MİNERALLER VE MİNERALLERİN İNSAN ÜZERİNDEKİ ETİKLERİ

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 sentezi 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.

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 sentezi, 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 biyosentez 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.

ASİTLER VE BAZLAR

a )ASİTLER

Asitler kimyada önemli bir bileşik sınıfını oluştururlar.Asit-latince anlamına gelen asidus kelimesinden alınmıştır.Günlük gıda maddelerinin bir çoğunda asit vardır.Canlı organizmaların hayatsal faaliyetlerinde asitlerin önemi büyüktür.Mide özsuyu besinlerin sindirimi için %0,4 oranında hidroklorik asit içerir.Proteinlerin oluşumunda amino asitlerin önemi tartışılmaz bir gerçektir.Genel olarak asitler;inorganik ve organik asitler olarak iki gruba ayrılırlar.Yapısında karbon elementi bulunmayan asitlere inorganik asitler,karbon elementi kullanılarak oluşturulan asitlere ise organik asitler denir.

ASİTLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ

Asitlerin tadları ekşidir.Örnek olarak;sirkedeki asetik asit ekşi elmada ki malik asit , limondaki sitrik asit ve askorbik asit(C Vitamini),yoğurt suyundaki laktik asit, meşrubat ve kolalardaki karbonik asit sayılabilir.Ancak her asidin tadına bakamayız.Çünkü asitlerden bazıları parçalayıcı bazıları da zehirlidir.

Asitler yakıcı özelliğe sahiptir.Asitlerin bu özelliği her asitte aynı şekilde olmaz.Örneğin Hno3 deriye döküldüğünde proteinlerle tepkimeye girer.H2SO4 ise hücre suyunu çekerek yakma etkisi gösterir.

Asit suda çözüldüğünde ne kadar fazla iyon oluşuyorsa,iletkenlik o kadar fazla olur .Kuvvetli asitlerde iletkenlik fazla zayıf asitlerde ise azdır.

Asitler mavi turnusol kağıdını kırmızıya çevirir.Turnusol kağıtları indikatör boyası emdirilmiş kağıtlardır.İndikatör boyaları ise ortamın asidik veya bazik olmasına göre renk değiştiren maddelerdir.Örneğin bir indikatör olan metil oranj asitler kırmızı renge döner.

Asitlerin genel olarak yapılarında proton bulunur.Ancak yapılarında hidrojen bulunan tüm maddeler asit değildir.MC1 kuvvetli bir asit olmasına karşın nh3 baz özelliği gösterir.CH+ ise asit ve baz karakteri göstermez.

Bazlarda birleşerek tuz ve su oluştururlar.Kimyada bu tepkimelere nötrleşme tepkimesi denir.

[BAZ+ASİTTUZ+SU]

Günlük hayatta kullandığımız besin ve malzemelerdeki bazı asitler ve bazlar

Bazı asit ve bazlar yediğimiz sebze ve meyvelerde doğal olarak vardır.Hatta bazı asit ve bazların eksikliğinde canlı vücudunda birtakım hastalıklar meydana gelir. Folik asit eksikliğinde aneminin oluşması gibi.Bunların yanında kimyasal yollarla elde edilen asit ve bazlarda vardır. Yiyecek ve içeceklerimize bulunan asitlerin ve bazların yenilip içilmesinde bir mahsur yokken suni olarak elde edilen asit ve bazların yenilip içilmesi tehlike arz eder.Bunlardan bazıları şunlardır:

E-230 Sorbik asit: Vitamin B12’yi yok ediyor.

E-250 Sodyum nirit:Damar hastalıkları.

E251 Sodyum nitrat : Kalp damar hastalıkları.(tüm sosis ve salamlarda.)

E-120 Karminik asit: Nörolojik hastalıklar.

E-330 Sitrik asit: En tehlikeli kanserojen etki maddesi olup ne yazık ki bir çok hazır gıdada bulunuyor.(gofret, meyve suları, bazı hazır çorbalar,teneke konserve turşular, bazı hazır yaprak sarmaları,bazı şekerlemeler.)

E-300 Askorbik asit : Kanserojen etki maddesi. (bazı portakal sulu içeceklerde.)

Kaynakça

Hekimlikte Biyokimya Tuncay ÖZGÜNEN Muzaffer ÜSTDAL
Biyokimya 2 Prof. Dr. Engin GÖZÜKARA
Yaşamın Temel Bileşenleri Prof. Dr. Ali DEMİRSOY