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.