İnsanlar ve hayvanlar normal bir büyüme ve çeşitli biyolojik fonksiyonlar için besinler arasında vitaminler yanında inorganik elementlere de ihtiyaç duymaktadırlar. Bu elementler ikiye ayrılırlar;
1. Bol bulunan elementler
2. Eser elementler
1- Bol bulunan elementler
Bu elementlere ihtiyaç fazladır.
Çoğunlukla birden fazla fonksiyon gösterirler.
Bu elementlere örnek olarak;
Kalsiyum Fosfor
Magnezyum Klor
Sodyum Potasyum
a) Kalsiyum ( Ca )
Kemiğin yapısal elementidir.
Hücre zarı geçirgenliği ve kan pıhtılaşması için önemlidir.
Bunun yanında kalp işlevleri ve sinir sisteminin düzenlenmesinde rol oynar.
Hücre sitoplâzmasında önemli bir düzenleyicidir.
Kan kalsiyum miktarı ile depo kalsiyum miktarı arasındaki dengeyi “parathormon” adındaki hormon sağlar.
D vitamini; bağırsaklardan kalsiyum emilimini ve kemiklerde birikmesini hızlandırır. Bu yüzden az miktarda D vitamini raşitizme, aşırı D vitamini ise kireçlenmeye neden olur.
Bunun yanında; ıspanak, kakao gibi besinler ve sitrat, tartarak gibi bileşikler kalsiyum emilimini arttırır.
Oksalik asit ve tahıllarda bulunan “Phytin” kalsiyum emilimini önler.
Ani kalsiyum azalmaları kramplara neden olur.
Sürekli kalsiyum azlığı;
Büyümede durgunluğa,
Beslenmede isteksizliğe,
Metabolizmanın artmasına,
Raşitizme,
Bacakta uyuşmalara ve felce,
Hemoroite,
Güçsüzlüğe ve sonuçta ölüme neden olur.
Aniden verilen fazla miktarda D vitamini kalsiyum emilimini arttırır ve tetanos benzeri belirtilere neden olabilir. Çocukların ilkbaharda zaman zaman kasılması bu nedene dayanır.
b) Magnezyum ( Mg )
Bitkilerde klorofilin temel taşı olduğu için bitkisel besinlerde daha bol bulunur.
Besinlerde magnezyumun %20-30 ’u ince bağırsağın üst kısmında emilir, %60-70 ‘i ise dışkıyla atılır.
Kanda proteine bağlı halde bulunan magnezyum, albümin ve globülinlere bağlanır.
ATP ’den bir fosfat alıcısına fosfat taşımasını katalize ederek ADP ve fosforlaşmış bir yapı oluşturan enzimlerin aktivasyonunda rol alır.
Magnezyum, ATP ’ye gerek duyulan glikoz kullanımı, yağ, protein, nükleik asit sen¤¤¤i ve kas kasılmasında önemli görevler alır.
Magnezyum tarafından etkinleştirilen enzimler beynin fosfolipid, pirüvik asit ve glikoz metabolizmasına girmektedir.
Mitokondride oksidatif fosforilasyon için de magnezyum istenir.
Magnezyumun vücuttan esas atılım yolu böbrekler olup terle de önemli atılımı söz konusudur. Uzun süren ateşli hastalıklar ve kas egzersizlerinde toplam magnezyum atılımının %10 –15 ‘i terle gerçekleşir.
Magnezyum emilimini besinlerdeki laktoz, protein (özellikle serbest aminoasitler), fosfat, kalsiyum, lipidler engeller,
Magnezyum eksikliğinde;
Damar genişlemesi,
Kan miktarında artma,
Aşırı duyarlılık
Küçük beynin bazı hücrelerinde bozukluk,
Böbrek bozuklukları,
Kramplar,
Büyümede durgunluk,
Saç dökülmesi,
Ödem ortaya çıkar.
Bu arazlar ancak çok uzun süre magnezyum alınmazsa meydana gelir.
Gebeliğin son üç ayında, diabetik komanın insülinle tedavisi sırasında, hipertiroidizmde, bazı sindirim sistemi ve böbrek hastalıklarında hipermagnezami görülür.
c) Sodyum ve Klor ( Na ve Cl )
Sodyum kas liflerinin uyarılmasında ve sinirlerdeki iletimde önemli rol oynar.
Klor mide salgısında bulunur.
Klor ayrıca amilaz enziminin aktivatörüdür.
Sodyum eksikliğinde deride, gözün bağ dokusunda ve üremede bozukluklar görülür.
Klor eksikliğinde sindirim ve büyüme bozuklukları ortaya çıkar.
NaCl eksikliğinde, kramplar, baş dönmesi ve baygınlık görülür. Vücut sıvılarının dengesi bozulur.
d) Potasyum ( K )
Sodyum gibi sinirsel iletimde ve kasların uyarılmasında rol oynar.
Bitkisel besinlerden alınır.
Vücutta Na-K oranının sabit tutulması gerekir.
Büyüyen hayvanlarda günlük potasyum gereksinimi artar.
Eksikliğinde bazı metabolik bozukluklar görülürken fazlalığı Na-K dengesini bozacağından NaCl ihtiyacını arttırır.
e) Fosfor ( P )
Tüm organizmaların bulundurmak zorunda olduğu elementlerin başında gelir.
Nükleotitlerin yapıtaşı olan fosfatların oluşumu için kullanılır.
Karbonhidratların ve yağların yıkımında; RNA ve DNA yapısına girerek kalıtsal bilginin taşınmasında rol alır.
Fosfolipitlerde fosfat, proteinlerle birlikte embriyonun beslenmesi için salgılanır.
Organik fosfat; hızlı büyüyen ve hızlı iş gören dokularda (kas ve sinir gibi) bolca bulunur.
Omurgalı hayvanların kemik ve dişlerinde büyük miktarda vardır.
Kandaki fosfat miktarı kalsiyum miktarına oranlanarak sabit tutulur.
Fosfat verilmesi zihin ve vücut işlerini arttırır.
Fosfat azlığında büyüme durur.
İskelet bozuklukları görülür.
Kanda kalsiyumun artması kemiklerden fosfor çekilmesine ve böylece kemiklerin yumuşamasına yol açar.
Kanda fosforun artması ise kemiklerden kalsiyum çekilmesine neden olur. Ancak bu daha yavaştır.
2- Eser elementler
Eser elementlere günlük ihtiyaç fazla değildir.
Enzim tepkimeleri için esas olanlar eser elementlerdir. Bu tepkimelerde üç farklı şekilde yer alırlar.
i. Enzim tarafından katalizlenen kimyasal tepkimenin yapısında yer alır ve enzimin reaksiyon hızını arttırır.
ii. Substrat veya enzimin aktif merkezi ile kompleks yapar. Bu durumda ikisi de aktif hâle gelir.
iii. Bazı hallerde katalitik faaliyetin bir safhasında elektron alırlar.
Eser elementlere aşağıdakilere örnek verebiliriz;
Demir Krom
Bakır Arsenik
İyot Silisyum
Manganez Kalay
Çinko Nikel
Molibden Vanadyum
Selenyum Kobalt
Flor
a) Demir ( Fe )
Oksijen taşıyan proteinler olan hemoglobin ve miyoglobinin yapısında yer alır.
Mitokondrial proteinlerin yapısında görülür.
Bundan başka; demir emilimi için önemli, demirli bir protein olan “Ferritin” in yapısına katılır.
Demir ihtiva eden enzimlere örnek olarak;
H2O2 ‘nin yıkımında görev alan katalaz,
Peroksitlerle organik bileşiklerin tepkimelerini hızlandıran peroksidaz,
Besinlerden gelen elektronla oksijenin suya redüksiyonunu katalizleyen sitikrom oksidaz verilebilir.
Demir-sülfürlü enzimlerse hayvanlar, bitkiler ve bakteri hücrelerinde elektron taşınmasında görevlidirler.
Demir eksikliği; fazla miktarda kuvvetli karbonhidrat (şeker, nişasta gibi) ve sütlü beslenmede, kan parazitlerinde ve aşırı kanamada görülür.
Bu durum; kansızlığa, halsizliğe ve zeka geriliğine neden olur.
b) Bakır ( Cu )
Sitikrom oksidaz enziminin aktivitesinde demirle birlikte rol oynar. Bu aktivitedeki görevi Cu+ ve Cu++ haline dönüşerek elektronu oksijene taşımaktadır.
Lizil oksidaz enziminin aktif grubunda yer alır. Bu enzim, “kollajen” ve “elastin” polipeptitleri arasında çapraz bağlar yapılmasına yardım eder.
Bunun yanında; katalaz, feniloksidaz ve aksorbik asit oksidazın yapısına katılır.
Demirin vücutta düzenli bir şekilde kullanılması için de gereklidir. Bakır olmazsa demir hemoglobine bağlanmaz.
Yumru ve yapraklı sebzeler, süt, karaciğer, nohut, bakla, ceviz, fındık önemli derecede bakır içerir.
Bakır ince bağırsaktan emilir.
Vücutta en çok bakır içeren dokular sırasıyla karaciğer, kalp, beyin ve böbrektir.
Hayvanlarda bakır eksikliğinde kollajen ve elastin polipeptitleri arasındaki bağlar yapılamayacağından damarlarda kopma ve çatlama görülür.
Bağırsaktan bakır emiliminde bir hata oluşursa “Menkes Sendromu” ortaya çıkar. Bu hastalıkta plazmada bakır ve bakır oksidaz düzeyi düşüktür. Büyüme yavaşlar, vücut ısısı düşer, saçlar ağarır ve beyinde dejenerasyon meydana gelir.
Bakır eksikliği kalp hastalığı riskini azaltır.
Bağırsaktan bakır emilimi artarsa “Wilson hastalığı” görülür. Bakır, beyin ve karaciğerde yığılır. Normalde dışkıyla ve çok azı idrar ile atılır.
Bakır içeren kapların yemek hazırlanmasında ve servisinde kullanılması “bakır zehirlenmesi” ne neden olabilir. Bulantı, kusma, midede yanma ve diare bakır zehirlenmesinin belirtileridir.
c) İyot ( I )
Tiroid bezinden salgılanan tiroksin hormonu için gereklidir.
Deniz ürünlerinde; özellikle süngerlerin spongiolinden yapılmış iskeletlerinde bulunur.
Brom, klor, nitrat, perklorat ve rhodanid, iyodun yerine geçerek fizyolojik iyon noksanlığına neden olur.
Thioüre, thiourasil, sulfaguanidin ve lahanadaki thiokasalidan, tiroid bezindeki tirozin oksitlenmesini ve iyotlanmasını önleyerek rahatsızlıklara sebep teşkil eder.
Bu durumlarda tiroid aşırı büyüyerek guatr hastalığını meydana getirir.
Embriyonik ve gençlik devrelerinde iyot eksikliği cücelik ve zeka geriliğini (keratinizmus) ortaya çıkarır.
Ergenlerde iyot eksikliğinde ise “miksödem” hastalığı görülür.
Fazla iyot “Gravez (Basedow) hastalığı” nı ortaya çıkarır.
d) Manganez ( Mn )
Manganez, bağ ve kemik dokusu oluşması, büyüme ve üreme fonksiyonları, karbonhidrat ve lipid metabolizması, protein sen¤¤¤i, mukopolisakkarit üretimi ve fosforilasyonda rol oynar.
Ceviz, fındık, tahıl ve sebzelerde oldukça yaygın; et, balık gibi besinlerde düşük miktardadır. Bu bakımdan insan ve diğer memeliler manganezi daha çok bitkisel besinlerle alırlar.
Özellikle çay manganez bakımından zengindir.
Manganez, en yaygın biçimde mitokondrilerde yer alır. Bu nedenle, mitokondrice zengin hücreler fazla manganez içerirler.
Manganezin aktivite ettiği enzim grupları arasında hidrolazlar, kinazlar, dekarboksilazlar ve transferazlar bulunur.
Manganez başlıca arginaz, pirüvatkarboksilaz, süperoksit diomütaz, fosfataz adlı enzimler için yapı taşıdır.
Manganez, dişide normal fertilite için gerekli olup erkekte manganez eksikliği spermatogenezi bozarak kısırlığa yol açar.
Bundan başka manganez eksikliğinde gözlenen başlıca bulgular; kan pıhtılaşma kusurları, hipokolesterolemi, dermatit, hipokalsemi, hiperfosforomi ve alkalen fosfataz aktivitesi yükselmesidir.
Madenciler, ilaç endüstrisi çalışanları, seramik ve cam işçileri ve gıdasına manganez eklenenlerde görülen kronik mangan zehirlenmesi şizofreniye benzer psikiyatrik etki yapar. Parkinson hastalığına yakın nörolojik bozukluklar ortaya çıkarır.
e) Çinko ( Zn )
Çinko yaklaşık yüz enzimin yapısal komponentidir.
Bu enzimlerden bazıları; karbonik anhidraz, alkalen fosfataz, RNA ve DNA polimerazlar, timidin kinaz, karboksipeptidazlar ve alkol dehidrojenazdır.
Bu enzimler incelendiğinde, çinko genelde enzimin aktif bölgesinde bulunmuştur.
İki yüzyıldan bu yana bilinen ve sayısız araştırmanın kanıtladığı bir bulgu, çinkonun önemli bir yara iyileştirici olduğudur. Bu araştırmalar, çinkonun bağ doku biyosen¤¤¤ ve bütünlüğünde önemli bir eleman olduğunu kanıtlamıştır. Bu nedenle, gıda ile yeterli çinko alınması, özellikle cerrahi girişim sonrası olgularda önem taşır.
Çinko, protein ve nükleik asit yapılarını moleküler düzeyde stabilize eder.
Subsellüler organellerin bütünlüğünü korur.
Taşıma olaylarına katılır.
İnsülin hormonu vücutta çinko olarak depolanır.
Dildeki tat alma reseptörlerinin ve nazal boşluktaki koku alma reseptörlerinin düzenli bir şekilde çalışmasını sağlamak çinkonun görevidir.
Vücutta çinkosu fazla dokular arasında prostat, semen, karaciğer, böbrek, retina ve kemik başta gelir.
Et, balık ve süt ürünleri gibi proteinli besinler, çinko bakımından zengindir.
Fazla protein çinko emilimini arttırırken, yetersiz protein engeller.
Bitki ve tahıl tanelerinin fitatları, selüloz, hemiselüloz çinko emilimini azaltırlar.
Bunun yanında kalsiyum, fosfor, flor ve bakır fazlalığı çinkonun bağırsaktan emilebilecek miktarını azaltır.
Gebelikte fetüs anneden çokça çinko çeker. Bu anne adayına koruyucu olarak folik asit ve vitamin B12 verilmesi, çinko emilimini azaltarak çinko eksikliğini daha da ağırlaştırır.
Yanıklarda çinko yiter ve bu yüzden yanığın iyileşmesi gecikir.
Travma ya da önemli ameliyatlarda da çinko kayıpları önem kazanır
ve bu gibi hallerde çinko eksikliği ortaya çıkabilir.
Çinko eksikliğinde gözlenecek başlıca bulgular şöyle sıralanabilir;
Çocuk ve gençte büyüme geriliği
Erkekte hipogonadizm
Hafif dermatit
İştahsızlık ve kilo kaybı
Yaraların geç iyileşmesi
Karanlığa uymada anormallik
Zayıflamış bağışıklık
f) Molibden ( Mo )
Ksatin oksidaz, nitrat redüktaz ve hidrojenaz gibi flavinli enzimlerin yapısına katılır.
Azot bakterilerinde havadaki azotun bağlanmasını sağlar.
Geviş getirenlerde işkembe bakterilerinin gelişimi için önemlidir.
Molibden her gün yeterli miktarda alınır; eksikliği hemen hemen söz konusu değildir.
Fazla alındığında anemi, iskelet ve kas bozuklukları görülür.
Molibden demirin hemoglobin yapımında kullanılmasını önler.
Kaynakça
Hekimlikte Biyokimya Tuncay ÖZGÜNEN Muzaffer ÜSTDAL Çapa Üniversitesi Erciyes Üniversitesi
Tıp Fakültesi Tıp Fakültesi
Biyokimya 2 Prof. Dr. Engin GÖZÜKARA
Biyokimya 1994
Yaşamın Temel Bileşenleri Prof. Dr. Ali DEMİRSOY
