F İ Z İ K S E L Y A RALANMALAR ve PROTEİ N
ME T A B O L İ Z MA S I
Dr. Bahtiyar Ünver* Giriş
Fiziksel yararlanmalar (yanık, ameliyat, kırık, derin kesik vb.) da organizmada yalnız protein m etabolizm ası etki görm ekle kal maz. Genel olarak önceden sağlıklı bir kişide yaralanmanın erken
aşamasmda biyokim yasal değişm eler şunlardır (1). a) Organizmada ısı üretimi artar;
b ) K ilo kaybı olur;
c ) Negatif azot, potasyum , kükürt ve fo sfo r dengeleri görü lür;
d) K arbonhidrat m etabolizm ası aksar, organizmada sodyum, klor ve su tutulur, ve bazı suda eriyen vitaminlerin m etabolizm ası değişir.
Bütün bunlar organizm anın ön planda lenf dokusunda ve tim us bezinde değişiklikleri oluşturur. Lenfositlerin kandaki m ik tarı azalır, adrenal kortikohipertrofiye bağlı olarak kolesterol, as- korbik asit miktarları kan ve idrarda azalır. Adrenal h orm onlar dan bazıları kan ve idrarda artar. Karaciğer fonksiyonları değişir, steroitleri birleştirm e hızı azalır.
Yaralanmalarda genel olarak tüm m etabolizm ada değişiklik ler olm akla beraber b u yazı protein m etobizm asm da oluşan deği
şiklikleri açıklam ak amacına yöneliktir.
Yaralanmalardan Sonra Protein M etabolizm asındaki Değişik likler
Yaralanmalardan sonra kan kaybı ve organizm ada a şın p r o tein yıkım ı sonucu hastada anemi, hipoprotein em i olabilir ve b u
na bağlı olarak doku yenileme hızı aksar. Bunun için göz önün de bulundurulması gereken en önem li husus günlük enerji ve besin öğelerinin gereği kadar karşılanmasıdır (1).
Yüksek enerji ve protein vermekle hastada aşırı azot yıkım ına neden olan metabolik değişiklikler düzeltilemez ( 1). Y aralanm alar
dan sonra karbonhidrat ara ürünleri K rebs çem beri yo lu ile en erji temininin yanısıra dokularda besin öğelerinin ek on om ik b ir şekilde kullanılması bakımından önem li rol oynarlar. Y ağ asitleri n o r malde organizmada başlıca enerji kaynağı olm alarına rağm en
karbonhidrat ara ürünleri kaynağı olarak kullanılam azlar. Y aralan malarda protein yıkımının nedeni ve m ekanizm ası henüz iyi anla şılmamakla beraber iki görüş ileri sürülm ektedir ( 1) . B irin cisi, normal olarak memelilerde açlık durum larında am in o asitler k a r
bonhidrat ara ürünlerinin başlıca kaynağı olduğuna gö re ya ra lanmalardan sonra m etabolik hızm en yüksek olduğu zam anlarda
(yaralanmanın 3 ve 4 ncü günlerinde) am ino asitler k arbon h id rat ara ürünleri kaynağı olarak kullanılabilirler. İkincisi, yaralanm a lardan sonra m etabolik hızm en yüksek olduğu d ön em d e d ok u
harabiyetinin, özellikle kas dokusunda yıkım ın nedeni, karaciğerde hücredışı protein sentezine elzem am ino asitleri tem in etm ek içindir.
Yaralanmalardan sonra idrarda azot başlıca ü re olm a k üzere pseudouridin ve ürik asit olarak atılır ve yaralanm anm şiddetine bağlı olarak artar (2). Ayrıca azot atımı önceden sağlıklı ve n o r mal diyet alan genç erkeklerde diğerlerine göre daha fazladır ( 1) . Bunlarda yaralanmadan önce norm al azot dengesi görü ld ü ğü h a l de yaralanmadan sonra azot atımı idrarda artar, gaitadaki m iktarı ise değişmez.
Ağır durumlarda; örneğin, vücudun % 15 i yanm ış hastalarda günlük azot atımı 40 g’a kadar yükselir, hasta negatif azot den ge sine girer ve kilo kaybeder. Bu durum yaralanm adan son ra b ir kaç hafta devam eder. Daha sonra tedricen idrarda atılan a zot m iktan azalır, azot alımı ve atımı dengelenir, kaybedilen vü cu t proteinlerinin yerine yenileri sentezlenir ve hasta p o z itif azot d en gesine yavaş yavaş girerek kilo almağa başlar.
Bu tip durumlarda azot dengesini araştırm ak için y a şla n
18 __ 33 olan 11 erkek yanık hastada 10 ar günlük b ir ça lışm a yapılm ıştır (3). Azot alımı vücut yüzeyinin herbir m etrekaresi için
10.6-28.8 g ve enerji sabit tutularak herbir m etrekare için 3500 Kal. verilm iştir. Azot alımı her 10 günlük dönem lerde hastalar arasında randım dağılımına tabi tutulmuş, yalnızca 1 n ci ve 10 cu günler hastalara vücut m etrekaresi basm a 1.0 g azot verilmiştir. Diğer günler her hastaya farklı düzeylerde azot verilm iş; örneğin, 5.0, 10.3, 18.0, 25.4 ve 28.8 gibi. Buna göre ilk 10 günlük birinci dönem de tüm hastalar negatif azot dengesi gösterm işler, ikinci dönem de 11 hastanın 9 tanesi pozitif azot dengesine girm iş ve da ha scn ra tedricen hepsinin pozitif azot dengesine girdikleri g ö rülm üştür. Azot dengesini sağlamak için alınması gereken azot m iktarının ve idrarda atılan miktarın ikinci dönem in sonundan itibaren daha belirli olarak azaldığı saptanmıştır.
B öylece, hastalarm vücut yüzeylerinin herbir m etrekaresi için gereken azot m iktarı birinci, ikinci, üçüncü ve dördüncü dönem lerde sırasiyle 20.7 — 25.5, 13.1 — 16.4, 3.3 — 9.3 ve 3.3 — 7.0 g. kontrollerde ise 4.6 — 6.8 g. olarak bulunmuştur. Yani dördüncü dönem de hastaların azot gereksinmeleri hemen hemen kontroller kadardır. H erbir dönem de hastalara gereksinim için saptanan m iktarları altında azot verildiğinde azot dengesinin negatif olduğu görülm üştür.
Bu araştırmanın sonucuna göre yaralanmayı izleyen ilk 10 - 12 günlük hızlı katabolik dönem de toplam vücut proteinlerinde % 7 azalma olur. Bu yıkım süresinde kullanılan proteinin nereden geldiği kesinlikle bilinm em ekle beraber organizmanın az m iktarda acil durum lar için sakladığı ve gerektiğinde kolaylıkla kaybedebi leceği proteinlerin olduğu düşünülmektedir.
Yaralanm alarda protein m etobolizm ası ile ilgili daha geniş ça lışmalar 1963 yılında deney hayvanları üzerinde yapılm ıştır (4).
Y eterli m iktarda proteinli veya hiç proteinsiz diyetin karaciğer proteinleri ve serum albııminleri üzerine etkisi bir fem uru kırılm ış farelerde araştırılmıştır. Yaralanmanın verdiği stresin vücut ağır lığına etkisi, idrarla azot atımı, karaciğer proteinleri ve ribonükleik asit miktarları, serum protein konsantrasyonu ve serum albumin- lerinin yenileme hızları incelenmiştir. Diyetle yeterli m iktarda p r o tein sağlandığı zaman yaralı hayvanlarda önem li m iktarda vücut proeinlerinde azalma ve ağırlık kaybı olm uştur. Diğer taraftan proteinsiz diyet alan hayvanlarda vücut ağırlığında herhangi b ir de ğişiklik olm ayıp yalnızca çok az m iktarda fazladan idrarda azot görülm üştür. Her iki diyetin de karaciğer proteinleri ve ribonükleik asitlere, serum albuminleri konsantrasyonu ve yenilenm e hızlarına etkileri görülm em iştir. Bu araştırmanın sonucuna göre yaralanma
lardan sonra da ve özellikle İyi beslenen hayvanlarda p ro te in yıkım ı karaciğerden ço k diğer dokulardan gelm ektedir.
Yaralanmalarda önemli m iktarda kan kaybı da o lu r. Laparo- tom i yapılan farelerde serum proteinleri sentezi araştırılm ış (5), geçici olarak serum albuminlerinde azalma ve karaciğerde b elirli a— globulinlerin sentezinde artm a görülm üştür. V erilen C 14 glisinin serum a— globulinlerine katılma durum u 5 m isli artm ıştır.
Bu tip durumlarda çeşitli dokuların gösterdik leri m eta b olik tepki farklıdır. Yanıklardan sonra en ço k hangi d ok u la rın zarar gördüğünü anlamak amacı ile 3 grup fareye hem en yanıktan ö n c e N15 glisin verilerek 4 gün süre ile gözlenm iştir ( 1) . B u nun yanısıra ayrıca bir de kontrol grup alınmış ve k on trollerd e N 15 glisinin en çok dahil olduğu dokuların sırasiyle plazm a protein leri, gastroin- testinal sistem ve karaciğer olduğu görülm üştür. D eri ve karkas tn az azot alan organlardır. Yanıklı hayvanlarda N 15 glisinin d o kulara dahil oluş sırası kontrollerle aynı olup b ö b re k le r ve adrenal bezler de bu bakımdan aktif bulunm uşlardır ve d oku lara dahil olan azot miktarları kontrollerin hemen hem en 2 katı kadardır. B u araş tırmaya göre yanıklı hayvanlarda dokulara katılan fazla m ik ta r da azotun protein sentezi için kullanıldığı kabul edilirse hayvan larda doku yapımı veya yamk onarım ı olm aktadır ve idrarla atı lan azot, yapımın olm adığm ı göstermez. Y ani h em ya pım hem de yıkım olmaktadır.
Enerji ve azot miktarları aynı fakat yağ ve k arbon h idrat m ik tarları farklı olan 3 ayrı diyetin yaralanmalara etkisi yine fa relerd e araştırılmış (6), hayvanlar 11 — 14 gün b u diyetlerle beslendikten sonra bir kısım hayvanlar maksatlı olarak yaralanm ıştır. Y aralan madan önce kontrol ve deney gruplarının idrarlarm da azot m ik tarları aynı fakat yaralanmadan sonra idrardaki m iktarların gittik çe arttığı, 3 ve 4 ncü günlerde en yüksek düzeye ulaştığı gö rü lm ü ş tür. Hayvanlar öldürüldüğünde yüksek yağ diyetini alan k o n tro l grubunun karaciğerlerinde yüksek karbonhidrat diyetini alan k o n t rol grubuna göre toplam azot, ribonukleik asit ve esterleşm em iş yağ asitlerinin azaldığı fakat yağ ve glikojen m iktarlarının arttığı sa p tanmıştır. Deney grubunda ise yaralanmanın 4 n cü gününde k ara ciğerlerinde ribonukleik asit, glikojen ve esterlenm em iş yağ asit leri yüksek yağ, yüksek karbonhidrat ve bunları n orm al düzeylerde alan hayvanların hepsinde azalmıştır. Y üksek k arbon h id rat d iy e tini alan deney grubunda diğer diyetleri alan hayvanlara gö re katabolizm anm daha hızlı olduğu görülm üştür. Y ü k sek yağ d iy e tinin deney grubunda kontrollerin aksine k arbonhidratlar kadar
yıkıcı olm ayışının nedeni organizm ada doku on an m ı sırasında hızlı enerji değişimini önlem e bakım ından yağların bir nevi saklan dığı düşünülmüştür.
Yaralanmadan Sonra Isı Üretiminin Artması
Yaralanmalardan sonra protein m etabolizm asındaki artış o r ganizmada toplam m etabolizm anın artışı ile ilgilidir. Daha önce de bahsedildiği gibi buna bağlı olarak ısı üretimi de artar. Günlük enerji gereksinim i bir fem u rla n kırılan farelerde yüksek protein diyeti verilerek araştırılmış (7), yaralanmanın 3 ncü gününde (id rarda azot m iktan en yüksek olduğu zaman) kalori gereksinimleri nin de arttığı görülm üştür. İdrarda azot miktarının artması amino asitlerin fazla m iktarda deamine olduğu ve oluşan organik asitle rin enerji için kullanıldığı düşünülmüştür. Bu çalışmanın sonucu na göre eğer bunlar enerji için kullanılmayıp da organizmada d e p o edilselerdi organizm ada daha az enerji üretilecekti. Yaralanma larda m etabolizm anın artması organizmada diğer zamanlarda (soğuk alğanlığı, fazla fikizsel hareket vb. durum larda) m etaboliz m a artışından farklıdır çünkü bu durumlarda fazla enerji kayna ğı olarak yağlar kullanılabilindiği halde yaralanmalarda yağlar kullanılamaz. M etabolizmada genel b r artış olmasına rağmen kar bonhidrat ve yağ m etabolizm alarm da belirli b ir artış görülm em ek tedir.
Yukarıdaki çalışmayı daha açıklığa kavuşturmak için ikinci bir araştırm a proteinsiz diyet alan farelerde yapılmış (7) ve bu hay vanlarda kem ik kırılmasından sonra idrarlarında azot atımı yük sek protein diyetini alan hayvanlardan daha az bulunmuştur. Bu da gösteriyor ki yaralanmalarda fazla ısı üretimi proteinlerin yıkı m ından oluşmaktadır.
Yaralanm alarda ısı üretiminin artması sonucu vücut ısısı da artar (3). Vücudunun % 40 ı yanmış bir hastada vücut ısısı ve ok sijen tüketim i arasında doğru orantılı bir ilgi görülm üştür, vü cut ısısı arttıkça oksijen gereksinimi de artırmıştır. B u hastada solunum ve dolaşım sistemlerinin fazla çalışması ve sonunda ye tersizliği ile ısı üreten sistemler harekete getirilememiş ve vücut
ısısı süratle düşerek hasta kısa sürede bronkopinom oniden ölm üş tür.
Sonuç
Sağlıklı ve beslenm e durum u iyi kişilerde yaralanmadan sonra idrarda azot kaybı fazla olduğuna göre aşırı protein verm ek eko
nomik bir kayıp ve aynı zamanda m etabolizm aya b ir yü ktür. D i ğer taraftan diyetle yeterli m iktarda protein verildiği zam an d o kulardaki mevcut protein ve diyetle alm an daha e k o n o m ik olarak kullanılır ve m etabolizmanın yükü de hafifler.
Proteinlerden enerji üretim i ki yaralanm alarda olur, organ iz ma için oldukça zordur çünkü protein lerin deam in asyon u için fa z ladan enerji gerekir. B öylece organizm ada alışılagelen düzen b o zu lur, glikoliz enzimleri ve yağ asitleri ok sidazla r in h ibe edilerek glikoneogenezis enzimleri daha aktif hale gelirler yani organ izm ada fazla sentez edilmeleri gerekir. Bu ise organ izm a için b ir stres olup metabolizmanın uyumunu gerektirir. Aynı zam anda p ro te in alım ı ile beraber organizmada su gereksinimi de artar çü n k ü oluşan bol miktarda artık m addelerin atılması için su gerek ir ve b öb rek lerin yükü de artar. O halde bu tip hastalarda hastanın daha k ısa sürede iyileşmesi ve doku onarım ım n daha iyi olacağı d ü şü n cesiyle aşırı protein vermenin bir yararı olm ayacaktır, yalnız yeterli m iktarda verilen proteinin hayvansal kaynaklı olm ası elzem a m in o asit lerin temini, protein sentezi kolaylığı ve m etab olizm a n ın fazla
yüklenip yorulmaması yönünden yarar sağlar.
Sum m ary
Physical in ju ry causes dam age to an d lo s e o f b o d y p r o te in s . T h e m eta- b o lic reaction to in ju ry co n sis t o f v a riety o f c h e m ic a l a n d p h y s io lo g ic a l changes which in volve p rotein , ca rb o h y d ta re , fa t, w a te r, v ita m in , e n d o c r in e and elektrolyte m e ta b o lism in a lm o st e v e ry o rg a n o f th e b o d y . A lth o u g h ali m etabolites seem to b e in v olved , the exten t a n d d u r a tio n o f th e ir in v o lv e m e n t vary, m ost o f the d istu rb a n ces are s h o r t b u t p r o t e in c h a n g e s p r o lo n g e d . Mainly, plasm a p rotein s, g a stroin testin a l sy ste m , Jiver, k id n e y a n d adren al glands are affected.
The biolog ica l sign ifica n ce o f in cre a se d n itro g e n lo s s a ft e r in ju r y con- tinues to rem ain uncertain. In severe ca ses, n itr o g e n e x c r e t io n in th e u rin e as urea is the highest in the acu te c a ta b o lic p h a s e ju s t a ft e r in ju r y . The loss reaches a p eak at the th ird and fo u r th d a y a ft e r in ju r y . In g e n e ra l, the lc s s is p rop ortion a l to the p rev iou s a n d p re se n t lev el o f p r o te in in ta k e, and the m agnitude o f the injury. In oth e r w o r d s , i f p r o te in is n o t g iv e n in e x ce ss in the diet, the p rotein u tiliza tion in th e b o d y is m o r e e c o n o m lc a l and ex cess heat p ro d u ctio n co u ld b e p reven ted .
K A Y N A K L A R
1 — L even son , S jn . a n d W atkin, D .M .: P ro te in re q u ire m en ts in in ju r y and ce rta in acu te an d ch ro n ic diseases. F ed era tin g P ro cee d in g s. 18 : 1155 -
1190, 1969.
2 — M ittelm a n , A., C hheda, G. and G race, J .T .: U rinary p seu d o u rid n ie and u r ic a c id e x cre tio n in su rg ica l patients, Jou rn a l o f S u rgery R esearch.
11 : 1 — 5, 1971.
3 — S o r o ff, H.S., P earson , L. an d A rtz, C .P .: An estim a tion o f the n itro g e n req u irem en ts, S u rgery G y n a cology and O b stetrics. 112 : 59— 172, 1961. 4 — F leck , A and M u nro, H .N .: P rotein m e ta b o lism a fte r in ju ry , M
etebo-lism C linical E xp erim en ta l 12 : 78 — 789, 1963.
5 — N euhaus, O.H., B a legn o, H.F. an d C handler, A .M .: In d u ctio n o f p la sm a p r o te in S ynthesis in resp on se to traum a, A m erica n Jou rn a l o f Physi-
o lo g y 211 (1) : 151 — 156, 1966.
6 — G ild er, H., D eleon , V . S tern berg. D., an d V a lcic, M ; : E ffe c t o f diet on b o d y c o m p o s itio n ch anges a fter exp erim en tal in ju ry in rats. M eta b o lis m C linical and E xp erm en ta l 18 : 509 — 518, 1969.
7 — Cainie, A.R., C a m p b ell, R .M ., Pullar, J.D. an d C ath bertson , D P , : T he h e a t p r o d u c tio n con seq u en t on in ju ry. B iritish Journal o f E xp erim en tal P a th o lo g y 33 : 504 — 511, 1957.
8 — R e o , C .F .: F ever and en erg y m e ta b o lis m in su rgica l disease. M on og-ra p s in the S u rgica l S cien ces 3 (2 ) : 85 — 132, 1966.
