Ünite 6: Mineral Maddeler

Mineraller ve Simgeleri

Canlı organizmanın fonksiyonlarını sağlıklı bir şekilde yerine getirebilmesi için besin maddeleri, su ve vitaminlerin yanında minerallere de gereksinim vardır. Canlı vücudunda organik yapıya katılan C (karbon), H (hidrojen), O (oksijen), N (azot) ile beraber Ca, P, Mg, K ve Fe, Cu, Co, Mn, F gibi inorganik maddeler de bulunur.

Ca (kalsiyum), P (fosfor), Mg (mağnezyum), K (potasyum), Na (sodyum), Cl (klor) ve S (kükürt) canlı organizmada, kanda % mg düzeyinde mevcuttur. Bu elementlere makro elementler veya major elementler denir. Fe (demir), Cu (bakır), Co (kobalt), Zn (çinko), Mn (mangan), Mo (molibden), F (flor), Se (selenyum) ve I (iyot) ise diğerlerine göre daha az miktarda bulunur. Canlı organizmada, kanda % µg (mikrogram) düzeyinde bulunan bu maddelere de mikro elementler, minor elementler, katalitik elementler veya iz elementler denir.

Genel olarak minerallerin canlılardaki başlıca görevleri şunlardır;

• İskelet yapısının dayanıklılığını sağlarlar,
• Organik maddelerin yapısına katılırlar,
• Enzim sistemlerinin aktivasyonunu sağlarlar,
• Sıvı-elektrolit dengeyi düzenlerler,
• Kasların kasılma ve gevşeme fonksiyonlarının oluşumuna yardımcı olurlar.

Makro Elementler ve Özellikleri

Kalsiyum (Ca)

Kalsiyum doğada kalsiyum karbonat ve kalsiyum fosfat anyonları şeklinde toprakların yapısında bulunur. Suda bulunan karbondioksidin etkisiyle çözülerek, bitkiler tarafından alınır. Ot yiyen hayvanların gıdasında da yeterince bulunur. İçilen su, insan ve hayvanlar için iyi bir Ca kaynağıdır. Süt ve sütten üretilen ürünler de Ca yönünden oldukça zengindir.

• Kalsiyumun organizmadaki başlıca görevleri;
• Kemik ve dişlerin yapısına katılır,
• Kas ve sinirlerin uyarılma yeteneğini düşürür,
• Kas kasılmalarının oluşumu ve sinirsel uyarıların iletilmesinde gereklidir,
• Kan ve sütün pıhtılaşmasında görev yapar,
• Lipaz, ATPaz gibi bazı enzimlerin aktivasyonunda rol oynar.

Büyümekte olan insan ve hayvanlar, gebeler, yumurtlayan tavuklar ve süt veren canlıların bol miktarda kalsiyuma ihtiyacı vardır. Doğru ve dengeli bir beslenme için insan diyetlerinde ve hayvan rasyonlarında kalsiyum ve fosforun uygun oranlarda tüketilmesi gerekir.

Kan Ca düzeyinin normal değerlerin altına inmesine hipokalsemi, normal değerlerin üzerine çıkmasına da hiperkalsemi denir. İnsan ve hayvanlarda kan Ca değerleri normal sınırların altına düştüğünde gençlerde raşitizm, yaşlılarda osteomalazi olarak adlandırılan, fena kemik oluşumu belirtileri görülür.

Fosfor (P)

Doğada fosfor bileşikleri şeklinde topraklarda bulunur. Ayrıca inorganik tuzlar, alkollerle yaptığı esterler ve aminoasitlerle yaptığı bileşikler çeşitli besinlerde yer alır. Bunlardan fosfatlar, pirofosfatlar ve trifosfatlar canlı organizma yönünden daha önemlidir. Süt ve süt ürünlerinde de oldukça fazla miktarda bulunur.

• Fosforun organizmadaki başlıca görevleri;
• Kemik ve dişlerin yapısına katılır,
• Kanda pH değerinin belli sınırlar içinde tutulmasını sağlar,
• Kanda normal kalsiyum düzeyinin sağlanması için gereklidir,
• Enerjinin saklanması ve gerektiği zaman gerekli yerlere aktarılmasında önemlidir,
• Karbonhidrat metabolizmasında maddelerin metabolize edilebilmeleri için gerekli fosfatlanma olaylarında görev alır.

Fosfor eksikliği durumunda gençlerde raşitizm, yetişkinlerde osteomalazi benzeri kemik bozuklukları meydana gelir. Fosfor yetersizliğinde hayvanlarda iştah azalır, süt verimi yavaşlar, kemiklerde kolay kırılma durumu görülür. Bazı yörelerin toprakları fosfor bakımından oldukça fakirdir, böyle yerlerde bakım ve besleme yapılan hayvanlarda ileri derecede fosfor eksikliği nedeniyle pika şekillenir.

Mağnezyum (Mg)

Mağnezyum tohumlarda ve yeşil bitkilerde bol miktarda bulunur. Et, süt ve deniz ürünleri de bu mineral yönünden zengindir. Daha çok klorofil içeren sebzeler, fındık ve ceviz gibi kuruyemişler ile tahıllarda, daha az miktarda ise sıvı ve katı yağlarda, şekerli ürünlerde yer alır. Canlı organizmada en çok kemiklerde, kas ve sinirlerde bulunur.

Membranların geçirgenliği ve elektriksel özellikleri mağnezyum tarafından etkilenmektedir. Emilim bozuklukları ile beraber görülen mide-bağırsak (gastrointestinal) hastalıklarında, akut ve kronik alkolizmde, proteinden yetersiz beslenmede, idrar söktürücü ilaçların aşırı kullanımında, karaciğer sirozunda, böbrek hastalıkları gibi durumlarda Mg eksikliği görülmektedir. Bu mineralin noksanlığında aşırı duyarlılık, anormal kemikleşme, kalp damarları ve vücuttaki diğer büyük damarlarda kireçlenme görülürken, yükseldiği durumlarda kas ve sinirlerin uyarılma özelliklerinde azalma oluşur. Noksanlığında hayvanlarda çayır tetanisi oluşabilir.

Sodyum (Na), Potasyum (K) ve Klor (Cl)

Sodyum doğada en çok deniz sularında bulunur. Suda eriyebilirliği nedeniyle yağmurla beraber sürüklenerek topraktan denizlere taşınır. Bu nedenle yağmuru bol olan bölgelerin topraklarında ve dolayısı ile bu topraklarda yetiştirilen bitki ve otlarda az bulunur. İnsanlar bu minerali sofra tuzu olarak bildiğimiz sodyum klorürle aldıkları için eksikliğine pek rastlanmaz. Hayvansal kaynaklı gıdalardan yumurta, süt ve süt ürünlerinde bitkisel kaynaklı gıdalardan ıspanak, kereviz, karnabahar, havuç ve benzerlerinde yeteri kadar bulunur. Organizmada en çok deri, kıkırdak, akciğerlerde bulunur ve ekstrasellüler bir elementtir.

Potasyum doğada topraklarda bol miktarda bulunur. Başlıca muz, portakal, kayısı, şeftali gibi meyvelerde patates, lahana gibi sebzelerde beyaz et, kırmızı et, karaciğer gibi hayvansal kaynaklı ürünlerde oldukça fazladır.

Klor doğada sularda fazla, bitkilerde az bulunur. Daha çok sodyum klorür ve potasyum klorür halinde yer alır. Canlılar dışarıdan sodyum klorür halinde sofra tuzu ile alırlar.

Bu üç elementin başlıca görevleri şunlardır;

• Normal asit-baz dengesinin ve normal ozmotik basınç düzeylerinin devam etmesinde etkilidirler,
• Na ve Cl iyonları kas ve sinir uyarımlarının normal şekilde işlemesi için gereklidir,
• Na, K pankreas ve safra salgılarının yapısında yer alırken, Cl midede bulunan HCl’nin yapısına katılır.

Hücre dışı su artışının sodyum artışından fazla olması durumu hiponatremi olarak ifade edilir. Başlıca belirtiler susama, karın krampları, güçsüzlük, çok ileri durumlarda bilinç kaybıdır. Hücre dışı suyunun sodyum yönünden fazla kaybı ise yüksek plazma sodyumu yani hipernatremi olarak tanımlanmaktadır.

Potasyum düzeyinin artması hiperkalemi, azalması ise hipokalemi olarak isimlendirilir. Hiperkalemi durumunda en önemli tehlike kalp ritminin bozulması ve kalp durması sonucu ölümdür. Hipokalemide görülen önemli belirtiler ise bulantı, kusma, kas krampları, idrar miktarının artması ve normalden fazla su alınması durumudur.

Plazma klor düzeyinin azalmasına hipokloremi, artmasına ise hiperkloremi adı verilir.

Kükürt (S)

Kükürt canlı organizmada proteinler, saç, tüy, boynuz, tırnak, tendolar, safra ve tükürük salgıları, eritrositler, insülin gibi hormon, biotin ve tiyamin gibi vitaminler, trioz fosfat izomeraz ve süksinik dehidrojenaz gibi enzimlerde bulunur.

Kükürt karaciğerde önemli iki olayda yer alır. Bunlar;

• Kükürt taşıyan organik maddelerin sentezi,
• Bağırsaklardan gelen krezol, fenol, difenol ve indoksil gibi kokuşma ürünlerinin zehirsizleştirilmesidir.

Hayvanların yumurtlama ve tüy dökümü dönemlerinde rasyonlarına kükürtlü aminoasitlerin ilavesi önemlidir, buna dikkat edilmezse yumurta veriminde azalma, kıl ve tüy kaybında artma görülebilir.

Mikro Elementler

Demir (Fe)

Yeryüzünde çok bulunan bir elementtir, hatta esmer renkli topraklarda daha fazla oranda bulunur. Topraklarda bulunan demirden bitkiler, bitkiler aracılığı ile de insan ve hayvanlar kolayca yararlanabilmektedirler. Diğer birçok elementin aksine sütte hemen hemen hiç demir yoktur.

İnsan diyetinin en zengin demir kaynakları karaciğer, böbrek, kalp ve dalak gibi organlardır. Ayrıca yumurta sarısı, balık, istiridye, kuru bakliyat iyi demir kaynakları arasında bulunmaktadır. Demir on iki parmak bağırsağından emilir.

Demirin başlıca görevleri şu şekilde sıralanabilir;

• Hemoglobinin yapısında yer alır ve oksijenin dokulara taşınmasına yardımcı olur,
• Kaslarda miyoglobinin yapısında bulunur ve oksijenin depo edilmesini sağlar,
• Çeşitli koenzimlerin yapısında bulunarak, yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarına katılır.

Çeşitli yaralanmalar nedeniyle meydana gelen kanamalardan sonra oluşan demir eksikliği durumuna anemi veya halk arasında sıklıkla kullanılan adı ile kansızlık denir. Demir elementinin noksanlığından meydana gelen ve hem hayvan ve hem de insanlar için önemli problemlere yol açan aneminin yanında bu mineralin fazla alınması ve aşırı depolanması nedeniyle de oluşan bazı bozukluklar vardır. Bu nedenle demir içeren ilaçlar rastgele, bilinçsiz ve düzensiz bir şekilde kullanılmamalıdır.

Bakır (Cu)

Bitkisel kaynaklı besinlerde özellikle kuru nohut, bakla ve benzeri baklagillerde, ceviz fındık, fıstık, badem, ayçiçeği gibi kuruyemişlerde, istiridye, sardalye, yengeç, ıstakoz gibi deniz ürünlerinde ve yapraklı sebzelerde bol miktarda bulunur. Buğday kepeği ve tüm tahıl ürünleri de bakır yönünden iyi bir kaynaktır. Karaciğer ve süt gibi hayvansal kaynaklı gıdalarda da oldukça fazla miktarda bulunur. Organizmada karaciğer, kalp, böbrek, kemik, kas, beyin, saç ve hayvanların yünlerinin yapısında bulunur ancak en fazla karaciğerde görülür. Bakır oksidasyon ve redüksiyon tepkimelerinde kolaylıkla elektron alıp vermesi nedeniyle son derece önemlidir. Ayrıca beslenme ile yeterli bakır alımı demir metabolizması ve kırmızı kan hücrelerinin oluşması için lazımdır. Anemi bakır eksikliğinin de klinik bir göstergesidir. Bunların yanında Cu katalaz, tirozinaz, askorbik asit oksidaz gibi enzimlerin de yapısında yer alır.

Bakır eksikliği çeşitli hayvan türlerinde farklı bozukluklara neden olur. Tavuk, köpek gibi hayvanlarda raşitizme benzer kemikleşme problemleri görülebilir. Sığırlarda ishal, kuzularda ise ekonomik kayıplara yol açan anemi, gelişme geriliği, verim düşüklüğü, döl verimi bozuklukları, kıllarda renk kaybı, yapağı kalitesinin bozulması, ishal ve sinirsel belirtilerle karakterize olan enzootik ataksi hastalığına sebep olabilir. Koyunlarda yapağı rengi ve özellikleri bozulabilir. Hayvanlardan farklı olarak insanlarda oluşan hastalıkta, bakırlı protein olan seruloplazmin beyin ve karaciğerde birikir, kanda azalır, idrarla peptitler ve serbest aminoasitler atılır.

Kobalt (Co)

Doğada bazı topraklarda fazla olmakla birlikte, bazı toprak çeşitlerinde ise yeteri kadar bulunmamaktadır. Besinlerle alınan bu mineral geviş getiren hayvanların (ruminantlar), rumenlerinde (işkembe) B12 vitamininin sentezinde kullanılmaktadır. Dışarıdan kobalt alımı eritrosit yapımını yani eritropoezi artırmaktadır.

Kobalt noksanlığında meydana gelen belirtiler iştahsızlık, kansızlık, yağlı karaciğer ve hemosideroza benzer durumlardır. Kobalt noksanlığı olan ruminantlar rumenlerinde bulunan mikroorganizmalar aracılığı ile B12 vitaminini sentezleyememektedirler. Bunun sonucu olarak da anemi gelişmektedir. Genel olarak hayvanların seksüel olgunluk yaşı gecikmekte, döl tutma oranında düşme olmakta, iç parazitlere duyarlılığı artmakta ve kan hücrelerinin sayıları düşmektedir.

Çinko (Zn)

Bitkisel ve hayvansal besinlerde bol bulunur. Özellikle bira mayası, marul, salatalar, karaciğer, deniz ürünleri çinko yönünden zengin gıdalar arasında yer alır. Metabolizmada birçok enzimin yapısında yer almasının yanında özellikle karbonik anhidraz enziminin yapı taşı olması ayrı bir önem taşır. Çünkü bu enzim kan pH’sının normal sınırlar içinde tutulmasını sağlayan reaksiyonun biyolojik katalizörüdür. Karbonhidrat metabolizması için çok önemli olan ve kan şekeri düzeyinin düzenlenmesinde görev yapan insülin hormonunun yapısında da çinko bulunur. Eksikliği durumunda insan ve hayvanlarda saç ve tüylerin dökülmesi ve dermatitis (deri yangısı) görülmektedir.

Manganez (Mn)

Doğada bitkilerde ve onlarla beslenen hayvanların etlerinde bol bulunur. Dokularda çok bulunmamakla beraber en fazla karaciğerde biraz da böbrekte bulunur. Sadece karaciğerde bulunan ve üre sentezinde görev alan arjinaz, karbonhidrat metabolizmasında monosakkaritlerin fosfatlanmasında görev yapan hekzokinaz gibi enzimlerin aktivatörü olarak görev yapar.

Eksikliğinde en belirgin olarak görülen bozukluklar; insan ve sıçanlarda kısırlık, büyümede yavaşlama, sığırlarda kısırlık, domuzlarda topallık, tavuklarda perozisdir.

Molibden (Mo)

Bitkiler için oldukça önemli bir elementtir ve bitkilerde yeterince bulunur. Organizmada kemiklerde, karaciğer ve böbreklerde bulunur. Hayvanlarda molibdenin en önemli görevi ksantinin ürik aside oksidasyonunu katalizleyen ksantin oksidaz enziminin yapısına katılmasıdır. Eksikliğinde kanda ürik asit oluşumu bozulmakta, fazlalığında ise ürik asit miktarında artış meydana gelebilmektedir.

Flor (F)

Doğada topraklarda kalsiyum florür halinde bulunur. Bu topraklarda yetişen bitkiler ve bu bitkilerle beslenen hayvanlar tarafından alınır. Doğal içme sularında bulunan floridler, vücuda alınan florun en büyük kaynağıdır. Organizmada özellikle kemik ve dişlerin yapısında yer alır.

Sularla fazla F alınmasına florozis yani flor zehirlenmesi denir. Bu durumda dişlerde dental florozis denilen tablo oluşur. Klinik olarak lekelenme ve çukurlaşma şeklinde ortaya çıkan bu lezyonlar ileri dönemde mine tabakasında zararlara, koyu kahverengi renklenmelere yol açabilir. İskelet florozisi, kemiklerde florun aşırı ve orantısız şekilde birikmesi sonucu kemiklerin dayanıklılıklarının azalması ve daha kırılgan bir hale dönüşmesidir. Erken belirtiler, eklemlerde sertlik ve ağrıdır. Ağır vakalarda kemik kırıkları oluşur.

Selenyum (Se)

Güçlü bir antioksidan olan selenyum bağışıklık sistemini güçlendirmekte, hücreleri yaşlanmaya karşı korumakta, kalp hücrelerini destekleyerek, kalp-damar sağlığının korunmasına yardımcı olmaktadır. Sperm üretimi ve canlılığı üzerine olumlu etkileri vardır. Doğada bitkilerde ve hayvansal kaynaklı besinlerde bulunmaktadır. Arpa, buğday gibi tahıllar, deniz ürünleri, süt, yumurta, tereyağı, mantar, lahana, brokoli, tavuk eti bol selenyum içeren besinlerdir.

Selenyum fazla alındığında problemlere yol açmakta ve alkali hastalığı olarak isimlendirilen bozukluk oluşmaktadır. Bu bozuklukta fazla alınan selenyum proteinlerde bulunan kükürtlü aminoasitlerin yapısında yer alan kükürdün yerine geçmektedir. Eksikliğinde kuzu, oğlak ve buzağılarda beyaz kas hastalığı oluşmaktadır. Büyük ekonomik kayıplara sebep olan bu hastalıkta yavrular ölü doğmakta ya da doğumdan hemen sonra ölmektedir.

İyot (I)

Topraklarda bulunan iyoditler, yağmur sularıyla denizlere taşınmaktadırlar. Deniz havası ve denize yakın topraklar bir miktar iyot içerir. Özellikle deniz balıkları iyot bakımından zengin kaynaklardır. Canlı organizmada iyot en çok tiroid bezinde bulunur. Bunun yanında plazmada bulunan iyot, tiroid hormonlarının yapısında yer alır, kanda az miktarda da serbest iyot bulunur.

İyodun tiroid homonlarının oluşumdaki görevinden başka ineklerde süt veriminin artırılmasında, boğalarda seksüel isteğin ve verimliliğin yükseltilmesinde, tavuklardan alınan yumurta sayısının artırılmasında etkili olduğu yapılan çalışmalarla ortaya koyulmuştur. Tiyosiyanatlar adı verilen maddeler iyodun tiroid bezine girmesine engel olmaktadırlar. Bu maddelere genel olarak guatrojen maddeler denir. Guatr hastalığı guatrojen maddelerin vücuda çok alınması sonucunun yanı sıra çeşitli nedenlerle iyodun yeteri kadar alınamaması sonucunda da oluşmaktadır.