Metabolizma Nedir

Metabolizma Nedir

İnsan yürürken, koşarken, ya da herhangi bir hareket yaparken enerji sarfeder Gündelik eylemlerinde kaslarını hareket ettirebilmek için enerji gereksinir, insan hiç farkında olmadan vücudundaki kimi kaslar sürekli hareket halindedirler, örneğin, hareketsiz bir durumda otursa bile, gözlerini kırpar, kalbi çalışır, bağırsakları, yemiş olduğu yemeği sindirim sisteminde ilerletir.
Kaslar kullanılmasa da, enerji harcanmasına neden olan daha başka şeyler de olmaktadır. Örneğin, insan büyüyüp gelişirken, hatta büyümenin durmasından sonra da, hücreler yıkılıp yenilenirler. Artık ürünler, vücuttan dışarı atılmak üzere toplanır. Vücudu sıcak tutabilmek için enerjiye gereksinim vardır. Vücudun düzenli çalışabilmesi için aynı, ya da az çok aynı sıcaklıkta kalması gerekir. Sağlıklı vücutta ağız sıcaklığı 37°C’tır. Enerjinin varlığını gereksinen ve bir canlının yaşamını devam ettiren vücut süreçlerinin tümüne birden metabolizma adı verilir. Metabolizma, enerji sağlayan, enerji harcayan, ya da enerji depo eden süreçleri kapsar. Metabolizma durunca vücut da ölür. Bazen metabolizma, vücudun yapımında enerjiden yararlanan bütün süreçleri kapsayan anabolizma ile, maddelerin enerjiyi serbest bırakmak üzere parçalandığı süreçlerin tümünü kapsayan katabolizma olarak ikiye ayrılır. Bu süreçler durmadan vukua gelmektedir, insan enerjiyi yediği besinlerden alır. Yiyecekler üç ana maddeden, ya da besinden oluşur. Bunlar, ekmek ve patates gibi yiyeceklerde bulunan karbonhidratlar, tereyağı gibi yiyeceklerde bulunan yağlar, et ve yumurta gibi yiyeceklerde bulunan proteinlerdir. Bu besinlerin tümü de molekül adı verilen küçük parçacıklardan oluşmuştur. Moleküller ise atom adı verilen daha küçük parçacıklardan oluşurlar. Enerji, atomları moleküller halinde bir arada tutan bağların içinde tutulmuş durumdadır. Metabolizmada enerji besinden vücuda geçer.
İnsan, besin olarak bitkileri ve hayvanları yer. Hayvanlar ise bitkileri, ya da bitki yiyen başka hayvanları yerler. Çoğu bitkiler besin maddelerini kendileri oluşturabilirler. Yeşil bitkilerde klorofil adlı yeşil bir boya maddesi vardır. Klorofil ışığı tutabilir. Işık da bir enerji biçimidir. Bitki, bu enerjiyi şeker adlı karbonhidratın molekülleri içine depo eder. Şeker, yapraklar aracılığı ile havadan alman karbon dioksit gazı ile, kökler aracılığı ile topraktan alınan sudan oluşturulur. Oksijen artık bir madde olarak atılır, özetlersek: karbon + su + ışık = şeker + oksijen dioksit enerjisi
Fotosentez adı verilen bu olay bitki metabolizmanın bir bölümünü oluşturur.
Şeker, esas olarak bitkinin yapraklarında oluşur, sonra da bitkinin öbür kısımlarına taşınır. Ya enerji sağlamak üzere kullanılır, ya da bir başka karbonhidrat olan nişasta şeklinde depo edilir. Bitki, oluşturduğu şekerden yararlanarak yağ ve protein üretir. Bitkiler aynı zamanda vitamin denilen maddeleri de üretirler. Vitaminler vücut için büyük önem taşırlar. Bir vitaminin eksik olması halinde vücutta bir yetmezlik hastalığı baş-gösterir.
Demek ki, hayvanlar vitaminleri, mineralleri, proteinleri, karbonhidratları ve yağları bitkilerden sağlarlar.
Canlıların kendilerine gerekli olan enerjiyi sağlamak için karbonhidratlardan nasıl yararlandıklarına gelince. Nişasta gibi iri moleküllü karbonhidratlar sindirim sisteminden kana geçemezler. Bunlar önce, daha küçük molekülleri olan karbonhidratlara parçalanırlar. Bu da sindirim olayıyla sağlanır. Karbonhidratlar glikoz adlı basit şekeri oluşturmak üzere sindirilir. Glikoz kanla hücrelere taşınır. Glikoz moleküllerinde bulunan bağların kopması ile enerjinin serbest kaldığı yer, işte bu hücrelerdir.
Glikoz moleküllerindeki enerjinin bırakılması için oksijene gerek vardır. Bitkiler, havadaki, ya da suda erimiş durumdaki oksijeni hücre çeperleriyle alırlar. Balık ise oksijeni sudan, solungaçları aracılığıyla alır. İnsan ise oksijeni havadan, akciğerleri aracılığıyla alır. Bitkilerde oksijen hücrelere yayınma yoluyla ulaşır. Balık gibi hayvanlarda ve insanda oksijen hücrelere kanla taşınır. Oksijen alarak glikozdan enerji sağlamak için bu oksijeni kullanma olgusuna solunum adı verilir. Glikozun parçalandığı kimyasal tepkime şu şekil de yazılabilir:
glikoz + oksijen = karbon dioksit + su + enerji Bu olay bir aşamada gerçekleşmez. Glikoz önce sitrik asit adlı kimyasal maddeye dönüşür. Bundan sonra sitrik asit, sitrik asit çevrimi adı verilen birtakım tepkimelere katılır. Sitrik asit çevriminde bir miktar enerji açığa çıkar, karbon dioksit, su ve hidrojen serbest kalır. Bunun ardından daha fazla enerji bırakılarak hidrojenden daha fazla su oluşturmak üzere oksijen kullanılır. Glikozdan geriye kalan, yalnızca karbon dioksittir; bu da hücreden kana geçer. Karbon dioksitin uzaklaştırılması gerekir. Çünkü birikmesine olanak bırakılması durumunda vücudu zehirler. Karbon dioksit akciğerlere taşınarak solunum yoluyla vücuttan atılır.
Yemek yedikten sonra kandaki şeker miktarı yükselir. Bu şekerin bir kısmı enerji stoku olarak hücrelere alınır. Geriye kalan glikozun bir kısmı da başka bir karbonhidrat olan glikojene dönüştürülmek üzere karaciğere taşınır, orada depo edilir. Kandaki glikoz düzeyi düşünce bir kısım glikojen yeniden glikoza çevrilir. Bu glikoz, kandaki glikoz düzeyini yeniden sağlamak üzere kana geçer. Beyin enerjisini yalnızca glikozdan sağlar. Bu nedenle, beyne kanla yeterli miktarda şeker gelmesinin önemi vardır.
Kandaki glikozun bir miktarı kaslar tarafından alınır. Kaslarda glikojen şeklinde depo edilir. Bir kası hareket ettirmek için enerji gerekir; glikojen glikoza çevrilir. Sonra da glikoz sitrik asit çevriminden geçer. Enerji serbest kalır, oksijen kullanılır, karbon dioksit ve su açığa çıkar. Ama, oksijen harcandıkça onun yerine başka bir kimyasal madde, süt asidi oluşur. Yorgunluk duymaya neden olan bu maddedir. Yürüme gibi hafif kas hareketlerinde solunum yoluyla, süt asidini yok etmeye yetecek kadar hızlı bir şekilde oksijen alınır. Koşma gibi ağır hareketlerde ise süt asidi birikir. Bunu yok etmek üzere yeterince oksijen almak için hızla soluk alıp verilir. Atletler fazla miktarda oksijen almayı sağlayan solunum alıştırmaları yaparlar.
Besinlerdeki karbonhidrat üç biçimde kullanılır. Birincisi, enerji sağlamak üzere kullanılır. Enerjinin birimi kaloridir (kısaca cal diye gösterilir). Bir büyük kalori (büyük K harfiyle gösterilir), 1 000 küçük kaloriye (küçük k harfiyle gösterilir) eşittir. Kilokalori sözcüğü (Kcal), büyük kalori ile özdeş anlamdadır. Karbonhidratın ikinci kullanılımı karaciğer ve kaslarda glikojen şeklinde depo edilmesidir. Son olarak bu iki biçimde de kullanılmayan karbonitrat yağa çevrilerek depo edilir. Çok nişastalı ve şekerli besinler yemenin insanı şişmanlatması bu yüzdendir. Yağ, deri altında yağ depoları adı verilen özel kısımlarda tutulur. Yağ depoları vücudun birkaç yerinde, sözgelimi bel çevresinde kalçaların üstünde bulunur. Besinden sağlanan enerji az ise, bu depolardaki yağlar enerji sağlamak üzere tüketilir. Az yiyerek kilo verilmesinin nedeni budur.
Besindeki yağlar sindirim sırasında daha küçük moleküllere, yağ asitleri ile gliseridlere parçalanır. Bunlar kan ve akkana minik yuvarlar halinde geçerler. Gerek yağ asitleri, gerekse gliseridler enerji sağlamak üzere sitrik asit çevriminden geçebilirler. Bir gram yağ, karbonhidratın iki katı kadar, yaklaşık 9 cal verir.
Enerji sağlamak üzere tüketilmeyen yağlar, vücut yağı haline çevrilerek depo edilir. Her hayvanın kendine özgü yağ tipi vardır.
Enerji sağlamak için gerekli olan üçüncü besin proteindir. Bir gram protein yaklaşık 4 cal verir. Besinlerle vücuda giren protein, aminoasitler adı verilen daha küçük moleküllere parçalanır. Bunlar kanla taşınır, hücrelerin içine alınırlar. Aminoasit moleküllerinin azot taşıyan bir kısmı vardır. Aminoasitler enerji sağlamak amacıyla kullanıldıkları zaman azot ayrılır. Bu azot vücudu zehirleyebilir, o yüzden de vücuttan atılması gerekir. Kanla karaciğere taşınır, burada üreye çevrilir. Oradan kanla böbreklere taşınır. Böbreklerde sidik haline getirilir. Sonra da sidik vücuttan dışarı atılır.
Aminoasit molekülünün azotlu kısmı ayrıldıktan sonra geri kalan madde sitrik asit çevrimine katılabilir ve enerji sağlamak üzere kullanılabilir. Yahut da glikoz gibi, karaciğerde glikojene çevrilerek depo edilir.
Bununla birlikte, vücut kendi proteinlerini oluşturmak için aminoasitleri gereksinir. Proteinler, esas olarak vücudun büyümesinde ve onarılmasında kullanılırlar. Proteinlerin enerji sağlamak üzere parçalanması, proteini israf etmek anlamına gelir. Normal olarak yalnızca vücut yapımından arta kalan aminoasitler enerji sağlamak üzere kullanılırlar.
Sitrik asit çevrimi gibi enerji sağlayan olaylar sırasında su oluşur. Bu suya, metabolik su adı verilir. Bu su içilerek alınan su ile aynı yapıdadır. Bir insan günde 300 mililitre kadar metabolik su oluşturur. Bu da o insanın gereksindiği suyun yedide biri kadardır. Vücut, ter, sidik ve solunum yoluyla çıkarılan suyu karşılamak için suyu gereksinir.
Kara hayvanlarının çoğu su içerler. Bununla birlikte bazı çöl hayvanları, örneğin çöl fareleri gereksindikleri bütün suyu besinlerden alırlar. Bu suyun bir kısmı sulu meyveler gibi besinlerde bulunur. Geri kalanı ise besinlerin parçalanması sırasında oluşan metabolik su tarafından karşılanır. Ayrıca, çöl fareleri su gereksinimlerini de azaltırlar. Yalnız gece serinliğinde ortaya çıkarlar, böylece çok su kaybetmezler.
Enerji sağlamak için yağların parçalanması sırasında, gerek karbonhidrat, gerekse proteinlerin parçalanmasından daha çok metabolik su oluşur. Develer yağı hörgüçlerine depo ederler. Enerji sağlamak için bu yağı kullandıkları zaman, aynı zamanda metabolik su da sağlamış olurlar.
Bütün metabolizma olaylarında enzimlerin varlığına gerek vardır. Enzimler vücuttaki herhangi bir tepkimeyi hızlandıran kimyasal maddelerdir. Bunlar olmasa, metabolik süreçler çok yavaş oluşur, ya da hiç oluşmazdı. Bir enzim, yalnızca bir tek tepkime, ya da birbiri ile sıkı sıkıya ilgili tepkimeler grubunda iş görür. Bu nedenle, vücutta binlerce enzim vardır. Bunların bazıları koenzim (yardımcı enzim) adı verilen bir maddenin yardımıyla iş görebilirler. Koenzimler, sitrik asit çevrimine katılan enzimler için gereklidir. Koenzimlerin bir kısmını vitaminler oluşturur. Vitaminlerin bu denli gerekli oluşlarının nedeni budur. Metabolizma olaylarına hormonlar da yardım ederler. Bunlar vücudun bir yerinde yapılan ve kan dolaşımı aracılığıyla başka bir yerine taşman kimyasal ulaklardır. Bir olayın başlamasına neden, ya da devamına engel olurlar. Ensülin hormonu hücrelerin kandan şekeri almalarına yardım eder. Şeker hastalığı (diyabet) yeterli miktarda ensülinin üretilemediği ve hücrelerin şekeri alamadıkları bir hastalıktır. Bu hastalığı tedavi etmek için ensülin iğneleri yapılır.
Tiroid hormonu, metabolizmayı hızlandırır. Gereğinden fazla üretilmesi metabolizmanın çok hızlı gitmesine neden olur; böyle bir kimse sinirli Olur, ateş basar, terler. Gereğinden çok az hormon üretiliyorsa metabolizma yavaşlar, o kimse ısınamaz. Büyüme yıllarca geri kalır. Bununla birlikte bu bozukluklar hastaya hayvanlardan çıkarılan bu hormonları enjekte etmek suretiyle düzeltilebilir. Bazı hormonlar laboratuarlarda yapılabilir.
Bir hayvanın enerji sağlamak üzere besin yakma hızı ölçülebilir. Buna metabolizma oranı denir ve bir saatte üretilen enerji miktarını gösterir.
Aynı insanın başka başka zamanlarda başka başka miktarlarda enerjiye gereksinimi olur, önce, kalp atışı gibi, vücudu işler durumda tutan bütün etkinlikler için gerekli enerji vardır. Bu, her birim zamanda besinden açığa çıkması zorunlu olan en küçük enerji miktarıdır. Buna bazal metabolizma oranı (BMO) adı verilir; kişiden kişiye değişir. Büyüyen çocuklarda erişkinlerdekinden daha büyüktür. Kişi yaşlandıkça azalır. Kadında erkek-tekinden düşüktür. Bu yüzden başka başka insanların enerji gereksinimleri de başka başkadır. BMO hayvanlar arasında da değişiktir. Memelilerle kuşlarda bu enerjinin büyük bölümü vücut sıcaklığını korumak için harcanır. Bu hayvanların vücut sıcaklığı genellikle çevrelerinden daha fazladır. Kürkleri, tüyleri, yada derialtı yağ tabakaları bulunduğu halde vücut yüzeylerinden ısı kaybederler. Küçük bir hayvanda, vücut ağırlığının her gramı için ısı kaybedilecek daha geniş yüzeyi vardır. Minik bir soreksin her gün yeterli enerjiyi sağlamak için kendi vücut ağırlığının dörtte üçü kadar besin alması bu nedenle gereklidir.

Yorum yazın