İNORGANİK BİLEŞİKLER İnorganik bileşikleri canlı kendi vücudunda sentezleyemeyip dışarıdan hazır olarak alır. Su, tuz, asit, baz, anyon ve katyonlar mineral maddelerdir.( Fe, Na, Ca, Mg, I,F,K,P,CI). İnorganik maddeler aminoasit veya steroidlerle birleşerek hormonları meydana getirirler. ELEKTRONLAR VE ENERJİ: Elektronların atom çekirdeğinden uzaklığı, sahip olduğu potansiyel enerji miktarını belirler. Elektron çekirdekten uzaklaştıkça enerji seviyesi artar, böyle çekirdekten uzak bulunan elektronlara yüksek enerji seviyeli elektronlar denir. Yer seviyesinde bulunan bir cismin potansiyel seviyeye sahip olduğu düşünülemez. Fakat bu cismin yerden yüksekliği arttıkça potansiyel enerjisi de artar. Cisim eski konuma döndüğünde kazandığı enerjiyi kaybeder. Atomlar dışarıdan enerji aldıklarında, elektronları bulundukları enerji seviyelerinden daha yüksek enerji seviyelerine çıkarlar. Bu esnada elektron enerji kazanmaktadır. Elektron eski haline döndüğünde kazandığı enerjiyi geri verir. Fotosentezin çalışma mekanizması bu kurala göre olur. Bitkilerin kloroplast içeren hücrelerinde, güneş enerjisi ile elektronlar daha yüksek enerji seviyesine enerji kazanırlar. Elektronlar bir dizi reaksiyondan geçerek enerjilerini kimyasal bağ enerjisi olarak organik moleküllere aktarırlar. Daha sonra kazandığı kaybeden elektron tekrara eski seviyesine döner. İyonik Bağ: Farklı elektrik yüklü iyonların birbirini çekmesi ile oluşan bağa denir. Kovalent Bağ: Elektron çiftlerinin paylaşılmasıyla oluşan bağlara denir. Hidrojen Bağları: Hidrojen atomu elektronunu oksijen veya azot gibi atomlarla paylaştığında iyonik bağlardan daha zayıf kovalent bağlara benzeyen bağlar oluşur. Isıya dayanıksız, örnek: su Hidrojen bağları DNA, RNA yapısına katılır. Ayrıca proteinlerin kendine özgü şekillerinin oluşmasında etkilidir. Su ve özellikleri: Canlı vücudunun ¾ ü sudur. Hücrede bulunan su kemik, mine gibi birkaç yapı dışında su, genellikle hücrenin molekül bakımından en bol bulunan yapısıdır. (diş minesinin %2'si, kemiğin %20'si,beynin %85'i, embriyonun %97'i, toplam vücudun %60'ı, denizanalarının vücudunun %98'i). Gerek hücrelerin dondurulmasında gerekse su miktarının belirli bir orandan daha aşağı düşürülmesinde (genellikle % 15) bütün hayatsal olaylar durmaktadır. Su canlılarda serbest veya bağlı olarak bulunur. Serbest su: Hücredeki iyonların bazı moleküllerin eriticisi olup, enzimatik reaksiyonların meydana geldiği ortamı oluşturur.
Bağlı su: Proteinlerin +, - yüklü gruplarına bağlı olarak bulunur. Suyun Özellikleri 1.Sindirime yardımcı olur, 2.Vücut ısısının dengede tutulmasını sağlar, 3.Vücuttaki zararlı maddelerin dışarıya atılmasının sağlar, 4.Suyun akışkan özelliğinden dolayı moleküllerin bir yerden başka bir yere taşınmasını sağlar, 5. Enzimler için uygun çalışma ortamıdır, 6. Vücut ısımızın ayarlanmasında bize yardımcı olur. Not: Suyun sıcaklığını artırmak için diğer sıvı maddelere göre daha fazla ısı gerekir. Çünkü suyun öz ısısı yüksektir. Suyun öz ısısı yüksek olduğu için soğuktan sıcağa ve sıcaktan soğuğa değişimi yavaştır. Suyun öz ısının yüksek olması vücudun hemen ısınmasını ve soğumasını önlemede yardımcıdır. Not: Kimyasal tepkimeler sonucu açığa çıkan ısı, vücut sıvılarına aktarılır. Deri yüzeyinden buharlaşma ile fazla ısı, su yardımıyla vücuttan çevreye verilir. Suyun deriden buharlaşması vücudun serinlemesini ve vücut sıcaklığının sabit bir seviyede kalmasını sağlar. *Su moleküllerinin birbirini çekme özelliği vardır. Su moleküllerinin birbirini çekme özelliği sayesinde su çok yükseklere kadar taşınabilir. (Kohezyon gerilim) *Oksijenli solunumda kullanılan oksijenin kaynağıdır. Fotosentez yapan birçok canlı, suyu kullanarak oksijen açığa çıkarır. *Yüzey gerilim etkisi vardır. Çözeltilerin biyolojik bakımdan diğer bir önemli özelliği de çözünmüş bir maddenin çözücünün yüzey gerilimini değiştirmesidir. *Su, ince ve elastiki bir zar ile örtülü görünüş meydana getirir. Sıvının yüzey kısmının hareketinden ileri gelen bu zar yüzey gerilimi meydana getirir. Yüzey gerilim, bu zarı yırtılmaya karşı korumakla görevlidir. Küçük böceklerin batmadan suyun yüzeyinde yüzebilmeleri, sıvı damlalarının yuvarlak olma eğilimleri, kılcal bir borudan suyun yükselmesi ve suyun sünger kağıdında hareket etmesi yüzey geriliminden ileri gelir. *Bir sıvının merkezinde moleküller, benzeri diğer moleküller tarafından her yöne doğru eşit çekilirler. Yüzeyde ise moleküller sıvının üzerindeki hava molekülleri tarafından çekilebildiklerinden, daha büyük bir güçle sıvının merkezine doğru çekilirler. Bu nedenle sıvı yüzeyindeki moleküller daha sık bulunurlar. Yüzey gerilimi, hava sıvı, sıvı sıvı, sıvı katı ve sıvı gaz arasında da meydana gelebilir.
*Sıvı yüzeyi genişletilmek istenirse, sıvı moleküllerini içeriden sıvı yüzeyine çıkarmak için çekme kuvvetlerine karşı bir iş yapmak gerekir. Sabit ısı derecesinde sıvı yüzeyini 1 cm 2 genişletmek için yapılması gereken bu işe yüzey enerjisi denir. Suyun yüzey gerilimi ısının artmasıyla azalır. Çözünmüş maddeler çözücünün yüzey gerilimini değiştirirler. İnorganik tuzlar yüzey gerilimini artırdıkları halde yağ, sabun, safra gibi organik maddeler suyun yüzey gerilimini azaltırlar. B. ASIT VE BAZLAR Asitler: Su içerisinde çözündüğünde H iyonu veren bütün bileşikler asit özelliğindedir. Asitler turnusol kağıdının rengini maviden kırmızıya dönüştürür. Asitlerin tatları ekşidir. Yapılarında karbon içeren asitlerin çoğu organik asittir. Bazlar: Suda çözündüğü zaman hidroksil iyon veren bileşikler bazik özellik gösterir. Bazlar turnusol kağıdının rengini kırmızıdan maviye dönüştürür. Yapılarında genellikle karbon, azot bulunduran bazlar organik bazlardır. Asit-Baz dengesi; Ortamın hidrojen iyon yoğunluğunun (-) logaritması asitliğin, hidroksil iyon yoğunluğunun (-) logaritması ise bazikliğin derecesini verir. H iyonu arttıkça ortam asidiktir ve ph 0 ile7 arasında bir değer gösterir. OH iyonu arttıkça ortam baziktir ve ph 7 ile 14 arasında bir değer gösterir. H ve OH iyonları eşit miktarda ise ortam nötr dür ve ph 7 dir. PH değeri organizma için çok önemlidir. Biyokimyasal tepkimelerin gerçekleşebilmesi için ph ın belirli bir düzeyde tutulması gerekir. ph daki çok az bir değişiklik bile biyokimyasal tepkimeleri olumsuz etkiler. Bu nedenle ph değerinin sabit kalması gerekir. İnsan kanının ph ı = 7.4 tür. İnsan kanının ph ı 7 ye düşerse ya da 7,8 in üzerine çıkarsa ölüm meydana gelir. Tuzlar: asitlerle bazlar karıştırıldığında asitin H iyonu ile bazın OH iyonu birleşir. Bu birleşim sırasında bir molekül su açığa çıkar ve tuz meydana gelir. HCl + NaOH H 2 O + NaCl Hidroklorik asit + Sodyum hidroksit su + Sodyum klorür Hücrenin içinde ve hücrelerin arasında çeşitli mineral tuzları vardır. Bunlar içinde en önemlileri sodyum, potasyum, magnezyum ve kalsiyumdur.
Asit - Baz Dengesinin Düzenlenmesi: *Solunum yoluyla *Böbreklerle *Karaciğerle gerçekleştirilir. a-) Minerallerin İnsan Vücudu için Önemi: Organizmanın yapısında az da olsa minerallere ihtiyaç vardır. Mineraller kanın osmotik basıncının ayarlanmasında, kas kasılmasında ve sinirlerde uyartının iletilmesinde önemli role sahiptir. Ca, Na, CI, Mg, S, Fe, I, F, Mn, Cu ve Co, P, S, N, Mg gibi inorganik elementler metabolizma olaylar için gereklidir. Bu minerallerden bazılarına minimum oranda ihtiyaç olduğunda bunlara iz elementler denir. İz elementlerin, çoğunun enzimler, hormonlar ve bazı vitaminlerle ilgili yardımcı görevleri vardır. Minerallerin yetersizlik veya fazlalık durumlarında sağlık problemleri ortaya ç kar. Mineraller bazı enzimlerin yapılarına katılarak katalizör görevi yapar. Vücutta hücre ara sıvısı ile hücre sıvısı arasında bir sodyum potasyum oranı vardır. S odyum gibi potasyumun da büyük bir kısmı, tüketilen besinlerden kolayca emilir. İshal gibi, su kaybının fazla olduğu durumlarda potasyum kaybı büyük olur. Vücutta en bol bulunan mineral kalsiyumdur. Kalsiyumun büyük bir kısmı fosforla birlikte kemiğin ve dişin yapısına katılır. b-) Mineral Bakımından Zengin Besinler: Hayvanlar minerallerini dışarıdan alırlar. Mineralleri, su hayvanları vücut yüzeyi ile ve besinlerle, kara hayvanları ise besinlerden sağlar. Minerallerden kalsiyum süt ve süt ürünlerinde ve koyu yeşil yapraklı sebzelerde bulunur. Fosfor süt ve süt ürünleri, yumurta, et ve et ürünleri gibi besinlerde bulunur. İyot deniz ürünleri ve sofra tuzunda bol miktarda bulunur. Demir bakımından zengin besinler karaciğer, kırmızı et kuru üzüm gibi yiyeceklerdir. Sodyum ve klor yiyeceklerde az miktarda bulunur Magnezyum (Mg): Bitkilerde klorofil pigmentinin ve bazı enzimlerin yapısında yer alır. Magnezyum kemiklerin yapısına katılır. Karbonhidrat metabolizmasında görevli enzimlerin aktivasyonunda görev alır. DNA ve RNA
sentezinde görev alır. Asetilkolinin yapım ve yıkımında görev alır. ATP sentezinde görevli enzimin aktivasyonunda aktif rol oynar. Yetersizliğinde; Azlığında damar genişlemesi, kan miktarında artma, aşırı duyarlılık, küçük beyindeki Purkinje hücrelerinde bozukluk, böbrek bozuklukları, kramplar, büyümede durgunluk, saç dökülmesi, ödem ve sonuçta ölüm ortaya çıkar. Bir insanın günlük ihtiyacı 0.3gr. kadardır. Demir (Fe): Hemoglobin yapısına katılır. Eksikliğinde anemi görülür. Miyoglobin, hemoglobin ve sitokrom enzimlerin yapısına giren eser elementlerdendir. Demir eksikliği fazla miktarda kuvvetli karbonhidrat (şeker ve nişasta) ve sütle beslenmede, keza hastalıklarda, kan parazitlerinde olduğu durumlarda görülür. *Klorofilin yapısına katılmaz fakat sentezi için gereklidir. *Demir bağırsaklardan, az miktarda böbrek yoluyla ve terle atılır. *Kan plazmasının demir bağlama kapasitesini aşacak miktarda demir alınırsa akut demir zehirlenmesi meydana gelir. İyot (I): Tiroit bezinin çalışmasında etkilidir. Eksikliğinde guatr hastalığı oluşur. Tiroit hormonları için gereklidir. Embriyonik ve gençlik evrelerinde eksik olduğu zaman keratinismus (cücelik ve zeka geriliği)'u, erginlerde miksödem hastalığını ortaya çıkarır. *Deniz suyu iyotça zengindir. Denizden uzak olan iç anadolu bölgelerinde yetişen bitkisel besinler iyot yönünden fakirdir. *İnce bağırsaktan emilir. Böbrek, karaciğer, akciğer, bağırsak, süt ve tükürükle atılır. Kalsiyum (Ca): Kasların kasılmasında etkilidir. Ayrıca kemik ve dişlerin yapısına katılır. Eksikliğinde kemik ve diş rahatsızlıkları ortaya çıkar. Çocuklarda raşitizm yaşlılarda, kemik erimesi. Ani kalsiyum azalmaları tetanos benzeri kramplara neden olur. Kronik kalsiyum azlığı büyümede durgunluğa, beslenmede isteksizliğe, metabolizmanın artmasına, raşitizm simptomlarına neden olur. Aşırı D vitamini kireçlemeye neden olur. Az miktarda alındığında ise raşitizm meydana gelir. Fosfor (P): Kemik dişlerin yapısına katılır. Çekirdek asitlerinin (DNA ve RNA) yapısına katılır. Kalsiyumun kanda aşırı artması, kemiklerden fosfatın çekilmesine, böylece kemiklerin yumuşamasına dener olur. Tersi durumlarda, kemiklerden kalsiyum çekilir. Fosfat verilmesi zihin ve vücut işlevlerini artırır. İnsan için günlük ihtiyaç yaklaşık 3gr. P'dır. Fosfat azlığı büyümeyi durdurur; iskelet bozukluklarına ve sonuçta ölüme neden olur. Sodyum (Na): Kas liflerinin uyarılmasında ve sinirlerdeki iletimde önemli rol oynar. Azlığında deride, gözün bağ dokusunda ve üremede bozukluklar ortaya çıkar.
*İmpuls (uyartı) iletiminde görev alır. Potasyum (K): Sinirsel iletimde, hücrede asit ve baz dengesinin sağlanmasında, kas faaliyetlerinde görev alır. Vücutta Na: K oranının sabit tutulması gerekir. Günlük ihtiyacımız 2 gr. kadardır. *Hücre içi iyon dengesini sağlar. *İmpuls (uyartı) iletiminde görev alır. *Genç bitkilerde büyümeyi hızlandırıcı etki yapar. Sofra Tuzu (NaCl): En önemli görevi vücut sıvısının ozmotik basıncını düzenlemektir. Azlığında ilk olarak hücre arası sıvının, özellikle kanın suyu çekilir, kan koyulaşır sonuçta, kramplarla birlikte dolaşım sistemi durarak canlıyı ölüme sürükler. Sofra tuzu iştah açar ve mide salgısını artırır. Azlığı azot dengesinin bozulmasına, protein yıkımına, kan şekerinin yükselmesine, yorgunluğa ve baş dönmesine; fazla miktarda alınması böbrek rahatsızlıklarına, aşırı uyarılmaya, tükürük salgısının akmasına neden olur. Ter ile bol miktarda tuz atıldığından, çok sıcak havalarda tuz yetmezliği ortaya çıkabilir Klor(Cl): Özellikle mide salgısında bulunur. Azlığında sindirim ve büyüme bozuklukları ortaya çıkar. *İmpuls iletiminde görev alır. *Omurgalılarda en önemli kullanılış yeri mide salgısındaki HCI sentezidir. *Birçok bitkide büyümeyi inhibe (durdurucu) eder. Kükürt(S): *Bazı aminoasitlerin, vitaminlerin ve bazı hormonların yapısına katılır. Bağ dokuda, tırnak, kıl, boynuz gibi yapılarda bulunur. Azot (N):Proteinlerin, bazı vitaminlerin, azotlu organik bazların ve klorofilin yapısına katılır. Bitkiler azotu nitrit ve nitrat tuzları halinde alırlar. Eksikliğinde bitkilerde klorofil miktarı azalır. Bakır (Cu): Bazı enzimlerin yapısına katılır. Bakır olmazsa, demir, hemoglobine bağlanamaz. *Bakırın fazla emilimi Wilson hastalığına neden olur. Wilson hastalığında karaciğer ve gözde bakır birikir. Mangan(Mn): Oksidaz gibi enzimlerin harekete geçmesi için etki eder. Mangan eksikliği, insanlarda kısırlık meydana getirir. Bütün dokularda çok düşük bir konsantrasyonda bulunur. *Başlıca karaciğer ve böbreklerde depo edilir. Çinko(Zn): Karbohidraz ve insülinin yapısına katılır.
*Çinko temel elementlerden birisidir. Büyümenin optimal olması için gereklidir. *Birçok bitkide zehir etkisi yapar. *Bazı enzimlerin aktivasyonunda görev alır. Kobalt(Co): Kan oluşumu için gerekli olan vitamin B 12 'nin oluşumuna katılır. *B 12 vitamininde bulunur. *Kan yapımında görev alır. Büyümede etkilidir. Flor(F): Eser element olarak önemi tartışılmaktadır. Fazla dozlarda toksik etki yapar. Eser miktarlarda bulunduğunda olumlu etkileri olduğu varsayılmaktadır. *Dişlerin sert maddesinde bulunur. *Diş çürümelerine karflı korur. *Fazla florlu su içilmesi flor zehirlenmesine neden olur. Molibden (Mo). Bazı enzimlerin yapısına katılır. Ayrıca azot bakterilerinde, havadaki azotun bağlanmasını sağlar. Geviş getirenlerde molibden işkembe bakterilerinin gelişimi için önemlidir. aksi taktirde beslenme yetersizlikleri meydana gelebilir. Selen (Se): Fazla olduğu zaman zehirlidir; eser halde gerekli olduğuna ilişkin bazı deliller vardır.