1
T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
TOKAT ĠLĠ BÖLGESĠ ESER ELEMENTLERĠ
(SELENYUM, ÇĠNKO, BAKIR ) REFERANS ARALIKLARI
TANER AKARSU
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
TIBBĠ BĠYOKĠMYA ANABĠLĠM DALI
DanıĢman
Yrd. Doç. Dr. Hüsamettin VATANSEV
1
T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
TOKAT ĠLĠ BÖLGESĠ ESER ELEMENTLERĠ
(SELENYUM, ÇĠNKO, BAKIR ) REFERANS ARALIKLARI
TANER AKARSU
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
TIBBĠ BĠYOKĠMYA ANABĠLĠM DALI
DanıĢman
Yrd. Doç. Dr. Hüsamettin VATANSEV
Bu araĢtırma Selçuk Üniversitesi Bilimsel AraĢtırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından 12202031 proje numarası ile desteklenmiĢtir.
i ii. ÖNSÖZ
Bu tez çalıĢması Selçuk Üniversitesi Bilimsel AraĢtırmalar Proje koordinatörlüğünün 12202031 nolu proje numarası ile gerçekleĢtirilmiĢtir.
ÇalıĢmam sırasında bana her zaman yardımcı olan, emeğini hiçbir zaman esirgemeyen bilgi tecrübe ile yoluma ıĢık tutan, deneyimlerini aktararak çalıĢmalarımı yönlendirmeme yardımcı olan, tüm samimiyetiyle maddi ve manevi desteğini her zaman yanımda hissettiğim, kıymetli zaman ve emeklerini bana ayırıp harcayan danıĢmanım, değerli hocam Yrd. Doç. Dr. Hüsamettin VATANSEV‘e teĢekkür eder saygılarımı sunarım.
Yüksek lisans eğitimi boyunca bana her zaman yol gösterip, emeğini esirgemeyen Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı BaĢkanı Sayın Prof. Dr. Ali ÜNLÜ‘ye, Yrd. Doç. Dr. Bahadır ÖZTÜRK‘e, Uzm. Dr. Abdullah SĠVRĠKAYA‘ya, Uzm. Dr. Recep GÖKÇE‘ye, istatistiksel analizlerin gerçekleĢtirilmesinde büyük emeği ve desteği olan Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Seyit Ali KAYIġ‘a AraĢtırma Görevlisi Nedime KORUCU‘ya Ģükranlarımı arz ederim.
Her zaman birlikte sıcak bir ortam sağlayarak çalıĢma imkanı sağlayan tüm öğrenci arkadaĢlarıma, Selçuk Üniversitesi Tıbbı Biyokimya Laboratuvarı çalıĢanlarına yardımları ve destekleri için teĢekkürlerimi sunarım. Bu tez çalıĢmama katılan tüm gönüllülere ve mesai arkadaĢlarıma da ayrı ayrı teĢekkür ederim.
Hiçbir zaman sevgi, güven ve desteğini esirgemeyen eĢime ve tüm dostlarıma teĢekkürü bir borç bilirim.
ii iii. ĠÇĠNDEKĠLER ÖNSÖZ ... ii ĠÇĠNDEKĠLER ... iii SĠMGELER VE KISALTMALAR ... iv 1. GĠRĠġ ... 1
1.1. Eser Element Nedir? ... 4
1.2. Eser Elementlerin Özellikleri ... 4
1.3. Eser Elementlerin Sınıflandırılması ... 5
1.3.1. Ġyot ... 5 1.3.2. Brom ... 6 1.3.3. Demir ... 6 1.3.4. Manganez ... 6 1.3.5. Krom ... 7 1.3.6. Kobalt ... 7 1.3.7. Molibden ... 7 1.3.8. Flor ... 7 1.3.9. Lityum ... 8 1.3.10. Nikel ... 8 1.3.11. Silisyum ... 9 1.3.12. Vanadyum ... 9 1.3.13. Kalay ... 9 1.3.14. Kadmiyum ... 10 1.3.15. Civa ... 10 1.3.16. Bor ... 10 1.3.17. Alüminyum ... 10 1.3.18. KurĢun ... 11 1.3.19. Arsenik ... 12 1.3.20. Selenyum ... 12
1.3.20.1. Selenyum Elementinin Yapısı ve Terminolojisi ... 12
1.3.20.2. Selenyum Elementinin Emilimi ve Metabolizması ... 13
1.3.20.3. Selenyumun ĠĢlevleri ... 14
1.3.20.4. Selenyumun Toksisitesi ... 14
1.3.20.5. Selenyum Eksikliği ... 15
1.3.20.6. Selenyum Eksikliğinin Tedavisi ... 16
iii
1.3.21. Çinko ... 17
1.3.21.1. Çinko Elementinin Yapısı ve Terminolojisi ... 17
1.3.21.2. Çinko Elementinin Emilimi ve Metabolizması ... 18
1.3.21.3. Çinkonun ĠĢlevleri ... 18
1.3.20.4. Çinkonun Toksisitesi ... 18
1.3.20.5. Çinko Eksikliği ... 19
1.3.20.6. Dünyada ve Ülkemizde Çinko ... 20
1.3.22. Bakır ... 20
1.3.22.1. Bakır Elementinin Yapısı ve Terminolojisi ... 20
1.3.22.2. Bakır Elementinin Emilimi ve Metabolizması ... 20
1.3.22.3. Bakırın ĠĢlevleri ... 21
1.3.22.4. Bakırın Toksisitesi ... 21
1.3.22.5. Bakır Eksikliği ... 21
1.3.22.6. Dünyada ve Ülkemizde Bakır ... 23
1.4. Eser Element Analizi ... 23
1.5. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi... 23
1.5.1. IĢın Kaynağı ... 25 1.5.2. AtomlaĢtırıcı ... 26 1.5.2.1. Alevli AtomlaĢtırıcılar ... 26 1.5.2.2. Elektrotermal AtomlaĢtırma ... 27 1.5.2.3. Hidrür AtomlaĢtırma ... 28 1.5.3. Monokromatör ... 29 1.5.4. Dedektör ... 30 1.5.5. Kaydedici ... 31
1.6. Atomik Absorbsiyon Spektrometresinde GiriĢimler ... 31
1.6.1. Spektral GiriĢimler ... 31
1.6.2. Kimyasal GiriĢimler ... 31
1.7. Zemin Düzeltme Teknikleri ... 32
1.7.1. Sürekli IĢın Kaynağı Ġle Düzeltme Yöntemi Tekniği ... 32
1.7.2. Zeeman Etkisi Ġle Zemin Düzeltme Tekniği ... 32
1.8. Eser Element Analiz Yöntemleri ... 33
1.8.1. Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (AAS) ... 33
1.8.1.1. Alevli Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (FAAS) ... 33
1.8.1.2. Grafit Fırınlı Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (GFAAS) ... 33
1.8.2. Ġndüktif EĢleĢmiĢ Plazma Optik Emisyon Spektrometresi-ICP-OES ... 34
iv
1.8.4. X IĢını Floresansı X-RF ... 34
1.8.5. Toplam Yansıma X IĢınları Floresansı TXRF ... 35
1.8.6. Nötron Aktivasyon Analizi -NAA ... 35
1.8.7. Elektroanalitik Yöntemler ... 35
1.9. Referans Aralığı Nedir? ... 35
1.10. Referans Birey ... 37
1.10.1. Referans Bireylerin Seçimi ... 37
1.10.1.1. Direkt ve Ġndirekt Yöntem ... 37
1.10.1.2. Test Öncesi Örnekleme (priori) -Test Sonrası Örnekleme (posteriori) .. 39
1.10.1.3. Rastgele Olan ve Rastgele Olmayan Yöntem ... 39
1.10.2. Referans Kitlesinin Gruplandırılması ... 40
1.10.3. Referans Aralık Tayininde Veri Sayısının Önemi ve Kullanılan Ġstatistiksel Yöntemler ... 41
1.11. Referans Dağılımının Ġncelenmesi ... 42
1.12. Referans Aralık Tayinininde Ġstatistiksel Yöntemler ... 42
1.12.1. Parametrik Yöntemler ... 42
1.12.2. Parametrik Olmayan Yöntemler ... 43
2. MATERYAL METOD ... 44
2.1. MATERYAL ... 44
2.1.1. Hedef Nüfus, Ġçerme ve DıĢlama Kriterleri ve Örneklem Büyüklüğü ... 44
2.1.1.1. ÇalıĢmaya Alınma Kriterleri ... 44
2.1.1.2. ÇalıĢmadan DıĢlama Kriterleri ... 44
2.1.2. Örnek Büyüklüğü ... 44
2.1.3. Anket ... 44
2.1.4. ÇalıĢma ... 45
2.1.5. AydınlatılmıĢ Onam Formu... 45
2.1.6. YaĢ ve Cinsiyete Göre Gönüllü Tablolama ... 45
2.1.7. Kan Örneklemesi Ġçin Randevu ve Hazırlık ... 46
2.1.8. Anket Toplanması ... 46
2.1.9. Kan Toplama Öncesi Prosedürler ... 46
2.1.9.1. Örnekleme Ġçin Ekipman Hazırlanması ve Depolama ... 46
2.1.9.2. Örnekleme Öncesi Gönüllü Hazırlanması ... 47
2.1.10. Kan Alımı Ġçin Prosedürler ... 47
2.1.11. Serum ve Alikotların Hazırlanması ... 47
2.1.12. Depolama ve Örneklerin Sevkiyatı ... 47
v
2.1.14. Kullanılan Cihaz ve Malzemeler ... 48
2.1.15. Kullanılan Reaktifler ... 48
2.1.16. Cam ve Plastik Malzemelerin Temizlenmesi ... 48
2.2. METOT ... 49
2.2.1. Örneklerin Analiz Periyodu ... 49
2.2.2. Örneklerin Analize Hazırlanması ... 49
2.2.3. Örneklerin Analizi ... 49
2.2.4. Grafit Fırınlı Zeeman Düzeltmeli Atomik Absorbsiyon Spektrometresi Cihazı ve ÇalıĢma Prosedürü ... 50
2.2.5. Alevli Atomik Absorbsiyon Spektrometresi Cihazı ve ÇalıĢma Prosedürü ... 52 2.3. Ġstatiksel Analiz ... 54 3. BULGULAR ... 56 4. TARTIġMA…… ... 80 5. SONUÇ VE ÖNERĠLER ... 93 6. ÖZET ... 95 7. SUMMARY ... 96 8. KAYNAKLAR ... 97 9. EKLER ... 100
EK- A: Etik Kurul Raporu ... 100
EK- B: Gönüllü Olur Formu ... 101
EK- C: Gönüllü Anket Formu ... …...104
vi iv. SĠMGELER VE KISALTMALAR
AAS : Atomik Absorbsiyon Spektrometresi ABD : Amerika BirleĢik Devletleri
AMI : Acute Myocardial Infarction (Akut Miyokard Ġnfarktüsü) BMI : Body Mass Index (Vücüt Kitle Ġndeksi)
CAD : Coronary Heart Disease (Koroner Arter Hastalığı) DNA : Deoksiribonükleik Asit
D/R : Dixon Aralık Ġstatistiği
HBV : Hepatitis B Virus (Hepatit B Virüsü) HCV : Hepatitis C Virus (Hepatit C Virüsü) HIV : Human Immunodeficiency Virus
(Ġnsan BağıĢıklık Yetmezlik Virüsü) HNO3 : Nitrik Asit
ID : Ġzleme Kodu
IFCC : International Federation of Clinical Chemistry (Uluslararası Klinik Kimya ve Laboratuvar Tıbbi Federasyonu)
mol : Bir elementin bir molekülündeki atom sayısı
NCCLS : National Commitee for Clinical Laboratory Standarts (Klinik Laboratuvar Standartları Ulusal Komitesi) ppb : Parts per billion
ppm : Parts per million
RDA : Recommed Dieatary Allowence (Önerilen Günlük Alım Miktarı)
RNA : Ribonükleik Asit
rpm : Revolutions Per Minute ( Dakikada Devir Sayısı) SD : Standart Sapma
yy : Yüzyıl
vii pg : Pikogram ng : Nanogram μg : Mikrogram mg : Miligram gr : Gram Kg : Kilogram μl : Mikrolitre ml : Mililitre nm : Nanometre dl : Desilitre L : Litre μ : Mikrometre mm : Milimetre cm : Santimetre dm : Desimetre M : Metre
mg/L : Bir litre çözelti içerisinde çözünmüĢ maddenin miligram cinsinden miktarı
μg/L : Bir litre çözelti içerisinde çözünmüĢ maddenin mikrogram cinsinden miktarı
°C : Santigrat Derece °K : Kelvin Derece
(v/v) : Hacim ile Yüzde ml çözünen/100 ml çözelti m³ : Metreküp % : Yüzde ‰ : Binde mEq : Miliekivalan sn : Saniye dk : Dakika P : Basınç Ölçü Birimi
viii v. ġEKĠL LĠSTESĠ
ġekil 1.1. Atomik Absorbsiyon Spektrometresinin Yapısı ... 24
ġekil 1.2. Tek IĢın Yollu Atomik Absorbsiyon Spektrometresi ... 25
ġekil 1.3. Çift IĢın Yollu Atomik Absorbsiyon Spektrometresi ... 25
ġekil 1.4. Oyuk Katot Lambasının Yapısı ... 26
ġekil 1.5. Elektrotermal AtomlaĢtırıcı ve Grafit Tüpün Yapısı ... 27
ġekil 1.6. Sıcaklık Programı ve Analit Evresi ... 28
ġekil 1.7. Hidrür AtomlaĢtırıcı AkıĢ Enjeksiyon Sistemi ... 29
ġekil 1.8. Monokromatörün Yapısı ... 30
ġekil 1.9. Fotoçoğaltıcılı ve Tüplü ve Yük EĢleĢmiĢ Düzenekli Dedektör ... 30
ġekil 1.10. Sürekli IĢın Kaynağı ile Düzeltme ... 32
ġekil 2.1. Selenyum Standart Eğrisi ... 52
ġekil 2.2. Çinko ve Bakır Kalibrasyon Eğrisi ... 53
ġekil 3.1. Olasılık Dağılım Grafiği ... 56
ġekil 3.2. Selenyum Dağılım Grafiği ... 57
ġekil 3.3. Selenyum Cinsiyet Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 58
ġekil 3.4. Selenyum YaĢ Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 59
ġekil 3.5. Selenyum Sigara Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 60
ġekil 3.6. Selenyum Egzersiz Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 61
ġekil 3.7. Çinko Dağılım Grafiği ... 62
ġekil 3.8. Çinkonun Kadınlarda Dağılım Grafiği ... 63
ġekil 3.9. Çinko Erkeklerde Dağılım Grafiği ... 64
ġekil 3.10. Çinko YaĢ Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 65
ġekil 3.11. Çinko Sigara Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 66
ġekil 3.12. Çinko Egzersiz Grupları Ġçin Model Kurulduktan Sonra Artıkların Dağılımı ... 67
ġekil 3.13. Bakır Dağılımı Grafiği ... 68
ġekil 3.14. 18-29 YaĢ Dağılımı ... 70
ix
ġekil 3.16. 40-49 YaĢ Dağılımı ... 71
ġekil 3.17. 50-64 YaĢ Dağılımı ... 72
ġekil 3.18. > 65 YaĢ Dağılımı ... 72
ġekil 3.19. BMI < 20 Dağılımı ... 74
ġekil 3.20. BMI 20-25 Dağılımı ... 75
ġekil 3.21. BMI 25-30 Dağılımı ... 75
x vi. TABLO LĠSTESĠ
Tablo 1.1. Referans Kitlesindeki GruplaĢmaya Neden Olan Faktörler ... 39
Tablo 2.1. ÇalıĢmaya Katılan Gönüllülerin YaĢ ve Cinsiyet Aralığında Dağılımları ... 46
Tablo 2.2. Zeeman Düzeltmeli Atomik Absorbsiyon Spektrometresi Selenyum Elementi Analizi ve ÇalıĢma Prosedürü ... 51
Tablo 2.3. Alevli Atomik Absorbsiyon Spektrometresinin Bakır ve Çinko Elementi Analizi ve ÇalıĢma Prosedürü ... 53
Tablo 2.3. Alevli Atomik Absorbsiyon Spektrometresinin Bakır ve Çinko Elementi Analizi ve ÇalıĢma Prosedürü ... 53
Tablo 3.1. Selenyum Logaritmal Transformasyon Sonucu Değerleri ... 57
Tablo 3.2. Selenyum Ort±SD ve %95 Güven Aralığı Değerleri ... 57
Tablo 3.3. Selenyum Cinsiyet Dağılım Tablosu ... 58
Tablo 3.4. Selenyum YaĢ Gruplarına Göre Dağılımı ... 59
Tablo 3.5. Selenyum Sigara Ġçip Ġçmeme Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 60
Tablo 3.6. Selenyum Egzersiz Yapıp Yapmama Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 61
Tablo 3.7. Çinko Logaritmal Transformasyon Sonucu Değerleri ... 62
Tablo 3.8. Çinko Ort±SD ve %95 Güven Aralığı Değerleri ... 62
Tablo 3.9. Çinko Cinsiyet Dağılım Tablosu ... 64
Tablo 3.10. Çinko YaĢ Gruplarına Göre Dağılımı ... 65
Tablo 3.11. Çinko Sigara Ġçip Ġçmeme Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 66
Tablo 3.12. Çinko Egzersiz Yapıp Yapmama Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 67
Tablo 3.13. Bakır Logaritmal Transformasyon Sonucu Değerleri ... 68
Tablo 3.14. Bakır Ort±SD ve %95 Güven Aralığı Değerleri ... 68
Tablo 3.15. Bakır Cinsiyet Dağılım Tablosu ... 69
Tablo 3.16. Bakır YaĢ Gruplarına Göre Dağılım Tablosu ... 73
Tablo 3.17. Bakır BMI‘e Göre Logaritmik Tablosu ... 76
Tablo 3.18. Bakır BMI‘e Göre Dağılım Tablosu ... 77
Tablo 3.19. Bakır Egzersiz Yapıp Yapmama Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 78
Tablo 3.20. Bakır Sigara Ġçip Ġçmeme Durumuna Göre Dağılım Tablosu ... 79
Tablo 4.1. Selenyum Elementinin Cinsiyete Göre Dağılımı ... 86
Tablo 4.2. Selenyum Elementinin YaĢ gruplarına Göre Dağılımı ... 87
xi
Tablo 4.4. Çinko Elementinin YaĢ gruplarına Göre Dağılımı ... 89
Tablo 4.5. Bakır Elementinin Cinsiyete Göre Dağılımı ... 90
Tablo 4.6. Bakır Elementinin YaĢ gruplarına Göre Dağılımı ... 91
1 1. GĠRĠġ
ÇalıĢmamızın amacı Tokat ili bölgesinde yaĢayan sağlıklı insanlardan alınan kan örneklerinden selenyum, çinko ve bakır elementinin referans aralıklarını belirlemektir. Ülkemizde bölgeler arası referans aralıkları değerlerinin belirlenmesine yönelik çalıĢmalar azdır. Bu çalıĢmanın sonuçlarını ülkemizde yapılan diğer referans aralığı çalıĢmaları ile karĢılaĢtırarak Tokat ili bölgesinde yaĢayan insanların serum selenyum, çinko ve bakır düzeylerindeki farklılığı ortaya koymaya çalıĢacağız.
Teknolojini geliĢmesi ve buna paralel olarak tıp dünyasındaki yenilikler ve çeĢitli buluĢların ıĢığında; yaĢam için gerekli olan eser elementlerin canlıdaki rollerini ve iĢlevlerini açıklamaya yönelik çalıĢmaların sayısı her geçen gün artmakla beraber; bu elementlerin dokular ve vücut sıvılarında analizlerini kapsayan pek çok araĢtırmada beraberinde yürütülmektedir (Tunç 2006). Eser elementlerin analiz örnekleri baĢta kan olmak üzere çeĢitli vücut sıvıları tırnak, saç, karaciğer dokusu, kemik dokusu gibi yöntemler analiz örnekleridir (World Health Organization 1996, Burtis ve ark 2006). Bu analiz örneklerinin sonuçları bölgeler arası birçok farklılık
olduğunu göstermektedir. Canlılığın sürmesi ve hayatın devam etmesi için, yenilen besinlerin organik bileĢikleri kadar mineral bileĢikleri de önemlidir (Solak 2012).
Eser elementler de hayati öneme sahip ve günlük eser miktarda alınması gereken minerallerdir. Bazı minerallerin vücuda zarar vermemesi ve gerekli dengenin sağlanması bakımından az ya da çok miktarda alınması gereken mineraller vardır. Eser element olarak adlandırılan bu elementler vücut sıvılarında ve dokularında ölçümleri yapılabilir (Burtis ve ark 2006, Solak 2012).
Eser elementlerin doğada kaynak olarak bulunma yerleri bölgesel olarak farklılık göstermektedir. Ġnsanlar elementleri dıĢardan hava, su, toprak, çevresel taĢınma, besinler ve su yoluyla insan vücuduna alırlar. Bu nedenle her bölgenin element kaynağında farklılıklar canlı organizmalarda da farklı kompozisyonlar oluĢturmaktadır (Doğan 2002).
Referans aralık ve değerleri laboratuvar test sonuçlarının değerlendirilmesinde, bireyin hastalıklı durumunun hekim tarafından değerlendirilip, hasta bireylerin ve sağlıklı bireylerin ayrımında klinisyen hekimlere yardımcı olması açısından büyük önem taĢır. Her bir laboratuvar yapmıĢ olduğu analiz sonucunda her bir analit için kendi referans değerini belirlemesi en ideal olanıdır.
2 Analizini yapacağımız selenyum, çinko ve bakır elementi vücutta birçok fonksiyonda görev alır. Selenyum elementi güçlü bir antioksidan olup serbest radikallere karĢı vücudun korunmasını sağlar, glutatyon peroksidaz enziminin yapısında rol alır (Gao ve ark 2012). Doku esnekliğini artırarak kalp ve damar
sağlığının korunmasına yardımcı olur. Diabet ve kardiyovasküler hastalıkların geliĢimini engeller, oksidatif strese karĢı hücreleri korur, yaĢlanmayı geciktirir, bağıĢıklık sistemini güçlendirerek; tümör büyümesini inhibe ederek kanser riskini azaltır (Laclaustra ve ark 2010, Lener ve ark 2012). Tiroid hormonunun üretiminde, eklem iltihabı romatoid artritin azalmasında, üreme sağlığında, karaciğerin faaliyetini düzenli olarak sürdürmesinde büyük bir öneme sahiptir.
Çinko elementi DNA ve RNA gibi önemli 300‘den fazla enzimatik reaksiyonda, karbonhidrat metabolizmasında ve gen ekspresyonunda rolü olan 2000‘den fazla proteinin yapısında bulunur. Doğada serbest halde bulunmayıp, bağlı halde bulunur. Çinko lenfosit transformasyonu için gerekli bir element olup, görme fonksiyonlarının gerçekleĢtirilmesinde, tiroid hormon homeostazında, yara iyileĢmesinde, gebelik dönemi boyunca anne ve bebek geliĢiminde rol alır. Büyüme hormonu, prolaktin ve timik hormonlar üzerinde etkisi vardır. Çinko elementi oksidatif stresi azaltır ve immün sistemin geliĢmesini sağlayarak vücudun kanserden korunmasına yardımcı olur. Çinko gereksinimi büyüme, annelik, hamilelik ve emzirme gibi dönemlerde artıĢ gösterir (Taneli 2005, Tanrıverdi 2008).
Bakır insan metabolizmasında biyokatalizör olarak birçok görevde rol alan temel bir elementtir. Bakır demir emilimi ve hemoglobin sentezi için gereklidir (Uzuner 1999). Kanda iyonik bakır fazlalığı bakır zehirlenmesine, eksikliği ise hemoglobin sentezi bozukluğuna ve anemi hastalığına yol açar (Duran 2000). Güçlü bir peroksidant bir elementtir. Sıvı yağların ve askorbik asidin oksidasyonunu katalizler. Protein sentezinde, vücut dokusunun yenilenmesinde, kemik yapısının sağlamlığında, enerji üretiminde ve alyuvar oluĢumunda rol alır. Vücutta sinir sisteminin ve beynin geliĢimi için gerekli bir element olup, demir asimilasyonunda ve hemoglobin sentezinde görev alır (Tosun 2009).
Selenyum, çinko ve bakırın %80 diyetle alınır. Diyetle alınan selenyum, çinko ve bakır miktarını gıdaların yetiĢtiği toprakların vasfı, coğrafi konum, mevsimsel değiĢikler ve gıdanın iĢlenmesi esnada yapılan iĢlemler etkiler (Navarro ve Cabrena 2008).
3 Ġnsanın yaĢadığı bölgenin eser element analizinin yapılması toplumun sağlığı ve geleceği açısından oldukça önem taĢır Kronik hastalıklar ile selenyum, çinko ve bakır alımı arasındaki iliĢkinin belirlenmesinde epidemiyolojik analizlere gereksinim vardır. Diyetle alınan selenyumun, çinko ve bakır miktarını saptamak zordur. Ancak bu zorluk; ayak baĢparmağı tırnağından alınan örneklerin analizi ile giderilebilir. Selenyum, çinko ve bakır elementinin cinsiyete özgü etkisi nedeniyle analizlerinin cinsiyetler arası yapılması uygun görülmüĢtür (Brandt ve ark1993).
4 1.1. Eser Element Nedir?
Total vücut minerallerinin %0.01‘den azını oluĢturan ve part pert million (ppm) (mcg/lt) veya part pert billion (ppb) (ng/lt) birimi ile ölçülebilen elementlere eser element veya iz element denir (Uluözlü 2005).
YaĢam için esansiyel inorganik moleküllerdir. 70 kg gelen bir insan vücuduna ortalama 10 gr bulunurlar (Doğan 2002). Vücutta bulunan birçok enzim metabolizmasında esas olan elementlere eser elementler denir (Onat ve ark 2006).
Eser element terimi aslında nicel olarak bir numune içinde inorganik kalıntı miktarını tanımlamak için kullanılmıĢtır(Burtis ve ark 2006).
1.2. Eser Elementlerin Özellikleri
Canlılar ve özelliklede insanlar, sağlığın sürdürülmesi, hayatın devamı ve çeĢitli biyolojik fonksiyonlar için besinler arasında vitaminler ve bununla beraber inorganik elementlere de ihtiyaç duyarlar(Onat ve ark 2006).
Bu inorganik elementler, insanlarda çok çeĢitli hücresel düzeydeki enzimatik fonksiyonlarda görev alan eser elementlerdir. Eser elementlerin birçoğu vücudumuzdaki enzimatik reaksiyonlarda kofaktör veya prostetik grup olarak görev yapar (Özçelik 1998). Teknolojinin geliĢmesi, analitik duyarlılığının artmasına, buna
bağlı olarak da vücut sıvısı dokusunda çok küçük miktarlardaki eser elementlerin analizinin yapılmasına imkân sağlamıĢtır. Vücut sıvılarında bulunan eser elementler µg/dl birimi ile, dokularda bulunan eser elementlerde mg/kg birimi ile gösterilir. Ġnsanlar diyetlerinde RDA (Recommed Dieatary Allowence) tarafından önerilen günlük yeterli alım miktarının alınması ile eser element eksikliği giderilmiĢ olur. Eser elementler birçok hastalığın tanı ve tedavi sürecinde rol oynamaları nedeniyle laboratuvar koĢullarında biyokimyasal analiz yöntemi ile analiz edilirler (Burtis ve ark 2006).
5 1.3. Eser Elementlerin Sınıflandırılması
Eser elementler 4‘e ayrılırlar (Ünaldı ve Yöntem 2011).
1. Esansiyel eser elementler: Bakır (Cu), Çinko (Zn), Demir (Fe), Kobalt (Co), Molibden (Mo), Mangan (Mn), Krom (Cr), Selenyum (Se), Ġyot (I), Flor (F)
2. Muhtemelen esansiyel eser elementler: Nikel (Ni), Silisyum (Si), Vanadyum (V), Lityum (Li), Kalay (Sn)
3. Esansiyel olmayan eser elementler: Bor (B), Alüminyum (Al), Brom (Br), Kadmiyum (Cd), Arsenik (As)
4. Esansiyel olmayan diğer eser elementler: Altın (Au), Antimon (Sb), Arsenik (As), Bizmut (Bi), Cıva (Hg), Germanyum (Ge), KurĢun (Pb), Titanyum (Ti), Rubidyum (Rb)‘dir.
WHO (Dünya Sağlık Örgütü) yaptığı sınıflandırma ile eser elementleri kendi aralarında 3 ayırarak gruplandırmıĢtır (World Health Organization 1996).
1. Esansiyel eser elementler: Ġyot (I), Çinko (Zn), Selenyum (Se), Bakır (Cu), Molibden (Mo), Krom (Cr)
2. Belki esansiyel eser elementler: Manganez (Mn), Silikon (Si), Nikel (Ni), Boron (B), Vanadyum (V)
3. Potansiyel toksik elementler: Flor (F), KurĢun (Pb), Kadmiyum (Cd), Civa (Hg), Arsenik (As), Alüminyum (Al), Lityum (Li), Kalay (Sn)
1.3.1. Ġyot
Ġyot, tiroksin ve triyodotiroinin bileĢenidir. Tiroksin tüm organ ve hücrelerde metabolizma hızını etkiler. Tiroid hormonunun büyümesinde ve geliĢmesinde hayvanlar ve insanlar için önemli bir majör faktördür. Vücuttaki iyodun %80‘e yakını tiroid bezinde bulunur (World Health Organization 1996). Tiroid bezinde iyot tiroglobülin Ģeklinde depo edilir. Vücutta yağ yakılmasında rol alır. Ġyot eksikliğinde tiroid bezinin iĢlevi bozulması ile hipotroidi, guatır, miksödem ve bebeklerde kretenizm gibi hastalıklar ortaya çıkar. En önemli iyot kaynağı deniz ürünleri olup, iyot açısından en zengin ürün balıktır. Ġyot için diğer besin kaynakları tahıl ürünleri, süt, sığır karaciğeri, un, patates özelliklede buğday ekmeğidir (Insel P ve ark 2006).
6 1.3.2. Brom
Brom bileĢikleri sanayide ve laboratuarda kullanım alanı yaygındır. Ġlaçların içeriğinde, özellikle sedatif etkili ilaçlarda, organik ve inorganik formlar Ģeklinde kullanılır. AĢırı alınması kiĢide alıĢkanlığa ve brom zehirlenmesine yol açar. Yer kabuğunda bol bulunan bir elementtir. Deniz suyunda, deniz bitkilerinde ve maden yataklarında bulunur. Günlük alım miktarı 2-8 mg/gün kadardır (World Health Organization 1996).
1.3.3. Demir
Demir en önemli esansiyel eser elementtir. Yeryüzünde en çok bulunan ve insan için önemli bir elementtir. Kanda oksijen taĢıyan hemoglobinin, myoglobülin sitokromun ve birçok enzimin yapıtaĢıdır. Beyin geliĢiminde ve immün sistemde rol oynar. Hücrelerde biyokimyasal oksidasyonlarda görev alır (Insel P ve ark 2006).
Kadınlarda ve hamilelik süresincedeki kadınlarda fetüs geliĢimi için önemlidir
(Murray ve ark 1993). Demir eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkan demir eksikliği anemisi dünyada en sık rastlanan ve bilinen hastalıklardan biridir. Demir eksikliğinde enfeksiyonlara karĢı direnç azalır. Bu eksiklik demir takviyeleri ile giderilebilir. Demirden zengin besin kaynakları sakatatlar, istiridye, mısır gevreği, sığır karaciğeri, tüm kepekli tahıllar, et ve et ürünleridir. Günlük alım miktarı 10–15 mg/gün‘dür
(Insel P ve ark 2006).
1.3.4. Manganez
Manganez, bazı enzimlerin yapısında oksidatif fosforilasyonda, bağ dokusunda, üreme ve büyüme fonksiyonlarında görev alır (Adam 2000).
Biyokimyasal olarak metalloenzimlerin bileĢeni ve enzim aktivatörü olarak görev yapan esansiyel bir elementtir. Manganez kümesinin ayrıntılı yapısı tam olarak bilinmemektedir (Kılıç 2005). Protein ve karbonhidrat metabolizmasında ve yağ asitlerinin sentezinde rol alır. Manganezin etkileri baĢlıca plazma, karaciğer, solunum sistemi ve beyinde görülür. Manganez endüstrisinde ve ocaklarında çalıĢanlarda manganez zehirlenmesi görülür. Belirti olarak canlı tendon refleksi ve ağır biliĢsel kayıplar ile kendini gösterir (Doğu 2010). Erkekler uzun süre
manganezin etkisi altında kaldıklarında iktidarsızlık oluĢabilir. Manganezden zengin besinler çay yaprağı, kepekli un, ıspanak, fındık, soya, tahıl tohumları, ceviz ve kabuklu yemiĢlerdir. Günlük alım miktarı 2- 5 µg/gün ‗dür (Insel P ve ark 2006).
7 1.3.5. Krom
Krom, 1959 yılında glikoz tolerans faktörünün aktif maddesi olarak tespit edilmiĢtir. Organizmada esas görevi glikoz tolerans faktörü yapısında görev almasıdır. Karbonhidrat çevriminde rol oynar. Endüstriyel kullanımı yaygın olan gri renkli sert bir elementtir (Burtis ve ark 2006, Onat ve ark 2006). Kromun hekzavalan formu toksiktir. Kroma maruziyet baĢlıca deri ile temas sonucu ve krom içeren toz ve buharların solunması ile olur. Endüstride çalıĢanlar kroma dermal maruz kaldıklarında kontakt dermatit hastalığına neden olur. Kromdan zengin besin kaynakları bira, mantar, maya, et, karaciğer, böbrek ve baharatlardır. Günlük alım miktarı 50- 200 μg/gün kadardır (Onat ve ark 2006).
1.3.6. Kobalt
Kobalt, B12 vitaminin yapıtaĢıdır. Kobalt eksikliği anemiye yol açar (Adam 2000). Kalp üzerine toksik etkisi vardır. Sağlıklı beslenenlerde eksikliği görülmez. Hayvansal gıdalarla alınması önemlidir. Kobalt siyanür zehirlenmelerine karĢı kullanılabilir (Onat ve ark 2006). Vitamin B12‘ nin yapısında oluĢan foto kararsızlık
nedeniyle bitkiler B12 vitamini içermez Kobalttan zengin kaynaklar karaciğer,
sakatatlar, et, peynir, ve balıktır. Günlük alım miktarı 5 μg/gün kadardır. (Kılıç
2005).
1.3.7. Molibden
Molibdenin biyolojik fonksiyonları genelde bakır metabolizması ile iliĢkilidir. Molibden insan ve hayvanların yapısında bulunan ksantin oksidaz, aldehit oksidaz ve sülfit oksidaz gibi birçok enzimlerin yapısına katılır (World Health Organization 1996). Bitkiler için gerekli bir elementtir. Bitkiler protein sentezleyebilmek için
azotu bağlamada molibdene ihtiyaç duyarlar (Doğan 2002). Birçok endüstride parça yapımında da kullanılır. Günlük molibden ihtiyacı 2 μg/gün kadardır (Burtis ve ark 2006).
1.3.8. Flor
Flor, insan vücudunda florür Ģeklinde bulunur. DiĢ çürüklerine karĢı koruma ve diĢ kemiklerinin geliĢimini sağlar. Kemiklerde kalsiyumu tutarak kalsiyum kaybına engel olur. DiĢ ve kemik yapısında 2–3 gr kadar bulunur. En zengin flor
8 kaynağı içme suyudur (Doğan 2002). Ġçme sularına flor katılması diĢ çürüklerini engeller. Günlük alım miktarı 1,5–4,0 mg/gün‘dür (Burtis ve ark 2006).
1.3.9. Lityum
Lityum, doğada lityum tuzları Ģeklinde bulunur. Alkali bir metaldir. Metabolik olaylarda sodyum ve potasyumun yerini alır. Endüstride geniĢ bir kullanım alanı olup pil üretiminde kullanılır. Lityum zehirlenmesi nadirdir. Lityum duygu durum bozukluklarında, bipolar bozukluklarda tedavi amaçlı kullanılan bir elementtir (Çevik ve KurĢun 2009, Biyokimya 2012). Nötropeni tedavisinde de kullanılmaktadır.
Lityum ilaç olarak kullanıldığında, diğer ilaçlarla etkileĢiminin olması nedeniyle zehirlenmeye yol açabilir. AĢırı lityum alımı öldürücüdür. Kanda lityum oranı sürekli kontrol edilmeli ve kan lityum seviyesinin 2 mEq/l geçmemesine dikkat edilmelidir. Gastrointestinal sistem hastalıkları, konjestif kalp hastalıkları, kronik böbrek yetmezliği, psikiyatrik hastalıklar, merkezi sinir sisteminin dejenere hastalıkları ve addison hastalığı lityum zehirlenmesine yatkınlık sağlar. Lityumun toksik etkisi, nöron iletimini baskılar ve uyarılabilirliği azaltır. Günlük alım miktarı 60–70 μg /gün kadardır (Ünaldı ve Yöntem 2011).
1.3.10. Nikel
Nikel, membranların yapı ve metabolizmasında rol oynar. Metaloenzimlerde kofaktör olarak görev yapar. Arginaz, karboksilaz ve asetil koenzim sentetaz gibi enzimleri, tripsin fermentini aktifleyerek, asit fosfatazın etkisini azaltarak yağ dokusu ve hormonları etkiler. Demir elementinin canlılar tarafından daha fazla değerlendirilmesi için gerekli bir elementtir (Doğan 2002). Nikel endüstrisinde çalıĢanlarda inhalasyon sonucu zehirlenmeler oluĢabilir.
Nikele maruziyetin oluĢturabileceği baĢlıca sağlık riski kontakt dermatit hastalığı ve solunum sistemi kanserleridir (World Health Organization 1996). Bunlar içerisinde burun ve akciğer kanseri en sık rastlanılanlarıdır. Nikel allerjisi olanlara zararlıdır. Nikelden zengin besinler çikolata, katı yağlar ve sebzedir. Günlük alım miktarı 100–300 μg/gün olmalıdır (Gözükara 1997).
9 1.3.11. Silisyum
Silisyum, doğada oksijenden sonra en yoğun bulunan elementtir. Cam endüstrisinde kullanılır. Ġnsanlarda asit mukopolisakkaritlerin, kollajenin ve elastinin yapısında yer alır. Silisyum iĢlenmemiĢ tahılda fazla miktarda olup, hayvansal gıdalarda azdır. Silisyum antiaterojenik etkiye sahiptir. Silisyumun tozlarının uzun bir süre solunması silikozis denen hastalığa yol açar (Kavak ve ark 2004). Günlük
alım miktarı 21–46 mg/gün olmalıdır (Insel P ve ark 2006).
1.3.12. Vanadyum
Vanadyum, kemik ve diĢler için önemli bir elementtir. Yer kabuğunda çok az bulunan bir element olup insan için yaĢamsal öneme sahip bir elementtir. Tiroid metabolizmasında yer alır. Mikroorganizmaların ve bazı bitkilerde bulunan enzimlerin iĢlev görmesi için vanadyum gereklidir. Adenilat siklaz, protein kinaz, Na-K ATPaz ve fosforil taĢıyıcı enzimler üzerinde etkisi vardır.
Toksisitesi daha kolay görülen bir elementtir. AĢırı alımı insanlarda manik depresif hastalığının etiyolojik faktörüdür. Kemik de diĢlerin oluĢumu için önemlidir
(World Health Organization 1996, Doğan 2002). Diyetle alınan vanadyumun %85‘i
emilmeden atılır. Vanadyumdan zengin besinler yumurta, balık, zeytinyağı, et ve et ürünleridir. Günlük alım miktarı 10–25 μg/gün kadardır (Adam ve Yiğitoğlu 2012).
1.3.13. Kalay
Kalay, mide suyunda gastrin hormonunu aktiflediği için, protein sentezinde etkilidir. Normal beslenme ile eksikliği görülmez. Ġnsanlar için en tehlikeli kalay formu organik kalay bağlarıdır. Kalay bileĢikleri tarım, plastik ve boya endüstrisinde kullanılır. Kalay bileĢiklerinin toksik etkisi çevre faktörlerinden kaynaklanır. EriĢkin bir insanda 15–30 mg kadar bulunur. Günlük alım miktarı 0,1–1,6 mg/gün kadardır
10 1.3.14. Kadmiyum
Kadmiyum, vücuttaki fonksiyonu tam olarak bilinmemekle birlikte kimyasal özellikleri çinkoya benzemektedir. Çinkonun saflaĢtırılmasıyla elde edilir. Vücutta kadmiyum bulunmaz. Sindirim ve solunum yoluyla, sigara içimi ve sigara içimine bağlı ortama salınan dumanlar ile dıĢardan alınır (Aydın ve Ersöz 1999). Sigara
içmeyenlerde kadmiyumun temel kaynağı diyetle alımıdır. Vücutta ortalama 5–20 mg olan total kadmiyum oranı sigara içenlerde iki kat daha fazladır. Alınan kadmiyum ancak 20 yıl sonra vücuttan atılır. Endüstriyel sahalarda çalıĢanlarda fazla miktarda alınması tehlikeye neden olur (Kavak ve ark 2004). Lifli ve deniz kabuklularından zengin beslenme kadmiyum alımını arttırır. Günlük alım miktarı 50 μg/gün‘dür (Aydın ve Ersöz 1999).
1.3.15. Civa
Civa, toksisitesi yüksek olan bir metaldir. Mikroorganizmalar civayı daha zehirli bir civa formu olan metil civaya dönüĢtürürler. Metil civa besinlerin en üst seviyesinde mikroorganizmalarla birlikte birikir. Civa solunması ve koklanması tehlikelidir. Bu durum merkezi sinir sistemini olumsuz etkileyerek ensefolapati ve nöbet, parkinsonizm, dizartri ve periferik nöropatiye neden olur (Doğu 2010). Metil civa kolayca plasentadan anneye, anne sütünden de bebeğe geçebilir Günlük alım miktarı 2-6 μg/gün kadardır (World Health Organization 1996).
1.3.16. Bor
Bor, insan vücudunda fonksiyonu tam olarak bilinmemektedir. Dünya üzerinde doğal olarak bulunmaz. Endüstride ve sanayide kullanım alanı yaygın bir elementtir. Diyette bor yokluğu; beyin fonksiyonları, enerji değiĢikleri ve kalsiyum metabolizması ile tarif edilmiĢtir. Günlük alım miktarı 1 mg/gün olmalıdır (Burtis ve ark 2006, Insel P ve ark 2006).
1.3.17. Alüminyum
Yer kabuğunda en bol bulunan ve kullanım alanı oldukça geniĢ bir elementtir. Alüminyum kozmetik, gıda, ambalaj, inĢaat ve boya endüstrisinde yaygın olarak kullanılır(World Health Organization 1996). Tıpta antiasit ve büzücü özelliklerinden
dolayı kullanılan bir elementtir. Diyetle alınan alüminyum böbrek glomerülleri tarafından kanda etkin bir Ģekilde filtre edilerek elimine edilirler. Renal yetmezliği
11 olan hastalarda alüminyum eliminasyonu olmadığı için diyaliz süresince alüminyum toksisitesine ve buna bağlı diyaliz demansı tablosuna maruz kalırlar (Çevik ve
KurĢun 2009). Alüminyumun aĢırı alımı beyin ve kemikte alüminyum birikmesine
neden olur. Kemik dokularında biriken alüminyum kalsiyum değiĢ tokuĢuna, eritrositlerde yetersiz hemoglobin bulunmasına, beyin kabuğunun zarar görmesine, ileri yaĢlarda hafıza kaybı ve unutkanlığa neden olur. Bu durumun devam etmesi sonucu vücutta aĢırı alüminyum birikimi adı verilen hastalık ortaya çıkar (Dalyan
2007, Tunç 2006). Alüminyum üretimi ve alüminyuma maruz kalma 20. yy ‗da
oldukça artmıĢtır. Bitki ve hayvan dokularında az miktarda bulunur. Yiyeceklerle tabii olarak alınmakla birlikte, alüminyumlu mutfak eĢyalarından da çok az miktarda alınır. Günlük alım miktarı 3,0–17 mg/gün kadardır(Ünaldı ve Yöntem 2011).
1.3.18. KurĢun
KurĢun, tabiatta doğal halde bulunan bir elementtir. Kolay iĢlenebilen, kullanım alanı oldukça yaygın ve ağır bir elementtir (Tunç 2006). Endüstrinin birçok kolunda kullanım alanı vardır (Duran 2000). KurĢun gen transkripsiyon faktörleri, membran iyon taĢıma enzimleri, hücre içi sinyal enzimleri ve alfa-aminolevulinik asit dehitrataz gibi çinko bağımlı proteinlere irreversibl olarak bağlanır. Alfa-aminolevulinik asit dehitrataza bağlanarak hem yapımını ve hem bağımlı protein yapımını azaltmakta böylece alfa-aminolevulinik asit dehitrataz birikmesine yol açmaktadır. OluĢan bu birikim, oksijen depolanması ve taĢınmasını, mitokondride enerji yapımını ve P450 detoksifikasyon sistemlerini bozmaktadır. KurĢun, protein kinaz C ve kalsiyum bağımlı iyon kanallarını bozarak sinaps oluĢumunu azaltır.
Her geçen gün çevremizdeki zararlı kurĢun oranı artmaktadır. Trafiğin aĢırı yoğun olduğu yerlerdeki bitkiler ve toprak kurĢunlu atıklar ile kirlenir. Bu durum o bölgede yaĢayanların kanında, kurĢun oranının yüksek olmasına yol açar (Özçelik
1998 ve Mehmetoğlu 2007). AĢırı kurĢuna maruz kalma kurĢun zehirlenmesi ile
kendini gösterir. Belirti olarak gastrointestinal semptomlar; kolik, kabızlık, anoreksi, bulantı, myalji, baĢ ağrısı ve kramplar ile tanı konulur. KurĢun zehirlenmesi çocuklarda santral sinir sistemi, eriĢkinlerde ise periferik sinir sisteminin fonksiyonlarını daha çok etkiler (Doğu 2010).
KurĢun zehirlenmesinde en güvenilir yöntem tam kanda kurĢun konsantrasyonunun ölçümü ile konulur. Vücuttaki kurĢunun önemli bir bölümü yiyeceklerle alınır. Bu yiyeceklere kurĢun, daha çok yiyeceklerin üretilmesi ve
12 depolanması safhasında geçer (Özçelik 1998). Organizmaya giren kurĢunun büyük miktarı kemik dokusu olmak üzere karaciğer, dalak ve böbrek dokularında birikir (Duran 2000). DüĢük düzeyde ve uzun süre kurĢuna maruz kalınması hemoglobinin önemli bir parçası olan hem sentezine, eritropoeze, sinir sistemi ve kan basıncı üzerine etkisi olur. Günlük alım miktarı 21–160 μg /gün kadardır (Özçelik 1998, Uluözlü 2005).
1.3.19. Arsenik
Arsenik, metalloid özellik gösteren, yer kabuğunda çok az olarak bulunan ve geniĢ bir dağılımı olan elementtir. Arsenik bulunabilen en toksik maddelerden biridir. Arsenik zehir kelimesiyle neredeyse özleĢmiĢtir. Ġnsanlar arseniğe gıdalar, su, havayolu ve toprak ile maruz kalabilirler. Günlük 2 miligramdan fazla arsenik alımı arsenik zehirlenmesine neden olur. Zehirlenme belirtisi olarak kusma, kanlı ishal, myoglobinüri, böbrek yetmezliği, aritmi, hipotansiyon nöbet koma ve ölüm görülebilir (Doğu 2010). ÇeĢitli arsenik bileĢikleri birçok endüstri kolunda kullanılır. Arseniği oluĢturan arsin renksiz, hafif sarımsak kokulu bir gazdır. Ġnsan beyninin lipid fazında bulunur(Ünaldı ve Yöntem 2011). Deney hayvanları üzerinde yapılan araĢtırmalarda arseniğin insan için eser miktarda esansiyel olacağı gösterilmiĢtir. Ġnorganik bileĢikler organik bileĢiklerden daha toksik etkiye sahiptirler. Günlük alım miktarı 60 μg/gün olmalıdır (Burtis ve ark 2006).
1.3.20. Selenyum
Selenyum elementinin ismi eski Yunan‘da ay tanrıçası ―selene‖ den gelmektedir.1800 yılların baĢında modern kimyanın kurucusu olarak bilinen Ġsveç‘li Jöns Jakob Berzelius tarafından keĢfedilmiĢ. Atom numarası; 34, atom ağırlığı; 78,96 gr/mol sembolü; Se‘ dir (ġimĢir ve Özgen 2010).
1.3.20.1. Selenyum Elementinin Yapısı ve Terminolojisi
Ġnsanlar için esansiyel bir elementtir. Memeliler için esansiyel bir element olduğu 1957 yılında anlaĢılmıĢtır. Enzim aktivitesinin korunması amacıyla serbest
radikallere karĢı koruyucu bir maddedir. Selenyum organik ve inorganik olmak üzere
2 yapıda bulunur. Ġnorganik yapılarda selenat ve selenit Ģeklinde, organik yapılarda ise selenosistein ve selenometiyonin Ģeklinde bulunur. Selenometiyonin insanlarda ve hayvanlarda bulunmaz, bitkisel kaynaklıdır. Bu formu organizmada
13 sentezlenemez ve vücuda diyetle alınır. Selenyum deposu olarak vücutta görev yapar. DıĢardan selenyum alınmadığı zamanlarda vücudun selenyum ihtiyacını karĢılar (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b, Gao ve ark 2012).
Selenosistein DNA tarafından ĢifrelenmiĢ yirmi birinci aminoasit olan sisteinin selenyum içeren organıdır. Hücre içinde yükseltme ve indirgenme reaksiyonlarında yer alan enzimlerin biyolojik olarak etkin kısmıdır. Selenosistein hayvansal kaynaklıdır. Selenosistein glutatyon peroksidaz, iyodotiroinin deiyodinaz, selenoprotein P, selenoprotein W, tiyoredoksin redüktaz gibi selenoproteinlerin yapısında yer alır (Tunç 2006, ġimĢir ve Özgen 2010).
Selenyum glutatyon peroksidaz ve iyodotiroinin deiyodinaz enzimlerin bir bileĢeni olup önemli bir antioksidandır (World Health Organization 1996, Gül 2000).
Glutatyon peroksidazın aktif kısmıdır (Onat 1996). Glutatyon peroksidaz enzimi E vitamini ile birlikte lipid peroksidasyonuna karĢı vücudun savunma mekanizmasının bir kısmını oluĢturur. 4 çeĢit izoformu vardır. Bunlar GSHPx–1 kırmızı hücrelerde, GSHPx–2 gastointestinal mukozada, GSHPx-3 kan plazmasında, GSHPx-4 hücre zarının merkezinde bulunur. Bu enzim aktivitesi için gerekli olan selenosistein formu kovalent bağlı selenyum atomu içerir (Kılıç 2005).
Ġyodotiroinin deiyodinaz enzimi T3 hormonunu aktive edici ve T4 hormonunun prekürsor hormonudur. Bu enziminin tip 1, tip 2 ve tip 3 olmak üzere; 3 tip izoformu vardır. Tip 1 tiroksin 5 deiyodinaz böbrek, karaciğer ve kaslarda bulunan T3‘ün üretiminin %90‘dan fazlasından sorumludur. Hipofiz, beyin ve kahverengi yağ dokusu tip 2 ve tip 2 deiyodinaz içerir. Oksidasyon ve redüksiyon süreçlerinde katalizör olan birçok enzimin yapısında bulunur. Hücreleri oksidatif hasarlardan korur (Bleys ve ark 2007).
1.3.20.2. Selenyum Elementinin Emilimi ve Metabolizması
Selenyum emilimi iyi olan bir elementtir. Selenyumun %50‘den fazlası gastrointestinal yol ile duedonum ve proksimal jejunumdan emilmektedir. Atılımın %90‘ı idrarla ve %10‘u feçesle gerçekleĢir (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b). Selenyum DNA yapısına zarar veren serbest radikallere karĢı antioksidan olarak görev yapar. Selenyum E vitamini ile birlikte alındığında daha etkilidir (Ulusal Gıda Laboratuvar dergisi 2010).
14 1.3.20.3. Selenyumun ĠĢlevleri
Selenyum antioksidan sistemin bir parçası olan glutatyon peroskidaz enziminin koenzimidir. Glutatyon peroskidaz enziminin parçası olan katalaz, süperoksit dismutaz ve E vitamini ile birlikte sitolozik hidrojen peroksiti ortadan kaldırarak hücreleri oksidatif hastalıklardan korur (Behrman ve Kliegmen 1994).
Selenyum bağıĢıklık sisteminde fagositer etkiyi, natürel killer hücre aktivasyonunu, T hücre çoğalmasını ve immünoglobülin sentezini arttırarak bağıĢıklık sistemini güçlendirir (Özen ve Tezcan 2007). Vücudun enfeksiyonlara karĢı direnci arttırır. Doğal katil hücrelerinin oluĢumunu sağlar. Selenyum sitokrom P450 enzimlerini uyararak bazı kanser moleküllerinin temizlenmesine yardımcı olur. Üreme fonksiyonlarında görev alır (Özkan 2009).
Tiroid bezinin çalıĢmasını sağlar. Vücutta selenyum; testis, böbrek, sürrenal, dalak, karaciğer ve kalp dokularında bulunur (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b). Enflamasyona neden olan prostaglandinlerin aktivitesini azaltır. Erkek fertilitesini arttırır (ġimĢir ve Özgen 2010). Kanserlere karĢı koruyucu etkisi olmakla birlikte özelliklede, mide ve bağırsak kanserlerinin önlenmesinde önemli rol oynar. Virüs üremesini engellediği için HIV, Hepatit B ve Hepatit C tedavisinde önemlidir. Çocuklarda hipotiroidizmin tedavisinde oral selenyum alımı gereklidir. E vitamini vücutta ancak eser miktarda selenyum elementinin bulunması halinde etkili olur
(Uluözlü 2005).
Selenyum içeren ürünlerle ilgili yapılan çalıĢmalarda selenyumun elementinin içeriğinin tespit edilmesi büyük önem taĢır. Kullanım alanının geniĢ olması nedeniyle biyolojik örneklerde yapılan çalıĢmalarda bu hususa dikkat etmek gerekir (Kabirov ve ark 2008).
1.3.20.4. Selenyumun Toksisitesi
Selenyum toksisitesinin biyokimyasal mekanizması tam olarak bilinememektedir (World Health Organization 1996). Topraklarda ve gıdalarda, selenyum konsantrasyonunun yüksek olduğu bölgelerdeki hayvanlarda, ciddi beslenme bozukluğu görülmüĢtür. ABD eyaletlerinden biri olan Oregon Ģehrinde su ve topraktaki selenyum düzeyinin yüksek olması; çocuklarda diĢ çürüklerine ve idrarla selenyum atılımının artmasına neden olmuĢtur (Gediklioğlu 1978). Selenyum toksisitesi nedenleri olarak; uygunsuz selenyum alımına bağlı doz aĢımı, selenyum
15 içeriği zengin topraklarda yetiĢen sebzeleri tüketme, içme sularında bulunan selenyum düzeyinin fazlalığı ve buna bağlı içme suyu tüketimi sonucu toksisite geliĢebilir (Martin ve ark 1987).
Çinin bazı bölgeleri ve ABD‘nin bölgelerindeki topraklar çok miktarda selenyum içerir. Bu bölgelerde üretilen ve yetiĢtirilen gıdalar ve sebzelerde selenyum fazladır. Bu durum selenyum toksisitesine yani selenosise neden olur. Selenosisin bulguları; sarımsak kokulu nefes, saçta dökülme, alopesi, halsizlik, saç kırılması, tırnak zedelenmesi, deri lezyonları, hemipleji, periferal nöropati, yorgunluk ve paralizi ile karakterizedir (Martin ve ark 1987). Hayvanlarda özellikle ratlarda görülen karaciğer hasarı selonosisin bir özelliğidir. Selenyum toksisitesini ölçmekte önemli bir sorunda; selenyumun selektivitesi ve sensivitesi yüksek bir dozda selenyum göstergesinin olmamasından kaynaklanmaktadır. Günlük tolere edilebilen selenyum miktarı 400 µg/gün‘dür. Bu miktardan fazla alınması toksisiteye neden olur (Burtis ve ark 2006).Selenyum toksisitesine maruz kalan çocuklara dimercaprol
5 gün süre ile 4-8 saat aralarla 3-4 mg/kg/doz, 12 saatte bir 3 mg/kg/doz intramusküler olarak yapılır (Yılgör ve ark 1983).
1.3.20.5. Selenyum Eksikliği
Selenyum eksikliği sadece damardan beslenen hastalarda görülebilir. Uzun süreli total ve parenteral beslenenlerde, selenyumdan fakir diyet ile beslenenlerde selenyum eksikliği ve buna bağlı kardiyomiyopati hastalığı görülebilir. Hastalık daha çok tahılla beslenenlerde ve topraktaki selenyum miktarının azalmıĢ olduğu bölgelerde daha çok ortaya çıkar (Alexander 2001). Uzun süreli selenyum eksikliğinde vücudun tüm dokularında glutatyon peroksidaz enziminin aktivitesinde azalma görülür. Selenyum eksikliği olan insanlarda, özellikle yaĢlılarda, kas ağrıları gözlenmiĢtir (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b).
Anne sütündeki yoğunluğu annedeki selenyum düzeyini gösterir (Behrman ve Kliegmen 1994). Plasentadan fetüse ve süt yoluyla da anneden bebeğe geçtiği için hamile ve emziren annelerin selenyum ihtiyacı artar. Oral beslenen prematüre bebeklerde düĢük kan serum selenyum düzeyleri eritrosit frajilitesini artırır. Bunun sonucu da preterm bebeklerde kas ağrısı, miyopati ve tırnak yatağı değiĢiklikleri ortaya çıkar. Süt çocuklarının ani ölümlerinde (beĢik ölümü) selenyum eksikliğin rolü olduğunu belirten yayınlar vardır (Neyzi ve Ertuğrul 2002a, 2010b). Selenyum eksikliğinde risk altındakiler daha çok bebekler, küçük çocuklar ve doğurganlık
16 çağındaki kadınlardır. DüĢük selenyum durumu ve diyetten fakir selenyum alımının kanser ve kardiyomiyopati insidanslarını artırdığını gösteren çalıĢmalar mevcuttur
(Onat 1996).
Selenyum eksikliğinde pankreatit, hepatit, aritmi, karaciğer sirozu, inflamatuvar bağırsak hastalığı, karsinomlar, böbrek yetmezliği, hemodiyaliz ve antioksidan tükenmesine neden olan oksidatif stres içeren inflamatuvar hastalıklarla kendini gösterir (Müftüoğlu ve Yaman 2007, Hady ve ark 2012). Üreme sağlığında önemli bir role sahiptir. Selenyum eksikliği sperm üretimini ve kalitesini etkiler. Erkeklerin selenyum ihtiyacı üreme sağlığında kadınlara göre daha fazladır (Tosun
2009). Selenyum eksikliğine ciddi malnütrisyon eksikliği de eklendiğinde halsizlik,
kaslarda ağrı, saç ve cilt renginde değiĢiklikler, tırnak yatağında beyazlaĢmalar ile kendini gösterir.
Çin‘in Keshan bölgesinde ortaya çıkan ve tanımlanan baĢlıca bulgusu kas ağrısı ve buna bağlı kardiyomiyopati olan, Keshan hastalığı selenyum eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkmıĢtır. Bu hastalık daha çok çiftçi ailelerinde ve fabrika çalıĢanlarında daha sık görülür. Keshan hastalığı ilk olarak 1935 yılında Çin‘in Keshan bölgesinde görülmüĢtür. Hastalığa hassas topluluklar 2-7 yaĢ arası çocuklar, bebekler ve doğurganlık çağındaki kadınlardır. Uzun süre total ve parenteral beslenen yetiĢkinlerde, diyetinde selenyum ve hayvansal protein alımı çok düĢük olanlarda hastalığa yakalanma riski daha fazladır. Kashin–Back hastalığı Çin‘de ergenlik döneminde ve öncesinde görülen endemik osteartite neden olan bir hastalıktır (World Health Organization 1996). Bu hastalık ölümcül kalp hastalıklarına, akut ya da kronik kalp yetmezliğine yol açabilir (Tuzcu a 2000, Tuzcu b 2002).
1.3.20.6. Selenyum Eksikliğinin Tedavisi
Bebeklerde selenyum eksikliğinin tedavisi term bebeklerin formülalarında minimum 1,5 mcg/100 kcal ve preterm formülalarında 1,8mcg/100 kcal olarak düzenlenmelidir (Sarıalioğlu ve ark 2010). Parenteral beslenmeler selenyum ile desteklenmelidir. YetiĢkinlerde eksiklik ise selenyum tabletleri ve diyetlerinde selenyumdan zengin yiyecekler ile giderilmelidir. Selenyumdan zengin besin kaynakları deniz ürünleri özellikle; ton balığı, karides, istiridyedir. Et, süt, hububat, sebze ürünleri, sarımsak ve az miktarda da olsa içme suyunda selenyum vardır. Tahıl ürünlerindeki selenyum içeriği, ürünün yetiĢtiği topraktaki selenyum konsantrasyona
17 bağlı olarak değiĢir. Günlük alım miktarı 50–200 µg‘dır (Sağlıker 2004, Burtis ve ark 2006).
1.3.20.7. Dünyada ve Ülkemizde Selenyum
Ülkemizde selenyum normal sınırlarda bulunur. Depolayıcı özelliği nedeniyle killi topraklarda yetiĢen bitkilerde selenyum miktarı fazladır. Selenyumun en fazla bulunduğu bölgeler ABD, Ġrlanda, Türkistan, Çin‘dir. Ġsveç, Finlandiya, Ġskandinavya, Yeni Zelanda ve Çin‘in bazı bölgelerinde topraktaki selenyum miktarı düĢüktür (Orak ve ark 2000, Sağlıker 2004).
Temamoğulları ve arkadaĢının ġanlıurfa ili ve çevresindeki kuyu sularında çinko ve selenyum düzeyleri ile ilgili yaptıkları çalıĢmada 50 kuyudan temin edilen su plazma optik emisyon spektrometresinde (ICP-OES) ölçülmüĢtür. Ölçüm sonuçlarına göre ölçülen suların %54‘ünün (>10 µg/l) kıta içi su kaynakları sınıflandırılmasına göre selenyum yönünden kirli olduğu tespit edilmiĢtir. Sonuç olarak ġanlıurfa ve çevresinden temin edilen kuyu sularının bazılarındaki selenyum miktarının sağlık açısından zararlı olabileceği saptanmıĢtır (Temamoğulları ve Dinçoğlu 2010).
1.3.21. Çinko
1746 yılında Andreas Marggraf tarafından bulunmuĢtur. Atom numarası 30, atom ağırlığı 65,38, g/mol sembolü; Zn olup; geçiĢ elementleri sınıfında yer alan önemli bir elementtir. Canlılarda çinkonun önemini ilk olarak 1869 yılında Raulin ortaya atmıĢtır (Özçelik 1998).
1.3.21.1. Çinko Elementinin Yapısı ve Terminolojisi
Ġnsanlar için esansiyel bir element olup; vücutta demirden sonra en çok bulunan ikinci elementtir. Ġnsan vücudunda 300‘den fazla enzim aktivitesi için çinkoya ihtiyaç duyar. Bu enzimlerden baĢlıcaları; karbonik anhidraz, alkalen fosfotaz, DNA ve RNA polimeraz, (deoksiribonükleik asit, ribonükleik asit) timidin kinaz, retinen redüktaz, süperoksit dismutaz, karboksipeptidaz ve alkol dehidrogenazdır (Onat ve ark 2006).
Çinko intrasellüler katyon olup tüm vücut dokularında ve sıvılarında yer alır. Ġnsan vücudunda 1,4–2,3 gr çinko yer alır. Total vücut çinkosunun %50-60‘ı kas dokusunda yer alır. Çinko en fazla karaciğerde, böbrekte, kemikte, retinada,
18
pankreasta, prostatta, kas dokusunda ve semende bulunur. Kandaki çinkonun %75‘i kan hücrelerinde yer alır (Uzuner 1999, Doğan 2009).
1.3.21.2. Çinko Elementinin Emilimi ve Metabolizması
Diyetle alınan çinkonun yaklaĢık %10-15‘i emilebilmektedir. Bu emilim onikiparmak bağırsağında ve proksimal jejenumda olmak üzere ince bağırsakta gerçekleĢir. Histidine, sistein ve D vitamini çinko emilimini arttırır. Fitik asit, bakır, kil ve lifli gıdalar emilimi engeller. Bağırsaklardan emilen çinko kanda proteinlere bağlanır. Emilmeyen çinkonun atılımının büyük kısmı feçesle olmakla birlikte geriye kalan kısım safra ve idrar ile dıĢarı atılır. Çinko metabolizmasında rol oynayan en önemli organ karaciğerdir (Ünaldı ve Yöntem 2011).
1.3.21.3. Çinkonun ĠĢlevleri
Birçok enzimin yapısında yer alması, çoğu enzim ve hormonunda etkinlik kazanmasını sağladığı için vücut için önemli bir biyolojik katalizördür. A vitaminin plazmada normal seviyelerde yer almasında, tat ve koku almada yara iyileĢmesinde,
sinir myelinizasyonunda, hipofizden hormon salgılanmasında, virüslere ve
bakterilere karĢı allerjen durumlarda, immün sistem üzerinde, gebelik sürecinde, bebeklik ve çocukluk döneminde vücudun büyümesi ve geliĢmesinde, spermlerin oluĢmasında ve fetüsün geliĢiminde önemli bir role sahiptir. Çinko enzimatik fonksiyonlar dıĢında hücre membranlarını oksidatif olaylara karĢı koruyarak stabilizasyonunu sağlar. Ġnsülin ile kompleks bir yapı oluĢturur. Diyabet hastalığında hastalara insülin yerine çinko insülin verildiğinde, insülin daha uzun süreli etki sağlamıĢ olur (Sağlıker 2004, TaĢkapan ve ark 2007).
1.3.21.4. Çinko Toksisitesi
Zehirli bir element olmayıp, toksisitesi çözünebilir tuzlardan gerçekleĢebilir. Asitler ve asitli maddelerin varlığında çözülebilir tuzların oluĢması ve çinko galvenizli kaplar ve eĢyalar toksisiteye yol açabilir. Bu nedenle çinko içeren eĢyaların özelliklede süt ürünlerinde kullanımına dikkat edilmesi gerekir. Süt ve süt ürünlerinin çinko galvenizli kaplarda uzun süre bekletilmesi akut çinko zehirlenmesine neden olabilir. Akut çinko zehirlenmesi günde 4–8 gr çinko alımında ortaya çıkar (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b).
19 1.3.21.5. Çinko Eksikliği
Çinko eksikliği ilk defa Mısır ve Ġran‘da Prozad tarafından tanımlanmıĢtır. Çinko eksikliği 1961 yılında Mısır ve Ġran‘dan sonra Türkiye, Yugoslavya ve Fas‘ta bildirilmiĢtir. Klinik özellikler büyüme ve iskelet geliĢiminde gerilik, testiste atrofi, hepatosplenomegali gibi primer özellikler çinko eksikliği arttıkça görülür. Yetersiz büyüme, tat alımında azalma, genç eriĢkinlerde hipogonadizm, çocuklarda büyüme ve geliĢme geriliği, saç deri ve tırnaklarda bozukluklar, saç dökülmesi, diyare, ödem, mental bozukluk, çinko eksikliği cüceliği ve anemi görülebilir. Enfeksiyonlara dayanıksızlık, timus atrofisi ve bakteri, virus ve fungus enfeksiyonlarının sıklığında artıĢ, iĢtahsızlık ve kilo alamama, öğrenme ve dikkat eksikliği, akne, dermatit, adet bozuklukları, ciddi eksiklik durumunda çocukların cinsel geliĢiminde aksaklıklar, ergenlik çağında cinsel olgunluğa eriĢememe ve üreme kabiliyetinde ciddi hasarlar ortaya çıkar.
Çocukluk çağında toprak yiyenlerde, bağırsak paraziti olanlarda ve devamlı olarak lifli besinleri bol tüketenlerde çinko eksikliği görülebilir. Alkolizm, steatore, ciddi yanıklar, kronik böbrek yetmezliği, ileri yaĢ, orak hücreli anemi hastalığı olanlarda, gebelik ve laktasyon durumlarında çinko eksikliği artar. Febril nöbet geçiren çocukların serum ve beyin omurilik sıvılarındaki çinko düzeyleri kontrol grubuna göre düĢük bulunmuĢtur (Bora 2008). Hamile kadınlarda çinko eksikliği erken doğumlara ve doğan çocuklarda organ bozuklarına neden olabilir. Çinko için besin kaynakları meyve, sebze, fındık, kepekli tahıllar, sığır karaciğeri, yengeç, yağsız veya az yağlı süt ve süt ürünleridir. Günlük alım miktarı 12 mg/gün‘dür (Insel P ve ark 2006).
Çinko metabolizmasının en belirgin genetik bozukluğu olan nadir görülen ve bebeklerde ortaya çıkan kalıtsal hastalığı akrodermatis enteropatikadır (Uzuner 1999). Akrodermatis enteropatika anne sütünden kesilen bebeklerde 2–4 hafta içinde baĢlar. Otozomal resesif geçiĢli olan bu hastalıkta vücut orifislerinden baĢlayan ve zamanla ellere ve ayaklara yayılan deri lezyonları akut perioral ve perianal dermatit, alopesi, tırnakların dökülmesi, steotore ile birlikte diyare ve geliĢme geriliği ile karakterizedir. Hastalık, defekt nedeniyle geliĢen ağır çinko eksikliğine bağlıdır. Plazma çinko düzeyleri 30 ug/dl veya altındadır veya azalmıĢtır. Serum alkalen fosfotaz aktivitesi düĢüktür. Tedavi ek oral çinko verilerek yapılır (Adam ve Yiğitoğlu 2012).
20 1.3.21.6. Dünyada ve Ülkemizde Çinko
Ülkemizde çinko düzeyi normal sınırların altında yer alır. Türkiye‘de yapılan toprak ve bitki analizlerinde çinko düzeyleri oldukça düĢük çıkmıĢtır. Bu düĢüklük, toprakta yetiĢen sebze ve meyvelerin yenmesi sonucu çinkonun vücutta az olmasına
neden olur. DüĢük sosyoekonomik toplumlarda ekmeğin sık tüketilmesi çinko
eksikliğinin oluĢmasına sebep olur. Normal dünya çinko referans aralığı 70–150 mikrogram/dl iken ülkemizde bu değer 38-152 mikrogram/dl‘dir (Tanrıverdi 2008).
1.3.22. Bakır
1818 yılında Bucholz tarafından bitki ve hayvanlarda keĢfedilmiĢtir. Atom numarası 29 atom ağırlığı 63,54 g/mol sembolü; Cu‘dur. GümüĢten sonra iletkenliği en iyi olan metaldir (Tokman 2007).
1.3.22.1. Bakır Elementinin Yapısı ve Terminolojisi
Ġnsan metabolizmasında biyokatalizör olarak görev yapan bakır birçok metalloenziminin ve bazı doğal pigmentlerin yapısında yer alır. Bunlardan baĢlıcaları seruloplazmin, sitokrom C oksidaz, süperoksit dismutaz, askorbat oksidaz, lizil oksidaz, tirozinaz, ürikaz, galaktoz oksidaz, δ- aminolevulinat dehidrataz, dopamin beta hidroksilaz gibi birçok enzimin ve proteinin bileĢenidir. Cu enzimlerine kuproenzim adı verilir. EriĢkin bir insanda 100–120 mg bakır bulunur. Bunun %10‘u en fazla karaciğer olmak üzere beyin, kalp ve böbrekte, çok az miktarda da kas, kemik ve endokrin salgı bezlerinde yer alır. Geriye kalan %90‘lık kısım ise kanda plazmaya ve eritrositlere dağılmıĢ durumdadır. Plazmadaki bakırın %95‘i seruloplazminde, geriye kalan kısım ise albümine ve aminoasitlere bağlanmıĢ olarak yer alır (Ünaldı ve Yöntem 2011, Adam ve Yiğitoğlu 2012).
1.3.22.2. Bakır Elementinin Emilimi ve Metabolizması
Diyetle alınan bakırın ancak %5‘i vücut tarafından emilir. Bu emilimin büyük bir kısmı duedonumda gerçekleĢir. Emilimi gerçekleĢtirilen bakır hızlı bir Ģekilde karaciğere, böbreğe, kalp ve beyine transfer edilir. Günlük alınan bakırın yaklaĢık %80‘e yakın atılımı safra yolu ile kalan kısımın atılımı ise idrar ve feçesle gerçekleĢtirilir. Bakırın vücutta homeostazinini sağlayan organ karaciğerdir. Ca, Zn, Cd, Mo, askorbik asit ve fitik asit bakır emilimini azaltırken, taze bitkiler ve aminoasitler bakır emilimini arttırır (Uzuner 1999).
21 1.3.22.3. Bakırın ĠĢlevleri
Oksidatif reaksiyonlarda ve eritropoezde görev alır. Demir metabolizmasında da rol oynar. Hemoglobin sentezinde demire yardımcı olur. Protein metobolizması ve iyileĢtirme sürecinde rol alır. Vitamin C oksitlenmesinde, RNA sentezinde myelin kılıfın oluĢumunda, kalp çalıĢmasının düzenlenmesinde, kırık kemiklerin iyileĢme sürecinde rol oynar (Tokman 2007).
1.3.22.4. Bakırın Toksisitesi
Bakır insanlar için esansiyel bir element olmakla birlikte toksik etkiye de sahip bir elementtir. Hayvanlarda bakırın toksik etkisi çok sık görülürken; insanlarda intihar amacıyla bakır bileĢiklerinin alınması haricinde toksisite pek görülmez.10 mg‘dan fazla bakır iyonlarının alınması ile kusma, diyare ve kramplı karın ağrıları ortaya çıkabilir. Meyve suyu, süt vb. çeĢitli içeceklerin birkaç saat süre ile bakırlı kaplarda bekletilmesi sonucu bakır toksisitesi görülebilir. Vücuda alınan bakır elementi atılmadığı durumlar, vücutta bakırın birikmesine ve buna bağlı olarak da Wilson hastalığının ortaya çıkmasına neden olur. Wilson hastalığı özellikle karaciğerde, beyinde ve gözde toksik seviyelerde bakır birikmesi ile karakterize bir hastalıktır. Wilson hastalığı karaciğerde hafif ve yağlı değiĢim, akut hepatit, kronik hepatit ve siroz ile kendini gösterir (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b, Sağlıker 2004).
1.3.22.5. Bakır Eksikliği
Ġnek sütüne dayalı besin alan PEM‘li çocukların iyileĢme döneminde bildirilmiĢtir. Bakır eksikliği ilk kez bakır içeriğinin diyette alımında azalma, yetersiz bakır içeren sıvılarla total ve paranteral beslenme yapılan hastalarda ve bebeklerde, kronik antiasit kullanımında, aĢırı çinko alımı sonrasında, bakır metabolizmasının bozulduğu durumlarda ortaya çıkar. Eksiklik anemiyi, nötropeniyi, akromatrisiayı, kemik kırıklarının artmasını, merkezi sinir sistemi bozukluklarını, hipotermiyi, hipotoniyi, elastin ve kollajen değiĢikliğini, kalp ritmi düzensizliğini ve hiperlipidemi yoluyla koroner kalp hastalığı riskini arttırdığı düĢünülür. Bakır eksikliği sıklıkla demir eksikliği ile beraber görülür. Fazla çinko alımı da bakır eksikliğine yol açabilir. Bakır eksikliği vücutta bir takım belirtiler ile kendini gösterir. Halsizlik, solukluk, ödem, büyümede yavaĢlama, saç dökülmesi, apne, skorbüt benzeri kanama, damar rüptürü, kırıklar, glukoz tolerans değiĢikliği, iĢtahsızlık, ishal, cilt sorunları, enfeksiyona olan direncin azalması ve enfeksiyon süresinin uzaması ile kendini
22 gösterir. Bakır beslenmesiyle ilgili olduğu bilinen hastalıklar; Menkes Sendromu ve Wilson hastalığıdır. Bakırın günlük gereken miktardan fazla alınması durumunda bakır birikimi ve buna bağlı olarak da bakır toksisitesi ortaya çıkar. Bu etki genetik bir hastalık olan Wilson hastalığında görülür.
Wilson hastalığı (hepatolentikülar dejenerasyon)‘nda görülür. Normal insanlarda karaciğere gelen bakırın bir kısmı safra ile atılır. Wilson hastalığında bu olayda defekt olduğu veya aposeruloplazmin düzeylerinin düĢmesi ile karakterize etyolojisi bilinmeyen otozomal resesif geçiĢli bir hastalıktır. Wilson hastalarında serum safra bakır konsantrasyonu ve seruloplazmin düzeylerinde azalma gözükürken; karaciğer ve böbrekte bakır düzeyi birikimi izlenir. Wilson hastalığının belirtisi 6-20 yaĢ arasında görülmeye baĢlar. Ancak bazı kiĢilerde hastalığın belirtisi 30-40 yaĢına kadar herhangi bir klinik belirti göstermeyebilir. Wilson hastalarında 2-3 yaĢlarında bile karaciğer biyopsilerinde patoloji tespit edilmiĢtir. Wilson hastalarında 5 yaĢından sonra kayser-fleischer halkaları, davranıĢ sorunları, hemolitik anemi, siroz, korneada pigmente, tremor, çocukluk çağında davranıĢ bozuklukları, salya akması, dizartri, distoni, spasite ve ince motor kontrolün iyi olmaması gibi nörolojik bulgular görülür. Hastalığın tedavi döneminde bakırdan fakir diyet ve D-penicilamine ile ömür boyu Ģelazyon uygulanarak tedavi sürdürülür (Neyzi ve Ertuğrul 2002a,2010b, Sağlıker 2004).
Menkes sendromuna çelik gibi sert ve dolaĢık saç sendromu da denir. Çeliksi saçın oluĢumu bakırın katalizlediği disülfit bağının kaybına bağlıdır. Menkes sendromu bakırın taĢınması ve depolanmasındaki yetersizliği nedeniyle ortaya çıkan, nadir hipotoni görülen ölümcül bir hastalıktır. Menkes sendromunda gastrointestinal sistemde emilen bakırın emiliminde defekt vardır. Hastalarda klinik bulgular 3.ayda ortaya çıkar. 3- 5 yaĢına kadarda hastalık ölümle sonlanmaktadır. Hastalığın klinik belirtileri olarak karmaĢık ve döngüsel yapıĢık saç, deri ve saçın pigmentasyonu, hipertermi, sarılık nöbetleri, büyüme geriliği, serabral dejenerasyon ve vasküler defekt ortaya çıkar. Ağır mental yetmezlik, saç anomalisi ve bakırlı proteinlerdeki eksiklikler bakır tedavisi ile düzeltilemezler. Ġntravenöz bakır uygulaması plazma bakır konsantrasyonlarını arttırmaya yardım eder. Bakırdan zengin besinler karaciğer, eklem bacaklılar (istiridye, ıstakoz), deniz ve tahıl ürünleri, kuruyemiĢ (özellikle fındık), süt ürünleri, mantar ve kakaodur. Süt bakır içeriği açısından
23 fakirdir. Günlük alım miktarı 1–1,6 mg/gün‘dür (Sağlıker 2004, Insel P ve ark 2006, Göral 2010).
1.3.22.6. Dünyada ve Ülkemizde Bakır
Endüstride ve metal sanayisinde kullanım alanı geniĢ olan bir element olup bilinen en eski metaldir. Dünyada diyet ile alım BirleĢik Krallık ve Avustralya‘da fazla iken ABD, Kanada ve Almanya‘da günlük alım miktarı normal sınırların altında seyretmektedir. (WHO 2004) Ülkemizde bakır alımıda normal sınırların altında seyretmektedir (Farzın ve ark 2008).
1.4. Eser Element Analizi
Ġlk eser element analizi 1879 yılında Gutzeit tarafından yapılan arsenik analizidir. Eser element analizinin yapılması hastalıklarla iliĢkilendirilmesi açısından önemlidir. Gün geçtikçe değiĢen dünya koĢulları ve buna bağlı olarak canlıların eser elementlerle etkileĢiminin her geçen gün artması sonucu eser element analizi büyük önem kazanmıĢtır. Eser elementlerin analizi için birçok analiz örneği ile analiz sağlanabilir. Bu analiz örnekleri semen, balgam, tam kan, plazma, idrar, serum, saç ve tırnaktır. Eser elementlerin analizi için birçok yöntem mevcuttur. Analiz yöntemleri gün geçtikçe değiĢmekte ve kendini yenilemektedir. Analizi yapılacak eser element için hangi analiz yöntemi seçilecekse eser element o yönteme uygun hale getirilip hazırlanmalıdır (ÇalıĢır 2008).
1.5. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi
Bir çok metal ve ametallerin eser miktarlarının analizinde kullanılabilen, elektromanyetik ıĢının atomlar tarafından absorplanması ilkesine dayanan kantitatif bir yöntemdir. Atomik absorbsiyon spektroskopisi eser element analizi için kullanılan en yaygın metodlardan biridir. Atomların elektromanyetik ıĢığı absorbe ederek en düĢük enerji düzeyinden uyarılmıĢ düzeylere geçmesi olayına atomik absorbsiyon denir. Her atom için absorbsiyon spektrumları belirlenir. Madde konsantrasyonu tayini yapmada kullanılan cihazlar atomik absorsiyon spektrofotometreleridir. Atomik absorbsiyon spektrometrelerinin ıĢın absorbsiyonunda beer yasası geçerlidir. Beer yasası absorbslanan ıĢın miktarının, absorbans, deriĢim ve atomlaĢtırıcı da aldığı yol ile orantılıdır.
