Sindirim

Canlının dış ortamdan besinleri alma ve kullanma sürecine beslenme denir. Ototrof canlılar kendi besinlerini fotosentez veya kemosentezle üretirken, heterotrof canlılar enerji ihtiyacını 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. Hayvanlarda bu süreç besinlerin alınması, sindirim, emilim ve atıkların uzaklaştırılması şeklinde ilerler.

Mekanik ve Kimyasal Sindirim

Sindirim, mekanik ve kimyasal sindirim olmak üzere iki çeşittir. Mekanik sindirim, besinlerin fiziksel olarak küçük parçalara ayrılmasıdır (ağızda dişlerle çiğneme, midedeki kas hareketleriyle ezme, yağların safrayla küçük damlacıklara ayrılması gibi) ve enzim kullanılmaz. Mekanik sindirimle küçültülen besinler kimyasal sindirime uğrar; bu, büyük moleküllü besinlerin hidrolizle yapı taşlarına ayrışmasıdır ve su ile enzim gerektirir. Sonuçta karbohidratlar monosakkaritlere, yağlar gliserol ve yağ asitlerine, proteinler amino asitlere parçalanır.

Hücre İçi ve Hücre Dışı Sindirim

Kimyasal sindirim, gerçekleştiği yere göre ikiye ayrılır:

• Hücre İçi Sindirim: İnsan akyuvar hücrelerinde, amip ve öglena gibi tek hücrelilerde, süngerlerde görülür. Besinler hücre zarınca koful oluşturularak endositozla hücreye alınır; koful lizozomla birleşir, lizozomdaki enzimler besinleri yapı taşlarına parçalar. Oluşan glikoz, amino asit, yağ asidi gibi yapı taşları koful zarından sitoplazmaya geçer; atıklar ekzositozla dışarı atılır. İnsanda akyuvarların mikroorganizmaları yok etmesi ve karaciğerdeki Kupffer hücrelerinin yaşlanmış alyuvarları parçalaması buna örnektir.
• Hücre Dışı Sindirim: Çürükçül canlılarda, salyangoz ve denizkestanesi gibi bazı omurgasızlarda ve omurgalılarda görülür. Büyük moleküllü besinler, hücreden salgılanan enzimlerle hücre dışında sindirilir; oluşan küçük besinler aktif ya da pasif taşımayla hücre içine alınır. Gelişmiş vücut yapısına sahip hayvanlarda ağızda başlayıp anüste sonlanan, iki açıklıklı bir sindirim kanalı bulunur; besinler bu kanal boyunca kademeli olarak sindirilir ve emilir.

Omurgalılarda Sindirim Yapıları

Omurgalı hayvanların çoğunda ağız, yutak, yemek borusu, mide, ince ve kalın bağırsaktan oluşan bir sindirim sistemi bulunur; ancak ağız, çene, diş ve mide yapılarında türe göre farklılıklar görülür. Kuşlarda diş yoktur; ağız gaga şeklindedir ve sindirim kanalı ağız-yutak-yemek borusu-kursak-mide-taşlık-ince bağırsak-kalın bağırsak-kloak sırasıyla ilerler. Kursak, besinlerin bir süre depolanıp yumuşamasını sağlar. Kuşlarda mide iki bölümlüdür: bezli midede enzim ve asit salgılanarak kimyasal sindirim başlar, kaslı mide (taşlık) ise güçlü kas yapısıyla besinleri fiziksel olarak parçalar.

Diş Adaptasyonları

Beslenme şekli diş yapısını doğrudan etkiler:

• Etçiller (karnivor) — örn. köpek, kedi ailesi: büyük sivri köpek dişleri ve küçük keskin kesici dişleri vardır; avı yakalayıp öldürmeye ve et koparmaya yarar, tırtıklı azı dişleri besini ezip parçalar.
• Otçullar (herbivor) — örn. atlar, geyikler: geniş, çıkıntılı yüzeyli azı dişleri sert bitkisel besinleri öğütmek için özelleşmiştir; kesici ve köpek dişleri bitki parçalarını koparmaya uyarlanmıştır, bazı otçullarda köpek dişi bulunmayabilir.
• Hepçiller (omnivor) — örn. insan, ayı, fare: hem bitkisel hem hayvansal besine uyum sağlamıştır. Yetişkin bir insanda toplam 32 diş bulunur: dört kesici diş (ısırmak), iki köpek dişi (koparmak), dört küçük azı dişi ve altı büyük azı dişi (ezmek/öğütmek) her iki yanda simetrik dizilir.

Mide ve Bağırsak Adaptasyonları

Memelilerin sindirim organlarının boyutu da beslenme şekline göre değişir. Etçillerin mide ve bağırsakları, protein ve yağ bakımından zengin hayvansal besinleri hızla sindirecek şekilde daha kısa ve basittir.

Geviş getiren otçullardan biri olan inekte mide dört bölümden oluşur: işkembe, börkenek, kırkbayır, şirden. Çiğnenmiş besinler işkembe ve börkenekte geçici olarak depolanır; buradaki mikroorganizmaların salgıladığı enzimler selülozu sindirir (hayvanların kendi enzimleri selülozu sindiremez). Besinler börkenekten ağza geri getirilip yeniden çiğnenir — buna geviş getirme denir. Yeniden yutulan besinler kırkbayıra (su büyük ölçüde uzaklaştırılır) ve şirdene (ineğin kendi enzimleriyle sindirim devam eder) geçer, kısmen sindirilmiş olarak ince bağırsağa ulaşır ve orada sindirim tamamlanıp emilim gerçekleşir.

Tavşan, eşek, katır, at gibi geviş getirmeyen otçul memelilerin mideleri tek bölmelidir; bu hayvanlarda selülozu sindiren mikroorganizmalar kör bağırsakta bulunur. İnsanlar, bazı maymun türleri ve etçil memeliler de tek bölmeli mideye sahiptir, ancak sindirim sistemlerinde selüloz sindiren bakteri bulunmadığından selüloz sindirimi gerçekleşmez.

Beslenme farkı, sindirim kanalının uzunluğuna da yansır: otçul ve hepçillerin sindirim kanalları vücut boyutlarına göre etçillerinkinden daha uzundur (örn. otçul tavşan, etçil tilkiden vücuduna oranla daha uzun bağırsağa sahiptir). Bitkisel besinler selüloz içerdiğinden sindirimi ete göre daha zordur; uzun sindirim kanalı otçullara daha fazla sindirim süresi ve emilim için daha geniş yüzey alanı kazandırır.

Özet

• Sindirim, büyük moleküllü besinlerin yapı taşlarına ayrılmasıdır; mekanik (enzimsiz, fiziksel küçültme) ve kimyasal (hidroliz, enzim gerektirir) olmak üzere ikiye ayrılır.
• Kimyasal sindirim, gerçekleştiği yere göre hücre içi (akyuvar, amip, öglena, sünger) ve hücre dışı (sindirim kanalı olan hayvanlar) sindirim olarak ikiye ayrılır.
• Beslenme şekli (etçil/otçul/hepçil); diş yapısını, mide yapısını (tek bölmeli/dört bölmeli/bezli+kaslı) ve bağırsak uzunluğunu doğrudan şekillendirir.
• Geviş getiren otçullarda (inek gibi) dört bölmeli mide (işkembe, börkenek, kırkbayır, şirden) selülozun mikroorganizmalar aracılığıyla sindirilmesini sağlar.