Beslenmenin Temel İlkeleri Dersi 4. Ünite Özet

Giriş

Canlılara ait temel yapı birimi hücredir. Canlıların hücresel yapılarını çok atomlu büyük moleküller, yani organik moleküller oluşturur. Hücrelerin yapı ve metabolizmalarında kullandıkları birtakım temel bileşenler vardır, bunlar inorganik ve organik olmak üzere ikiye ayrılır. Bu ayırım bileşenlerin kimyasal yapısına göre yapılır. Organik bileşenler karbon, hidrojen ve oksijen atomunu beraber bulunduran bileşiklerdir. İnorganik bileşikler sindirime uğramadan hücre zarından geçebilir. İnorganik maddeler hücrelerde enerji elde etmek amacıyla kullanılmaz, canlıların kendi vücutlarında sentezleyemeyip, dışarıdan hazır aldıkları bileşiklerdir. Hem canlı vücudunda hem de cansız ortamda bulunurlar.

İnorganik Besin Ögeleri

Besin olarak kullanılan inorganik maddeler “mineraller ve su” sindirilemezler. Enerji vermezler, düzenleyici maddelerdir.

Su

Oksijen ve Hidrojenden oluşan, sıvı halde bulunan, kokusuz, renksiz ve tatsız maddeye su denir. Tüm yaşayan dokuların %70-90’ı sudur. Günde ortalama olarak 1,5-2,5 litre su almamız gerekir. Bu su dışarıdan alındığı gibi, vücutta ara ürün olarak oluşur. Organizmaların yapısındaki su oranı %65-95 arasındadır. Bütün hücreler bir sulu çözeltide bulunur. Su kimyasal tepkimelerde rol alan çok iyi bir çözücüdür.

Günlük hayatta hem insanların hem de tüm canlıların hayati fonksiyonlarını sürdürmelerini sağlayan en önemli, hatta tek içecektir. Su besinlerin sindirimi, emilim ve hücrelere taşınmasında, hücre, organ ve dokuların düzenli çalışmasında, zararlı maddelerin vücuttan atılmasında, vücut ısısının denetiminde ve daha sayılamayacak kadar çok işleve sahiptir.

Su, metabolizma olaylarını hızlandırır. Enzimler ancak sulu bir ortamda çalışır. İdrardaki su boşaltıma, terleme olayı ile de dolasıma yardımcıdır. Terleme olayında vücut ısısının fazlası dışarıya suyla atılır. Böylece vücut ısısı dengelenir. Su, bitkilerde fotosentez ana elemanı olarak bu canlılar için de çok büyük önem taşır. Ayrıca su, absorbe ettiği fazla ısı ile Dünyamızın çevresel ısısını düzenler. Böylece hem çevresel ısı çok yükselmez ve saklandığı için ısı kaybolmaz.

Suyun Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri

Suyun kimyasal formülü H ₂ O’dur. Bunun anlamı bir su molekülünün iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluştuğudur. Dünya yüzeyinin %71’i suyla kaplıdır.

Suyun Rengi

Kızılötesi ışın, elektromanyetik spektrum üzerinde kırmızı renkli ışık halini alır, absorbe edildiği için kırmızı rengin küçük bir kısmı görünürdür. Bu nedenle, göl ve deniz gibi büyük su kütleleri içindeki saf su, mavi olarak görünür.

Suyun Çözücülük Özelliği

Su, eriyebilen birçok madde için çok iyi bir çözücüdür. Bu tip maddeler hidrofilik maddeler olarak da bilinir, iyice karıştırılmak sureti ile su içinde erirler.

Suyun Kohezyon ve Adhezyon Kuvveti

Su kohezyon kuvvetine sahip bir maddedir, yani kendi molekülleri arasında çekim kuvveti sayesinde dağılmadan kalabilir. Su aynı zamanda adhezyon (farklı iki maddenin molekülleri arasındaki çekim kuvveti) kuvveti yüksek bir maddedir.

Suyun Yüzey Gerilimi

Su, molekülleri arasındaki güçlü kohezyon kuvveti nedeniyle oluşan yüksek yüzey gerilimine sahiptir. Bu etki görülebilir bir etkidir.

Suyun Kılcal Hareketi

Kılcal hareket, suyun çok dar (kılcal) bir boru/kanalda yerçekimi kuvvetine karşı hareketini ifade eder. Bu hareketin oluşma nedeni, su boru/kanalın yüzeyine yapışır ve daha sonra boru/kanala yapışan su, kohezyon kuvveti sayesinde üzerinden daha fazla suyun geçmesini sağlar.

Suyun Donma Noktası

Suyun basit fakat çevre açısından son derece önemli bir özelliği de suyun sıvı hali üzerinde batmadan yüzebilen, suyun katı hali olan buzdur. Bu katı faz, (sadece düşük sıcaklıklarda oluşabilen) hidrojen bağları arasındaki geometriden dolayı, sıvı haldeki su kadar yoğun değildir.

Suyun Üçlü Noktası

Suyun üçlü noktası (saf haldeki sıvı su, buz ve su buharının dengede bulunduğu sıcaklık ve basınç kombinasyonu), Kelvin sıcaklık ölçü biriminin tanımlanması için kullanılır. Suyun üçlü nokta sıcaklığı, 273.16 kelvin (0.01 °C) ve basıncı 611.73 pascal’dır (0.0060373 atm).

Suyun Elektriksel İletkenliği

Genellikle yanlış bir kanı olarak, suyun çok güçlü bir elektrik iletken olduğu düşünülür ve elektrik akımının öldürücü etkilerini iletme riski bu inanış ile açıklanır. Saf su, oksijen ve hidrojen gazları içinde de çözülmüş iyonlar olmadan elektroliz olabilir; bu çok yavaş bir süreçtir ve bu şekilde çok küçük bir akım iletilir.

Suyun Halleri

Su, sürekli olarak su döngüsü olarak bilinen döngü içinde değişik fiziksel hallere dönüşür. Yağısın insanlık ve tarım için öneminden dolayı, değişik biçimlerine farklı isimler verilmiştir: çoğu ülkede genel ismi yağmurdur, dolu, kar, sis ve çiy diğer örneklerdir. Temel olarak; su akışı, nehirler ve tarım için su ihtiyacı gibi, insanlık tarihinde büyük roller oynamıştır. Su, kendi içinde farklı maddelerin koku ve tatlarını barındırabilir. Saf su (H ₂ O), tatsızdır.

Suyun Biyolojik İşlevleri

Suyun içerdiği organik bileşikler, birçok çeşitlilikle insan bedeninin başlıca gıdasıdır. Makromoleküllerin yapı taşıdır. Hidrojen köprüleri ile su moleküllerine bağlanan protein, karbonhidrat, nükleik asit gibi kompleksleşme yeteneğine sahiptir. İyi bir ısı düzenleyicisidir.

Doğada Su

Doğada su akarsulara dökülen atıklarla kirlense ve okyanuslarda tuzlu su haline gelse de buharlaşıp atmosfere karıştığında yine temizlenir ve tatlı suya dönüşür. Doğada sular, kaynaklarına göre klasik olarak dört sınıfta incelenir:

• Meteor suları (yağmur ve kar suları)
• Yeraltı ve kaynak suları
• Yeryüzü suları (nehir, göl, baraj ve deniz suları)
• Maden (mineral) suları.

Mineraller

İnsan ve hayvan organizmasında varlığı tespit edilebilen çok sayıda kimyasal elementten sadece 26’sının hayat için önemli olduğu kabul edilmekte ve her geçen gün bunlara yeni elementler ilave olmaktadır Kalsiyum, sodyum, potasyum, fosfor, klor, magnezyum ve kükürt makroelementler olarak adlandırılır. Demir, iyot, bakır, çinko, kobalt, mangan, molibden ve selenyum ise mikroelementlerdir. Organizmada mineral tuzların bir kısmı hücre içi ortamda ve vücut sıvılarında tamamen çözünmüş halde (Na+, K+ gibi) bulunurlar ve vücut sıvılarının ozmotik basıncı ile asit-baz dengesinden sorumludurlar. Mineraller hücrede protein, karbonhidrat, yağ gibi, organik maddelere bağlı olarak bulundukları gibi hücrede tuz halinde de bulunabilirler. Mineraller:

• Sindirilmeden direk olarak kana alınırlar. Enzimlerin yapısına katılırlar.
• Vitaminlerle birlikte düzenleştirici olarak görev yaparlar.
• Vücudumuzda Cl, P, S ve N elementlerinin asit bileşikleriyle Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn ve Cu metallerinin baz özelliğindeki bileşiklerine rastlanmaktadır.
• Mineraller hücrede protein, karbonhidrat, yağ gibi, organik maddelere bağlı olarak bulundukları gibi hücrede tuz halinde de bulunabilirler.
• Mineraller, vitamin-hormon-enzim gibi moleküllerin yapısına katılır.
• Organizmanın yapısında az da olsa minerallere ihtiyaç vardır.
• Mineraller kanın osmotik basıncının ayarlanmasında, kas kasılmasında, kanın pıhtılaşmasında ve sinirlere uyarının iletilmesinde önemli role sahiptir.
• Mineraller bazı enzimlerin yapılarına katılarak katalizör görevi yapar.
• İdrar, ter ve dışkı ile dışarı atıldığından mineral içeren besinlerin düzenli olarak vücuda alınması gereklidir.

Sodyum ve klor bütün vücut sıvıları içinde iyon olarak bulunur. Sodyumla birlikte vücut sıvılarında bulunan ve hücrelerin çalışmasını kontrol eden mineral potasyumdur Vücutta en bol bulunan mineral, kalsiyum ve fosfordur. Vücudumuzdaki demirin yarıdan fazlası kana kırmızı rengini veren hemoglobinin içinde bulunur. İyot, tiroid bezi hormonu olan tiroksinin yapısına katılır. Vücuda yeteri kadar iyot alınmazsa tiroid bezi iyi çalışamaz. Sülfatlar kaslarda bulunur ve proteinlerin yapısına katılır. Flüor dişlerin yapısına, bakır ise bazı enzimlerin yapısına katılır. Ayrıca mineraller vücut ve hücre sıvısının osmotik basıncını düzenlerler. Sinirsel uyarı iletiminde, kas kasılmasında, kanın pıhtılaşmasında rol alırlar. Bütün bu mineral tuzların organizmadan atılmaları büyük oranda idrar ve dışkı ile gerçekleşir.

Mineraller Tablosu

İskelet gelişimi, kasların yapısında bulunan lipid ve protein bileşenleri ile enzim sistemleri oluşumu, vücut sıvılarındaki ozmotik basıncı koruma ve tampon bileşenleri olarak minerallerin önemli görevleri vardır.

Sodyum (Na) ve Klor (Cl)

Sodyum klorür (NaCl) mutfak tuzudur. Vücudun temel hücre dışı iyonlarıdır. Ozmotik basınç asit-baz dengesi ve vücut sıvısı miktarını ayarlarlar. Terleme ile sodyum ve klor dışarı atılır. Bu iyonların yetersizliğinde halsizlik, bulantı, kas krampları ve ödem (vücudun su toplayıp şişmesi) görülür. Eksikliğinde halsizlik ve güçsüzlük, baş dönmesi, çarpıntı, tansiyon düşüklüğü, hafıza bozukluğu ve konsantrasyon zayıflığı, bas ağrısı, depresyon, mide bulantısı ve kas krampları gibi sağlık sorunları oluşur.

Sodyum Fazlalığı ve Zararları

Sodyum fazlalığı yüksek tansiyon, potasyum kaybı, vücutta su tutulması ve ödemlere neden olur. Sodyum fazlalığının en önemli nedenleri fazla tuz ve tuzlu, yani bol miktarda sodyum içeren, besinler tüketmek, yetersiz su alımı ya da ishal, terleme ve kusma yoluyla vücudun sodyuma oranla daha fazla su kaybetmesi nedeniyle kandaki sodyum oranının artması olarak sayılabilir.

Sodyum Kaynakları

Vücuda giren sodyumun büyük bir kısmı tuzdan elde edilir. Ayrıca, maden suları, başta balık olmak üzere deniz ürünleri, peynir, kırmızı ve yeşil biber, fındık, fıstık, ceviz, kereviz ve havuç bol miktarda sodyum içeren besin maddeleridir.

Potasyum (K)

Sodyumun tersine hücre içi sıvısında bulunur. Ozmotik basınç, asit-baz dengesinin sağlanmasında görev alır. Günlük gereksinim 0.8-1.3 g kadardır.

Potasyumun İnsan Vücudunda Görevi ve Önemi

Potasyum, kalbin, kasların, sinir sisteminin çalışması ve kandaki glikoz seviyesinin devamlı olarak korunması için gereklidir. Potasyum, sodyumla beraber vücut sıvılarını kontrol eder. Potasyum yetersizliğinin belirtileri; kas tembelliği ve yorgunluk hissi; böbreklerde fonksiyon bozuklukları, tedirginlik, gerginlik hissi, ayak ve ayak bileklerinde şişkinlik, kemik ve eklemlerde ağrılar, baş ağrısı, bazı duyularda bozukluklar, iştahsızlık, isteksizlik, kalp ritminde bozukluk, kalp yetmezliği, yüksek tansiyon, glikojen depolanmasında azalma, solunum yetersizliği ve solunum bozukluğudur. Potasyum kaybına karşı, daha çok doğal meyve suları içmek, sulu yemekler, çorbalar, sebze yemekleri tüketmek yararlı olur.

Kalsiyum (Ca)

Kemik ve diş oluşumunu sağlar. Kanın pıhtılaşması, kalp kaslarının çalışması, enzimlerin görevlerini yapması görevlerini üstlenir ve hücre membranından sıvı geçişinin kontrolünü ayarlar. Vücuttaki kalsiyumun % 99’u kemik ve dişlerdedir. Diyetle yetersiz kalsiyum tüketimi düşük kemik yoğunluğuna ve stres kırıklarına neden olmaktadır.

Fosfor (P)

Kalsiyum ile birlikte diş ve vücut sıvısında bulunur. Kemik oluşumunda, enzim faaliyetlerinde karbonhidrat ve yağ metabolizmasında, kan reaksiyonunun sabit kalmasında önemli görevleri vardır.

Fosforun İnsan Vücudu İçin Önemi ve Görevleri

Fosfor, özellikle yapılarında fosfor olan sinir sistemi ve beyin için çok önemlidir. Kalsiyum, organizmada magnezyumla birlikte çalıştığı gibi fosforla da çalışır Kalsiyumla fosfor, kemiklerin yanında dişlerin de oluşumunda, sertleşmesinde ve özelliklerini kazanıp normal şekillerini almalarında birlikte rol alırlar. Fosfor vücudun bütün doku ve gözeneklerinde önemli protein malzemesi olarak yardımcı olur.

Fosfor Kaynakları

Balık, diğer deniz hayvanları, diğer etler, sakatat yani organ etleri (özellikle beyin), yumurta sarısı, süt ve sütten yapılan yiyecekler, yağlı tohumlar, kuru baklagiller, kurutulmuş meyveler ve tahıl, iyi fosfor kaynaklarıdır.

Magnezyum(Mg)

Kalsiyum ve fosforun vücuda alınmasında, vücut sıvısının düzenlenmesinde, sinir ve membranda elektriksel gerilimin sağlanmasında görevleri vardır. DNA ve RNA yapısında yer alır. %71 kadarı kemiklerdedir. Günlük gereksinim 300-400 mg kadardır. Eksikliğinde sinirsel rahatsızlıklar ortaya çıkar.

Magnezyum Eksikliği

Magnezyum eksikliği kalp, böbrek, beyin ve karaciğer fonksiyonlarında aksaklıklara yol açarak halsizlik, iştahsızlık, huzursuzluk ve uyku bozukluları, dalgınlık, hafıza zayıflığı, öğrenme güçlüğü, böbrek yetmezliği, kalp çarpıntısı, kramp gibi sağlık sorunlarına neden olabilmektedir.

Magnezyum Fazlalığı ve Zararları

Magnezyum fazlalığı bitkinlik, böbrek ve sindirim sistemi hastalıkları, terleme ve depresyon gibi sağlık sorunlarına yol açar.

Magnezyum Kaynakları

Balık ve tavuk eti, peynir, yumurta, tam unlu ekmek, yerfıstığı, patates ve portakal bol miktarda magnezyum içeren besin maddeleridir.

Demir (Fe)

Yapısal önemi olan bir mineraldir. Hemoglobin ve miyoglobinin yapısında yer alır. Bitkisel gıdalarda demir fazla olsa bile biyolojik olarak elverişli değildir. Demir yetersizliğinde kansızlık oluşur. Demir eksikliğinin başlıca göstergesi çabuk yorulma, halsizlik, baş ağrısı ve iştah azalmasıdır.

Bakır (Cu)

Demir ile birlikte hemoglobinin oluşumunda oldukça önemlidir. Vücudun demirden yararlanmasını sağlar ve yetersizliğinde kansızlık görülür. Günlük gereksinim 0.6-2.0 mg kadardır. Karaciğer ve sütte fazla bulunur

Bakır Eksikliği

Bakır eksikliği, vücut direncinin azalmasına, güçsüzlük, deride yara ve egzama gibi problemlere yol açar. Ayrıca, saç dökülmesi, iştahsızlık, ishal ve çarpıntı meydana gelebilir. Bağışıklık sistemi zayıflar.

Bakır Fazlalığı ve Bakırın Zararları

Bakır fazlalığı kanser riskini büyük oranda arttırmasının yanı sıra depresyon, şizofreni, bunaklık, hipertansiyon gibi ciddi zihinsel ve bedensel rahatsızlıklara yol açar.

Bakır Kaynakları

Zeytin, badem, fındık, ceviz, taze ve kuru üzüm, arpa, tam buğday ekmeği, bal, kuzu ciğeri, sarımsak, portakal, pancar, pekmez, brokoli, fasulye ve bezelye bol miktarda bakır içeren besinler arasındadır.

Çinko (Zn)

Bazı enzim ve hormonların yapısında bulunur. Karbonhidrat ve protein metabolizmasında ve nükleik asit sentezinde görev alır. Saç uzamasında da rolü vardır. En fazla midyede bulunur.

Çinko Mineralinin Faydaları ve Görevleri

Protein sentezi, büyüme ve cinsel gelişimin yanı sıra bilhassa bağışıklık sistemi için oldukça gereklidir. Vücudun kendi kendini iyileştirmesi ve yenilemesi gereken durumlarda ve zihinsel fonksiyonlarda önemli roller üstlenir.

Çinko Eksikliği

Çinko eksikliğinde, bağışıklık sistemi zayıflar; halsizlik, yaraların geç iyileşmesi, saçlarda zayıflama ve dökülme gibi belirtiler görülür. Ayrıca, gelişme geriliği, iştahsızlık, öğrenme ve dikkat eksikliği görülebilir.

Çinko Fazlalığı ve Çinkonun Zararları

Bulantı, kusma, ishal, huzursuzluk, terleme ve titreme gibi sorunlara ve kolesterol dengesizliğine, bağışıklık sisteminin zayıflamasına ve aşırı kullanımlarda tümör oluşumuna neden olur.

Çinko Kaynakları

Et, deniz ürünleri, baklagiller, tahıllar, yumurta, fındık, süt ve süt ürünleri ile lifli besinler bol miktarda çinko içeren besin maddeleridir.

Asit - Baz - Tuzlar

Asitler

Su içeresinde çözündüğünde H ⁺ (hidrojen) iyonu veren bütün bileşikler asit özelliğindedir. Genelde ekşi bir tada sahiptirler. İndikatörlerin rengini değiştirirler. Bazlarla reaksiyona girdiklerinde tuz ve su oluştururlar.

Asit Türleri

Asitler başlıca iki grupta toplanabilirler: İnorganik ve organik asitler. Minerallerden ve metal olmayan maddelerden yapılan asitlere, inorganik asitler adı verilir. Organik asitler yapıları karbon iskeletine dayalı asitlerdir.

Asitlerin Özellikleri:

• Sulu çözeltiler elektrik akımını iletir.
• pH cetvelinde 0-7 arasındadır.
• Mavi turnusol kâğıdının rengini kırmızıya çevirirler.
• Metallerle tepkimeye girerek tuz ve H ₂ çıkartırlar.

Bazlar

Suda çözündüğü zaman hidroksil iyonu (OH ^– ) veren bileşikler bazik özellik gösterir. Bazlar turnusol kâğıdının rengini kırmızıdan maviye dönüştürür Bazlar da asitler gibi tehlikeli maddelerdir. Baz asidin karşıtıdır; fakat baz olmadan hiçbir asit tepkimesi gerçekleşemez.

Bazların Özellikleri

Bazlar ele kayganlık hissi verir. Kuvvetli bazlar yakıcı ve tahriş edici özelliktedir. Bazlar acı tattadır. Fakat bazı çeşit bazlar zehirlidir. Bu yüzden tadına bakmamak gerekir. Bazlar, asitler gibi turnusol kâğıdı ile ayırt edilebilir. Turnusol maddesi likenden elde edilir. Bazlar fenolftalein çözeltisi yardımıyla da ayırt edilebilir. Baz içine fenolftalein’in alkoldeki çözeltisi damlatıldığında, baz pembe renk alır. Fenolftalein asit içine konulduğunda asidin rengini değiştirmez. Bazlar da asitler gibi suda iyonlarına ayrıştıkları için elektrik akımını iletirler. Kuvvetli bazlar metallere ve dokulara tahriş edici etki yapar. Amonyağın buharı göze, buruna ve solunum yoluna zarar verir.

Asit - Baz Dengesi

Ortamın hidrojen iyon yoğunluğunun negatif (-) logaritması asitliğin hidroksil iyon yoğunluğunun (-) logaritması ise bazikliğin derecesini verir. H ⁺ iyonu arttıkça ortam asidiktir ve pH 0 ile 7 arasında bir değer gösterir. OH ^– iyonu arttıkça ortam baziktir ve pH 7 ile 14 arasında bir değer gösterir. İnsan kanının pH’ı 7,4’e eşittir.

Tuzlar

Asitlerle bazlar karıştığında asidin H ⁺ iyonu ile bazın OH ^– iyonu birleşir. Bu birleşim sırasında bir molekül su açığa çıkar ve tuz meydana gelir. Sodyum, potasyum, magnezyum ve kalsiyum en önemli mineral tuzlardır.