Enerji Dengesi ve Makrobesin Ögeleri Dağılımı
Enerji dengesi ve makrobesin ögeleri dağılımı, beslenme biyokimyasının, vücudun karbonhidrat, yağ ve protein olarak aldığı kimyasal enerjiyi harcadığı enerjiyle nasıl eşleştirdiğini ve herhangi bir anda hangi yakıtı oksitleyeceğine veya depolayacağına nasıl karar verdiğini inceleyen alanıdır. Bu alan, tüm vücut enerji harcamasını, dolaylı kalorimetri (indirect calorimetry) ile yakıt kullanımının ölçümünü ve besin ögesi mevcudiyetini algılayan ve substratları oksidasyon ile depolama arasında yönlendiren moleküler sinyalleşmeyi ilişkilendirmektedir.
Tanım
Enerji dengesi, enerji alımı ile toplam enerji harcaması arasındaki ilişkidir; makrobesin ögeleri dağılımı ise, alınan karbonhidrat, yağ ve proteinin oksidasyon, depolama ve sentez arasındaki metabolik dağılımıdır. Bu iki kavram birlikte, organizmanın substrat depolarını korurken enerjik talebi karşılamak için yakıt kullanımını nasıl düzenlediğini açıklamaktadır.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu dinlenme ve öğün sonrası enerji harcaması, metabolik yakıtların seçimi ve değişimi, yağ oksidasyonu ve depolanması ile bu süreçleri koordine eden besin algılama yolları (nutrient-sensing pathways) konusunda bilgilendirmektedir. Yakıt metabolizmasını anlamak için bir referans ve eğitim çerçevesi olarak ele alınmakta olup, klinik diyet rehberliği olarak değerlendirilmemektedir.
Alt konular
Temel sorular
- Toplam günlük enerji harcaması dinlenme metabolizması, besinlerin termik etkisi ve aktiviteye nasıl ayrılmaktadır?
- Vücudun dinlenirken, yemek sonrası ve egzersiz sırasında hangi yakıtı oksitlediğini ne belirlemektedir?
- Diyetle alınan yağ, adipoz dokuda oksitlenmek yerine nasıl depolanmaktadır ve bu dengeyi ne düzenlemektedir?
- Hücreler, besin fazlalığını veya kıtlığını hangi moleküler sensörler aracılığıyla algılamakta ve metabolizmayı buna göre ayarlamaktadır?
Anahtar kavramlar
- Enerji alımı ve toplam enerji harcaması
- Dinlenme metabolizma hızı
- Besinlerin termik etkisi
- Dolaylı kalorimetri ve solunum katsayısı
- Substrat oksidasyonu ve yakıt seçimi
- Yağ oksidasyonu ve lipid depolaması
- Besin algılama (mTOR, AMPK)
Temel kuramlar
- Glikoz-yağ asidi (Randle) döngüsü
- Glikoz ve yağ asidi oksidasyonu, substrat rekabeti düzeyinde birbirlerini karşılıklı olarak inhibe etmektedir, böylece baskın yakıt kaynağı, oksidasyonu karbonhidrat ve yağ arasında kaydırmaktadır; bu kavram, yakıt seçimi ve insülin duyarlılığının nasıl anlaşıldığının büyük bir kısmının temelini oluşturmaktadır.
- Metabolik esneklik
- Sağlıklı metabolizma, açlık durumunda yağ oksidasyonu ile karbonhidrat alımı sonrası karbonhidrat oksidasyonu arasında kolayca geçiş yapmaktadır; bu geçişi yapma yeteneğindeki bozukluk (metabolik esnekliğin kaybı), insülin direnci ile ilişkilendirilmektedir.
Mekanizmalar
Toplam enerji harcaması dinlenme metabolizma hızı, besinlerin termik etkisi ve aktiviteye bağlı harcamalardan oluşmaktadır; karbonhidrat, yağ ve proteinin oksidasyonu, Frayn (1983) tarafından resmileştirildiği üzere, dolaylı kalorimetri ve solunum katsayısı (respiratory quotient) kullanılarak gaz değişimi yoluyla in vivo olarak ayrıştırılabilmektedir. Hangi yakıtın baskın olduğu, kısmen glikoz-yağ asidi döngüsü (Randle ve ark., 1963) tarafından tanımlanan substrat rekabeti ile belirlenmektedir ve beslenme ve açlık durumlarında yakıtları değiştirme kapasitesi metabolik esneklik (metabolic flexibility) olarak adlandırılmaktadır (Galgani ve ark., 2008). Bu tüm vücut davranışlarının temelinde, amino asitleri, glikozu ve enerji yükünü (energy charge) algılayan ve anabolik ve katabolik akışı buna göre ayarlayan besin algılama yolları bulunmaktadır (Efeyan ve ark., 2015).
Klinik önem
Bu alandaki kavramlar, klinisyenlerin ve araştırmacıların obezite, insülin direnci ve metabolik hastalık gibi durumlarda enerji harcamasını, yakıt kullanımını ve substrat işlenmesini nasıl yorumladıklarının temelini oluşturmaktadır. Eğitim referansı için fizyolojik ve biyokimyasal mekanizmaları tanımlamakta olup, bireysel diyet reçetesi veya tedavisi için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
İnsan enerji harcamasının kalorimetri ile ölçümü on dokuzuncu yüzyılın sonları ve yirminci yüzyılın başlarına dayanmaktadır ve solunum gaz değişiminden substrat oksidasyonunu hesaplama yöntemleri yirminci yüzyılın ortalarında sağlamlaştırılmıştır. Randle ve arkadaşları 1963 yılında glikoz-yağ asidi döngüsünü tanıtmış, yakıt seçimini substrat rekabeti olarak çerçevelemişlerdir. mTOR ve AMPK gibi besin algılama yollarının daha sonra tanımlanması, hücrelerin enerji dengesini ve dağılımını nasıl koordine ettiğine dair moleküler bir temel sağlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Keith Frayn
- Philip Randle
- Eric Ravussin
- David Sabatini
İlgili konular
Temel eserler
- frayn-1983
- randle-1963
- galgani-2008
- efeyan-2015
Sıkça sorulan sorular
- Enerji dengesi ile makrobesin ögeleri dağılımı arasındaki fark nedir?
- Enerji dengesi, alınan enerji ile harcanan enerji arasındaki genel uyumu ilgilendirmektedir; makrobesin ögeleri dağılımı ise, vücuda girdikten sonra spesifik yakıtların — karbonhidrat, yağ ve protein — oksidasyon ve depolama arasında nasıl yönlendirildiğini ilgilendirmektedir.
- Vücutta yakıt kullanımı nasıl ölçülmektedir?
- Dolaylı kalorimetri, oksijen tüketimini ve karbondioksit üretimini ölçmektedir; solunum katsayısı ve bu gaz değişim değerlerinden, Frayn (1983) tarafından belirtildiği üzere, karbonhidrat ve yağ oksidasyon oranları tahmin edilebilmektedir.