İnce bağırsak

Nurten pazar sabahı kahvaltıda kocaman bir bardak süt içiyor. Öğleye doğru karnının alt yanı şişip guruldamaya başlayınca buzdolabındaki kutuyu suçluyor: «Süt bozuktu.» Kuzeni Melih kutuyu alıp son kullanma tarihine bakıyor; tarih geçmemiş, koku da normal. Üstelik aynı kutudan kendisi de bir bardak içmiş ve hiçbir şey hissetmemiş. Nurten bir şey daha fark ediyor: sütü içtikten hemen sonra midesinde bir rahatsızlık yoktu, sıkıntı ancak birkaç saat sonra ve göbeğinin altında başladı. Aynı süt iki kişiye farklı davranıyorsa fark sütte değil, sütü karşılayan bedende olmalı. Süt mideden geçtiğinde işi bitmiş miydi, yoksa süt şekerini parçalayacak asıl iş daha aşağıda, kişiden kişiye değişebilen bir enzimi mi bekliyordu?

• Kimusun on iki parmak bağırsağına gelişini ve asidin nötrleşmesini sindirim enzimlerinin çalışma koşuluna bağlarsın.
• İnce bağırsakta etkili enzimleri substratı, ürünü ve geldiği organla eşleştirirsin.
• Safranın fiziksel etkisini lipazın kimyasal etkisinden ayırırsın.
• Karbonhidrat, protein ve nükleik asitlerin kimyasal sindiriminin nerede başlayıp nerede tamamlandığını sıralarsın.

Mideden çıkan asitli lapa

Midede asitle ve pepsinle çalkalanan besin, pilor büzgecinden yarı sıvı bir lapa olarak çıkar; bu lapaya kimus denir. «Mide» dersinde büzgecin kimusu azar azar geçirdiğini görmüştük. Bu derste o küçük porsiyonların ince bağırsakta nasıl karşılandığını izliyoruz. Pepsin proteinleri peptitlere ayırmıştır, tek tek amino asit henüz yok denecek kadar azdır. Tükürük amilazının yarım bıraktığı nişasta asitte beklemiştir. Yağlarla nükleik asitlerin bağlarına ise neredeyse hiç dokunulmamıştır.

Kimusun girdiği ilk bölüm on iki parmak bağırsağıdır (duodenum); adını, uzunluğunun yan yana dizilmiş on iki parmak enine yakın olmasından alır. Kısa olmasına karşın sindirimin en yoğun yürüdüğü yerlerden biridir, çünkü iki dış salgı buraya dökülür: karaciğerde yapılan safra ve pankreasın ürettiği pankreas özsuyu. Bu iki salgının nerede yapıldığını, nasıl depolandığını ve salgılanmasının nasıl zamanlandığını «Karaciğer ve pankreas» dersine bırakıyoruz; burada yalnız bağırsakta ne iş gördüklerine bakacağız. Bağırsak duvarındaki bezler de kendi salgısını bu ortama katar.

Midenin kuvvetli asidi bu bölümde sorun çıkarır. «Enzimler» dersinde pepsinin asitte, tripsinin bazik ortamda çalıştığını, yani enzimlerin pH tercihinin birbirinden ayrıldığını öğrenmiştik. İnce bağırsakta çalışacak enzimler asitte değil, nötre yakın ve hafif bazik bir ortamda etkindir. Pankreas özsuyunun taşıdığı bikarbonat (HCO₃⁻) kimustaki asidi nötrleştirir ve ortamı hafif baziğe çevirir; bağırsak salgısı da bu dengeye katkı yapar. Bu değişimin iki sonucu var. Birincisi, bağırsağın iç yüzeyi asidin aşındırıcı etkisinden korunur. İkincisi, midede proteinleri parçalayan pepsin optimum pH'ının dışına düşer ve etkinliğini yitirir. Proteinlerin sindirimi bu noktada durmaz; işi bazik ortamı seven başka enzimler devralır.

Uzun bir kanal, üç bölüm

On iki parmak bağırsağından sonra ince bağırsak jejunum ve ileum diye iki bölümle sürer; ileum, kalın bağırsağa bağlanır. Sindirim kanalının en uzun kısmı burasıdır ve karın boşluğuna kıvrılarak sığar. Kimyasal sindirimin büyük bölümü ince bağırsağın ilk bölümlerinde tamamlanır. Sindirilmiş küçük moleküllerin kana ve lenfe geçişi ise bütün uzunluk boyunca sürer. Bağırsağın iç yüzeyini kaplayan çıkıntıların bu geçişi nasıl kolaylaştırdığı «Emilim ve kalın bağırsak» dersinin konusudur; bu derste moleküllerin o noktaya kadar nasıl küçüldüğüyle ilgileniyoruz.

Bağırsak duvarı ne yapar

İnce bağırsağın duvarında, «Kas çeşitleri» dersinde tanıdığımız düz kas katmanları bulunur ve otonom sinir sistemiyle istemsiz yönetilir. Bu kaslar iki farklı hareket üretir. Peristaltizm, halkasal kasların bir dalga gibi art arda kasılmasıdır; içeriği tek yöne, kalın bağırsağa doğru iter. Karıştırma hareketleri (segmentasyon) ise birbirine yakın halkaların sırayla kasılıp gevşemesiyle olur; içerik ilerlemeden aynı bölgede ileri geri çalkalanır. Bu çalkalama kimusu safra ve özsularla harmanlar, enzimin substratla buluşma olasılığını artırır ve sindirilmiş molekülleri bağırsak duvarına yaklaştırır. İki hareket de molekülleri değiştirmez. Peristaltizm asıl olarak taşıma işidir; karıştırma ise besini özsularla harmanladığı için ince bağırsaktaki mekanik sindirimin parçasıdır.

Safra: enzimsiz yardımcı

Zeytinyağlı bir tabağı yalnız suyla durulamaya çalışan biri, yağın damlalar hâlinde kalıp suyla karışmadığını görür; deterjan eklenince büyük damlalar küçük damlacıklara dağılır. Safra, yağlara bağırsakta benzer bir iş yapar. Suda çözünmeyen yağ büyük kütleler hâlinde gelir. Safradaki safra tuzları bu kütleleri çok sayıda küçük damlacığa ayırır; buna emülsiyon denir. Damlacıklar küçüldükçe toplam yüzey büyür ve yağı parçalayan enzimin tutunabileceği yer çoğalır.

Burada bir sınır çizgisi var: safra enzim içermez. Emülsiyon sırasında yağ molekülünün bağları kopmaz; gliserole bağlı yağ asitleri yerinde kalır. Bu, tıpkı bir ekmeği dilimlemek gibi fiziksel bir değişimdir. Yağın kimyasal sindirimini pankreastan gelen lipaz yapar. Safra olmadan da lipaz salgılanır, ama büyük damlaların yalnız dış yüzüne erişebildiği için yağ sindirimi yavaşlar ve sindirilmeden kalan yağ artar.

Dört besin grubu, bir enzim haritası

«Karbonhidratlar», «Yağlar», «Proteinler» ve «Nükleik asitler ve ATP» derslerinde büyük moleküllerin küçük birimlerin su çıkarılarak bağlanmasıyla kurulduğunu, su harcanarak yani hidrolizle ayrıldığını görmüştük. İnce bağırsaktaki enzimlerin hepsi hidroliz enzimidir; aradaki fark, hangi bağı kopardıklarıdır.

Karbonhidratlar. Nişastanın sindirimi ağızda tükürük amilazıyla başlamış, midenin asidinde durmuştu. İnce bağırsakta pankreas amilazı nişastayı ve glikojeni ikili şeker olan maltoza kadar parçalar. Son adımı bağırsak duvarının enzimleri atar: maltaz maltozu iki glikoza, sükraz çay şekeri sükrozu glikoz ve fruktoza, laktaz süt şekeri laktozu glikoz ve galaktoza ayırır. Ürünler artık tek birimli şekerler, yani monosakkaritlerdir. İnsanın sindirim kanalında selülozu parçalayan bir enzim bulunmaz.

Proteinler. Pankreas, protein sindiren enzimlerini etkin olmayan öncül biçimde salgılar; bu önlemin pankreası nasıl koruduğu «Karaciğer ve pankreas» dersinde ele alınıyor. Öncüllerden tripsinojen on iki parmak bağırsağına gelince bağırsak duvarının salgıladığı enterokinaz onu etkin tripsine çevirir. Oluşan tripsin hem kalan tripsinojenleri etkinleştirerek süreci hızlandırır hem de pankreastan gelen kimotripsinojeni etkin kimotripsine dönüştürür. Tripsin ve kimotripsin, midede pepsinin başlattığı parçalamayı sürdürür; proteinleri ve uzun peptitleri kısa peptitlere ayırır. Kısa peptitleri tek tek amino asitlere ayıran ise peptidazlardır: pankreastan gelen karboksipeptidaz zincirin ucundan amino asit koparır, bağırsak duvarının aminopeptidaz ve dipeptidaz enzimleri işi bitirir. Enterokinazın kendisi besindeki proteinleri parçalamaz; işi bir anahtar gibi tripsinojeni açmaktır.

Yağlar. Emülsiyona uğramış damlacıklarda pankreas lipazı nötral yağı yağ asitleri ve gliserole ayırır. Ders kitabı düzeyinde yağın sindirim ürünleri bu ikisi olarak yazılır. Yağların kimyasal sindiriminin asıl yeri ince bağırsaktır.

Nükleik asitler. Besinlerle aldığımız her hücre DNA ve RNA da taşır. Bunların kimyasal sindirimi ağızda ve midede başlamaz; ince bağırsakta başlar ve orada biter. Pankreastan gelen nükleazlar nükleik asitleri nükleotitlere ayırır; bağırsak duvarının nükleotidazları da ders kitabı düzeyinde nükleotitleri fosfat, beş karbonlu şeker ve organik baza parçalar.

Tabloyu ezberlemeden okumanın yolu enzim adındadır: «-az» eki çoğunlukla substratın adına eklenir (maltaz, laktaz, sükraz, nükleaz). Tripsin ve kimotripsin bu kurala uymayan eski adlardır.

Yolun sonu ince bağırsak

Ağızdan itibaren izlenirse kimyasal sindirimin başladığı yerler farklıdır: karbonhidratlarda ağız, proteinlerde mide, nükleik asitlerde ince bağırsak. Bitiş ise hepsinde aynıdır. Dört besin grubunun kimyasal sindirimi ince bağırsakta tamamlanır, çünkü son ürünleri veren enzimler, yani maltaz, laktaz, sükraz, peptidazlar, lipaz ve nükleotidaz, ya bağırsak duvarından ya da bağırsağa dökülen pankreas özsuyundan gelir.

Nurten'in sütüne dönelim. Laktoz midede parçalanmaz; onu glikoz ve galaktoza ayıran laktaz ince bağırsağın duvarında üretilir. Laktaz üretimi kişiden kişiye değişebilir ve azaldığında laktoz parçalanamadan kanalda ilerler; şişkinlik ve gaz gibi yakınmalar eşlik edebilir. Laktaz azlığına bağlı bu tabloya laktoz intoleransı denir. Nurten'in yaşadığının ne olduğunu ancak bir hekim söyleyebilir; bizim için önemli olan, kahvaltıdaki sütün asıl sindiriminin mideden saatler sonra, ince bağırsakta beklediğidir.

Bu derste safra ile pankreas özsuyunu hep bağırsağa vardıkları anda yakaladık; kaynaklarına hiç gitmedik. Safrayı yapan organla onu öğünler arasında saklayıp yoğunlaştıran kesenin aynı şey olmadığını, pankreasın bir yandan kana hormon verirken öte yandan kanalına özsu akıtmasını ve asitli kimusun gelişini bağırsak duvarındaki hücrelerin hormonlarla haber vererek bu iki salgıyı zamanladığını «Karaciğer ve pankreas» dersinde izleyeceğiz.

Örnek 1 — Dört sütunlu eşleştirme

Soru: Substrat, enzim, enzimin geldiği organ ve ürün sırasıyla verilen eşleştirmelerden hangisi doğrudur?

• A) Nişasta – pankreas amilazı – bağırsak duvarı – glikoz
• B) Laktoz – laktaz – pankreas – glikoz ve fruktoz
• C) Kısa peptit – dipeptidaz – bağırsak duvarı – amino asitler
• D) Nötral yağ – safra – karaciğer – yağ asitleri ve gliserol
• E) Nükleik asit – nükleotidaz – pankreas – amino asitler

Çözüm: Her satırı dört sütunda ayrı ayrı denetle. A'da amilaz pankreastan gelir ve nişastayı maltoza kadar götürür; iki sütun hatalı. B'de laktaz bağırsak duvarında üretilir, ürünlerden biri de fruktoz değil galaktozdur. D safrayı enzim yerine koyuyor; safra yağı yalnız damlacıklara ayırır. E'de nükleik asidi parçalayan nükleaz pankreastan gelir ve ürün nükleotittir. C'de dört sütun da yerindedir. Cevap: C.

Örnek 2 — Küçülen damla

Soru: Necati, «Safra yağı küçük damlacıklara ayırdığına göre yağın kimyasal sindirimini o yapıyor» diyor. Bu yargıyı en iyi düzelten açıklama hangisidir?

• A) Doğrudur; safra lipaz enzimi taşır.
• B) Yanlıştır; safra yağın yalnız yüzeyini artırır, yağ asidi ile gliserol arasındaki bağları koparan lipazdır.
• C) Yanlıştır; safra yağa değil proteinlere etki eder.
• D) Doğrudur; damlacıklara ayrılan yağ yağ asidine dönüşmüş olur.
• E) Yanlıştır; yağın kimyasal sindirimini midede pepsin yapar.

Çözüm: Emülsiyon fiziksel bir değişimdir: yağ molekülü olduğu gibi kalır, yalnız daha küçük damlalara dağılır. Bağların hidrolizini pankreas lipazı yapar. A safraya enzim yüklüyor, D damlanın küçülmesini molekülün parçalanmasıyla karıştırıyor, C safranın hedefini değiştiriyor, E ise protein enzimini yağa atıyor. Cevap: B.

Örnek 3 — Dört tüp, iki enzim

Soru: Dört tüpün her birinde eşit miktarda haşlanmış yumurta akı parçası var ve tüpler vücut sıcaklığında bekletiliyor; düzenek varsayımsaldır. Birinci tüpe pepsin eklenip pH yaklaşık 2'ye, ikinciye pepsin eklenip pH yaklaşık 8'e, üçüncüye tripsin eklenip pH yaklaşık 2'ye, dördüncüye tripsin eklenip pH yaklaşık 8'e ayarlanıyor. Belirgin protein sindirimi hangi tüplerde beklenir?

• A) Yalnız birinci ve dördüncü tüpte
• B) Yalnız birinci ve üçüncü tüpte
• C) Yalnız dördüncü tüpte
• D) Dört tüpte de
• E) Yalnız ikinci ve dördüncü tüpte

Çözüm: İki enzim de protein sindirir, ama optimum pH'ları farklıdır. Pepsin midenin asidinde, tripsin ince bağırsağın hafif bazik ortamında etkindir. Bu yüzden pepsin pH 2'de, tripsin pH 8'de çalışır; öteki iki tüpte enzim optimumunun dışındadır. B bütün protein enzimlerini asitçi sanıyor, E ise bütün protein enzimlerini bazikçi; D pH'ı hiç hesaba katmıyor. Cevap: A.

Örnek 4 — Nurten'in sütü

Soru: Aynı kutudan süt içen iki kişiden yalnız Nurten'de birkaç saat sonra şişkinlik başlıyor. Bu farkı açıklamak için incelenmesi en anlamlı olan hangisidir?

• A) Tükürük amilazının laktozu parçalayıp parçalayamadığı
• B) Midede pepsinin laktozu sindirip sindiremediği
• C) Safranın laktozu emülsiyona uğratıp uğratamadığı
• D) İnce bağırsak duvarında laktozu glikoz ve galaktoza ayıran laktazın yeterli olup olmadığı
• E) Pankreasın laktozu maltoza dönüştürüp dönüştüremediği

Çözüm: Süt aynı olduğuna göre fark bedendedir. Laktozu hidroliz eden enzim laktazdır ve bağırsak duvarında üretilir. Amilaz nişastaya, pepsin proteinlere etki eder; safra yalnız yağları damlacıklara ayırır. Laktozun maltoza dönüşmesi diye bir sindirim adımı da yoktur. Burada bir tanı konmuyor; yalnız sorunun hangi adımda aranacağı belirleniyor. Cevap: D.

• Safrayı sindirim enzimi saymak. Safra enzim taşımaz; yağı damlacıklara ayırarak lipazın iş yüzeyini artırır. Yağ bağlarını koparan lipazdır.
• Sindirimin midede bittiğini sanmak. Mide yalnız proteinlerin sindirimini başlatır; dört besin grubunun kimyasal sindirimi ince bağırsakta tamamlanır, nükleik asitlerinki de orada başlar.
• Pankreas amilazının glikoz verdiğini yazmak. Amilaz nişastayı maltoza kadar götürür; maltozu glikoza ayıran bağırsak duvarının maltazıdır.
• Enterokinazı protein sindiren enzim sanmak. Enterokinaz besin proteinlerini parçalamaz; tripsinojeni tripsine çevirir. Kimotripsinojeni etkinleştiren ise tripsindir.
• Enzimin geldiği organı adından tahmin etmek. «Pankreas amilazı» adında organı taşır, ama tripsin de lipaz da pankreastan gelir; maltaz, laktaz, sükraz ve enterokinaz ise bağırsak duvarından.
• Bütün protein enzimlerinin asitte çalıştığını düşünmek. Pepsin asitte, tripsin ve kimotripsin hafif bazik ortamda etkindir; bikarbonat bu yüzden gereklidir.