doç. dr. mustafa altiniŞik adÜtf biyokimya ad 2009
DESCRIPTION
ORGANİZMADAKİ MİNERALLER VE ELEKTROLİTLER: YAPILARI, SINIFLANDIRILMALARI VE GENEL ÖZELLİKLERİ (2 saat). Doç. Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2009. Sodyum (Na) Potasyum (K) Klor (Cl) Magnezyum (Mg) Kalsiyum (Ca) Fosfor (P) Bakır (Cu) Demir (Fe) Çinko (Zn) Kobalt (Co) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ORGANİZMADAKİ MİNERALLER VE
ELEKTROLİTLER: YAPILARI, SINIFLANDIRILMALARI VE
GENEL ÖZELLİKLERİ(2 saat)
Doç. Dr. Mustafa ALTINIŞIK
ADÜTF Biyokimya AD
2009
• Sodyum (Na) • Potasyum (K) • Klor (Cl) • Magnezyum (Mg) • Kalsiyum (Ca) • Fosfor (P) • Bakır (Cu) • Demir (Fe) • Çinko (Zn) • Kobalt (Co) • Molibden (Mo)• Manganez (Mn)
• Kadmiyum (Cd) • Lityum (Li) • Selenyum (Se) • Krom (Cr) • Nikel (Ni)• Vanadyum (V)• Arsenik (As)• Silisyum (Si)• Bor (B)• Kükürt (S) • İyot (I) • Flüor (F)
Mineraller
Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl, HCO3, HPO4
2 önemli elektrolitlerdir.
Elektrolitlerin fonksiyonları
• Elektrolitler, vücut sıvılarında çözünmüş olarak bulunan yüklü taneciklerdir.
Elektrolitler,• Ozmotik basıncın düzenlenmesinde rol oynarlar. • Suyun vücut sıvı bölüklerine dağılımında etkili
olurlar.
Elektrolitler,• Asit-baz dengesinin düzenlenmesinde
etkindirler. • Kalp ve kas işlevlerinin düzenlenmesinde rol
oynarlar.
Elektrolitler,• Oksidoredüksiyon olaylarının
düzenlenmesine katkıda bulunurlar. • Metabolik olayları etkilerler. • Katalizde kofaktör görevi üstlenirler.
Sodyum (Na)
vücutta özellikle ekstrasellüler sıvıda temel katyon olarak bulunur
Hücre içi sıvı ile hücreler arası sıvı arasındaki sodyum konsantrasyon farkı, Na+-K+ ATPaz ile sağlanan aktif taşınımın bir sonucudur.
Sodyumun işlevleri
ozmotik basıncın düzenlenmesinde etkilidir; suyun dağılımında rol oynar
asit-baz dengesinin düzenlenmesinde Cl ve HCO3 ile
birlikte rol oynar
Sodyum,
hücre zarı geçirgenliğini düzenler
önemli bileşikler ve hücrelerin yapısında yer alır
kas-sinir uyarılmasında rol oynar; kas-sinir uyarı denkleminin pay kısmında yer alır
Erişkin sağlıklı bir insanda serum sodyum düzeyinin normal değeri 1407,3 mEq/L
Serum sodyum düzeyinin normalden yüksek olması hipernatremi olarak tanımlanır.
Serum sodyum düzeyinin normalden düşük olması hiponatremi olarak tanımlanır
Potasyum (K)
vücutta özellikle hücre içinde bulunur; intrasellülerin temel katyonudur
Potasyumun işlevleri
sodyumun ekstrasellülerdeki işlevlerini intrasellülerde üstlenir
glikolitik yolda görevli pirüvat kinazı aktifleyen bir katyondur
doku hücrelerinin fazlalaşmasını sağlayıcı etkisi vardır
Potasyum,
ekstrasellülerde kas aktivitesi ve özellikle kardiyak aktivite açısından önem taşır
kas-sinir uyarılmasında rol oynar; kas-sinir uyarı denkleminin pay kısmında yer alır
diüretik etkisi vardır
Erişkin sağlıklı bir insanda serum potasyum düzeyinin normal değeri 3,5-5,1 mEq/L
Serum potasyum düzeyinin normalden yüksek olması hiperpotasemi (hiperkalemi) olarak tanımlanır
Serum potasyum düzeyinin normalden düşük olması hipopotasemi (hipokalemi) olarak tanımlanır
Klorür (Cl-)
temel ekstrasellüler anyondur
Proteinat ve diğer anyonların bulunduğu yerde klorür iyonu azdır
Plazmada HCO3 konsantrasyonu artınca klorür
kayması diye tanımlanan olayla klorür iyonu eritrositlerin içine kaçar. Plazmada bikarbonat konsantrasyonu azalınca da klorür iyonu plazmaya geri döner
Klorürün işlevleri
plazma ozmotik basıncının düzenlenmesine katkıda bulunur
asit-baz dengesinin düzenlenmesinde rol alır
Klorür,
su metabolizmasının düzenlenmesine katkıda bulunur
amilazı aktifler
mide özsuyunda HCl oluşumuna katılır
Erişkin sağlıklı bir insanda serum klorür düzeyinin normal değeri 98-108 mEq/L
Serum klorür düzeyinin normalden yüksek olması hiperkloremi olarak tanımlanır
Serum klorür düzeyinin normalden düşük olması hipokloremi olarak tanımlanır
Magnezyum (Mg)
potasyum ile birlikte temel intrasellüler katyonlardandır
Magnezyumun işlevleri
Enerji transferi, depolanımı ve kullanımı ile ilgili enzimatik reaksiyonların katalizinden sorumludur. Hücre solunumu, glikoliz, kalsiyum ve sodyum gibi diğer katyonların membrandan taşınmasında önemli bir kofaktördür
Hücre içi kalsiyum iyon konsantrasyonunun dinlenme sırasında düşük tutulmasını sağlamaktadır
Magnezyum,
sinir impulslarının iletilmesinde gerekli olan asetil kolinin sentezinde ve yıkılmasında rol oynar
kas-sinir uyarı denkleminin payda kısmında yer alır; sinir sisteminin aşırı duyarlılığını azaltır. Plazmada %5 mg üzerinde magnezyum bulunması anestezi yapar
insanda serum magnezyum düzeyinin normal değeri 1,7-3,0 mg/dL
Serum magnezyum düzeyinin normalden yüksek olması hipermagnezemi olarak tanımlanır
Plazmada %5 mg üzerinde magnezyum bulunması anestezi yapar
Serum magnezyum düzeyinin normalden düşük olması hipomagnezemi olarak tanımlanır
Kalsiyum (Ca)
Vücutta iskelet sistemi başta olmak üzere yumuşak dokularda ve hücre dışı sıvılarda bulunur.
İskelet sistemi, hücre içi ve hücre dışı sıvılara kalsiyum sağlayan ana depo olarak fonksiyon görmektedir.
Plazma kalsiyumunun yaklaşık olarak %50 kadarı serbest halde, %40 kadarı proteine bağlı, %10 kadarı ise bikarbonat, laktat, fosfat ve sitrat gibi diffüze olabilen küçük anyonlarla kompleks oluşturmuştur. Plazmada serbest (iyonize) kalsiyum fizyolojik olarak aktiftir
Kalsiyumun işlevleri
kemiklerin ve dişlerin oluşumunda yapı taşı olarak yer alır
kapiller damarların ve membranların geçirgenliğini azaltır
normal kas kasılması için gereklidir
Kalsiyum,
kanın pıhtılaşması için gereklidir
hormonal etkinliklerin başlatılmasında ikinci haberci olarak rol oynar
Kalsiyum,
sinir impulslarının naklinde etkindir. Plazma iyonize kalsiyum konsantrasyonu, kas-sinir uyarı denkleminin payda kısmında yer alır
lipaz, ATPaz, süksinat dehidrojenaz gibi bazı enzimlerin aktivatörüdür
Erişkin sağlıklı bir insanda serum total kalsiyum düzeyinin normal değeri 8,5-11,5 mg/dL
Serum kalsiyum düzeyinin normalden yüksek olması hiperkalsemi olarak tanımlanır
Serum kalsiyum düzeyinin normalden düşük olması hipokalsemi olarak tanımlanır
Fosfor (P)
Fizyolojik olarak hücre içi ve dışında fonksiyon görür, ana deposu iskelet sistemidir.
Hücre dışı sıvıda inorganik fosfat şeklinde çoğunlukla primer fosfat (H2PO4
) ve
sekonder fosfat (HPO42) olarak bulunur.
İnorganik fosforun işlevleri
kemik ve dişlerin oluşumunda kalsiyum ile birlikte rol alır
kanın normal kalsiyum konsantrasyonunun korunmasında gereklidir
nükleik asitlerin yapı taşlarındandır
İnorganik fosfor,
asit-baz dengesinin düzenlenmesinde rol alır; H2PO4
/ HPO42 tampon sistemi böbreklerde
önemli bir tampon sistemidir
enerjinin hücre aktivitesine transfer edilmesinde ve karbonhidrat metabolizmasında gereklidir; ATP ve fosforile metabolik ürünlerin yapı taşlarındandır
Erişkin sağlıklı bir insanda serum inorganik fosfor düzeyinin normal değeri 2,5-4,5 mg/dL
Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden yüksek olması hiperfosfatemi olarak tanımlanır
Serum inorganik fosfor düzeyinin normalden düşük olması hipofosfatemi olarak tanımlanır
Bakır (Cu)
Bazı metalloenzimlerin ve proteinlerin bileşeni olan eser elementtir
Bakırın işlevleri
demirin bağırsaklardan emilimi ve dokulardan plazmaya mobilizasyonunda etkilidir
demirin hemoglobin oluşumunda kullanılabilmesi ve dolayısıyla eritrosit yapımı için gereklidir
Bakır,
sitokrom a, katalaz, tirozinaz, monoaminooksidaz, askorbik asit oksidaz, ürikaz, süperoksit dismutaz, lizil oksidaz, dopamin hidroksilaz, seruloplazmin gibi çeşitli enzimlerin yapısına katılır veya bu enzimlerin aktiviteleri için gereklidir
derinin keratinizasyonunda rol oynar
farelerde deneysel ateroskleroz yapar
Erişkin sağlıklı bir kişide serum bakır düzeyinin normal değeri 65-165 g/dL
Serum bakır düzeyinin normalden yüksek olması hiperkupremi olarak tanımlanır
Serum bakır düzeyinin normalden düşük olması hipokupremi olarak tanımlanır
Demir (Fe)
Vücuttaki demirin yaklaşık
%70’i hemoglobinde;
%25’i ferritin ve denatüre olmuş ferritin yapısındaki hemosiderinde;
%3-4’ü miyoglobinde;
%0,1’i sitokromlarda;
%0,1’i demir-enzim komplekslerinde;
%2’si hücreler arası sıvıda
%0,1’i plazmada transferrine bağlı olarak bulunur
Yiyeceklerle alınan demir, çeşitli organ ve dokulara dağılır
Demir, kanda transferrin ile taşınmaktadır. Transferrin (siderofilin), apotransferrin adlı proteine iki adet Fe3+ bağlanmasıyla oluşan demir taşıyıcı proteindir. Demirin hücreler tarafından alınıp kullanılması, transferrin reseptörleri aracılığıyla olmaktadır
Demir, depolarda ferritin yapısında bulunmaktadır. Ferritin, apoferritin adlı proteine %20-23 oranında Fe3+ bağlanmasıyla oluşmuş bir demirli proteindir
Serum demir düzeyinin normal değerinin insanlarda 90-120 g/dL
Serum demir düzeyinin normalden yüksek olması hipersideremi olarak tanımlanır
Serum demir düzeyinin normalden düşük olması hiposideremi olarak tanımlanır
Çinko (Zn)
Organizmada en bol olarak prostatta bulunur; daha az olmak üzere saç, kemik, karaciğer, böbrek, kaslar, pankreas, mide-bağırsak traktüsü, dalak ve kanda bulunur
Erişkin sağlıklı bir insanda serum çinko düzeyinin normal değeri %70-120 g
Çinkonun işlevleri
Kobalt (Co)
vitamin B12 yapısı için gerekli bir iz
elementtir
Kobaltın eritropoezi uyaran eritropoietin hormonunun salgılanmasını stimüle ettiği veya sitokrom oksidaz, süksinat dehidrojenaz gibi enzimleri inhibe ettiği düşünülmektedir
Molibden (Mo)
ksantin oksidaz, aldehid oksidaz, sülfid oksidaz, nitrat redüktaz gibi enzimlerin fonksiyonları için gerekli bir iz elementtir
bakırın kullanımı ve olasılıkla dokulardan mobilizasyonunu azaltarak bakır metabolizmasını bozabileceği hakkında bazı kanıtlar vardır
Manganez (Mn)
hekzokinaz, pirüvat karboksilaz, izositrat dehidrojenaz, fosfoglukomutaz, glikozil transferaz, arjinaz, pirofosfataz, süperoksit dismutaz, kolin esteraz gibi enzimlerin aktiviteleri için gereklidir
Glikoprotein sentezi ve proteoglikanların oluşumunda rol oynar
lipid metabolizmasının düzenlenmesi ve aterosklerozun önlenmesinde rol oynar
Kadmiyum (Cd)
damar reaktivitesini bozarak hipertansiyon yaptığı düşünülmektedir
Lityum (Li)
manik depresif psikoz tedavisinde Li2CO3
şeklinde kullanılan bir iz elementtir
Plazma lityum düzeyi için tedavi dozu 0,5-1,5 mEq/L ve letal doz 5 mEq/L’dir
Selenyum (Se)
son derece toksiktir; fakat vücutta önemli birçok fonksiyonu da vardır
mitokondride ATP biyosentezinde, koenzim biyosentezinde, immünolojik olaylarda rol oynadığı ileri sürülmüştür
Selenyum, indirgenmiş glutatyonu H2O2 karşısında
oksitlenmiş glutatyona dönüştüren glutatyon peroksidazın, tiroid hormonu moleküllerinden iyodu uzaklaştıran iyodotironin deiyodinazların önemli bir bileşenidir
Krom (Cr)
glukoz metabolizmasının düzenlenmesinde olasılıkla insülin etkisinin bir güçlendiricisi olarak bazı fonksiyonel görevlere sahip olduğu düşünülmektedir
plazma lipoproteinlerinin metabolizmasında önem taşıdığı da öne sürülmüştür
Nikel (Ni)
Hayvanlarda nikel eksikliği belirtileri arasında folat ve B12 vitaminlerinin metabolizmasında değişiklikler, demir kullanımının bozulması, femurda kalsiyum ve magnezyum azalması, bakır ve çinko artışı bulunmaktadır
Vanadyum (V)
Tiroid metabolizmasında rolünün olduğu düşünülmektedir
Vanadyum tuzları oksidatif hasarın ilerlemesine neden olmaktadır
Arsenik (As)
Toksik etkili ağır metallerdendir
Fosfolipid ve metil grubu metabolizmasıyla ilgilidir
Bazı kanser türleri ile ilişkili olduğunu gösteren veriler bulunmaktadır
Silisyum (Si)
Aterosklerozu, osteoartrit gelişimini ve yaşlanmayı etkilediği düşünülmektedir
Eksikliği hayvanlarda kemik ve kollajen bozukluklarına yol açmaktadır
Bor (B)
İnsanda makromineral metabolizmasında önemlidir
Kükürt (S)
proteinlerde metionin ve sistein amino asitlerinin yapısında; tiamin, biotin, lipoik asit, glutatyon, koenzim A, kondroitin sülfat, taurokolik asit gibi bileşiklerin yapısında bulunur
İyot (I)
Tiroksin ve triiyodotironinin bileşenidir
organizmaya giren iyodun %50’den fazlası birkaç dakika içerisinde tiroit bezi tarafından alınmaktadır
İyot yetmezliği durumlarında tiroit bezinin endemik guatr denen hastalığı ortaya çıkar
Flüor (F)
vücutta kemik ve dişlerde flüorürlü apatitler 3Ca3(PO4)2CaF2) halinde toplanır ve fazlası
idrarla atılır
vücuttaki etkileri tam bilinmemektedir; ancak fazla miktarının zehirli olduğu kesindir
Dişlerin geliştiği yaşlarda litresinde 1,5 mg’ın üzerinde flüorür içeren suları içenlerde dişler bozuk ve lekeli olur
Litresinde 0,9-1,5 mg suların içildiği bölgelerde diş çürüğü oluşumunun en aşağı derecede olduğu gözlenmiştir