Gıdalarda bulunan antioksidan mineraller ve sağlık üzerine etkileri

Antioksidanların sağlık üzerindeki olumlu etkilerinin anlaşılmasıyla birlikte, gıdalarda bulunan doğal antioksidanlara olan ilgi her geçen gün artmış ve gıdalarda bulunan, ancak daha önce yeteri kadar önemsenmeyen bazı bileşenler günümüzde değer kazanmışlardır. Yük.Zir.Müh.Nazan KAVAS -Yrd. Doç. Dr. Gökhan KAVAS Ege Üniversitesi Ziraat...

İnsan yaşamının vazgeçilmezlerinden olan oksijen, metabolizma sırasında meydana gelen reaktif oksijen türleri olarak adlandırılan bazı bileşikler nedeniyle zararlı olabilmektedir. Yörüngelerinde bir ya da daha fazla eşlenmemiş elektron bulunduran ve bu açığı kapatabilmek için başka bileşiklerin elektronlarını almaya çalışan reaktif oksijen ve nitrojen türleri gibi atom ya da bileşikler serbest radikaller olarak isimlendirilmektedir. Stabil olmayıp son derece aktif olan serbest radikaller, yapılarında bulunan eşleşmiş elektron nedeniyle DNA proteinleri ve membran lipitleri gibi biyolojik öneme sahip makromoleküllerle kolaylıkla reaksiyona girerek onlara hasar verebilmektedir. Son yıllarda çevre kirliliği, stres ve hazır gıdaların yaygın olarak tüketimi neticesinde, insan vücudunda serbest radikallerin oluşumu artmaktadır. Yapılan çalışmalarda, söz konusu serbest radikallerin nötralize edilmediği takdirde, vücutta çeşitli hastalıklara neden olabileceği belirtilmektedir. Araştırmalarda söz konusu hastalıklar; kalp damar hastalıkları, şeker hastalığı (diyabet), kanser, karaciğer hastalıkları (özellikle toksinlere bağlı), kronik enflamatuar hastalıklar (romatizma), sinir sistemi hastalıkları, sindirim sistemi hastalıkları, yaşlanma, cilt hastalıkları (kırışıklık) ve cinsel işlev bozukluğu olarak sıralanmaktadır. Antioksidanlar, serbest radikalleri nötralize ederek vücudun onlardan etkilenmemesini ya da vücudun kendini yenilemesini sağlayan maddelerdir. Serbest radikaller için kolay bir elektron hedefi oluşturan antioksidanlar, bağlandıkları iki serbest radikali birleştirerek nötralize edebilme özelliğine sahip bir enzime (glutatyon peroksidaz, katalaz, süperoksit dismutaz...) taşınana kadar radikalle stabil bir yapı oluşturmakta ve bu nedenle serbest radikallere karşı antioksidanların en etkili bileşikler olduğu bildirilmektedir. Doğada çeşitli kaynaklarda bulunan antioksidanların vücutta antioksidatif etkilerinin yanı sıra birçok fonksiyonu olduğu çeşitli araştırmalarla saptanmış ve antioksidanların dört farklı şekilde etki mekanizması bulunduğu ortaya konmuştur. Bunlar; Ø Toplayıcı etki: Serbest oksijen radikallerini etkileyerek onları tutma veya daha zayıf yeni moleküle çevirme. Antioksidan enzimler ve küçük moleküller bu tip bir etki gösterebilmektedirler. Ø Bastırıcı etki: Serbest oksijen radikalleriyle etkileşip onlara bir hidrojen aktararak aktivitelerini azaltma veya inaktif şekle dönüştürme. Vitaminler ve flavanoidler bu tarz bir etkiye sahiptirler. Ø Zincir kırıcı etki: Serbest oksijen radikallerini bağlayarak zincirlerini kırıp fonksiyonlarını engelleyici etki. Hemoglobin, seruloplazmin ve mineraller zincir kırıcı etki göstermektedirler. Ø Onarıcı etki: Serbest radikallerin oluşturdukları hasarın onarılması. Antioksidanların sağlık üzerindeki olumlu etkilerinin anlaşılmasıyla birlikte, gıdalarda bulunan doğal antioksidanlara olan ilgi her geçen gün artmış ve gıdalarda bulunan, ancak daha önce yeteri kadar önemsenmeyen bazı bileşenler günümüzde değer kazanmışlardır. Çizelge 1’ de gıdalarda bulunan bazı önemli antioksidanlar verilmiştir. Çizelge 1. Gıdalarda bulunan önemli antioksidanlar ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bileşen Bileşim Öğesi Kaynak Gıda ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Vitaminler Vitamin C, Vitamin E (tokoferoller Turunçgiller, üzümsü yumuşak ve tokotrienoller) meyveler, papaya ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– β-karoten ve diğer karotenoidler Yağlı tohumlar, kabuklu yemişler, (likopen, lutein) havuç, yeşil yapraklı sebzeler, domates ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– İz elementler Bakır İstiridye, kabuklu yemişler, kuru baklagiller, tahıllar, patates, sebzeler, et ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Manganez Buğday filizi, yeşil yapraklı sebzeler, kabuklu yemişler, pancar, ananas ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Çinko Et, karaciğer, yumurta, deniz ürünleri ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Selenyum Sakatatlar, deniz ürünleri, tahıllar, et, yumurta, süt, meyve ve sebzeler ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Zookimyasallar Glutation coenzim Q10 (ubikinon) Et, peynir altı suyu proteini –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––Fitokimyasallar Soya isoflavonlar (daidzein, genistein) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––Flavonoidler Yaban mersinleri, yer fıstığı, elma, çikolata, çay ve kırmızı şarap ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Polifenoller Kakao, üzüm, çay, soğan, elma, baharatlar, kekik –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––Kateflinler Yeşil çay, papaya Vücudun antioksidan savunma sistemi farklı antioksidan bileşiklerden oluşmakta ve söz konusu bu bileşiklerin antioksidan kapasiteleri vücutta üretilen serbest radikaller ve gıdalarla alınan antioksidanlar arasındaki dengeye göre değişim göstermektedir. Yapılan araştırmalarda bu dengenin, uygunsuz bir diyetle vücut aleyhine değiştiği saptanmış, örneğin yaşlanmaya bağlı hastalıklara karşı en iyi savunmanın yalnızca C, E vitaminleri ve karotenoidler ile sağlanmadığı, bunun yanında yağ asitlerinin, A, B (B6, B12, folik asit) vitaminlerinin, iz elementlerin (Zn, Cu, Mn, Fe ve Se) ve zorunlu olmayan besinlerin alınmasıyla dengenin sağlanabildiği ifade edilmiştir. Vücut için vitaminler kadar önemli bir diğer grup da mineral maddeler olmakta ve mineral maddeler olmadan vitaminlerin görev yapamadıkları bildirilmektedir. Çeşitli vitamin ve mineraller ya antioksidan bir enzimin parçası olarak ya da tek başlarına antioksidan etki göstermektedir. Antioksidan özellik gösteren minerallerden selenyum, bakır ve manganez, serbest radikalleri yok etmek için bir enzimle birleşmektedir. Çizelge 2’de insan ve inek sütlerinin antioksidan mineral madde içerikleri gösterilmektedir. Çizelge 2. İnsan ve inek sütlerinin antioksidan özellik gösteren mineral madde içeriği Litrede oran İnsan sütü İnek sütü Mineral ortalama ortalama Demir (mg) 760 500 Çinko (mg) 2950 3500 Bakır (mg) 390 200 Selenyum (mg) 14 5-67 Mangan (mg) 12 30 Bakır (Cu), Selenyum (Se), Mangan (Mn), Demir (Fe) ve Çinko (Zn) gibi mineral maddeler özellikle süperoksit dismutaz, katalaz, gulutatyon peroksidaz gibi enzimlerin aktivasyonu için gerekli olurken, bakır ve demir membran lipidlerinde oluşan serbest radikallerin reaksiyonuna katılmaktadır. Çinko insan vücudunda biyokimyasal reaksiyonların gerçekleşmesini sağlayan yaklaşık 100 çeşit enzimi aktif hale gelmesi için uyarmakta, sağlıklı bir bağışıklık sisteminin oluşmasında, yaraların iyileşmesinde, vücudun tat ve kokuları algılamasında ve DNA sentezi için gerekli olmaktadır. Bunların yanında çinko hamilelik, çocukluk ve büyüme döneminde normal büyüme ve gelişmeyi sağlamaktadır. Büyüme ve gelişmede, bağışıklık düzeninde, nörolojik fonksiyonlarda ve hücrelerin çoğalmasında önemli role sahip olması nedeniyle hücresel mekanizmaların birçoğu çinkoya bağlı olmaktadır. Çinko’nun katalitik, yapısal, düzenleyici olmak üzere 3 farklı fonksiyonu bulunmakta ve protein ile hücre zarlarının yapısında önemli bir rol oynamaktadır. Konu ile ilgili olarak yapılan çalışmalarda, çinkonun çinko süper oksit dismutase (CuZnSOD) yapısında kritik rol oynadığı ve bu enzimin katalitik aktivitesini sağladığı, yalnız başına çinkonun hücre zarının yapısal ve fonksiyonel özelliklerini etkileyebildiği tespit edilmiştir. Bunların yanında antioksidan aktivite olarak bir başka mineral olan bakır ile birlikte süperoksit dismutazı aktivite etmektedir. Çoğu yaşam formu ve normal insan fizyolojisi için elzem olan bir başka mineral madde demirdir. Demir sağlıklı bir yaşamın sürdürülmesinde görev alan protein ve enzimlerin tamamlayıcı bir parçasıdır. Bir başka ifadeyle hemen hemen bütün yaşayan varlıkların metabolizması için anahtar element özelliği taşıyan demir, insanlarda oksijen taşınmasında yer alan proteinlerin zorunlu bir bileşeni olarak karşımıza çıkmakta, hücre gelişiminin ve çoğalmasının düzenlenmesinde son derece önemli bir mineral madde olarak ifade edilmektedir. Demirin vücutta yaklaşık üçte ikisi hemoglobinde bulunmakta ve kırmızı kan hücrelerindeki protein dokulara oksijen taşımaktadır. Demirin bir kısmı miyoglobinde yer alıp kaslara oksijen taşınmasını sağlarken, diğer bir kısmı ise enzimlerde bulunmakta ve biyokimyasal reaksiyonların gerçekleşmesine yardımcı olmaktadır. Demirin yetersiz alımı oksijenin hücrelere ulaştırılmasını kısıtlamakta, böylece yorgunluk, düşük iş performansı ve bağışıklığın azalmasına sebep olmaktadır. Araştırmalarda katalaz ve peroksidaz enzimlerinin demir grubu içerdikleri ve hücreyi hidrojen peroksit birikmesine karşı korudukları ispat edilmiştir. Bu enzimler reaktif oksijen türlerine zarar vererek hidrojen peroksidin su ve oksijene dönüşümünü katalizleyebilmekte, bağışıklık sistemi ile beyaz kan hücreleri bakterileri içine çekerek bunların reaktif oksijen türevlerine maruz kalarak ölmelerini sağlamaktadır. İnsanlar ve hayvanlar için gerekli bir iz element olan bakır, vücutta Cu1+ (cuprous) ve Cu2+ (cupric) formlarında bulunmakta, ancak büyük çoğunluğu Cu2+ formunda yer almaktadır. Yapılan çalışmalarda bakırın oksidasyon ve redüksiyon tepkimelerinde kolaylıkla elektron alıp vermesi nedeniyle son derece önemli bir element olmasının yanı sıra, serbest radikallerin uzaklaştırılmasında da rol oynadığı belirtilmektedir. Biyolojik sistemlerde hem antioksidan hem de pro-oksidan olarak etki göstermektedir. Serbest radikallerin hidrojen perokside dönüşmesini katalizleyen bir enzim olan süperoksit dismutaz (SOD) enziminin iki formunun da yapısında bakır bulundurduğu belirlenmiştir. Bu formlardan biri kırmızı kan hücreleri içeren hücrelerde bulunan Cu/Zn SOD, bir diğer formu ise akciğerde yüksek miktarda bulunan hücre dışı SOD’dır. Bakır alımı yetersizliğinde vücudun antioksidan dengesi bozulmakta, lipid peroksidasyonu, hücrelerde meydana gelen hasarlar ve ölümler artmaktadır. Bununla birlikte karaciğerde demir birikimi artmakta, dokularda antioksidan enzim olan glutatyon peroksidaz, katalaz ve SOD düzeyleri azalmaktadır. Organizma için esansiyel bir element olan Mangan/ manganez biyolojik sistemde çeşitli metabolik olaylarda önemli role sahiptir. Piruvat karboksilaz, superoksit dismutaz, glutamin sentetaz, alkali fosfataz ve arjinaz gibi çok sayıda enzimin aktiviteleri için kofaktördür. Mangan bazı enzimlerin yapısına katılarak, bazı enzimler için ise aktivatör olarak fizyolojik proseslerin gerçekleşmesinde önemli rol oynamaktadır. Mangan süper oksit dismutaz (MnSOD) mitokondrinde bulunan başlıca enzim olmakta, süperoksit radikallerinin hidrojen perokside dönüşümünü katalizlemektedir. Bir başka önemli antioksidan olan selenyum, vücudun korunma ve savunma sisteminin bir parçası olup, hücreleri serbest radikallerin oluşturduğu zararlardan korumaktadır. Glutatyon Peroksidaz GSH-Px’ in bünyesinde hücrede oluşan H2O2 ve yağ asidi peroksidazlarını parçalamakta, selenyumun koruyucu etkisi E vitamini ile artmaktadır. Bunun yanında selenyum, bakır gibi hücre içi ve hücre dışında da pro-oksidan olarak rol alabilmektedir. Yapılan çalışmalarda selenyum içeren yağ asitlerini hidroperoksitlere dönüştüren fosfolipid hidroperoksit enzimi ve karaciğerde sentezlenip plazmaya salgılanan selenoprotein P enziminin, serbest radikal hasarına karşı koruyucu olduğu ve “selenyum taşıyıcı protein” olarak etki gösterdikleri belirtilmektedir. T-lenfosit ve makrofajların (Beyaz kan kapsülleri) fonksiyonlarını arttırarak bağışıklık sistemini güçlendirmekte ve kanser oluşumunu engellemektedir. Sonuç olarak antioksidan olarak tanımlanan mineral maddeler farklı gıdalarda farklı düzeylerde yer almakta ve zengin diyet uygulamaları ile tüketilmeleri neticesinde insan sağlığına maksimum düzeyde katkı sağlayabilmektedirler. Kaynaklar Berger M M. 2005. Can oxidative damage be treated nutritionally? Clinical Nutrition, 24: 172-183. Busaua FIS. 1990. Biochemical aspects of free radicals. Biochcm Cell Biol 68:989-98. Ekici,L., Sağdıç.O., 2008. Serbet radikaller ve antioksidan gıdalar. Gıda . 33 (5) : 251-260 Flynn, A., Power, P., 1985. Nutritional aspects of minerals in bovine and human milks. Developments in Dairy Chemistry. Edited by: P.F.FOX. Elsevier App. Sci. Pub., London:X+405s. Gök,V., Kayacıer,A., Telli.R.2006. Hayvansal ve mikrobiyal kaynaklı doğal antioksidanlar. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi (2) 35-40 Koca, N., Karadeniz,F., 2005. Gıdalardaki doğal antioksidan bileşikler. Gıda. 30(4) 229-339 Kınık, Ö., Kavas, G., 2002. Selenyum ve süt mamullerinin insan sağlığındaki önemi. Gıda Teknolojisi Derneği.27, 1,:49-57 Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MTD, Mazur M, Telser J. 2007. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 39, 44-84. Velioğlu,S., 2000. Doğal antioksidanların insan sağlığına etkileri. Gıda. 25(3) 167-176