. Zehirli (amonyaklı) maddeleri daha az zehirli üre ve ürik asit haline dönüştürür. Cinsiyet hormonlarının fazlasını yok eder. Lenf yapımında görev alır. Antikorların önemli bir kısmını üretir. Proteinlerin karbonhidrat ve yağlara dönüşümünü sağlar. 2. Besinlerin Sindirimi Kimyasal sindirimle proteinler amino asitlere, karbonhidratlar monosakkaritlere, yağlar yağ asidi ve gliserole parçalanarak hücre zarından geçecek küçüklüğe getirilir. Kimyasal sindirimle parçalanan moleküllerin bir kısmı hücrelerde hemen kullanılmazlarsa dokularda depo edilebilirler. Hayvanlar yedek besinlerini glikojen ve yağ şeklinde, bitkiler ise nişasta şeklinde depo eder. Bitkiler vitaminleri kendi bünyelerinde yapabildikleri halde, hayvanlar ve insanlar yapamazlar. Bu yüzden, hayvanların ve insanların başlıca vitamin kaynağı bitkilerdir. B ve K gibi bazı vitaminler hayvanların ve insanların bağırsaklarında yaşayan mikroorganizmalar tarafından sentezlenebilir. Beslenmede, temel besinlerden başka, sodyum (Na), potasyum (K), mağnezyum (Mg), fosfor (P), kalsiyum (Ca) ve demir (Fe) gibi mineral tuzlarının da alınması gerekir. Vitaminler ve mineraller sindirime uğramadan kana geçebilirler. a. Karbonhidratların Sindirimi: Karbonhidratların kana geçebilmesi için sindirim organlarında en küçük yapı birimi olan glikoz, fruktoz, galaktoz, riboz ve deoksiriboz monomerlerine kadar parçalanmaları gerekir. Karbonhidratların sindirimi ağızda başlar. Besin ağızda çiğnenirken tükrükteki amilaz enzimi, nişasta ve glikojen molekülündeki bağları koparır. Onları daha küçük parçalara (dekstrin) ve maltoza ayırır. Karbonhidratlar mideden hiçbir kimyasal değişikliğe uğramadan oniki parmak bağırsağına gelir. Besin bağırsağa girdiğinde, bağırsak hücrelerinden pankreası uyaran bir hormon salgılanır. Bu hormon, pankreastan öz suların salgılanmasını sağlar. Pankreas öz sularındaki enzimler (amilaz) ağızda tam olarak parçalanmayan karbonhidratları disakkaritlere (maltoza) kadar parçalar. Disakkaritlerin sindirimini sağlayan enzimler ise bağırsak öz suyunda bulunur. Bu enzimler (maltaz, sükraz ve laktaz) ise disakkaritleri monosakkaritlere parçalar. Böylelikle karbonhidratların sindirimi tamamlanmış olur. İnsanda selüloz sindirici enzim üretilmediği için selüloz kalın bağırsakdan dışkı olarak atılır. b. Proteinlerin Sindirimi : Proteinlerin ve proteinli bileşiklerin kana geçebilmeleri için, sindirim sisteminde yapı taşları olan amino asitlere parçalanmaları gerekmektedir. Proteinlerin kimyasal sindirimi midede başlar; ince bağırsaklarda tamamlanır. Yutulan besin mideye geldiğinde, bazı mide hücreleri bir hormon salgılar. Bu hormon mide bezlerinden enzim (pepsin) üretilmesini sağlar. Bu enzimler proteinlerin daha küçük birimlere (peptonlara) parçalanmasını sağlar. Parçalanan proteinler oniki parmak bağırsağına geldiğinde, pankreasın enzimleriyle (tripsin ve kimotripsin) ince bağırsaklarda amino asitlere ve dipeptitlere parçalanır. Dipeptitler ise bağırsak çeperinden salgılanan erepsin enzimiyle amino asitlere ayrışır. Bütün sindirim enzimleri protein yapıda olup, sağlıklı bir insan günde 100 gr kadar enzim salgılar. Bu miktar, dışardan alınan protein miktarına yakındır. Salgılanan enzimler ince bağırsağın son kısmında pinositozla emilerek hidroliz edilir ve emilir. Böylece protein kaybı önlenmiş olur. c. Yağların Sindirimi : Yağların ince bağırsaktan emilebilmesi için yağ asitleri ve gliserine kadar parçalanmaları gerekir. Yağlar, safra tuzlarının ve pankreastan salgılanan lipaz enziminin etkisiyle ince bağırsakta yağ asidi ve gliserole ayrılır. Safra tuzları, yağ damlalarının yüzeyini artırararak lipaz enziminin etkisini kolaylaştırır (mekanik etki). Şekil : Besinlerin Sindirimi Oluşan sindirim ürünleri; tekrar hidroliz edilemeyecek kadar basit moleküller olduklarından hücre zarından geçebilirler, hücrelerde yapı maddesi olarak veya vücudun enerji ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilirler. 3. Sindirilen Besinlerin Emilmesi Sindirim sonucu en küçük parçalara ayrılan besin maddelerinin kan ve lenfe geçmesine emilme denir. a. İnce Bağırsakta Emilim: Besin maddeleri en fazla ince bağırsaktan emilir. İnce bağırsaktaki emilme difüzyon veya aktif taşımayla gerçekleşir. Emilen besinler iki yol izler. I. Yol : Glikoz, galaktoz, fruktoz, amino asit, mineraller, su ve bazı vitaminler incebağırsaktan difüzyon ve aktif taşımayla kan damarlarına geçer. II. Yol : Yağ asitleri, gliserol, A, D, E, K vitaminleri bağırsak villuslarında emildikten sonra lenf kılcallarına geçer. Bu kılcallar peke sarnıcında toplanır. Peke sarnıcı göğüs lenf kanalı yoluyla sol köprücük altı toplardamarına oradan da üst ana toplardamara bağlanarak kalbe ulaşır. b. Kalın Bağırsakta Emilim: Sindirilen besin maddelerinin içerisinde bulunan suyun büyük bir kısmı kalın bağırsakta emilir. Kalın bağırsakta bakteri faaliyetleriyle K ve B vitaminleri sentezlenir. Bu vitaminler ve tuzların emilimi de kalın bağırsakta olur. Normal bir insanda sindirim karbonhitratların hepsi yağların %95'i ve proteinlerin %90'ı ince bağırsaktan gecerken emilir Bu emilim olaylarında difüzyon osmoz ve aktif taşıma görev yapar.