Konu anlatımı
Hücrelerinde her saniye çok sayıda kimyasal tepkime gerçekleşir; buna karşın vücut sıcaklığın, kanındaki şeker ve su miktarı dar sınırlar içinde kalır. Bu alt başlıkta canlılardaki kimyasal tepkimelerin bütünü olan metabolizmayı ve iç ortamın dengede tutulması olan homeostaziyi göreceksin.
Metabolizma: yapım ve yıkım
Canlıda gerçekleşen bütün kimyasal tepkimelerin toplamına metabolizma denir. Küçük moleküllerden büyük moleküllerin yapıldığı tepkimelere yapım (anabolizma) tepkimeleri denir: amino asitlerden protein, glikozdan nişasta ya da glikojen yapılması bu türdendir. Büyük moleküllerin küçük moleküllere parçalandığı tepkimelere yıkım (katabolizma) tepkimeleri denir: sindirimde besinlerin parçalanması ve solunumda glikozun parçalanması yıkım örnekleridir. Yapım tepkimeleri genellikle enerji harcar, yıkım tepkimeleri ise genellikle enerji açığa çıkarır.
Metabolizmayı etkileyen durumlar
Metabolizma tepkimelerinin hemen hepsi enzim adı verilen biyolojik katalizörlerle hızlanır. Büyüme çağındaki bir çocukta yapım tepkimeleri yıkım tepkimelerinden fazladır ve vücut kütle kazanır. Uzun süreli açlıkta ve yaşlılıkta ise yıkım tepkimeleri öne geçer. Metabolizma hızı canlının türüne, yaşına, hareketliliğine ve çevre sıcaklığına göre değişir; uyuyan birinin metabolizma hızı koşan birininkinden düşüktür.
Homeostazi
Homeostazi, dış ortam koşulları değişse de canlının iç ortamını (sıcaklık, su ve tuz miktarı, kandaki şeker miktarı, asitlik derecesi gibi) yaşamı sürdürebileceği sınırlar içinde tutmasıdır. İnsanın vücut sıcaklığı 37 °C dolayında tutulur: sıcakta terleme artar ve deri damarları genişleyerek ısı kaybı artar; soğukta titreme ile ısı üretimi artar. Çok su içildiğinde idrar miktarının artması, susuz kalındığında azalması da homeostazi örneğidir.
Homeostazi yalnızca insanlara özgü değildir. Bitkiler sıcak ve kurak havada yapraklarındaki küçük açıklıkları kapatarak su kaybını azaltır. Tatlı sularda yaşayan bazı tek hücreliler, hücrelerine sürekli giren fazla suyu özel kofullarla dışarı atarak patlamaktan kurtulur. Homeostazi bozulursa hücreler zarar görür ve hastalıklar ortaya çıkar.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Aşağıdakilerden hangileri yapım, hangileri yıkım tepkimesidir? I. Amino asitlerden protein oluşması II. Nişastanın glikoz moleküllerine parçalanması III. Karaciğerde glikozdan glikojen yapılması IV. Hücrede glikozun solunumla parçalanması
Çözüm. Küçük moleküllerden büyük molekül yapılan tepkimeler yapımdır: amino asitlerden protein (I) ve glikozdan glikojen (III) oluşması yapım tepkimesidir. Büyük moleküllerin küçüklere parçalandığı tepkimeler yıkımdır: nişastanın glikoza ayrılması (II) ve glikozun solunumla parçalanması (IV) yıkım tepkimesidir. Yapım tepkimeleri enerji harcar; yıkım tepkimelerinde, özellikle solunumda enerji açığa çıkar.
Örnek 2. Sıcak bir yaz gününde uzun süre koşan bir sporcunun vücudunda homeostaziyi korumak için hangi değişiklikler olur?
Çözüm. Koşarken kaslarda solunum hızlanır ve çok miktarda ısı açığa çıkar. Vücut sıcaklığını sabit tutmak için ter salgısı artar; ter buharlaşırken deriden ısı alır ve vücudu serinletir. Deri damarları genişler, kan yüzeye daha çok gelir ve ısı kaybı artar. Terle kaybedilen su nedeniyle sporcu susar ve idrar miktarı azalır; böylece vücudun su dengesi korunur.
Sık yapılan hatalar
- Metabolizmayı yalnızca yıkım ya da yalnızca sindirim sanmak; yapım tepkimeleri de metabolizmadır.
- Homeostaziyi dış ortamın sabit kalması sanmak; sabit tutulan iç ortamdır.
- Büyüme çağında yıkım tepkimelerinin durduğunu düşünmek; iki tür tepkime her zaman birlikte yürür.
- Metabolizma = yapım + yıkım; yapım enerji harcar, yıkım enerji açığa çıkarır.
- Büyümede yapım, uzun süreli açlıkta ve yaşlılıkta yıkım öne geçer.
- Homeostazi: iç ortamın (sıcaklık, su, tuz, kan şekeri) dengede tutulması.