Metabolizma - Metabolizma Nedir - Bazal Metabolizma

METABOLİZMA

Bazal Metabolizma Hızı

Günlük enerji tüketimi, faaliyete , yaşa , cinsiyete, ağırlığa, vücut iriliğine ve hormonal duruma bağlı olarak kişiler arasında değişiklikler gösterirMetabolizma hızı,kişinin son yemeği- ni yedikten en az 12 saat sonra tam dinlenme halinde uzanırken ve özel koşullar altında alınır Bu koşullar altında kalbin çalış- ması soluk alıp vermek,sinir impulslarının iletimi vücut sıvıları- nın ve sıcaklık derecesinin sabit tutulması için enerji tüketilir Herhangi bir besin almadan ve kas hareketi yapmadan sadece canlılığını korumak için tüketilen enerji miktarına bazal bozun- ma hızı denirGenç ve yetişkin bir erkek için bazal metaboliz- ma hızı yaklaşık olarak günde 1600 kaloridir, kadınlarınki % 5 kadar daha düşüktürBaşka bir deyişle, ergin insan 24 saat ye- mek yemeden hareket etmeden yatakta kalacak olursa canlılığını koruyabilmesi için 1600 kalo- riye gereksinme duyarDeğişik insanlarda binlerce kez bazal metabolizma hızı saptandıktan son- ra belli bir yaş, cins yada vücut bölgesi için normal bazal metabolizma hızı gösteren tablolar dü- zenlenmiştirMetabolizma hızı ağırlık ve boydan yararlanarak hesaplanabilen vücut yüzeyi ile orantılıdırNormal genç bir insan saatte bir metrekare vücut yüzeyi 40 kalori tüketir

Kimyasal reaksiyonların hızları sıcaklık yükseldikçe arttığı için,vücut sıcaklığının bir derece yükselmesi halinde bazal metabolizma yaklaşık olarak % 5 oranında artarBu,yüksek ateşli hastalarda vücudun kilo kaybetmesi nedenini açıklar

Bir kişinin bazal metabolizma hızı doğrudan doğruya dışarı verdiği sıcaklıktan yararla- narak ölçülebilirBu kişi,ısı kaybı önlenmiş,etrafı su ile çevrili bir odacığa yerleştirilir,odacığın havasında ve suda artan sıcaklık derecesi tayin edilirDaha basit bir ölçme yöntemi de,kişinin kı- sa bir zaman aralığı içinde tükettiği oksijen miktarını tayin etmektirEnerjinin salınması ve sı- caklık üretimi glikoz ve başka besinlerin oksidasyonuna bağlı bir iş olduğu için,üretilen sıcaklık miktarı,tüketilen miktarına göre hesaplanabilir

Enerji gereksinmeleri Bir insan 24 saat yatakta kalır ve besin alırsa yaklaşık olarak 1800 kalori tüketirEk olarak tüketilen 200 kalori sindirim kanalının kaslarının hareket etmesi, sindi- rim özsuyunun sentezlenmesi ve salgılanması, ve sindirim ürünlerinin aktif alanı için geçerlidir Sakin bir hareket geçiren insan bir günde 2500 kalori,ağır kas hareketleri yapan insan bir gün- de 6000 ya da daha fazla kalori harcarYetişkin çoğu aldıkları ve harcadıkları kalori değeri ara- sında bir denge sağladığı için vücut ağırlık- ları yıllarca belirgin şekilde sabit kalırOrta yaşlı in- sanlarda,bedensel faaliyette bir gerileme olduğu,iştahta bir değişme olmadığı için,kilo almaya doğru bir eğilim vardırGereksinme duyulan enerji miktarından günde 10 kalori fazla alınması bir yılda vücut ağırlığının ı/2-1 kilo artmasına neden olurgünlük enerji gereksinmesinin üzerin- de kalori alındığı zaman fazlalık vücutta depo edilirBunlardan ilk kullanılan karaciğer ve kas- larda glikojen halinde depo edilen karbonhidratlardırBundan sonra yağlar,yağ depolarından çekilerek enerji sağlamak amacıyla metabolize ederOrta büyüklükte bir erkek yaklaşık olarak 9 kilo kadın 11 kilo depo edilmiş yağa sahiptirDepo edilmiş yağlardan sağlanan enerji hayatı 5 ila 7 hafta sürdürmeye yeterSonunda hücreler iskelet kaslarından başlamak ve bundan sonra yürek,iç organlar gelmek üzere ölüme kadar kendi enzimlerini ve yapısal proteinleri metabolize eder

Hücresel Yakıtlar

Karbonhidratlar Şekerler ve nişasta insanın günlük besini içindeki başlıca enerji kaynak- ları olmakla beraber vücut için temel besin maddeleri sayılmazBiz,protein ve yağ karışımların- dan da enerji sağlayabilirizKarbonhidrat bakımından zengin olan besin maddeleri genellikle ucuzdurBu ekonomik faktör kişinin besinindeki karbonhidrat oranının tayin ederPortakalgil- lerdeki sitrik asit,elma ve domateste bulunan malik asit enerji kaynağı olarak kullanılabilir

Yağlar Katı ve sıvı yağlar sadece karbonhidrat ve proteinlerin iki katından fazla enerji sağladıkları için değil, bu maddelerden daha düşük oranda su içerdikleri için en yoğun besin maddelerinin olarak kabul edilirBunlar öteki besinlere göre daha ağır sindirilir ve emilirBu ne-

denle insan yağ bakımından zengin bir besin aldıktan sonra,protein ve karbonhidratça zengin bir besinden sonra olduğu kadar çabuk acıkmaz

Yağlar hidrolize edildiği zaman gliserin ve yağ asitleri ortaya çıkarİnsan bir çok yağ asitlerini sentezleyebildiği halde bir yada daha fazla çift bağı bulunan doymamış yağ asitlerini sentezleyemezTemel yağ asitlerinde denen bu yağ asitlerinin besin içinde bulunması zorunlu- durTemel yağ asitlerine küçük miktarda gereksinme duyulduğu için çeşitli besinlerle olasılığı vardırBunların temel maddeleri olduğu,ancak hayvanların bu maddeleri içermeyen saflaştırıl- mış besinlerle beslenmesinden sonra anlaşılmıştırKatı ve sıvı yağlar yağda eriyen vitamin kay- nağı olarak ta önemlidir

Proteinler Protein bakımından zengin olan besinler genellikle çok pahalı olduğu için ge- nel olarak kişinin besinindeki protein oranı kısmen onun ekonomik gücü ile tayin edilirVücu- dun protein yapı taşlarının tümü devamlı olarak parçalandığı ve yenilendiği için,büyüme faali- yeti durmuş olan erginlerin besinlerinde belli bir düşük oranda olsa bile devamlı olarak protein- lerin bulunmasına gereksinme vardırBüyümekte olan çocuklar,gebe olanlar ve ağır hastalıktan kalkmış olan insanlar besinlerinde fazla oranda protein bulunmasına gereksinme duyarSağlıklı bir yaşamın sürdürülmesi için besinlerin içinde ne kadar protein bulunması gerektiğini söyle- mek güçtür Çünkü bu miktar,yenen besinlerin çeşidine ve besinin içindeki başak maddelerin miktarına göre değişebilir

Proteinlerin içlerinde bulunan amino asitlerin sayı ve çeşidine göre değişiklik gösterir Vücut hücreleri belli bir tipteki bir proteinin sentezleyeceği zaman, yapısına katılacak olan tüm özgül amino asitlerin hazır olması zorunludurBir aminoasidin bile bulunmayışı halinde protein yapılmazHayvansal hücreler bazı aminoasitlerin sentezini yapabilirFakat hiçbir zaman amino asitlerin tümünü sentezleyemezBu gibi aminoasitlere ‘temel aminoasitler’ denir ve besinlerle a- lınması zorunludurTemel amino asitlerin protein- lerin sentezlenmesi için öteki aminoasitlere herhangi bir üstün tarafı yokturAncak vücutta sentezleneme- dikleri için besinin içinde bulun- maları zorunludurİnsanlar tarafından gereksinme duyulan on aminoasit vardırBunların hepsi- ni yeterli miktarda içeren proteinlere ‘yeterli proteinler’ denirSüt,et ve yumurta biyolojik bakı- mından yeterli proteinleri içerdiği halde mısır tanelerindeki belli başlı proteinler iki temel amino asitten yoksundur

Karbonhidrat,yağ ve protein metabolizması

Bundan önceki bölümde,besinlerin ağız yolu ile alındıktan sonra barsak duvarından e- milmesine kadar geçen olayları izledikProtein ve karbonhidratlar villuslarun kılcal damarları- na,yağlar lemi damarlarına geçiyorduAmino asitler ve basit şekerler emildikten sonra karaci- ciğer ana toplar damarı aracılığı ile karaciğere taşınırBelkide başlangıçta karaciğer doğrudan doğruya sindirim işi ile yükümlü olduğu,fakat evrimsel gelişme süreci içinde öteki görevlerinin yanında çok çeşitli kimyasal olaylara geçtiği bir organ haline geldiği düşünülebilirKaraciğer ba- zı antitoksinler yaparak vücut hücrelerini bazı zehirli maddelere karşı korurKarbonhidrat,yağ ve proteinleri depo ettiği gibi,bunları birbirine dönüştürebilirHemoglobin metabolizmasında ö- nemli bir yeri vardır; bazı vitaminleri depo eder;kanın pıhtılaşması için gerekli olan maddeleri yapar;öteki vücut hücrelerinin metabolizması sonunda üretilen zararlı atık maddeleri, böbrekle- rin aracılığı ile vücuttan uzaklaştırabilecek şekilde suda eriyebilen daha az zararlı hale getirir

Karbonhidrat metabolizması Suda eriyen çift şekerlerin hidrolik parçalanmasından olu- şan üç hali şeker-glikoz,früktoz ve galaktoz,sindirim kanalından emilirBundan sonra karaciğe- re giderek başka basit şekerlere,glikoza dönüşür ve glikojen halinde depo edilirlerGlikojen,gli- koz birimlerinin a-glikozidik bağlarla bağlanmasından oluşan,yüksek molekül ağırlığına sahip olan çok dallı bir polisakkarittir

Karaciğer vücudun glikoza olan gereksinmesini 12-24 saat karşılayacak kadar glikojen depo ederBundan sonra kandaki normal glikoz yoğunluğu başka maddelerin,özellikle amino asitlerin glikoza dönüştürülmesi yolu ile sağlanırGlikoz tüm hücreler için başka enerji kayna- dırKandaki yoğunluğunun belli bir düzeyin altına düşmemesi gerekirYoğunluğunun bu düze- yin altına düşmesi halinde ilk zarar görecek olan organ beyindirÖteki vücut hücrelerinin çoğu-

nun aksine beyin hücreleri yeterli miktarda glikozu glikojen halinde depo edemediği gibi, amino asitleri ve yağları enerji kaynağı olarak çok sınırlı bir şekilde kullanılırGlikoz düzeyi düşük olur ve beyine yeterli yakıt sağlanmazsa oksijen yokluğunda ortaya çıkan benzer belirtiler görü- nür:zihin bulanıklığı,baygınlık,şuurun kaybolması ve ölümBeyin hücreleri glikoz ya da oksijen- den yoksun kalırsa normal fonksiyonları için enerji meydana getiren metabolik süreci sürdüre- mez

Kas hücreleri de glikozu glikojene dönüştürerek depo ederAncak bu glikojen kas hare- ketleri için yerel olarak depolanır ve kandaki glikoz düzeyinin düzenlenmesinde kullanılmaz Karaciğer hücreleri glikoz-6 fosfatı kana salgılanan serbest glikoza dönüştüren glikoz-6 fosfataz enzimi içerir

Glikoz,glikojen halinde depo edilmesine yada enerji sağlamak için oksitlenmesine ek ola- rak,depolanmak için yağa dönüştürülebilirBesinle alınan glukoz,gereksinme duyulan miktar- dan fazla olduğu zaman karaciğerde yağa ve yağ dokusuna dönüştürülür ve ilerde enerji sağla- mak için kullanılır

Fazla miktarda nişastalı yada şekerli besin almanın insanları şişmanlattığı; sığır ve do- muzların yediği mısır yada buğdayı tereyağına yada domuz yağına dönüştürdüğü yıllardan beri bilinmektedirRadyoaktif izotoplar yada sabit izotoplar kullanılarak,karbonhidrat halinde vü- cuda giren belli bir karbon yada hidrojen atomunun,yağ dokusu yada karaciğerde bulunarak gösterilmesine olanak vardır

Karaciğerin karbonhidrat metabolizmasındaki fonksiyonu dört hormonun karmaşık etkileşimi ile düzenlenir

Lipid Metabolizması Her hayvan yada bitki türünün depo ettiği yağ,belli oranlarda yağ asitleri içerir Hayvansal yada zeytinyağı yendiği zaman bunların karaciğerde insan için çok bü- yük ölçüde karakteristik olan tiplere değiştirilmesi zorunludurYağ dokusu içindeki katı yağ ge- reksinme duyulduğu zaman enerji kaynağı olarak kullanılmaya hazır olmasının yanında bazı iç

organlara destek olan yastık ve deri altında hızlı ısı kaybını önleyen bir tabaka olarak da iş gö- rürYağ dokusunun sıcaklık izolasyonundaki rolü,derisinin hemen altında yağ dokusu oluşturan hücrelerden ibaret kalın bir tabakaya,sahip olan balina gibi suda yaşayan memeli hayvanlarda özellikle açık bir şekilde görülmektedir

Yağ asitlerinin oksitlenmesi,karbonhidrat metabolizmasından türeyen,yağ asitlerinden oluşan asetil koenzim A ile yoğunlaşmaya hazır oksaloasetik asit olmaksızın tam olarak yürütü- lemezŞeker metabolizmaları bozulmuş olan şeker hastalarının, aynı zamanda lipid metaboliz- ması da bozuk olup, bazı ara ürünler kanda birikmeye başlar ve sidikle dışarı atılırBuna ek ola- rak karaciğerde fazla miktarda yağ birikirYağlı karaciğer, Başka bazı karaciğer fonksiyon anormalliklerinin bir belirtisidir

Lipidler, proteinler gibi, nukleus mitokondri ve plazma zarlarının önemli yapı maddeleridir

Yağların metabolizması kısmen hipofiz ve adrenal, kısmen eşey hormonları tarafından denetlenirse de, düzenlemenin ayrıntısı henüz açık olarak bilinmemektedirKaraciğer fonksiyon- larında meydana gelen herhangi bir önemli bozukluğun normal yağ dokusundan yağın tam ola- rak kaybolmasına yol açması, yağların metabolize olması yada depolanmasından önce,karaciğer tarafından etkilendiğini gösterir

Protein metabolizması Karaciğere karaciğer ana toplar damarı yolu ile giren amino asit- lerin çoğu kandan alınır, geçici olarak depo edilirDaha sonra bir kısmı kana geri döner, ve yeni proteinlerin yapılması için başka hücrelere taşınırN15 yada ağır azotla etkilenen amino asitler kullanarak yapılan deneyler, vücut proteinlerimizin hızlı bir şekilde yıkıldığını ve yapıldığını göstermiştir

Alınan besinlerde hücre proteinlerinin sentezlenmesi için gerekli olan miktardan fazla amino asit bulunduğu zaman, karaciğerdeki enzimler, deaminasyon denen bir süreçle amino asitlerdeki amino grubunu uzaklaştırırBaşka enzimler, bu amino asit grubunu karbondioksitle birleştirerek, dolaşım sistemi ile böbreğe taşınan ve sidik içinde vücuttan uzaklaştırılacak olan bir artık ürünü, üreyi oluşturur

Amino asitlerin deaminasyondan arta kalan kısımları basit organik asitlerden ibarettir Bazı amino asitlerin ‘glukogenik’ amin asit denen karbon iskeleti glukoz yada glukojene dönüş- dönüştürülebilirKarbon zinciri, aseton yapıları oluşturan amino asitlere ‘ketogenik’ amino asit- ler denirProteinler vücutta ya pek az saklanır yada hiç depo edilmezkarbonhidrat ve yağların tüketilmesi halinde kullanılma sırası gelen proteinler depo proteinler değil gerçek enzim ve hüc- relerin yapısal proteinleridir

Protein ve amino asit metabolizmasının hormonal denetimi lipid metabolizmasınınkin- den de daha karanlıktırBüyüme, esas olarak yeni proteinlerin depolanması demek olduğu için hipofizin büyüme hormonunun bunda bir miktar rolü olursa olursa da, etkişekli belli değildir İnsülin, eşey hormonları ve adrenal korteksin hormonu da protein metabolizmasının denetimi ile ilgilidir

Besinin Öteki Bileşenleri

Mineraller Besinde mineral tuzlar halinde 15 kadar temel element bilinmektedirBunlar- dan bir kaçına ancak az miktarda gereksinme vardırBunlar için günlük gerekli miktarlar şöyle- dir; sodyum klorür 2-10 gr; potasyum 1-2 gr; magnezyum 0,3 gr; fosfat 1,5 gr; kalsiyum 0,8 gr; demir 0,012 gr; bakır 0,001 gr; manganez 0,0003 g; iyot 0,00003 gr Mineral tuzların sidik, ter ve dışkı ile vücuttan sürekli olarak kaybı (günde yaklaşık olarak 30 gr ) eş değer miktarda besinle birlikte alınarak dengelenmelidirMinerallerden yoksun besin, karbonhidrat, yağ ve pro- teinlerin metabolizmasından oluşan artık ürünlerin boşaltımı aynı zamanda bir miktar tuzunda vücuttan uzaklaştırılmasını gerektirdiği için hiç besin alınmaması halinden daha öldürücüdür Böylece tuzdan yoksun besin vücudun tuz stoklarını gerçekten tüketirEt, peynir, süt ve sebzeler zengin kaynaklar olduğu için mineral yoksunluğu çekilmezBununla beraber insanlarda demir, kalsiyum ve iyot yetersizliğinden ileri gelen hastalıklar görülür

Kan ve öteki vücut sıvıları % 9 oranında tuz içerirBunun çoğu sodyum klorürden iba- rettirSodyum ve klorür iyonları vücut sıvılarının ozmatik ve asit-baz dengesinin korunmasında önemli rol oynar Bunların sindirim kanalı salgılarının ( midenin hidroklorik asidi, pankreas ve barsak özsuları ) başlıca bileşenlerdirBu salgıların içindeki tuzlar tekrar emildiği için sindirim kanalı yolu ile tuz kaybı ihtimal edilecek düzeydedirGünlük sodyum klorür gereksinmesi geniş ölçüde değişkendir ve terleme ile kaybedilen miktara bağlıdırSıcak yerlerde ağır iş yapan insan- lar ( örneğin tünel kazan işçiler ) kandaki tuz miktarının azalmasını önlemek için sade tuz yeri- ne tuzlu su içebilirKandaki tuz oranının düşmesi kas kramplarına ve ısı tükenmesine neden olur

Potasyum ve magnezyuma, kas kasılması ve birçok enzimin etkili olabilmesi için gerek- sinme vardır

Kalsiyum ve fosfor, kemik ve dişlerin esas yapı taşlarıdırÇocuklukta bunlardan birinin ( yada emilme ve metabolizmaları için gereksinme duyulan D vitamininin ) yetersiz miktarda a- lınması raşitizmi oluştururFosfor, metabolizmadaki olağanüstü önleme sahiptirDNA, RNA ve ara metabolizmada çok önemli olan nükleotidlerin –NAD-, NADP , ATP vb – tümü fosfor içerir

İz elementler Bazı elementlere ancak az miktarda gereksinme duyulurGenel olarak bunlar özel enzim sistemlerinin metal bileşenleri olarak iş görürİyot, tiroid bezi hormonunun yapısına girerBesinlerin bu maddeden yoksun olması halinde bez, tiroksini üretemez ve büyüye- yerek guatr denen hastalığa neden olurİyot deniz suyuna ve denizden elde edilen besinlerde bol miktarda vardırEskiden kıyıdan uzakta yaşayan insanlarda guatr’a çok rastlanırdıBugün sof- ra tuzlarının çoğuna, buna engel olmak için, küçük miktarlarda potasyum iyodür karıştırılır

Demir, hemoglobin ve sitokromların yapısında bulunurBu demir tekrar tekrar kullanıl- dığı için, kan kaybı olmadıkça, günlük besinlerle pek az miktarda alınmasına gereksinme var- dırKadınlar her ay ayhali yoluyla çok miktarda kan kaybettiği için, demir rezervleri çok azdır ve bu nedenle demir yetersizliği halinde erkeklere göre daha çok kansızlığa uğrar

Bazı enzimlerin bileşeni olarak ve normal gelişim için demirin gerekil şekilde kullanıla- bilmesi için besinlerle az miktarda bakır alınması gereklidirAz miktarda manganez, molibden, çinko ve kobalta normal gelişme ve bazı enzimlerin aktivatörü olarak gereksinme duyulurİçme suyunda iz miktar bulunan flor, dişlerin çürümesini önlemekte çok belirgin şekilde etkilidir

Su İnsan vücudunun yaklaşık olarak üçte ikisini su oluştururSu her hücrenin esas bile- şenidirKan ve lenfin sıvı kısmını oluşturan su, kimyasal maddelerin çözündüğü ve kimyasal reaksiyonların geçtiği bir ortamdırSindirim olayının vazgeçilmez bir öğesidirÇünkü karbon- hidrat, protein ve yağların yıkılmasında iki molekül şeker yada amino asit molekülü için bir molekül suya gereksinim vardırSu metabolizma artıkların çözer, terleme ile vücut yüzeyini so-

ğutur, vücut sıcaklığını tüm vücuda dağıtır ve düzenlerVücuttan günlük su kaybı yaklaşık ola- rak iki litre olmakla beraber bireysel faaliyete ve iklime bağlı olarak değişirSu kaybının derhal karşılanması gerekirİnsan besin almadan haftalarca yaşayabildiği halde susuzluğa ancak bir- kaç gün dayanabilirHer besin maddesi bir miktar su ihtiva ederTaze sebze ve meyvede % 95 e kadar su bulunabilirSuda yaşayan hayvanların su bulma derdi yokturGerçekten bu canlılar, suyun ozmatik basınçla vücut içine girerek hücreleri patlatmasını önleme sorunu ile karşı karşı- yadırBazı çöl hayvanları sadece besinlerde bulunan yada besinlerin oksitlenmesinden sağaldık- dıkları su ile (içerek su almadan ) yaşamlarını sürdürebilir

Baharat ve kaba besinler Karabiber ve başka baharatlı maddeleri pek az yada hiç besin- sel değeri olmamakla beraber besinleri daha lezzetli yapmaları bakımından önemlidirBunların iştahı arttırarak yeterli miktarda besinin yenmesini sağlamakta yardımcı olur

Sindirilmeyen kaba maddelerin barsak hareketlerini teşvik ettiğini ve kabızlığı önlediği görmüştükBu amaçla besinler, sebze ve meyvelerin selüloz maddesi gibi bazı sindirilmeyen maddeleri ihtiva etmelidir

Vitaminler

İçinde bulunduğumuz yüzyılın başından beri biyokimyada ulaşılan en büyük başarı vita- minlerin keşfi ve metabolizmadaki fonksiyon ve özelliklerinin meydana çıkarılması olmuştur Enerji kaymağı olarak kullanılamayacak kadar küçük miktarda bulunan vitaminler, yaşam için mutlak olarak gereksinme duyulan, nispeten basit organik bileşiklerdirVitaminler kimyasal o- larak farklı olmakla beraber, hayvan vücudunda yeterli miktarda sentezlenmediği zaman besin- le birlikte alınması zorunluluğunun bulunması bakımından birbirine benzerlik gösterirİki ana vitamin grubu vardır:

1) Yağda çözünen vitaminler, bunlar yağ yada lipidler içinde çözünür ( A, D, E ve K vitaminleri )

2) Suda çözünen vitaminler, (C ve B grubu vitaminler )

Herhangi bir vitaminin besin içinde yetersiz miktarda bulunması, sadece belli bir vita- min kullanılmasıyla tedavi edilebilen özel bir patolojik durum yada yetersizlik hastalığı meyda- na gelirÖrneğin iskorbit hastalığı yalnız C vitamini ile tedavi edilir

Araştırıcılar 1912 yılında saflaştırılmış karbonhidrat, protein ve yağlardan oluşan bir besinle hayvanların yaşayamadığını, yardımcı büyüme faktörlerinin ya da vitaminlerin bulun- masının zorunlu olduğunu ortaya koydularBaşlangıçta bu maddelerin kimyasal yapıları bilin- miyorduA vitaminin gece körlüğünü, B vitaminin beriberi hastalığını ve C vitamininin iskorbit hastalığını önlediği biliniyorduBugün hemen hemen hepsinin kimyasal yapısı bilinmekte ve ço- ğu sentetik olarak yapılabilmektedirA ve B vitaminleri, çeşitli vitaminlerin türevlendiği karma- şık vitaminlerdirA vitamini A, D ve E vitaminlerine ayrıldığı halde, B vitamini grubu hemen hemen 12 değişik vitamin içerirKimyasal yapısı belli olan vitaminler genel olarak buna göre ad- landırılır; örneğin B1 vitamini yerine tiyamin denir

Vitaminlerle temel amino asitler ve yağ asitleri arasındaki fark kesin olarak belirlenme- memiştirSonuncular hayatsal faaliyetler için şart olan ve hayvanın vücudunda yapılmadığı için dışarıdan besinle bir- likte alınması zorunlu olan basit organik moleküllerdir

Normal olarak çeşitli yiyeceklerle beslenen orta bir insanın vitamin hapları almasına ge- rek yoktur; lüzumlu miktar ve çeşitteki vitaminleri besininden sağlayacaktırBesinleri çok sınırlı olan bebek ve genç çocuklar bazı ek vitaminleri özelikle A ve D vitaminlerini almaya gereksinim duyabilirÇeşitli hayvanların vitamin gereksinimi değişiktirÇok sayıda hayvan C vitaminini glukozdan sentezleği için besinlerle birlikte C vitamini almaya gereksinme duymazSadece in- sanlar, maymunlar ve kobaylar besin içinde C vitamini bulunmasına gereksinme duyarBöcek- ler için besin içinde yalnız kolesterol ve B kompleksi vitaminlerin bulunması şarttır

Bir hayvan için gerekil olan vitaminler başka bir hayvan için gerekli olmayabilirBunun- la birlikte hayvan ve bitkilerin tümü bilinen vitaminlerin hemen hemen tümüne gereksinme du- yarYaklaşık olarak bütün vitaminlerin fonksiyonu keşfedilmiştirHer birinin tüm canlılar için ortak olan bir yada daha çok temel enzimin koenzimin bir parçası olarak faaliyet gösterdiği an- laşılmıştırBitkilerin de hayvanlarda olduğu gibi, vitaminlerin tümüne gereksinme duyduğu fakat bunları sentezleyebildikleri hakkında Readle ve Tatum ve çalışma arkadaşlarının cıvık mantarlardan Neurospora üzerinde yaptıkları deneylerden sağlanan açık kanıtlar vardır

Yağda çözünen vitaminler

A vitaminiA vitamini yada retinol tereyağı, yumurta ve balık-karaciğer yağı gibi hay- vansal ürünlerde bulunur Bitkiler, hayvan hücrelerinde iki molekül A vitaminine bölünen sa- rımsı bir madde, karotin ihtiva ederA vitamini yağda çözünür, vücutta, özellikle karaciğerde de- po edilirErişkin bir insanın günlük gereksinmesi yaklaşık olarak 15 mg ( 5,000 uluslar arası bi- rim ) , üç yaşın altındaki bir çocuğun yaklaşık olarak 06 mg ve daha büyük yaşta bir çocuğunki ise ikisi arasındadır

Derinin epitel hücrelerinin, gözün, sindirim kanalı ve solunum yollarının sağlıklı olması için gerekli olan bu vitamin karaciğerde depo edilirA vitamininin noksanlığı halinde bu hücre- ler yassılaşır, kırılabilir ve enfeksiyonlara normalden daha az dayanıklı olurİleri derecede A vi- mini noksanlığı halinde göz epiteli kornea üzerinde kuru ve boynuzsu bir tabaka meydana geti- rerek kseroftalmia denen tipik bir körlüğe neden olurA vitamini aynı zamanda sinir dokusunun ve dişlerin minesinin normal kalması için şarttırGörme olayının kimyasına katıldığı için A vita- mini noksanlığı az ışık koşulunda görme yeteneksizliği demek olan gece körlüğünü meydana ge- tirirGöz retinasındaki çubuk hücreleri, A vitamini türevi olan rodopsin ( görme menekşesi ) de- nen bir maddeyi ve bir proteini, opsini ihtiva ederIşıkla başlatılan kimyasal reaksiyonlar, ro- dopsinin retinal ve opsine yıkılması, reseptör hücreyi, beyne, görme duyusunu meydana getire- cek olan bir impuls gönderecek şekilde uyarırGenel olarak enerjiye gereksinme duyulan bir reaksiyonla hızlı bir şekilde yeniden sentezlenirA vitaminin noksanlığı halinde yeniden sentez- lenme gecikir ve bu durumda gece körlüğü meydana gelirKseroftalmiaya neden olacak kadar ö- nemi A vitamini noksanlığına çeşitli toplumlarda fazla rastlanılmazsa da gece körlüğü oldukça yaygındırİkinci dünya savaşı sırasında gece savaşan uçakların pilotlarına, bu hastalığı önlemek amacıyla, özellikle A vitamini bakımından zengin besin verilmiştirİnsanlarda A vitaminin yük- sek dozlarından ileri gelen toksik belirtileri görülmektedirA vitamini yönünden çok zengin olan kutup aysı karaciğeri yiyen insanlarda bu gibi durumlar meydana gelmiştir

D Vitamini Yağda çözünen bir başka vitamin, D vitamini, deride normal olarak bulunan kolesta-5 7-dienol’den güneş ışığının etkisi altında vücutta yapılabilen eşsiz bir vita- mindirGüneş ışığındaki mor ötesi ışınlar öncü molekülün B halkasını yıkarak aktif vitamin mo- lekülünü meydana getirirD vitamini yada kolekalsiferal, karaciğer yağı, tere yağı, yumurta ve sütte bulunurDeri içinde yaz aylarında yapılan vitamin fazlası karaciğerde depo edilir

Yapı bakımından benzerlik gösteren on kadar bileşik değişik ölçülerde olmak üzere D vitamini etkisine sahiptirEn çok etkili olanlardan birisine kalsiferol denirD vitamini belki de taşıma olayı için gereksinme duyulan özgül bir vitaminin sentezlenmesini teşvik ederek kalsiyum iyonlarının membranlardan geçmesinde rol oynarErişkin ve çocuklara günde yaklaşık olarak 0,02 mg D vitamin verilmesi salık verilirKalsiferol noksanlığı olduğu zaman kalsiyum ve fosfor normal miktarda absorbe edilmez, ham madde yetersizliği nedeniyle kemik ve dişlerin oluşma- sında gecikmeler olurBu koşullar altında zayıf bir yumuşak kemik yapısı, bilekler, diz kapağı ve dirsek eklemlerinde şişkinlikler, eğri bacak, kaburgalarda tesbih görünümü ve bozuk diş geliş- mesi ile tanımlanan raşitizm hastalığı meydana gelirBununla beraber yumuşak dokuların kireç- lenmesine neden olabildiği için bir insanın normalin üstündeki dozlarda D vitamini alması tehli- lidir

K Vitamini Kanın normal bir şekilde pıhtılaşması, K vitamin olarak isimlendirilen birbi- rine benzeyen kimyasal maddelerle teşvik edilen bir süreçte karaciğer tarafından protrombinin üretilmesine bağlı-dırBu kimyasal maddeler çeşitli besinlerde bulunduğu ve bağırsakta yaşayan bakteriler tarafından üretildiği için, K vitamini yetersizliği genellikle, besinin içinde bulunma- masından çok emilmedeki bir anormallikten ötürü gelirBu vitamini, ancak safra tuzları bulun- duğu zaman emilebilirBu nedenle safra kanalındaki herhangi bir engel, besinde ne kadar çok olursa olsun, barsak bakterileri tarafından ne kadar fazla üretilmiş bulunursa bulunsun K vita- mini yetersizliği çeken hastalar, kanama tehlikesi nedeniyle ameliyatlar için zayıftır, ameliyat tehlikelidirAmeliyattan önce K vitaminin verilmesi halinde bu tehlike ortadan kalkar ve çok sa-

yıda hayat kurtarılabilirBu vitamine olan günülük gereksinme hakkında bir tahmin yürütüle-

memekle beraberK vitamini noksanlığı halinde günde 1-5 mg verilmesi kanın pıhtılaşması za- manının normal hale getirir

Suda çözünen vitaminler

C VitaminiC vitamininyetersizliğinden ileri gelen ve diş etlerinin kanaması, deride çü- rüklükler eklemlerde ağrılı şişmeler ve genel dayanıklık azalması belirtileri gösteren iskorbit hastalığı, geçmişte bulaşıcı olmayan başlıca yaygın hastalıklardandıİnsanlar uzun deniz yolcu- lukları ya da kuzey yolculuklarında olduğu gibi taze meyve, sebze ve etten yoksun kaldıkları za- man bu hastalık meydana gelir

İskorbüt hastalığının tedavisi üzerinde en eski bilgi Jacques Cartier’in 1536 da Kana- da’ya yaptığı bilimsel gezideki kayıtlarında bulunmuşturGemisinin personelinin ciddi iskorbit hastalığı, Kızılderililerin önerdiği şekilde göknar yapraklarının özütü ile tedavi edilmiştirİskor- biti önleyici vitamin 1993 yılında izole edildi ve bunun yıllardan beri tanınan fakat antiskorbitik özelliği bilinmeyen askorbik asit olduğu kanıtlandıAskorbik asit oldukça kararsızdır ve pişiril- me sırasında tahrip edilirModern dondurma ve kutuluma yöntemleri besinlerin sahip olduğu askorbik asidin çoğunu korursa da, bunun en iyi kaynağı taze meyve sebze sularıdırAskorbik asit kısmen hücresel oksitlenmeye, özellikle tirozinin oksitlenmesine katılırBundan başka,amino asitlerden prolinin, kollagenin yapı taşlarından birisi olan hidroksiproline hidroksilasyonunda rol oynarC vitaminin yetersiz olması halinde kılcal damarlar olağanüstü düzeyde kırılabilir ha- le gelir, kolayca çatlayarak deri altında ve eklemlerde kanamalara neden olurBu koşul altında kemiklerin ve dişlerin gelişmesi de anormaldirNormal erişkin bir insanın günde 75-100 mg as- korbik aside 215 gm lık bir bardak portakal suyu ile karşılanabilen miktara, ihtiyacı vardır

B Kompleksi Vitaminler Orijinal B vitamini, anti beriberi faktörü olarak tanımlanmıştır Karaciğer, maya ya da pirinç kavuzu özütlerinde anti beriberi faktörden başka özgül biyolojik etkileri bulunan dokuz başka madde ayırt edilmiştirBir zamanlar bu maddelerin bazıları ayrı harflerle gösterilmiştir; riboflavin G vitamini, biyotin H vitamini olarak adlandırılmıştıBugün bunların hepsi sadece kimyasal yapıları ya da etki şekillerinden ötürü değil, birlikte bulunmala- rı nedeni ile de B kompleks vitaminler olarak gruplandırılmıştır

Tiyamin B kompleks vitaminler içinden ilk kez ayırt edilen bu madde, beriberi hastalı- lığını önlerMaya kokusunda beyaz renkte kristal halindeki bu madde az miktarda çeşitli besin- lerde bulunurMaya, karaciğer, fındık, domuz eti ve buğdaygiller tanelerinin tümü, B kompleks vitaminler için en iyi kaynaktırOrta halli Amerikan yemekleri tiyamin bakımından biraz fakir olduğundan bugün, bu ülkelerde un, ekmek ve kahvaltılıklar bu vitamin bakımından zenginleş- tirilmektedirGünlük gereksinme vücut ağırlığı, alınan kalori miktarı besinlerdeki karbonhidrat oranına göre değişmekle beraber, orta bir insanın günlük gereksinmesi 2-3 mg kadardırTiya- min ve öteki B kompleks vitaminler vücutta büyük ölçüde depo edilmez; nitekim birkaç hafta içinde vitamin yetersizliği kendini gösterir

Tiyamin pirofosfat, pirüvik asitlerin oksidatif dekarbosilasyonunda koenzim olarak iş görürBundan sonra pentoz fosfat yolu enzimlerinden biri olan transketolaz enzimi için de ko- enzimdirTiyamin yetersizliği ile karbonhidrat metabolizması aksayacak olursa çok sayıda tipik belirtile ortaya çıkar: yetersizliğin hafif olduğu hallerde yorgunluk, iştahsızlık, dirençsizlik ve kas krampları; daha belirgin vitamin yetersizliği halinde bu belirtiler kuvvetlenir ve aynı za- manda sinirlerin ağrılı yapısal bozulması ile kasların ikinci derecede zayıflaması paralize yol a- çarBeriberi olarak bilinen bu durum tiyamin verildiği zaman hızlı bir şekilde düzelirTiyamince yetersiz olan herhangi bir besin, öteki B kompleksi vitaminleri bakımından da yetersiz olduğu için, tek başına bir tiyamin yetersizliği enderdir

Riboflavin Riboflavin bitki ve hayvan dokularında bulunan bir sarı pigmenttirTiyamin bakımından zengin olan besinlerde fazla miktarda bulunur: maya, karaciğer, buğday embriyo- su, et, yumurta ve peynirRiboflavin glukoz ve amino asit metabolizmasındaki bazı hücreler ok- sidatif süreçlerdeki ko enzimlerin flavin adenin dinukleotid ( FAD ) ve flavin monomukleotidin ( FMN ) kısımlarını meydana getirirİnsanın sağlıklı kalabilmesi için günde 1-2 mg riboflavine gereksinme vardırRiboflavin noksanlığı, ağzın köşelerinde çatlaklıklar, dilde tipik morumsu kırmızılık ve gelişmenin gerilemesi belirlenirDeneysel riboflavin yetersizliği sıçanlarda zayıf gelişmeye, tüylerin dökülmesine, katarakta, gözlerde yanmaya ve ölüme neden olur

Niyasin ya da Nikotinik Asit Niyazilin çok sayıda dehidrogenaz enzimlerin önemli iki koenzimi, nikotinamid dinukleotid ( NAD ) ve nikotinamid dinukleotid fosfat (NADP) ‘ın bile- şenidirBunlar çok sayıdaki reaksiyonlarda hidrojen alıcısı ve vericisi olarak hizmet eder:Niya- sin elli yıl önce vitamin fonksiyonunun olduğu kabul edilen bir organik bileşik olarak kabul edi- lirMaya, taze sebze, et ve birada bulunurMısırda genel olarak düşük oranda niyasin bulundu- duğu için günlük besinin büyük bir kısmını teşkil eden yerlerde, vitamin yetersizliğinden ileri gelen pelagra hastalığı,oldukça yaygındırPelagra dermatis, ishal ve erken bunalma ilk belirle- nirNiyasin, bir ya da birkaç enzimin koenzimi olmasına bağlı süreç nedeniyle deri ve barsak e- pitelinin korunması ve normal sinirsel faaliyetin sağlanmasında rol oynarTavsiye edilen günlük niyasin dozu yaklaşık olarak 20-25 mg dırFakat insanların gereksinmesinin büyük bir kısmı barsak bakterileri tarafından sentez edilirBir insan sülfamitli ilaçlarla tedavi edildiği takdirde barsak bakterileri öldürülür ve niyazinde dahil birçok vitamin yetersizliği ortaya çıkarinsan do- kuları tarafından niyasin üretmek için amino asitlerden triptofan metabolize edilebilirBu şekil- de günlük niyasin gereksinmesi besindeki triptofan miktarına bağlı kalmaktadır

Piridoksin Bu vitamin et, yumurta, fındık, buğday gibi taneleri olan fasulye gibi çok çeşitli yiyecek içinde bulunduğu için insanda tam anlamıyla bir piridoksin yetersizliği söz konusu değildirPiridoksal fosfat amino asitlerin aminlere transaminasyon ve dekarboksilayonu- nu içine alan enzimatik reaksiyonlarda koenzim olarak iş görürPiridoksin yoksun besin verilen deney hayvanların gelişmesi gecikir, anemi baş gösterir ve lenf dokusunun bozulması nedeni ile ölümle sonuçlanabilen akyuvar ve antikor yokluğu,dirençsizlik ortaya çıkarGünlük gereksinme 1-2 mg dır, fakat çok besindeki protein oranına bağlıdır

Pantotenik Asit Bu vitamin normal sinir ve deri yapısının korunabilmesi için gereklidir Deneysel olarak oluşturulan yetersizlik halinde büyümede gecikme, dermatitis, saçlarda kırlaş- ma ve adrenal bezlerde zedelenme görülür 2 Dünya savaşı sırasında tutsak kamplarında bazı tutsaklarda görülen ‘ayak yanması’ sendromu pantotenik asit tedavisine cevap vermiştirNor- mal günlük besinde insanın günlük besinde günlük gereksinmesini karşılayacak miktarda 20 mg pantotenik asit bulunurBu besin bakımından özellikle zengin olan besin maddeleri yumurta, et, tatlı patates ve yer fıstığıdırKarbonhidrat, yağ ve protein metabolizmasında ve enerji dönüşü- mündeki basamaklar için önemli olan koenzim A’nın bir kısmını meydana getirir

Biyotin İlk kez maya gelişmesi için zorunlu bir faktör olarak keşfedilmiştirO zamandan beri olağanüstü küçük miktarda da olsa, memeli hayvanların günlük besini içende bulunmasının zorunlu olduğu gösterilmiştirMelas, yumurta sarısı ve karaciğer biyotin bakımından zengin kaynaklardırYumurta akında bulunan bir protein olan avidin, barsakta biyotinle birleşerek emilmesini önlerAvidin sıcaklık karşısında bozulduğu için pişmiş yumurta akı, biyotin emilme- sini engellemezDeney hayvanlarında biyotin yetersizliği meydana getirmek için birkaç çiğ yu- murta akına gereksinme vardırSadece çiğ yumurta ve şarapla beslenen insanlarda deri yangı- sıyla belirlenen birkaç olayla biyotin yetersizliği ortaya çıkmıştırBiyotin verildiği zaman belirti

ortadan kalkmıştır

Bir organik moleküle karbon dioksit eklenmesi ile ilgili reaksiyonlar ve yağ asitlerinin biyosentezindeki birinci basamak olan malonil koenzim A’yı oluşturmak üzere asetil koenzim A’nın karboksilasyonu için geçen reaksiyonlarda bir koenzim olarak iş görür

Folik Asit, B12 Vitamini, Kolin, İnositol ve Para-amino benzoik Asit Folk asit ve B12vitamini anemiyi önlemek için kullanıldığı gibi, pernisiyöz aneminin tedavisinde karaciğer özütü ile birleştirerek kullanılırFolik asit, bir karbonlu bileşiklerin bir molekülden bir başkasına ta- şınmasıyla ilgili reaksiyonlarda gereksinme duyulan tetrahidrofolik asit koenzimi de ve fenil ala- ninin tirozine dönüşmesi için koenzim olarak gereken biyopterinin içinde bulunurKobalamin, kobalt iyonu siyanid, riboz şekeri ve başak bileşenleri içeren bir porfirin halkasından oluşan karmaşık bir moleküldürFolik asit ve kobalaminin kansızlığı önlemedeki rolü, açıkçası alyuvar- ların üretimiyle ilgili nükleik asitlerin sentezlenmesini kolaylaştırmaktan ileri gelirKobalaminin aynı zamanda suksinat ve malonat gibi bazı organik asitlerin birbirine dönüşümünde koenzim olarak iş gördüğü de bilinmektedirKobalamin bakteriler tarafından sentezlendiği halde yüksek organizasyonlu bitki ve hayvanlar tarafından sentezlenemezKobalamin bu şekilde yeşil bitkiler için olduğu kadar hayvanlar için de bir vitamindir

Kolin bir büyüme faktörüdürNoksanlığı civcivlerde böbrek kanamasına neden olur ve perosiz denilen bir kemik bozukluğuna neden olurYağ proteinlerin metabolizması için, çok sa-

da B vitamininde olduğu gibi koenzim olarak değil, bazı temel maddelerin sentezlenmesinde metil grubu kaynağı olarak önemlidirErişkin bir insan günde 2,000 mg koline gereksinme du- yar

Lipoik Asit Pirüvik ve alfa-ketoglutarik asitlerin oksidatif dekarboksilasyonunda tiya- min pirofosfatın yanında kofaktör gibi hareket eden iki kükürt atomu taşıyan sekiz karbonlu bir yağ asididirİnsan ve hayvanların günlük besini içinde bulunmasının gerektiği gösterilmiş ol- makla beraber, bazı mikroorganizmalar için bir büyüme faktörü olduğu bilinmektedirBazı bö- ceklerin gelişme faktörü olarak gereksinme duyduğu karnitin, memeli hayvanların hücrelerinde de bulunur ve yağ asitlerinin mitokondri zarlarından geçmesinde rol oynar

İnositol ve para-amino benzoik asidin saç dökülmesi ve saçların kırlaşmasını önlenme- sinde önemli oldukları biliniyorHer ikisi de sıçanların ve muhtemelen insanı da içine almak üze- re başak hayvansal canlıların normal gelişimi için şarttırPara amino benzoik asit, folik asidin bir kısmını teşkil ederBu B vitaminleri barsak bakterileri tarafından da sentezlenir

Antimetabolitler

DDWoods, 1940 yılında sülfamidli ilaçların, sülfamidin bakteriler üzerinde yaptığı etki- ye zıt bir etkiyi paraamino benzoik asidin yaptığını bulduSülfamid bakterostatik olduğu için bakteri çoğalmasını engeller ve bu şekilde saldırgan bakterileri etkileyerek vücut savunmasına yardımcı olurBu gözlem, sülfamidlerin paraamino benzoik asidin, koenzimin esas kısmını teşkil ettiği bakteri enzimiyle rekabete girip engelleyerek, bakteri gelişmesine zarar vermesi şeklinde bir teoriyi akla getirmektedirSülfamid kimyasal yapı bakımından para-amino benzoik aside ol- dukça benzerlik gösterirBenzerlik enzimi yanıltacak kadar fazla olduğu için enzim reaksiyona alınır, fakat enzim mekanizmasını işletmeyecek kadar da farklı bir yapıya sahiptirBu teori anti- metabolit denilen bundan biraz farklı maddelerin, bildiğimiz vitaminlerin bakterilerin ya da kanser hücrelerinin gelişimini engellemesine yönelik araştırma faaliyetini başlattı

Folik asidin bir antimetaboliti olan aminopterin, bazı lösemi türlerini hafifletmekte başarılı olmuştur