Emilim ve kalın bağırsak

Uluç, ablası Tomris'e akşam yemeğini hazırlarken yardım ediyor; bir yaşındaki yeğeni Tuana da mama sandalyesinde haşlanmış mısır tanelerini tek tek ağzına götürüyor. Uluç ödevinden öğrendiğini sanıyor: «Yediğimiz her şey midede eriyip kana karışır. Mideden sonrası yalnızca bir boru, oradan geçen şey işe yaramaz.» Ertesi sabah Tomris bez değiştirirken Uluç'u çağırıyor. Bezin içinde mısır tanelerinin parlak, sarı kabukları hiç bozulmadan duruyor; tanelerin içindeki yumuşak kısım ise ortada yok. Tomris bir de çocuk doktorunun her kontrolde doldurduğu boy ve kilo çizelgesini gösteriyor: Tuana ay ay büyüyor. Demek ki yediklerinin bir bölümü gerçekten vücuduna geçiyor, bir bölümü ise baştan sona yolculuk edip dışarı çıkıyor. Bu ayrım midede yapılmıyorsa nerede yapılıyor, ve o sarı kabuk yol boyunca neden hiç değişmedi?

• Halka kıvrımlar, villuslar ve mikrovillusların emilim yüzeyini nasıl büyüttüğünü açıklarsın.
• Sindirim ürünlerini emildikleri damar yoluyla ve ilk uğradıkları organla eşleştirirsin.
• Kalın bağırsağın bölümlerini, su geri emilimini, mukusunu ve bakterilerin katkısını ince bağırsağın işinden ayırırsın.
• Dışkılamanın boşaltımdan farkını madde kaynağına bakarak gerekçelendirirsin.

Emilim nerede olur

Sindirilmiş bir molekül bağırsağın boşluğunda durdukça vücut için hâlâ «dışarıdadır». Ağızdan anüse uzanan kanal bedenin içinden geçen bir tünele benzer; besin ancak tünelin duvarını aşıp kana ya da lenfe karıştığında hücrelere ulaşabilir. Bu duvarı aşma işine emilim diyoruz.

«Mide» dersinde midenin emebildiği maddelerin az olduğunu gördük: su, alkol ve birkaç mineral. Glikoz ve amino asitler, yağ asitleri ile gliserol gibi yapı taşlarının çok büyük bölümü ise ince bağırsakta emilir. Kimyasal sindirim ancak ince bağırsakta tamamlanır, emilim için gereken geniş yüzey de yalnız orada bulunur. «İnce bağırsak» dersindeki enzim haritası sindirimin son ürünlerini verdi; şimdi bu ürünlerin duvarı nasıl geçtiğine bakıyoruz.

Yüzeyi katlamanın üç basamağı

Bir havluyu düz bir bezle karşılaştıralım: havlunun ilmekli yüzü aynı genişlikte çok daha fazla suyu tutar. İnce bağırsak da iç yüzünü üç basamakta katlayarak genişletir.

En büyük ölçekte iç duvar, kanalın çevresini dolanan halka kıvrımlar yapar. Bu kıvrımların üstü, parmak biçimli sayısız çıkıntıyla kaplıdır: villuslar (bağırsak tüyleri). Her villusu örten epitel hücrelerinin bağırsak boşluğuna bakan zarı da mikroskopta fırça gibi görünen çok sayıda küçük uzantı taşır; bunlar mikrovilluslardır. Mikrovillus bir hücre değil, tek bir epitel hücresinin zar uzantısıdır. Üç basamak birbirinin üstüne eklendiği için ince bağırsağın iç yüzü, aynı uzunlukta düz bir borunun yüzeyinden kat kat geniştir. Yüzey büyüdükçe bir anda duvara değen molekül sayısı artar ve emilim hızlanır.

Bir villusun içine bakmak

Villusun dış yüzünü tek katlı epitel örter. Besin molekülünün aşması gereken engel yalnız bu ince hücre katmanıdır; kalın bir duvar olsaydı geçiş yavaşlardı. Epitel hücrelerinin arasında mukus salgılayan hücreler de bulunur. Villusun içinde ise şu yapılar yer alır:

Bu tabloyu bir ayrım üzerine okumak gerekir: villusa giren ürünler iki ayrı kanaldan vücuda dağılır. Hangi kanalın seçileceğini molekülün suda mı yağda mı çözündüğü belirler.

Kan yolu: monosakkaritler ve amino asitler

Glikoz, galaktoz ve fruktoz gibi monosakkaritler ile amino asitler suda çözünür. Bunlar epitel hücresine zardaki taşıyıcı proteinlerle girer. Glikoz, galaktoz ve amino asitler çoğunlukla aktif taşımayla, yani ATP harcanarak alınır; bu sayede bağırsaktaki derişimleri hücredekinden düşük olsa bile emilim sürer. Fruktoz ise kolaylaştırılmış difüzyonla, enerji harcamadan, derişim farkı yönünde girer. Bu iki yolun ayrıntısını TYT'deki taşıma derslerinde görmüştük. Hücreden geçen moleküller villustaki kılcal kana karışır.

Bağırsağın kılcallarından toplanan kan doğrudan kalbe gitmez; kapı toplardamarı adı verilen damarla önce karaciğere taşınır. «Karaciğer ve pankreas» dersinde karaciğerin fazla glikozu glikojen olarak depoladığını ve zararlı maddeleri etkisizleştirdiğini görmüştük. Kapı toplardamarı sayesinde ince bağırsaktan kana geçen suda çözünen maddeler genel dolaşıma karışmadan önce bu süzgeçten geçer. Karaciğerden çıkan kan sonra kalbe döner.

Lenf yolu: yağlar

Yağ asitleri ve gliserol zarın yağlı katmanından kolayca geçerek epitel hücresine girer. Burada şaşırtıcı bir şey olur: hücre bu parçaları yeniden birleştirerek yağ molekülü kurar ve onu proteinle sarar. Oluşan küçük lipoprotein paketleri (şilomikronlar) kılcal kana giremeyecek kadar büyüktür; villusun ortasındaki lenf kılcalına geçerler. Lenf damarları bu yükü göğüs boşluğunda büyük bir toplardamara boşaltır ve yağ kana ancak orada katılır. Yağların büyük bölümü bu nedenle karaciğere kapı toplardamarıyla değil, genel dolaşım üzerinden ulaşır. Lenf damarlarının vücuttaki ağını «Lenf sistemi» dersinde ayrıntılı göreceğiz.

Su, mineraller ve vitaminler

Su, sindirilmiş moleküllerin ve iyonların emilmesiyle oluşan derişim farkını izleyerek osmozla geçer; çözünen madde duvarı aştıkça su da arkasından gelir. Sodyum gibi mineraller çoğunlukla aktif taşımayla alınır. Suyun büyük kısmı ince bağırsakta emilir, kalanını kalın bağırsak toplar.

Vitaminler hangi çözücüyü seviyorsa o kanaldan gider. A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünür; yağ paketleriyle birlikte lenfe geçer. Bu yüzden yağ emilimini bozan bir durum, örneğin safranın bağırsağa ulaşamaması, bu vitaminlerin emilimini de azaltır. B grubu vitaminleri ve C vitamini suda çözünür ve kılcal kana karışır.

Kalın bağırsak: kısa ama geniş

İnce bağırsağın son bölümü kalın bağırsağa, içeriğin geri kaçmasını önleyen bir kapakçıkla açılır. Kalın bağırsak ince bağırsaktan kısadır ama çapı daha geniştir. İlk bölümü kese biçimindeki kör bağırsaktır; ona ucu kapalı, parmak biçimli apandis bağlıdır. Ardından karın boşluğunu bir çerçeve gibi dolaşan kolon gelir. Son bölüm olan düz bağırsak (rektum) dışkıyı biriktirir ve anüsle dışarı açılır.

Kalın bağırsağın duvarında villus yoktur ve bu bölüm sindirim enzimi salgılamaz. Buraya gelen içerikte artık emilecek yapı taşı pek kalmamıştır; asıl iş su ve bazı minerallerin geri emilimidir. İçerik kolon boyunca ilerledikçe suyunu yitirir ve koyulaşır. Duvardaki hücreler bol mukus salgılar; mukus duvarı korur ve koyulaşan içeriğin kaymasını kolaylaştırır.

Bağırsağın sakinleri

Kalın bağırsakta çok sayıda bakteri yaşar ve bunların büyük bölümü bize yararlıdır. Bu bakterilerin K vitamininin ve bazı B vitaminlerinin bir kısmını ürettiğini «Vitaminler ve hormonlar» dersinden biliyoruz; üretilen vitaminler kalın bağırsaktan emilir. Bakteriler insan enzimlerinin parçalayamadığı bazı artıkları kendi beslenmeleri için ayrıştırır, bu sırada gaz da açığa çıkar. Bağırsakta yerleşmiş yararlı bakteriler, zararlı mikropların tutunacak yer bulmasını da zorlaştırır. Bakteri sayısı herhangi bir nedenle belirgin biçimde azalırsa K vitamini üretimi düşer; K vitamini pıhtılaşma için gerekli bazı proteinlerin yapımında görev aldığından pıhtılaşmanın gecikmesi beklenebilir.

Lif, dışkı ve dışkılama

Bitki hücre çeperini oluşturan selülozu parçalayan bir enzim insanın sindirim kanalında yoktur. Selüloz bu yüzden yolculuğu büyük ölçüde değişmeden tamamlar. Bu ona işe yaramaz demek değildir: lif olarak dışkının hacmini artırır, bağırsak duvarını gerer ve kasların içeriği ileri itmesini kolaylaştırır.

Kalın bağırsağın sonunda biriken dışkı; su, sindirilmemiş artıklar, bakteriler, bağırsak yüzeyinden dökülmüş hücreler ve safra pigmentlerinden oluşur. Rengini büyük ölçüde safra pigmentleri verir. Düz bağırsak dolup gerildiğinde bir refleks başlar ve dışkılama isteği duyulur; anüsteki iç halka kas istemsiz, dış halka kas ise istemli çalıştığından dışkılama bir süre ertelenebilir.

Dışkılamayı boşaltımla karıştırmamak gerekir. Boşaltım, hücrelerin metabolizması sırasında oluşan atıkların (üre, karbondioksit gibi) vücuttan uzaklaştırılmasıdır; bu atıklar bir kez hücrenin içinde üretilmiştir. Dışkının asıl kütlesini oluşturan selüloz ve öteki sindirilmemiş artıklar ise kanalın boşluğunda kalmış, hiçbir hücrenin içine girmemiştir. Metabolik atıkların atılmasını böbrek ve idrar oluşumu derslerinde işleyeceğiz.

Tuana'nın mısırı

Mısır tanesinin yumuşak içi nişasta ve proteinle doludur; bunlar ince bağırsakta yapı taşlarına ayrıldı, villuslardan kana geçti ve kapı toplardamarıyla karaciğere ulaştı. Tanenin parlak kabuğu ise büyük ölçüde selüloz gibi sindirilemeyen maddelerden yapılıdır; hiçbir enzim onu açmadığı için kalın bağırsağa kadar indi ve suyunu bırakan içerikle birlikte dışarı çıktı. Tuana'nın büyümesini sağlayan ayrım midede değil, ince bağırsağın kıvrımlı duvarında yapıldı.

Modülün kapısında

Sindirim sisteminin her durağını tek tek gördük. «Sindirim soru kampı»nda bir peynirli ekmek dilimi ağızdan anüse kadar izlenebilir: nişastasının sindirimi ağızda, proteininki midede, yağınki ince bağırsakta başlar ve her adımda başka bir enzim, başka bir pH gerekir; safra ile pankreas özsuyu devreye girer; ürünler kan ve lenf yollarına ayrılır; tahılın kepeği lif olarak kalın bağırsağa iner. Kampın soruları organ, enzim, pH ve ürün zincirinden, yardımcı organların kanallarından, emilim yollarından ve varsayımsal tüp deneylerinden aynı anda yararlanmayı isteyecek; bir halkadaki aksaklığın zincirin ilerisinde nerede görüneceğini kestirmek kampın asıl becerisi olacak.

Örnek 1 — Ürün, yol, ilk durak

Soru: Aşağıdaki üçlülerin hangisinde sindirim ürünü, emildiği damar ve emilimden sonraki ilk organ doğru eşleşmiştir?

• A) Amino asit – lenf kılcalı – kalp
• B) Galaktoz – kılcal kan damarı – karaciğer
• C) Yağ asidi – kılcal kan damarı – karaciğer
• D) K vitamini – kılcal kan damarı – böbrek
• E) Gliserol – kapı toplardamarı – pankreas

Çözüm: Önce molekülün suda mı yağda mı çözündüğüne bak. Galaktoz bir monosakkarittir, suda çözünür; villusun kılcal kanına geçer ve kapı toplardamarıyla önce karaciğere gider. A'da amino asit lenfe gönderilmiş; oysa amino asitler de kan yolunu kullanır. C ve E yağın yapı taşlarını kan yoluna sokuyor; bunlar epitelde yeniden yağa dönüşüp lenfe geçer. D'de K vitamini yağda çözündüğü hâlde kana yazılmış ve ilk organ olarak böbrek verilmiş. Cevap: B.

Örnek 2 — «Yağ da kana geçer, ne fark eder?»

Soru: Vedia, «Yağlar bağırsakta kana geçer; glikozla aynı damarla karaciğere gider» diyor. Vedia'nın yanılgısını gideren açıklama hangisidir?

• A) Doğrudur; bağırsaktan emilen her şey kapı toplardamarına girer.
• B) Yanlıştır; yağlar hiç emilmez, dışkıyla atılır.
• C) Yanlıştır; yağlar midede emilir.
• D) Yanlıştır; yağların büyük bölümü epitel hücresinde yeniden kurulup proteinle paketlenir, lenf kılcalına geçer ve kana lenf damarlarının boşaldığı büyük bir toplardamarda katılır.
• E) Doğrudur; yağlar villusun düz kas liflerinden kana süzülür.

Çözüm: Yağın yapı taşları epitel hücresine kolayca girer, ama hücreden yağ paketleri olarak çıkar. Bu paketler kılcal kana girmek için büyüktür ve lenf kılcalına yönelir; kana katılmaları bağırsakta değil, göğüs boşluğundaki büyük bir toplardamarda olur. A bağırsağın bütün ürünlerini tek yola sokuyor. B emilmeyen selülozu yağla karıştırıyor. C mideye fazla emilim yüklüyor. E düz kas liflerine taşıma görevi veriyor; onlar villusu hareket ettirir. Cevap: D.

Örnek 3 — Bağırsakta kalan şeker

Soru: Varsayımsal olarak bir kişinin ince bağırsağında laktaz yetersizdir ve süt şekeri laktoz parçalanmadan bağırsak boşluğunda kalır. Bu durumun bağırsaktaki su hareketine etkisi için hangisi beklenir?

• A) Laktoz kılcal kana geçtiği için suyun emilimi hızlanır.
• B) Su yalnız kalın bağırsakta emildiği için hiçbir değişiklik olmaz.
• C) Laktoz lenf kılcalına geçer ve suyu da yanında götürür.
• D) Bağırsak boşluğunda çözünen madde derişimi yüksek kalır; su osmozla boşluktan daha az çekilir ve kalın bağırsağa daha sulu bir içerik ulaşır.
• E) Laktoz mideye geri döner ve suyu orada bırakır.

Çözüm: Su, emilen çözünen maddelerin arkasından osmozla geçer. Laktoz parçalanamazsa monosakkaritlere ayrılıp emilemez; ikili şeker boşlukta kalır ve boşluğun çözünen derişimini yüksek tutar. Bu, suyun duvarı aşmasını zorlaştırır ve içerik sulu kalır. A, parçalanmamış ikili şekeri emilmiş gibi gösteriyor. B suyun büyük kısmının ince bağırsakta emildiğini unutuyor. C şekeri yağların yoluna sokuyor, E ise kanalın tek yönlü işleyişini ters çeviriyor. Cevap: D.

Örnek 4 — Kabuğun yolculuğu

Soru: Tuana'nın yediği mısır tanelerinin kabukları bezde bozulmadan görülüyor, tanelerin içi ise görülmüyor. Bu gözlemin en iyi açıklaması hangisidir?

• A) Tanenin içindeki nişasta ve protein ince bağırsakta sindirilip emildi; kabuğun selülozunu parçalayacak bir enzim insanda bulunmadığından kabuk değişmeden atıldı.
• B) Mide asidi tanenin içini emip kana karıştırdı, kabuk midede kaldı.
• C) Kalın bağırsak enzimleri kabuğu sindirmeye çalıştı ama süre yetmedi.
• D) Kabuk lenf yoluyla emilemeyecek kadar büyük olduğu için atıldı.
• E) Tanenin içi kalın bağırsakta, kabuğu ince bağırsakta emildi.

Çözüm: Tanenin içindeki nişasta amilaz ve maltazla, proteini proteazlarla yapı taşlarına ayrılır ve ince bağırsakta emilir. Kabuğun ana maddesi selülozdur ve insanın sindirim kanalında onu parçalayan enzim yoktur. B emilimi mideye yüklüyor ve kabuğun dışarı çıktığını açıklamıyor. C kalın bağırsağa enzim veriyor. D emilmeyi yalnız büyüklüğe bağlıyor; asıl engel kabuğun hiç sindirilmemiş olmasıdır. E iki bölümün işini ters çeviriyor. Cevap: A.

• Emilimi mideye yüklemek. Midenin duvarından geçebilen madde azdır (su, alkol, birkaç mineral); sindirim ürünlerinin büyük bölümü ince bağırsakta emilir.
• Bütün ürünlerin karaciğere ilk kapı toplardamarıyla gittiğini sanmak. Monosakkaritler ve amino asitler bu yolu izler; yağların büyük bölümü ise lenfle genel dolaşıma katılır.
• Mikrovillusu ayrı bir hücre ya da villusun eşanlamlısı saymak. Villus çok hücreli bir çıkıntıdır; mikrovillus tek bir epitel hücresinin zar uzantısıdır.
• Kalın bağırsağa sindirim enzimi yüklemek. Kalın bağırsak enzim değil mukus salgılar; işi su ve mineralleri geri almaktır.
• Bütün bağırsak bakterilerini zararlı saymak. Yararlı bakteriler K vitamininin ve bazı B vitaminlerinin bir kısmını üretir, zararlı mikroplara yer bırakmaz.
• Dışkılamayı boşaltım saymak. Dışkının asıl kütlesi hücreye hiç girmemiş sindirilmemiş artıktır; boşaltım ise metabolizma atıklarının atılmasıdır.