Anorganik Makromineraller

Giriş

Periyodik sistemde yer alan kimyasal elementlerin birçoğu canlı organizmada önemli fonksiyonlara sahiptir. İnsanda vücut fonksiyonlarındaki önemi bilinen Ca, Mg, Na, K, Cl, P, S, Fe, Zn, Mn, Cu, Cr, Co, Se, I, Br, Mo, Va, Th, Si, Li (vb) biyoelementleri oluşturmakta ve organizmadaki miktarlarına göre makroelementler ve eser elementler olarak iki alt gruba ayrılmaktadır.

Biyoelementler vücutta iyonlar (elektrolitler; Na⁺, K⁺, Cl^- vb), erimez bileşikler [Ca₃(PO₄)₂, Mg₃(PO₄)₂] ve biyomoleküllerle kompleks oluşturmuş halde (hemoblobindeki Fe, B₁₂ vitaminindeki Co gibi) bulunurlar. Bu elementlerin biyoelement olarak adlandırılması için canlılık fonksiyonlarının sürdürülmesine katkısının olması, eksikliğinde bir bozukluğun ortaya çıkması, yani kısaca esansiyel olması gerekmektedir. Esansiyel bir elementin in vivo fonksiyonu özgün olup bir benzeri tarafından aynı görev tam anlamıyla sağlanamaz.

Biyoelementler arasında günde 100 mg'ın üstünde alınması gereken ve dokulardaki miktarı gramla ifade edilenler makroelement grubunu oluşturmaktadır. Yukarıdaki sıralamada ilk altı element olan kalsiyum, magnezyum, fosfor, sodyum, potasyum ve klor, insan vücudunda diğerlerine göre daha fazla miktarlarda bulunmaktadır. Yaklaşık 70- 75 kg ağırlığındaki bir erişkinde Ca 34 mol, Na 4.8 mol, Cl 2.5 mol, P 24 mol, K 3.6 mol ve Mg 1.2 mol olarak saptanmıştır.

Biyokimyasal reaksiyonlarda çok özel prostetik mineraller olarak davranan diğer biyoelementler, çok az miktarda bulunduklarından eser elementler (iz metaller = trace elements) adıyla anılmaktadır. Bunların günlük alınması gereken miktarları 100 mg'dan az olup, dokularda mg/kg düzeylerinde bulunurlar. Fe, Cu, Zn, Co, Mn, Cr, Mo, Se, Cd, Br, F ve I eser elementlerdir. Bir eser element olan iyodun vücuttaki toplam miktarı 50 µmol'dür.

Bazı eser elementlerin dokulardaki miktarı µg/kg ile ifade edilmekte ve günlük gereksinimleri 100 µg'ı geçmemektedir. Bu grupta yer alanlardan bazılarının fonksiyonları henüz anlaşılamamış olduğundan muhtemelen çevresel faktörler nedeniyle organizmada bulundukları düşünülmektedir.

Sodyum (Natrium, Na)

Ekstasellüler sıvı katyonudur. Plazmada %320 mg (=142 mEk/L; 136-145 mEk/L) ve eritrositte %20 mg sodyum bulunur. Günlük beslenme sırasında kullanılan tuz (=NaCl), tuz göllerinden kolaylıkla elde edilmektedir. Ülkemizde İç Anadolu'daki Tuz Gölü'nden bütün yurda yetecek kadar tuz sağlanmaktadır. Tuz, suda kolayca eridiği için topraktan yağmur suları ile denize sürüklenir. Bu sebepten dolayı, toprakta yetişen bitkilerde azdır. Havuç, karnıbahar, kereviz, erik, fındık ve tahıllar bir miktar tuz içerir. Tuz alınmasında bir kısıtlama olmadığı takdirde, 4-6 gramlık günlük miktar vücut için yeterlidir. Na, suya karşı aşırı afinitesi olan bir elementtir. Laboratuvarda metalik Na çubuklarının üzerine su döküldüğünde aşırı patlama sesi çıkararak reaksiyona girdikleri ve bu olayın bir süre devam ettiği gözlenmiştir. Bu özelliğinden dolayı sodyum vücudun su dengesini düzenlemektedir. Aşırı alınması hipertansiyona yol açabilir.

Dışarıdan besinle alınan natrium bileşikleri vücutta fonksiyonlarını tamamladıktan sonra aynı miktarlarda idrarla atılmaktadır. Kontrol altında tuz verildiği durumlarda idrarla minimum atılım (40-185 mg) gerçekleşir. Besinle alınan sodyumun hemen tamamı ince bağırsaktan emilmekte, bazolateral membrandaki Na⁺-K⁺-ATPaz enzimi aracılığıyla bir Na⁺ iyonu dolaşıma verilirken iki K⁺ bağırsak hücresi içine alınmaktadır. Vücudun gereksiniminden fazla sodyumun büyük kısmı idrar, bir miktarı ter ve çok daha azı da dışkıyla atılır.

Sodyumun Biyofonksiyonları: Hücre dışı sıvının temel katyonu olan natrium (sodyum), asit-baz dengesinde, Na⁺-K⁺ pompasının çalışmasında ve ozmotik basıncın düzenlenmesinde görev alır. Böylece su dengesini korur. Ayrıca kasların uyarılmasında ve membranların geçirgenliğinde görev alır. Aşırı tuzsuz beslenen kişilerde bacaklarda kramp görülmesi, sodyumun bu fonksiyonundan ileri gelmektedir. Glikozun ve amino asitlerin hücreye taşınımlarında ortamda sodyumun bulunması gerekmektedir. Kemikte ve kıkırdakta soydum, kondroitin sülfatın sodyum bileşiği halinde önemli bir yer tutar.

Vücutta sodyumun 1/3'ü kemik ve kıkırdaklarda bağlı halde bulunmakta ve sabit fraksiyonu oluşturmaktadır. Kalan 2/3'ü ise değişebilir (dinamik) sodyum havuzu olarak başlıca ekstrasellüler sıvıda bulunur. Sodyum metabolizması aldosteron ve atrial natriüretik faktör (ANF) tarafından düzenlenlenir.

Hipernatremi Ve Hiponatremi: Hipernatremi, sodyumun yani natriumun kandaki miktarının artışıdır. Besinsel olarak aşırı tuz alındığında, akut ve kronik böbrek yetersizliğinde, konjestif kalp hastalıklarında, Cushing Sendromunda, tuzlu suda boğulma gibi olaylarda ortaya çıkar. Hiponatremi ise Addison hastalığında, aşırı terleme, kusma, ishal gibi nedenlerle fazla sodyum kaybında; diyabetik glikozüri, tübüler disfonksiyonda olduğu gibi idrarla sodyumun fazla atıldığı durumlarda ve su retansiyonunda görülür.