METABOLİZMA

Bazal Metabolizma Hızı

Günlük enerji tüketimi, faaliyete , yaşa , cinsiyete, ağırlığa, vücut iriliğine ve hormonal duruma bağlı olarak kişiler arasında değişiklikler gösterir.Metabolizma 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 denir.Genç ve yetişkin bir erkek için bazal metaboliz- ma hızı yaklaşık olarak günde 1600 kaloridir, kadınlarınki % 5 kadar daha düşüktür.Başka bir deyişle, ergin insan 24 saat ye- mek yemeden hareket etmeden yatakta kalacak olursa canlılığını koruyabilmesi için 1600 kalo- riye gereksinme duyar.Değişik insanlarda binlerce kez bazal metabolizma hızı saptandıktan son- ra belli bir yaş, cins yada vücut bölgesi için normal bazal metabolizma hızı gösteren tablolar dü- zenlenmiştir.Metabolizma hızı ağırlık ve boydan yararlanarak hesaplanabilen vücut yüzeyi ile orantılıdır.Normal 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 artar.Bu,yüksek ateşli hastalarda vücudun kilo kaybetmesi nedenini açıklar.
Bir kişinin bazal metabolizma hızı doğrudan doğruya dışarı verdiği sıcaklıktan yararla- narak ölçülebilir.Bu kişi,ısı kaybı önlenmiş,etrafı su ile çevrili bir odacığa yerleştirilir,odacığın havasında ve suda artan sıcaklık derecesi tayin edilir.Daha basit bir ölçme yöntemi de,kişinin kı- sa bir zaman aralığı içinde tükettiği oksijen miktarını tayin etmektir.Enerjinin 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 tüketir.Ek 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 harcar.Yetişkin çoğu aldıkları ve harcadıkları kalori değeri ara- sında bir denge sağladığı için vücut ağırlık- ları yıllarca belirgin şekilde sabit kalır.Orta yaşlı in- sanlarda,bedensel faaliyette bir gerileme olduğu,iştahta bir değişme olmadığı için,kilo almaya doğru bir eğilim vardır.Gereksinme duyulan enerji miktarından günde 10 kalori fazla alınması bir yılda vücut ağırlığının ı/2-1 kilo artmasına neden olur.günlük enerji gereksinmesinin üzerin- de kalori alındığı zaman fazlalık vücutta depo edilir.Bunlardan ilk kullanılan karaciğer ve kas- larda glikojen halinde depo edilen karbonhidratlardır.Bundan sonra yağlar,yağ depolarından çekilerek enerji sağlamak amacıyla metabolize eder.Orta büyüklükte bir erkek yaklaşık olarak 9 kilo kadın 11 kilo depo edilmiş yağa sahiptir.Depo edilmiş yağlardan sağlanan enerji hayatı 5 ila 7 hafta sürdürmeye yeter.Sonunda 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 sayılmaz.Biz,protein ve yağ karışımların- dan da enerji sağlayabiliriz.Karbonhidrat bakımından zengin olan besin maddeleri genellikle ucuzdur.Bu ekonomik faktör kişinin besinindeki karbonhidrat oranının tayin eder.Portakalgil- 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 edilir.Bunlar öteki besinlere göre daha ağır sindirilir ve emilir.Bu 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 çıkar.İnsan bir çok yağ asitlerini sentezleyebildiği halde bir yada daha fazla çift bağı bulunan doymamış yağ asitlerini sentezleyemez.Temel yağ asitlerinde denen bu yağ asitlerinin besin içinde bulunması zorunlu- dur.Temel yağ asitlerine küçük miktarda gereksinme duyulduğu için çeşitli besinlerle olasılığı vardır.Bunların temel maddeleri olduğu,ancak hayvanların bu maddeleri içermeyen saflaştırıl- mış besinlerle beslenmesinden sonra anlaşılmıştır.Katı 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 edilir.Vücu- 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 vardır.Büyümekte olan çocuklar,gebe olanlar ve ağır hastalıktan kalkmış olan insanlar besinlerinde fazla oranda protein bulunmasına gereksinme duyar.Sağlıklı 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 zorunludur.Bir aminoasidin bile bulunmayışı halinde protein yapılmaz.Hayvansal hücreler bazı aminoasitlerin sentezini yapabilir.Fakat hiçbir zaman amino asitlerin tümünü sentezleyemez.Bu gibi aminoasitlere ‘temel aminoasitler’ denir ve besinlerle a- lınması zorunludur.Temel amino asitlerin protein- lerin sentezlenmesi için öteki aminoasitlere herhangi bir üstün tarafı yoktur.Ancak vücutta sentezleneme- dikleri için besinin içinde bulun- maları zorunludur.İnsanlar tarafından gereksinme duyulan on aminoasit vardır.Bunların hepsi- ni yeterli miktarda içeren proteinlere ‘yeterli proteinler’ denir.Süt,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 izledik.Protein ve karbonhidratlar villuslarun kılcal damarları- na,yağlar lemi damarlarına geçiyordu.Amino asitler ve basit şekerler emildikten sonra karaci- ciğer ana toplar damarı aracılığı ile karaciğere taşınır.Belkide 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 düşünülebilir.Karaciğer ba- zı antitoksinler yaparak vücut hücrelerini bazı zehirli maddelere karşı korur.Karbonhidrat,yağ ve proteinleri depo ettiği gibi,bunları birbirine dönüştürebilir.Hemoglobin 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 emilir.Bundan sonra karaciğe- re giderek başka basit şekerlere,glikoza dönüşür ve glikojen halinde depo edilirler.Glikojen,gli- koz birimlerinin -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 eder.Bundan sonra kandaki normal glikoz yoğunluğu başka maddelerin,özellikle amino asitlerin glikoza dönüştürülmesi yolu ile sağlanır.Glikoz tüm hücreler için başka enerji kayna- dır.Kandaki yoğunluğunun belli bir düzeyin altına düşmemesi gerekir.Yoğunluğunun bu düze- yin altına düşmesi halinde ilk zarar görecek olan organ beyindir.Öteki 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 kullanılır.Glikoz düzeyi düşük olur ve beyine yeterli yakıt sağlanmazsa oksijen yokluğunda ortaya çıkan benzer belirtiler görü- nür:zihin bulanıklığı,baygınlık,şuurun kaybolması ve ölüm.Beyin 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 eder.Ancak 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 dönüştürülebilir.Besinle 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 bilinmektedir.Radyoaktif 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 zorunludur.Yağ 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- rür.Yağ 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- lemez.Şeker metabolizmaları bozulmuş olan şeker hastalarının, aynı zamanda lipid metaboliz- ması da bozuk olup, bazı ara ürünler kanda birikmeye başlar ve sidikle dışarı atılır.Buna ek ola- rak karaciğerde fazla miktarda yağ birikir.Yağlı 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 bilinmemektedir.Karaciğer 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 edilir.Daha sonra bir kısmı kana geri döner, ve yeni proteinlerin yapılması için başka hücrelere taşınır.N15 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 uzaklaştırır.Başka 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- dönüştürülebilir.Karbon zinciri, aseton yapıları oluşturan amino asitlere ‘ketogenik’ amino asit- ler denir.Proteinler vücutta ya pek az saklanır yada hiç depo edilmez.karbonhidrat 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 karanlıktır.Büyüme, 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 bilinmektedir.Bunlar- dan bir kaçına ancak az miktarda gereksinme vardır.Bunlar 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 dengelenmelidir.Minerallerden 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 tüketir.Et, peynir, süt ve sebzeler zengin kaynaklar olduğu için mineral yoksunluğu çekilmez.Bununla beraber insanlarda demir, kalsiyum ve iyot yetersizliğinden ileri gelen hastalıklar görülür.
Kan ve öteki vücut sıvıları % 9 oranında tuz içerir.Bunun çoğu sodyum klorürden iba- rettir.Sodyum 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 bileşenlerdir.Bu salgıların içindeki tuzlar tekrar emildiği için sindirim kanalı yolu ile tuz kaybı ihtimal edilecek düzeydedir.Günlük sodyum klorür gereksinmesi geniş ölçüde değişkendir ve terleme ile kaybedilen miktara bağlıdır.Sıcak yerlerde ağır iş yapan insan- lar ( örneğin tünel kazan işçiler ) kandaki tuz miktarının azalmasını önlemek için sade tuz yeri- ne tuzlu su içebilir.Kandaki 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 taşlarıdır.Çocuklukta bunlardan birinin ( yada emilme ve metabolizmaları için gereksinme duyulan D vitamininin ) yetersiz miktarda a- lınması raşitizmi oluşturur.Fosfor, metabolizmadaki olağanüstü önleme sahiptir.DNA, RNA ve ara metabolizmada çok önemli olan nükleotidlerin –NAD-, NADP , ATP vb. – tümü fosfor içerir.
İz elementler. Bazı elementlere ancak az miktarda gereksinme duyulur.Genel olarak bunlar özel enzim sistemlerinin metal bileşenleri olarak iş görür.İyot, tiroid bezi hormonunun yapısına girer.Besinlerin bu maddeden yoksun olması halinde bez, tiroksini üretemez ve büyüye- yerek guatr denen hastalığa neden olur.İyot deniz suyuna ve denizden elde edilen besinlerde bol miktarda vardır.Eskiden kıyıdan uzakta yaşayan insanlarda guatr’a çok rastlanırdı.Bugün sof- ra tuzlarının çoğuna, buna engel olmak için, küçük miktarlarda potasyum iyodür karıştırılır.
Demir, hemoglobin ve sitokromların yapısında bulunur.Bu demir tekrar tekrar kullanıl- dığı için, kan kaybı olmadıkça, günlük besinlerle pek az miktarda alınmasına gereksinme var- dır.Kadınlar 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 gereklidir.Az miktarda manganez, molibden, çinko ve kobalta normal gelişme ve bazı enzimlerin aktivatörü olarak gereksinme duyulur.İçme suyunda iz miktar bulunan flor, dişlerin çürümesini önlemekte çok belirgin şekilde etkilidir.
Su. İnsan vücudunun yaklaşık olarak üçte ikisini su oluşturur.Su her hücrenin esas bile- şenidir.Kan ve lenfin sıvı kısmını oluşturan su, kimyasal maddelerin çözündüğü ve kimyasal reaksiyonların geçtiği bir ortamdır.Sindirim olayının vazgeçilmez bir öğesidir.Çünkü karbon- hidrat, protein ve yağların yıkılmasında iki molekül şeker yada amino asit molekülü için bir molekül suya gereksinim vardır.Su metabolizma artıkların çözer, terleme ile vücut yüzeyini so-
ğutur, vücut sıcaklığını tüm vücuda dağıtır ve düzenler.Vücuttan günlük su kaybı yaklaşık ola- rak iki litre olmakla beraber bireysel faaliyete ve iklime bağlı olarak değişir.Su kaybının derhal karşılanması gerekir.İnsan besin almadan haftalarca yaşayabildiği halde susuzluğa ancak bir- kaç gün dayanabilir.Her besin maddesi bir miktar su ihtiva eder.Taze sebze ve meyvede % 95 e kadar su bulunabilir.Suda yaşayan hayvanların su bulma derdi yoktur.Gerçekten bu canlılar, suyun ozmatik basınçla vücut içine girerek hücreleri patlatmasını önleme sorunu ile karşı karşı- yadır.Bazı 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 önemlidir.Bunların iştahı arttırarak yeterli miktarda besinin yenmesini sağlamakta yardımcı olur.
Sindirilmeyen kaba maddelerin barsak hareketlerini teşvik ettiğini ve kabızlığı önlediği görmüştük.Bu 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 bileşiklerdir.Vitaminler kimyasal o- larak farklı olmakla beraber, hayvan vücudunda yeterli miktarda sentezlenmediği zaman besin- le birlikte alınması zorunluluğunun bulunması bakımından birbirine benzerlik gösterir.İki 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 gelir.Örneğin 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 koydular.Başlangıçta bu maddelerin kimyasal yapıları bilin- miyordu.A vitaminin gece körlüğünü, B vitaminin beriberi hastalığını ve C vitamininin iskorbit hastalığını önlediği biliniyordu.Bugün hemen hemen hepsinin kimyasal yapısı bilinmekte ve ço- ğu sentetik olarak yapılabilmektedir.A ve B vitaminleri, çeşitli vitaminlerin türevlendiği karma- şık vitaminlerdir.A vitamini A, D ve E vitaminlerine ayrıldığı halde, B vitamini grubu hemen hemen 12 değişik vitamin içerir.Kimyasal 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- memiştir.Sonuncular 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 sağlayacaktır.Besinleri çok sınırlı olan bebek ve genç çocuklar bazı ek vitaminleri özelikle A ve D vitaminlerini almaya gereksinim duyabilir.Çeşitli hayvanların vitamin gereksinimi değişiktir.Çok sayıda hayvan C vitaminini glukozdan sentezleği için besinlerle birlikte C vitamini almaya gereksinme duymaz.Sadece in- sanlar, maymunlar ve kobaylar besin içinde C vitamini bulunmasına gereksinme duyar.Böcek- ler için besin içinde yalnız kolesterol ve B kompleksi vitaminlerin bulunması şarttır.
Bir hayvan için gerekil olan vitaminler başka bir hayvan için gerekli olmayabilir.Bunun- la birlikte hayvan ve bitkilerin tümü bilinen vitaminlerin hemen hemen tümüne gereksinme du- yar.Yaklaşık olarak bütün vitaminlerin fonksiyonu keşfedilmiştir.Her birinin tüm canlılar için ortak olan bir yada daha çok temel enzimin koenzimin bir parçası olarak faaliyet gösterdiği an- laşılmıştır.Bitkilerin 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 vitamini. A 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 eder.A vitamini yağda çözünür, vücutta, özellikle karaciğerde de- po edilir.Erişkin bir insanın günlük gereksinmesi yaklaşık olarak 1.5 mg ( 5,000 uluslar arası bi- rim ) , üç yaşın altındaki bir çocuğun yaklaşık olarak 0.6 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 edilir.A vitamininin noksanlığı halinde bu hücre- ler yassılaşır, kırılabilir ve enfeksiyonlara normalden daha az dayanıklı olur.İleri derecede A vi- mini noksanlığı halinde göz epiteli kornea üzerinde kuru ve boynuzsu bir tabaka meydana geti- rerek kseroftalmia denen tipik bir körlüğe neden olur.A vitamini aynı zamanda sinir dokusunun ve dişlerin minesinin normal kalması için şarttır.Görme olayının kimyasına katıldığı için A vita- mini noksanlığı az ışık koşulunda görme yeteneksizliği demek olan gece körlüğünü meydana ge- tirir.Göz retinasındaki çubuk hücreleri, A vitamini türevi olan rodopsin ( görme menekşesi ) de- nen bir maddeyi ve bir proteini, opsini ihtiva eder.Işıkla başlatılan kimyasal reaksiyonlar, ro- dopsinin retinal ve opsine yıkılması, reseptör hücreyi, beyne, görme duyusunu meydana getire- cek olan bir impuls gönderecek şekilde uyarır.Genel olarak enerjiye gereksinme duyulan bir reaksiyonla hızlı bir şekilde yeniden sentezlenir.A vitaminin noksanlığı halinde yeniden sentez- lenme gecikir ve bu durumda gece körlüğü meydana gelir.Kseroftalmiaya neden olacak kadar ö- nemi A vitamini noksanlığına çeşitli toplumlarda fazla rastlanılmazsa da gece körlüğü oldukça yaygındır.İkinci dünya savaşı sırasında gece savaşan uçakların pilotlarına, bu hastalığı önlemek amacıyla, özellikle A vitamini bakımından zengin besin verilmiştir.İnsanlarda A vitaminin yük- sek dozlarından ileri gelen toksik belirtileri görülmektedir.A 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- mindir.Güneş ışığındaki mor ötesi ışınlar öncü molekülün B halkasını yıkarak aktif vitamin mo- lekülünü meydana getirir.D vitamini yada kolekalsiferal, karaciğer yağı, tere yağı, yumurta ve sütte bulunur.Deri içinde yaz aylarında yapılan vitamin fazlası karaciğerde depo edilir.
Yapı bakımından benzerlik gösteren on kadar bileşik değişik ölçülerde olmak üzere D vitamini etkisine sahiptir.En çok etkili olanlardan birisine kalsiferol denir.D vitamini belki de taşıma olayı için gereksinme duyulan özgül bir vitaminin sentezlenmesini teşvik ederek kalsiyum iyonlarının membranlardan geçmesinde rol oynar.Erişkin ve çocuklara günde yaklaşık olarak 0,02 mg D vitamin verilmesi salık verilir.Kalsiferol noksanlığı olduğu zaman kalsiyum ve fosfor normal miktarda absorbe edilmez, ham madde yetersizliği nedeniyle kemik ve dişlerin oluşma- sında gecikmeler olur.Bu 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 gelir.Bununla 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-dır.Bu 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 gelir.Bu vitamini, ancak safra tuzları bulun- duğu zaman emilebilir.Bu 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 tehlikelidir.Ameliyattan önce K vitaminin verilmesi halinde bu tehlike ortadan kalkar ve çok sa-
yıda hayat kurtarılabilir.Bu vitamine olan günülük gereksinme hakkında bir tahmin yürütüle-
memekle beraber K vitamini noksanlığı halinde günde 1-5 mg verilmesi kanın pıhtılaşması za- manının normal hale getirir.

Suda çözünen vitaminler

C Vitamini. C vitaminin yetersizliğinden 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 hastalıklardandı.İnsanlar 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 bulunmuştur.Gemisinin personelinin ciddi iskorbit hastalığı, Kızılderililerin önerdiği şekilde göknar yapraklarının özütü ile tedavi edilmiştir.İskor- biti önleyici vitamin 1993 yılında izole edildi ve bunun yıllardan beri tanınan fakat antiskorbitik özelliği bilinmeyen askorbik asit olduğu kanıtlandı.Askorbik asit oldukça kararsızdır ve pişiril- me sırasında tahrip edilir.Modern dondurma ve kutuluma yöntemleri besinlerin sahip olduğu askorbik asidin çoğunu korursa da, bunun en iyi kaynağı taze meyve sebze sularıdır.Askorbik asit kısmen hücresel oksitlenmeye, özellikle tirozinin oksitlenmesine katılır.Bundan başka,amino asitlerden prolinin, kollagenin yapı taşlarından birisi olan hidroksiproline hidroksilasyonunda rol oynar.C vitaminin yetersiz olması halinde kılcal damarlar olağanüstü düzeyde kırılabilir ha- le gelir, kolayca çatlayarak deri altında ve eklemlerde kanamalara neden olur.Bu koşul altında kemiklerin ve dişlerin gelişmesi de anormaldir.Normal 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 edilmiştir.Bir zamanlar bu maddelerin bazıları ayrı harflerle gösterilmiştir; riboflavin G vitamini, biyotin H vitamini olarak adlandırılmıştı.Bugün 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 önler.Maya kokusunda beyaz renkte kristal halindeki bu madde az miktarda çeşitli besin- lerde bulunur.Maya, karaciğer, fındık, domuz eti ve buğdaygiller tanelerinin tümü, B kompleks vitaminler için en iyi kaynaktır.Orta halli Amerikan yemekleri tiyamin bakımından biraz fakir olduğundan bugün, bu ülkelerde un, ekmek ve kahvaltılıklar bu vitamin bakımından zenginleş- tirilmektedir.Günlük gereksinme vücut ağırlığı, alınan kalori miktarı besinlerdeki karbonhidrat oranına göre değişmekle beraber, orta bir insanın günlük gereksinmesi 2-3 mg kadardır.Tiya- 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 görür.Bundan sonra pentoz fosfat yolu enzimlerinden biri olan transketolaz enzimi için de ko- enzimdir.Tiyamin 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- çar.Beriberi olarak bilinen bu durum tiyamin verildiği zaman hızlı bir şekilde düzelir.Tiyamince 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 pigmenttir.Tiyamin bakımından zengin olan besinlerde fazla miktarda bulunur: maya, karaciğer, buğday embriyo- su, et, yumurta ve peynir.Riboflavin glukoz ve amino asit metabolizmasındaki bazı hücreler ok- sidatif süreçlerdeki ko enzimlerin flavin adenin dinukleotid ( FAD ) ve flavin monomukleotidin ( FMN ) kısımlarını meydana getirir.İnsanın sağlıklı kalabilmesi için günde 1-2 mg riboflavine gereksinme vardır.Riboflavin noksanlığı, ağzın köşelerinde çatlaklıklar, dilde tipik morumsu kırmızılık ve gelişmenin gerilemesi belirlenir.Deneysel 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- şenidir.Bunlar 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- lir.Maya, taze sebze, et ve birada bulunur.Mısırda genel olarak düşük oranda niyasin bulundu- duğu için günlük besinin büyük bir kısmını teşkil eden yerlerde, vitamin yetersizliğinden ileri gelen pelagra hastalığı,oldukça yaygındır.Pelagra dermatis, ishal ve erken bunalma ilk belirle- nir.Niyasin, bir ya da birkaç enzimin koenzimi olmasına bağlı süreç nedeniyle deri ve barsak e- pitelinin korunması ve normal sinirsel faaliyetin sağlanmasında rol oynar.Tavsiye edilen günlük niyasin dozu yaklaşık olarak 20-25 mg dır.Fakat insanların gereksinmesinin büyük bir kısmı barsak bakterileri tarafından sentez edilir.Bir insan sülfamitli ilaçlarla tedavi edildiği takdirde barsak bakterileri öldürülür ve niyazinde dahil birçok vitamin yetersizliği ortaya çıkar.insan do- kuları tarafından niyasin üretmek için amino asitlerden triptofan metabolize edilebilir.Bu 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 değildir.Piridoksal fosfat amino asitlerin aminlere transaminasyon ve dekarboksilayonu- nu içine alan enzimatik reaksiyonlarda koenzim olarak iş görür.Piridoksin yoksun besin verilen deney hayvanların gelişmesi gecikir, anemi baş gösterir ve lenf dokusunun bozulması nedeni ile ölümle sonuçlanabilen akyuvar ve antikor yokluğu,dirençsizlik ortaya çıkar.Günlük 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 vermiştir.Nor- mal günlük besinde insanın günlük besinde günlük gereksinmesini karşılayacak miktarda 20 mg pantotenik asit bulunur.Bu besin bakımından özellikle zengin olan besin maddeleri yumurta, et, tatlı patates ve yer fıstığıdır.Karbonhidrat, 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 keşfedilmiştir.O zamandan beri olağanüstü küçük miktarda da olsa, memeli hayvanların günlük besini içende bulunmasının zorunlu olduğu gösterilmiştir.Melas, yumurta sarısı ve karaciğer biyotin bakımından zengin kaynaklardır.Yumurta akında bulunan bir protein olan avidin, barsakta biyotinle birleşerek emilmesini önler.Avidin sıcaklık karşısında bozulduğu için pişmiş yumurta akı, biyotin emilme- sini engellemez.Deney hayvanlarında biyotin yetersizliği meydana getirmek için birkaç çiğ yu- murta akına gereksinme vardır.Sadece çiğ yumurta ve şarapla beslenen insanlarda deri yangı- sıyla belirlenen birkaç olayla biyotin yetersizliği ortaya çıkmıştır.Biyotin 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 B12 vitamini anemiyi önlemek için kullanıldığı gibi, pernisiyöz aneminin tedavisinde karaciğer özütü ile birleştirerek kullanılır.Folik 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 bulunur.Kobalamin, kobalt iyonu siyanid, riboz şekeri ve başak bileşenleri içeren bir porfirin halkasından oluşan karmaşık bir moleküldür.Folik asit ve kobalaminin kansızlığı önlemedeki rolü, açıkçası alyuvar- ların üretimiyle ilgili nükleik asitlerin sentezlenmesini kolaylaştırmaktan ileri gelir.Kobalaminin aynı zamanda suksinat ve malonat gibi bazı organik asitlerin birbirine dönüşümünde koenzim olarak iş gördüğü de bilinmektedir.Kobalamin bakteriler tarafından sentezlendiği halde yüksek organizasyonlu bitki ve hayvanlar tarafından sentezlenemez.Kobalamin bu şekilde yeşil bitkiler için olduğu kadar hayvanlar için de bir vitamindir.
Kolin bir büyüme faktörüdür.Noksanlığı civcivlerde böbrek kanamasına neden olur ve perosiz denilen bir kemik bozukluğuna neden olur.Yağ proteinlerin metabolizması için, çok sa-
da B vitamininde olduğu gibi koenzim olarak değil, bazı temel maddelerin sentezlenmesinde metil grubu kaynağı olarak önemlidir.Erişkin 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 asididir.İnsan ve hayvanların günlük besini içinde bulunmasının gerektiği gösterilmiş ol- makla beraber, bazı mikroorganizmalar için bir büyüme faktörü olduğu bilinmektedir.Bazı 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 biliniyor.Her ikisi de sıçanların ve muhtemelen insanı da içine almak üze- re başak hayvansal canlıların normal gelişimi için şarttır.Para amino benzoik asit, folik asidin bir kısmını teşkil eder.Bu B vitaminleri barsak bakterileri tarafından da sentezlenir.

Antimetabolitler

D.D.Woods, 1940 yılında sülfamidli ilaçların, sülfamidin bakteriler üzerinde yaptığı etki- ye zıt bir etkiyi paraamino benzoik asidin yaptığını buldu.Sülfamid bakterostatik olduğu için bakteri çoğalmasını engeller ve bu şekilde saldırgan bakterileri etkileyerek vücut savunmasına yardımcı olur.Bu gözlem, sülfamidlerin paraamino benzoik asidin, koenzimin esas kısmını teşkil ettiği bakteri enzimiyle rekabete girip engelleyerek, bakteri gelişmesine zarar vermesi şeklinde bir teoriyi akla getirmektedir.Sülfamid kimyasal yapı bakımından para-amino benzoik aside ol- dukça benzerlik gösterir.Benzerlik enzimi yanıltacak kadar fazla olduğu için enzim reaksiyona alınır, fakat enzim mekanizmasını işletmeyecek kadar da farklı bir yapıya sahiptir.Bu 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.