Transcript Enerjinin oluşması ve harcanması

Enerjinin Oluşması
 Vücudun gereksinimi olan enerji besin ögelerinin
hücrelerde oksidasyonu ile sağlanır.Besinlerdeki
karbonhidrat, yağ ve proteinden belirli enzimlerin ve
hormaonların denetlediği tepkimelerden enerji elde
edilir.Bu oksidasyon belirli yol ve aşamalar izler.
 Kimyasal tepkimeler enzimlerin aracığıyla oluşur ve daima
enerji değişimini ifade eder.Bir tepkimede açığa çıkan
enerji bir başka tepkime için kullanılabilir.Tepkimede açığa
çıkan yüksek enerji ögesi trifosfat(ATP) şeklindedir.ATP
kasların kontraksiyonu için enerji sağladığı gibi diğer
birçok yapım ve yıkım olaylarında gerekli enerjiyi de
sağlar.
 Besinler hücrelerde yavas yavas okside olurken
serbestleyen enerji ATP olusturmak için
kullanılır.
 ATP’deki p-o-p bağında yüksek enerji saklıdır.Bu fosfat
bağlarının kopmasıyla
(ATP→ ADP+P) ortalama 7 kilokalori (29.3kj) açığa çıkar.
 Oksidasyonun ancak %40-%48’i ATP enerjisine
dönüşür.Yan ürün olarak vücut için gerekli ısı oluşur.



Besinler + O2 + inorganik fosfat →ATP + ısı
ATP→ kas çalışması ve diğer yapım yıkım olayları + ısı
Oksidasyon enerji gereksinimine göre ve vücut ısısında
meydana gelir.
 Canlılarda oksidasyonun temel ilkeleri
1.Tepkimedeki belirli molekülün H atomu belirili dehidrogenaz
enzimleriyle aktif hale getirilir.
2.Aktif H atomu yardımlı enzimlerle diğer moleküle taşınır.
3.H atomu oksijenle birleşerek suya indirgenir.
4.Dekarboksilasyon ve hidrasyon biyolojik oksidasyon
sürecine katkıda bulunurlar.
 Her oksidasyon sürecinde indirgenme(redüksiyon)
vardır.Enerji oluşumu oksidasyon ve redüksiyon
tepkimelerini gerektirir.
 Biyolojik oksidasyon-redüksiyon mitokondrideki elektron
transfer tepkime zincirinde oluşur.
 Oksidazlar, dehidrojenazlar, hidroperoksidazlar ve
oksijenazlar ; Oksidoredüktazlardır.
 “oksidaz” terimi, moleküler oksijenin işe karıştığı
reaksiyonları katalize eden bütün enzimleri ifade için
kollektif olarak kullanılır.
 H taşıma işini niasin ve riboflavin yardımcı enzimleri
yaparlar.Ayrıca bileşiminde demir bulunan sitokrom
enzim sistemi rol alır.Elektron transfer zincirinin belirli
aşamalarında oksidasyonla ATP oluşur.
 Dehidrojenazlar, hidrojen akseptörüdürler ve oksijen
kullanmazlar.
 Elektron transfer zincirine transfer edilen H atomunu
sağlayan moleküller yağ, karbonhidrat ve proteinlerin
parçalanması ile oluşur:
 Karbonhidratlardan glikoz,
 Yağlardan yağ asidi,
 Proteinlerden amino asitler çeşitli tepkimelerden sonra
okside olma durumuna gelirler.
 Bu moleküllerin oksidasyon için aktif duruma gelmeleri
"sitrik asit" veya "Kreps" halkası denilen tepkime zinciri ile
oluşur. Kreps halkası birbirine dönüşen organik asitleri
içerir. Kreps halkasının her dönüşünde karbonhidrat, yağ
ve proteinlerden oluşan bir molekül asetat, C02 ve H'e
parçalanır. H'ler koenzimlerle (CoE) elektron transfer
sistemine taşınır.
 Krebs Halkası
 Hidrojenler NAD ve FAD ile sitokrom enzim sistemine
taşınır. Süksinik asidin fumarik aside dönüşmesiyle ayrılan
H, FAD ile diğerleri NAD ile taşınır. Sitokrom enzimlerinin
bileşiminde bulunan demir (Fe) aracılığı ile hidrojen
solunumla alınan oksijene iletilir. Hidrojenlerin taşınması
sırasında oluşan enerji ATP olarak sentezlenir.
 Kreps halkasının çalışma hızı:




Yeterli miktarda asetil biriminin varlığına,
NAD ve FAD’nin yeterliliğine,
O2 yeterliğine
ATP gereksinmesine bağlıdır.
Enerji Harcaması
 Enerji harcamasının ölçülmesi: Vücudun çalışması için
harcanan enerjinin yan ürünü ısı olduğu için vücutta
oluşan ısı ölçülerek insanın belirli sürede ve belirli
fizyolojik durumda harcadığı enerji bulunabilir (Atwater
yöntemi). İnsan vücudunda oluşan ısıyı ölçebilmek için
oda büyüklüğünde kalorimetre gerekir ki bu da zor ve
pahalıdır.
 Pratikte dolaylı yöntem daha çok kullanılır. Besin öğelerinin
enerjiye dönüşmesi için oksijen alınır ve oksidasyon
sonucu C02 verilir. Örneğin,
C6H1206 + 6 02 -» 6 C02 + 6 H20
 Akciğerlerden hava ile solunan 02 ve atılan C02'i
ölçülerek vücutta oluşarak harcanan enerji miktarı
bulunabilir.
 Pratikte daha çok yalnızca alınan 02 ölçülür. Bu ölçüm
"Solunum aygıtı" ile yapılır. Bu aygıtın sabit ve hareketli
olanları vardır. Bu aygıt ile bir kimsenin bazal metabolizma
ve belirli fiziksel aktivite durumunda belirli sürede soluduğu
02 miktarı ölçülür. Bireyin oksijen tüketimi, kalp atım hızı
ölçülerek de bulunabilir. Örneğin, dakikada kalp atım
sayısı 75 olan bir erkeğin oksijen tüketimi 0.5 L’dir. Kalp
atım sayısı arttıkça oksijen tüketimi de artar.
 Oksijen kullanılması ile vücutta oluşan ısı arasındaki






ilişkiler dolaysız kalorimetre yardımı ile bulunmuştur.
Buna göre; bir litre 02’nin kullanılması ile
Karbonhidrat alındığı zaman 5.047 kalori (21.127 kj),
Yağ için 4.686 kalori (19.616 kj),
Protein için 4.460 kalori (18.680 kj) ve
Normal-karışık bir diyet için 4.825 kalori’dir (20.197
kj) enerji oluşmaktadır.
Solunum aygıtı ile belirli sürede solunan 02 miktarı (litre
olarak) bulunduktan sonra 4.825'le çarpılarak o sürede ve o
durumda o bireyin harcadığı enerji saptanabilir.

Bu yöntem kullanılarak
değişik yaş ve cinsiyetteki
bireylerin bazal
metabolizmalar ölçülüp
standartlar ortaya
konmuştur. Ayrıca değişik
fiziksel aktivite durumunda
harcanan enerji miktarı da
bu yöntemle saptanmıştır.
 Bireyin enerji harcaması diğer bazı dolaylı
yöntemlerle de saptanabilir:
 Birincisi diyetle alınan enerji ve vücut
ağırlığındaki değişim esasına dayanır.

İkincisi, bireyin aktivitesi gözlenerek bunun
enerji maliyetinin bulunmasıyla yapılır.

Enerji harcaması üç genel grupta toplanabilir:
1. Bazal metabolizma
2. Fiziksel aktivite
3. Besine metabolik yanıt.