Metabolizma ve Beslenme Bölüm Değerlendirmesi
Metabolik Reaksiyonlara Genel Bakış
Metabolizma, vücuttaki tüm katabolik (yıkım) ve anabolik (sentez) tepkimelerin toplamıdır. Metabolizma hızı, yaşamı sürdürmek için kullanılan enerji miktarını ölçer. Bir organizmanın uzun süre hayatta kalabilmesi için metabolizma hızını koruyacak yeterli miktarda gıda alması gerekir.
Katabolik tepkimeler, alınan gıdalardaki karbonhidratlar, yağlar ve proteinler gibi daha büyük molekülleri, kendilerini oluşturan daha küçük parçalara ayırır. Ayrıca vücuttaki tüm hücrelerde metabolik süreçler için gereken enerjiyi açığa çıkaran ATP'nin parçalanmasını da içerirler.
Anabolik tepkimeler veya biyosentetik tepkimeler, bu tepkimeler için enerji kaynağı olarak ATP kullanarak daha küçük yapısal parçalardan daha büyük moleküller sentezler. Anabolik tepkimeler kemik, kas kütlesi ve yeni proteinler, yağlar ve nükleik asitler oluşturur. Yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri, bir molekülü yükseltgeyip diğerini indirgeyerek ve açığa çıkan enerjiyi Pi ve ADP'yi ATP'ye dönüştürmek için toplayarak elektronları moleküller arasında aktarır. Metabolizmadaki hatalar karbonhidratların, yağların, proteinlerin ve nükleik asitlerin işlenmesini değiştirir ve bir dizi hastalık durumuna neden olabilir.
Karbonhidrat Metabolizması
Metabolik enzimler, gıdalarda bulunan karbonhidratları parçalayan katabolik tepkimeleri katalize eder. Açığa çıkan enerji, vücudunuzu oluşturan hücrelere ve sistemlere güç sağlamak için kullanılır. Fazla veya kullanılmayan enerji daha sonra kullanılmak üzere yağ veya glikojen olarak depolanır. Karbonhidrat metabolizması, tükürük amilaz enziminin kompleks şekerleri monosakkaritlere ayırmaya başladığı ağızda başlar. Bunlar daha sonra bağırsak zarından kan dolaşımına ve oradan da vücut dokularına taşınabilir. Hücrelerde, altı karbonlu bir şeker olan glikoz, bir dizi reaksiyonla daha küçük şekerlere dönüştürülür ve molekülün içinde depolanan enerji açığa çıkar. Karbonhidrat katabolizmasının ilk adımı piruvat, NADH ve ATP üreten glikolizdir. Oksijensiz koşullarda piruvat, glikolizin çalışmaya devam etmesi için laktata dönüştürülebilir. Oksijenli koşullarda piruvat, sitrik asit döngüsü veya trikarboksilik asit döngüsü olarak da adlandırılan Krebs döngüsüne girer. ATP'ye ek olarak Krebs döngüsü, daha yüksek enerjili ATP molekülleri üreten oksidatif fosforilasyon sürecine elektron sağlayan yüksek enerjili FADH2 ve NADH molekülleri üretir. Glikolizde işlenen her bir glikoz molekülü için oksijenli solunumla net 36 ATP oluşturulabilir.
Oksijensiz koşullarda ATP üretimi glikoliz tarafından üretilenlerle sınırlıdır. Glikoliz ile toplam dört ATP üretilirken, glikolizi başlatmak için iki ATP'ye ihtiyaç vardır, bu nedenle iki ATP molekülünün net verimi vardır.
Açlık veya düşük karbonhidratlı diyetler gibi düşük glikoz koşullarında, glikoz laktat, piruvat, gliserol, alanin veya glutamattan sentezlenebilir. Glukoneogenez adı verilen bu süreç, glikolizin neredeyse tersidir ve glikoz seviyeleri normalin altına düştüğünde beyin gibi glikoza bağımlı organlar için glikoz molekülleri oluşturmaya yarar.
Yağ Metabolizması
Yağlar vücut için üç kaynaktan temin edilebilir. Diyetle alınabilir, vücudun yağ dokusunda depolanabilir veya karaciğerde sentezlenebilirler. Diyetle alınan yağlar ince bağırsakta sindirilir. Trigliseritler monogliseritlere ve serbest yağ asitlerine parçalanır, ardından bağırsak mukozasına aktarılır. Trigliseritler karşıya geçtikten sonra yeniden sentezlenir ve karaciğer ya da yağ dokusuna taşınır. Yağ asitleri, yağ asidi veya β-oksidasyon yoluyla iki karbonlu asetil CoA moleküllerine oksitlenir ve bunlar daha sonra ATP üretmek için Krebs döngüsüne girebilir. Fazla asetil CoA oluşursa ve Krebs döngüsünün kapasitesini aşarsa, asetil CoA keton cisimciklerini sentezlemek için kullanılabilir. Glikoz sınırlı olduğunda, keton cisimleri oksitlenebilir ve yakıt olarak kullanılabilir. Fazla glikoz veya karbonhidrat alımından kaynaklanan fazla asetil CoA, yağ asidi sentezi veya lipogenez için kullanılabilir. Asetil CoA yağlar, trigliseritler, steroid hormonlar, kolesterol ve safra tuzları oluşturmak için kullanılır. Lipoliz, trigliseritlerin gliserol ve yağ asitlerine parçalanarak vücudun işlemesini kolaylaştırmasıdır.
Protein Metabolizması
Proteinlerin sindirimi midede başlar, burada HCl ve pepsin proteinleri kendilerini oluşturan amino asitlere ayırma işlemine başlar. Bulamaç ince bağırsağa girerken bikarbonat ve sindirim enzimleriyle karışır. Bikarbonat asidik HCl'yi nötralize eder ve sindirim enzimleri proteinleri daha küçük peptitlere ve amino asitlere parçalar. Sindirim hormonları sekretin ve CCK sindirim süreçlerine yardımcı olmak için ince bağırsaktan salınır ve sindirim proenzimleri pankreastan salınır (tripsinojen ve kimotripsinojen). İnce bağırsak duvarında bulunan bir enzim olan enterokinaz tripsini aktive eder, bu da kimotripsini aktive eder. Bu enzimler, daha sonra sodyum-amino asit taşıyıcıları aracılığıyla bağırsak duvarından hücre içine taşınan bireysel amino asitleri serbest bırakır. Amino asitler daha sonra yeni proteinler oluşturmak için kullanılmak üzere karaciğere ve vücuttaki hücrelere dağılmak üzere kan dolaşımına taşınır. Fazla olduğunda, amino asitler işlenir ve glikoz veya keton olarak depolanır. Bu süreçte açığa çıkan azot atığı, üre asidi döngüsünde üreye dönüştürülür ve idrarla atılır. Açlık zamanlarında, amino asitler bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir ve Krebs döngüsü yoluyla işlenebilir.
Vücudun Metabolik Durumları
Vücudun üç ana metabolik durumu vardır: absorptif (beslenmiş), postabsorptif (beslenme sonrası) ve açlık. Herhangi bir gün boyunca metabolizmanız emici ve emilim sonrası durumlar arasında geçiş yapar. Açlık durumları genellikle iyi beslenen bireylerde çok nadiren görülür. Vücut beslendiğinde, glikoz, yağlar ve proteinler bağırsak zarından emilir ve hemen yakıt olarak kullanılmak üzere kan dolaşımına ve lenfatik sisteme girer. Fazlalıklar daha sonraki açlık aşamaları için depolanır. Kan glikoz seviyeleri yükseldikçe, pankreas karaciğerdeki hepatositler, kas hücreleri/lifleri ve adipositler (yağ hücreleri) tarafından glikoz alımını uyarmak ve glikojene dönüşümünü teşvik etmek için insülin salgılar. Postabsorptif durum başladığında, glikoz seviyeleri düşer ve insülin seviyelerinde de buna bağlı bir düşüş olur. Düşen glikoz seviyeleri pankreasın glukagon salgılamasını tetikleyerek karaciğerdeki glikojen sentezini kapatır ve glikoza parçalanmasını uyarır. Glikoz, vücuttaki hücreler için bir yakıt kaynağı olarak hizmet etmek üzere kan dolaşımına salınır. Oruç sırasında glikojen depoları tükenirse, yağ asitleri ve proteinler de dahil olmak üzere alternatif kaynaklar metabolize edilebilir ve yakıt olarak kullanılabilir. Açlıktan sonra vücut tekrar emilim durumuna geçtiğinde, yağlar ve proteinler sindirilir ve yağ ve protein depolarını yenilemek için kullanılırken, glikoz işlenir ve önce periferik dokulardaki, ardından karaciğerdeki glikojen depolarını yenilemek için kullanılır. Eğer oruç tutulmaz ve açlık başlarsa, ilk günlerde glukoneogenezden üretilen glukoz beyin ve organlar tarafından kullanılmaya devam eder. Ancak birkaç gün sonra, yağlardan keton cisimleri oluşturulur ve kalp ve diğer organlar için tercihli yakıt kaynağı olarak hizmet eder, böylece beyin hala glikoz kullanabilir. Bu depolar tükendiğinde, proteinler ilk olarak bağırsak astarı gibi hızlı döngüye sahip organlardan katabolize edilecektir. Kas dokusunun israfını önlemek için kaslar korunacaktır; ancak alternatif depolar mevcut değilse bu proteinler kullanılacaktır.
Enerji ve Isı Dengesi
Alınan gıdalardan gelen enerjinin bir kısmı vücudun çekirdek sıcaklığını korumak için kullanılır. Yiyeceklerden elde edilen enerjinin çoğu ısı olarak açığa çıkar. Çekirdek sıcaklığı 36,5-37,5 °C civarında tutulur. Bu, çekirdek sıcaklığındaki değişiklikleri algılayan ve terlemeyi veya titremeyi artırmak için bir termostat gibi çalışan veya sıcaklığı normal aralığına döndürmek için diğer mekanizmaları tetikleyen beyindeki hipotalamus tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir. Vücut ayrıca ısı alışverişi mekanizmaları yoluyla da ısı kazanabilir veya kaybedebilir. İletim, ısıyı fiziksel temas yoluyla bir nesneden diğerine aktarır. Konveksiyon ısıyı havaya veya suya aktarır. Radyasyon ısıyı kızılötesi radyasyon yoluyla aktarır. Buharlaşma, su sıvı halden gaz hale geçerken ısıyı transfer eder.
Beslenme ve Diyet
Beslenme ve diyet metabolizmanızı etkiler. Yağları ve proteinleri parçalamak için karbonhidratlardan daha fazla enerji gerekir; ancak alınan tüm fazla kaloriler vücutta yağ olarak depolanacaktır. Ortalama olarak, bir kişi normal günlük aktivite için 1500 ila 2000 kaloriye ihtiyaç duyar, ancak rutin egzersiz bu miktarı artıracaktır. Bundan daha fazlasını alırsanız, kalanı daha sonra kullanmak üzere depolanır. Tersine, bundan daha azını alırsanız, vücudunuzdaki enerji depoları tükenecektir. Yediğiniz yiyeceklerin hem miktarı hem de kalitesi metabolizmanızı etkiler ve genel sağlığınızı etkileyebilir. Çok fazla veya çok az yemek, kardiyovasküler hastalık, kanser ve diyabet gibi ciddi tıbbi durumlara neden olabilir.
Vitaminler ve mineraller diyetin temel parçalarıdır. Vücuttaki metabolik yolların düzgün çalışması için gereklidirler. Vitaminler vücutta depolanmaz, bu nedenle diyetten elde edilmeleri veya diyette bulunan öncüllerden sentezlenmeleri gerekir. Mineraller de diyetten elde edilir, ancak bunlar da öncelikle iskelet dokularında depolanır.
Önceki Ders: Beslenme ve Diyet
Sonraki Ders: Metabolizma ve Beslenme Değerlendirme Soruları
Yorumlar
Yorum Gönder