Sofradan Enerjiye: Yiyeceklerin Vücudumuzdaki Enerji Yolculuğu
Sindirim sistemimizi yakından tanıyıp yiyeceklerin vücudumuza girdikten sonra hangi süreçlerden geçtiğini ve nasıl enerjiye dönüştüğünü öğrenmek ister misiniz? Gelin, birlikte bu süreçleri inceleyelim.
Yediğimiz yiyecekler vücudumuzun temel enerji kaynağıdır. Gıdalarda bulunan besin maddeleri vücudumuzdaki hücrelerin ihtiyaç duyduğu enerjiyi ve gerekli diğer maddeleri sağlar. Ancak tükettiğimiz gıdaların enerjiye dönüşebilmesi ve diğer besin maddesi ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için öncelikle vücudun emebileceği ve kullanabileceği kadar küçük parçalar haline getirilmesi gerekir. İnsanların ve hayvanların birçoğunda temel olarak yiyeceklerin ağız içine girdiği, uzun bir borudan geçtiği ve anüsten dışkı olarak çıktığı bir sindirim sistemi vardır. Sindirim organlarının çeperindeki düz kaslar düzenli aralıklarla kasılıp gevşeyerek yiyecekleri parçalayıp küçük ve emilebilir hale getirir. Daha sonra bu besinler (karbonhidratlar, proteinler, yağlar, vitaminler ve mineraller), bağırsak duvarındaki ve kan dolaşımındaki kanallardan geçerek emilir. Dolaşım sistemi bu besin maddelerini vücudun ihtiyacı olan kısımlarına iletir. Yiyeceklerin vücut tarafından kullanılmayan atık kısımları ise dışkı olarak vücuttan uzaklaştırılır.
Şimdi bu süreci daha ayrıntılı inceleyelim. Lezzetli bir atıştırmalık gördüğümüzde, kokusunu aldığımızda ve hayal ettiğimizde bu duyusal uyarılmaya cevap olarak beyin tarafından gönderilen sinyaller aracılığıyla tükürük bezleri tükürük salgısı üretmeye başlar. Yiyecekleri fiziksel olarak daha küçük parçalara ayırma görevini dişler gerçekleştirir. Yiyecekler ağızda parçalandıkça tükürük salgısı lokmaların kolayca yutulabilmesi için yiyecekleri nemlendirir. Tükürükte bulunan amilaz isimli sindirim enzimi, ağızdan çıkmadan önce yiyeceklerdeki bazı karbonhidratları (örneğin nişasta) daha basit yapı taşlarına parçalamaya başlar. Dil ve ağızdaki kas hareketleriyle oluşan yutma refleksi ağızdaki lokmanın boğaza taşınmasını sağlar. Boğazdan geçen besin maddeleri yemek borusu boyunca ilerlemeye devam eder. Kas hareketleri besin maddelerinin yemek borusundan mideye taşınmasına yardımcı olur.
Besin maddeleri mideye girdikten sonra mide kasları yiyeceklerin, içinde asit ve enzimler bulunan mide öz suyuyla karışmasını sağlar. Kimus adı verilen bu karışım ince bağırsağa boşaltılır. İnce bağırsaktaysa pankreas, karaciğer ve bağırsaktan gelen sindirim sıvılarıyla karıştırılır. Pankreas tarafından üretilen pankreas öz suyu ve karaciğer tarafından üretilen safra; proteinlerin, yağların ve karbonhidratların sindirilmesine yardımcı olur. İnce bağırsaktaki kaslar bu karışımı ileri doğru iter. İnce bağırsak duvarları suyu ve sindirilen besin maddelerinin emilerek kan dolaşımına karışmasını sağlar. İnce bağırsakta kasılıp gevşeme hareketleri ile sindirim sürecinin atık ürünleri kalın bağırsağa taşınır. Atık ürünlerdeki suyun büyük kısmı kalın bağırsakta emilir. Kalın bağırsağın alt ucu olan rektum dışkının toplandığı bölümdür. Dışkı kalın bağırsağın sonunda yer alan ve anüs adı verilen açıklıktan dışarı atılır.
Sindirim sisteminizdeki bakteriler (bağırsak florası veya mikrobiyota olarak da adlandırılır) sindirime yardımcı olur.
Sindirim sistemine kısaca göz atmış olduk. Yiyecekler midemize ulaştı, parçalandı, bağırsaklarda yolculuğunu ve emilimini tamamladı.
Peki, besin maddelerinin enerjiye dönüşümü nasıl gerçekleşiyor?
Vücudumuzun temel enerji kaynağı yiyeceklerin yapı taşları olan karbonhidrat, protein ve yağlardır. Karbonhidratlar sindirim süreci sonucu basit şekerlere, proteinler amino asitlere, yağlar ise yağ asitlerine ve gliserole dönüşür. Kan dolaşımı ile bu maddeler dokulara ve hücrelere taşınır. Ancak bu maddelerin yapısında kimyasal olarak depolanan enerji vücudumuzdaki hücreler tarafından doğrudan kullanılamaz.
Hücredeki yaşamsal faaliyetlerin birçoğu biyokimyasal süreçler sayesinde gerçekleşir. Besin maddelerindeki kimyasal bağlar kırılırken açığa çıkan enerji, hücre faaliyetlerine doğrudan enerji sağlayan ve adenozin trifosfat (ATP) olarak isimlendirilen molekülü sentezlemek için kullanılır. ATP vücutta enerji üretilen ve tüketilen süreçler arasında enerji alışverişini sağlayan temel moleküldür.
ATP molekülü beş karbon atomu içeren şeker molekülü olan riboz, adenin bazı ve üç fosfat grubundan oluşur.
ATP’nin hücrelerin “pili” olduğu söylenebilir. Günlük hayatta kullandığımız elektrik enerjisi kimyasal enerji olarak depolanır. Elektronik bir cihazın elektrik ihtiyacı pilde depolanan kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle karşılanır. Pil elektrik enerjisi kullanılarak tekrar doldurulabilir.
ATP molekülünün suyla tepkimesi sonucu molekülden bir fosfat grubu ayrılırken adenozin difosfat (ADP) molekülü oluşur ve tepkime sonucu enerji açığa çıkar. Bu süreç pilden elektrik enerjisi elde etmeye benzetilebilir. Bu tepkimenin tersinin gerçekleşmesiyle ATP sentezlenir. Bunun içinse enerji gereklidir. Bu süreç pilin şarj edilmesine benzetilebilir.
Hücredeki biyokimyasal süreçler, hücrelerde büyüme ve gelişme, bölünme, beslenme, madde transferi, sinir iletimi gibi birçok yaşamsal ve hücre devamlılığını sağlayan olay ATP sayesinde gerçekleşir.
Yiyeceklerdeki karbonhidratlar, proteinler ve yağların sindirim süreci ile parçalanması sonucu oluşan besin maddeleri çeşitli biyokimyasal süreçler ile ATP’ye dönüştürülür. Hücrelerde oksijenli veya oksijensiz olarak ATP üretebilir. ATP üretimi hücredeki mitokondri (bitkilerde kloroplast) organelinde gerçekleşir.
Kaynaklar:
- Nelson, D. L., Lehninger, A. L., Cox, M. M., Lehninger Principles of Biochemistry , Macmillan, 2008.
- https://kidshealth.org/en/teens/digestive-system.html
- https://www.niddk.nih.gov/health-information/digestive-diseases/digestiv…
- https://www.aboutkidshealth.ca/Article?contentid=1468&language=English
- https://www.nature.com/scitable/topicpage/nutrient-utilization-in-humans-metabolism-pathways-14234029
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26882/