Karbonhidrat Beslenmesi ve Glikobiyoloji (Glikomikler)

Gelişmiş ülkelerde aşırı günlük karbonhidrat tüketimi yüzünden yaşanan obezite hastalıkları ve gelişen ülkelerde gerek eksik gerekse yanlış kalori tüketimi sebebiyle beyin ve vücut gelişimi hastalıkları devam ediyor.

Karbonhidratlar üç temel makrobesinden (protein, yağ) biri ve önemli günlük enerji (4 kcal/g) ve enerji depolama (kaslarda 500g ve karaciğerde100 g glikojen depolanır) kaynağıdır. Glukoz; beyin, kas, alyuvarlar ve sinir sistemi hücrelerinin ilk tercih ettiği enerji kaynağıdır. Karbonhidrat tüketimi, proteinlerin enerji yerine yapısal fonksiyonlarda kullanımını sağlar.

Besin olarak üç önemli karbonhidrat grubu vardır.

a- Nişasta ve kompleks karbonhidratlar, polisakkaritler, hemiselüloz, prebiyotikler (inulin, oligofruktosakkaridler)

b- Basit şekerler (mono ve disakkaritler; sakkaroz, glukoz, fruktoz, laktoz, galaktoz) c- Lifler (suda çözünür ve çözünmeyen lifler) Gıdalarda en yaygın bulunan karbonhidrat türleri, Tablo 1’de, kimyasal yapıları Şekil 1’de verilmiştir.

Karbonhidrat biyodengesi Karbonhidrat biyodengesinde temel strateji doğru türde karbonhidrat seçmek, lif dengesini sağlamak, protein-yağ ile birlikte tüketmek, porsiyonları kontrol etmek ve bağırsak sağlığını gözetmektir. Günlük ihtiyaçtan fazla tüketilen rafine karbonhidratlar, şekerli gıdalar, şişmanlığa, insulin direncine ve metabolik sendromlara (şişmanlık, tansiyon, yüksek kan şekeri vb) neden olur. Alınan aşırı şekerler günlük detoks ile tüketilmelidir. İleri glikasyon (AGE’s) ürünleri oluşmadan aşırı tüketilen karbonhidratları ve özellikle de şekerlerin detoks edilmesi yararlı olmaktadır. Şekerlerin detoks edilmesi üç yolla hızlı bir şekilde yapılabilir: fazla kalorileri tüketecek kadar spor yapmak, bol su içmek, ertesi gün oruç tutmak.

a-Kanda şeker biyodengesinin sağlanması (Glukoz Homeostasis): Hipoglisemi, kan şekerinin olması gerektiğinden daha düşük olmasıdır. Hipoglisemik reaksiyonun başlangıcında bulanık görme, baş ağrısı, baş dönmesi, terleme ve bayılma hissi görülür. Uygun müdahale edilmediği takdirde bilinç kaybı yaşanır. Diyabetli hastaların sıklıkla karşılaştığı bir rahatsızlıktır. Hiperglisemi veya yüksek kan şekeri, aşırı miktarda glukozun kan plazmasında dolaşmasıdır. Tip 1 ve Tip 2 diyabet hastalık halidir.

Tip 1 diyabet: İnsüline bağımlı diyabet olarak da bilinen tip 1 diyabet, bağışıklık sisteminin pankreastaki insülin yapan beta hücrelerine saldırması ile insülin üretiminin yetersiz ya da hiç olmadığı, insülin ihtiyacının takviye ile karşılanmak durumunda kalındığı kronik diyabet hastalığı türüdür.

Tip 2 diyabet: Tip 2 diabetes mellitus, erişkin dönemde ortaya çıkan diyabet, insülin direnci ve buna bağlı insülin eksikliği bağlamında yüksek kan şekeri ile karakterize edilen bir metabolik bozukluktur.

Glisemik indeks (GI), bir besinin kandaki glukozu ne kadar hızlı yükselttiğini gösteren bir ölçüdür. Günlük alınan besinlerleGI’nin dengelenmesi, özellikle insülin direnci, diyabet, obezite, kalp-damar sağlığı gibi durumlarda büyük önem taşır. Düşük GI’li besinler tercih edilmelidir: tam tahıllar (kinoa, bulgur, yulaf, esmer pirinç), kurubaklagiller (mercimek, nohut, fasulye), sebze ve meyveler. Yüksek GI’li gıdalar az miktarda tüketildiği zaman glisemik yükü (GL) daha az olacaktır. Orta GI’li besinler ölçülü tüketilmelidir: muz, üzüm, patates, havuç gibi. Yüksek GI’li besinler çok az tüketilmelidir: beyaz ekmek, pirinç, şekerli içecekler, şekerli tatlılar.

b-Lif dengesi: Çözünür lifler (yulaf, portakal, keten tohumu, baklagiller) kan şekeri ve kolesterolü dengeler. Çözünmez lifler (tam buğday, sebze kabukları, kepek) bağırsak hareketlerini düzenler. Günlük 25–35 g lif alımı biyo denge için idealdir.

Toplum sağlığı ve gelişmekte olan glikobiyoloji gündemi Gelişmiş ülkelerde aşırı günlük karbonhidrat tüketimi, obezite hastalıkları ve gelişen ülkelerde eksik ve yanlış kalori tüketimi ile beyin ve vücut gelişimi hastalıkları devam etmektedir.

Düşük karbonhidrat ve açlık ile gelişen ketojenik beslenme ile ilgili problemler. Uzun dönem bu tip beslenmenin şişmanlık, şeker ve nörolojik hastalıklara etkisi araştırılmaktadır.

Yapay tatlandırıcılar. Gıdalarda katkı olarak kullanılan 20’den fazla yapay tatlandırıcı bulunmaktadır. Uzun yıllardır tartışılan, kansere, mikrobiyotaya, insulin direncine olan etkileri hâlâ kesinlik kazanmamış olduğu için bu maddelerden uzak durmak en akılcı yol olmaktadır.

Kişisel karbonhidrat tüketimi. Bu konuda çalışmalar devam etmektedir. Kişiler arasında glisemik indeks duyarlılığı, liflerin mikrobiyotaya etkileri ve kişilerin genetik yapısına bağlı olarak değişmektedir.

Anne sütü oligosakkaritleri (HMOs). Özel anne sütünde bulunan prebiyotik karbonhidratlardır (sayısı 100’den fazladır). Miktarı ve salgılanma süresi genetik olarak kontrol edilmektedir. Emzirmede başlangıçta en yüksek seviyede olup giderek azalmaktadır. Bebeğin bağırsak mikrobiyotasında, bağışıklık sisteminde ve beyin gelişiminde önemli işlevleri bulunmaktadır. Oligosakkaritleri anne sütünde optimize etmek için lifli ve prebiyotik gıdaların tüketilmesi, ayrıca yeterli B-vitaminleri, kolin, D vitamini, çinko ve demir tüketiminin yanı sıra stres ve antibiyotikten uzak durarak, yeterli günlük uyku tavsiye edilmektedir.

Karbonhidratları protein ve yağ ile birlikte tüketmek.

Karbonhidratları tek başına değil, kaliteli protein(yumurta, yoğurt, baklagiller) ve sağlıklı yağlarla (zeytinyağı, tereyağı, avokado, kuruyemiş) tüketmek kan şekeri dalgalanmalarını önlemektedir.

Karbonhidrat metabolizmasında glikobiyoloji

Karbonhidrat metabolizmasında reaksiyonlar sitoplazmada başlar ve mitokondride biter. Sitoplazmada Glikoliz ile Glukoz --- Pirüvat (ve ATP, NADH) Mitokondride Pirüvat --- Asetil-CoA, TCA döngüsü/ Kreb döngüsü ile Asetil-CoA—CO2 , NADH, FADH2 okside olur. İç mitokondri membranında elektron taşıma zinciri ile ATP’ye dönüşmüş olur. Akciğer hücre sitoplazmasında Glikogenez ile Glukoz --- Glikojen dönüşümü olur. Glikojen akciğer ve kaslarda depolanır. 1 mol karbonhidratın (glukoz) tamamen oksidasyonu sonucunda 30-32 mol ATP enerji üretilmektedir. Tablo 3’te oksijen kullanımı ve ATP üretimi mukayeseli olarak karbonhidrat, yağlar ve proteinler için verilmektedir. Yağlar 106 ATP, 1 mol amino asit (alanin) ise 10-25 ATP üretir. Fakat 1 mol protein (300 amino asit içeren) 4000 – 5000 ATP üretir.

1 mol glukoz (180 g) oksidasyonu için 6 mol O₂ (192 g) gereklidir. 1 mol yağ (palmitate) (256 g) oksidasyonu için 23 mol O₂ (736 g) gereklidir. 1 mol protein (alanin) (89 g) için 3 mol O₂ (96 g) gereklidir. Kilo hesaplamalarında ve obeziteye bağlı sağlık sorunlarında yukarıda verilen kitap değerlerinin incelenen kişi bazında yapılması gerekmektedir.

Gıda glikomikleri

Glikan Yunanca şeker demektir. Glikomikler genomikler, proteomiklere lipidomiklere benzetilen bir kelimedir. Glikomikler şeker polimerlerinin canlı hücre içindeki işlevlerini, yapılarını ve konjugasyonlarını (glikoproteinler, glikolipidler vb) inceleyen bilim dalı olarak gelişmektedir. Glikomiklerin biyosentezi, nükleik asitler ve proteinler gibi DNA şablonuna bağlı olarak değil, hücre içi enzimler, proteinler ve sinyalizasyon mekanizması ile sentezlenmektedir. Bu ise glikanlara çok daha fazla çeşitlilik kazandırmaktadır. Glikanlar yeryüzünde en fazla bulunan biyomoleküllerdir. Glikanlar ağaçların devasa yapısını, kan gruplarını belirleyen, hücrelerin yüzeyini kaplayan, bağışıklık hücrelerinin yabancıyı tanımasını sağlayan ve çok çeşitlilik gösteren moleküllerdir. Glikanlar tüm gıdalarda bol miktarda bulunmaktadır. Özellikle de baklagillerde, mantarlarda, çerezlerde, tohumlarda bulunmaktadır. Glikanlar bağışıklık sistemini güçlendirmekte, hücreler arası sinyalleşmeyi sağlamakta, bağırsak mikrobiyotasını iyileştirmektedir. Kolesterol ve HDL’yi düşürmektedir. Gıda glikanları, tekstür, gıda matriksi, aroma ve tat vermede önemli rol oynamaktadır. Polimerik glikanların hücrede sentezinde 2 enzim ve 2 kovalan bağ etkili olmaktadır.

Karbonhidrat beslenmesinde güncel dikkat edilmesi gereken başlıklar

• Yüksek fruktozlu mısır şurubunun (HFCS) ve rafine şekerin obezite, insülin direnci, karaciğer yağlanmasıyla ilişkili olduğu Dünya Sağlık Örgütü’nce teyit edilmiştir. Günlük kalorinin yüzde 10’dan azı eklenmiş beyaz şekerden gelmesi gerektiği ifade edilmektedir.

• “Gizli şeker” (işlenmiş gıdalardaki katkılı şekerler) güncel bir endişe kaynağıdır. Bu konuda tam şeffaflık zorunlu olmalıdır.

• α-glikozidik bağlar

-Nişastada bulunur (amiloz, amilopektin).

-Nişasta sentaz enzimi (α-1,4 bağlar) ve dallanma enzimi (α-1,6 bağlar)

Örnek: 4 Glukoz-(α1→4)-Glukoz amilozda bulunur. 4 Glukoz-(α1→6)-Glukoz dallanma bölümleri.

• β-glikozidik bağlar

Sellüloz ve hemisellülozda bulunur.

Sellüloz sentaz enzimi (β-1,4 bağlar)

Örnek: 4 Glukoz-(β1→4)-sellülozdaki glukoz (kuvvetli hidrojen bağı → Bitkisel hücre

duvarının sertliğini verir)

Kaynaklar: 1. Yıldız F. (2009). Advances in Food Biochemistry, “Glycobiology of Foods” CRC Press Publishing Companies (Francis and Taylor Group), 510 pages. New York, NY, USA. 2. Richard D Cummings. (2024). A Periodic Table of Monosaccharides, Glycobiology, Volume 34, Issue 1, January 2024, https://doi.org/10.1093/glycob/cwad088 3. Jens Bangsbo, Peter Krustrup, Jose ´Gonza´ Lez-Alonso ve Bengt Saltin. (2001). ATP production and efficiency of human skeletal muscle during intense exercise: effect of previous exercise. Am j physiol endocrinol metabolism vol: 280, pages e956–e964, The American Physiological Society http://www.ajpendo. orge956 4. Wei Tang, Dan Liu, Shao-Ping Nie. (2022). Food glycomics in food science: recent advances and future perspectives. Current Opinion in Food Science. Elsevier, Volume 46, August 2022, 100850. 5. Bin Zhang ve Sushi Dhital (Ed). (2025). Carbohydrate Nutrition ISBN 978-0-443-15700-4 DOI https://doi. org/10.1016/C2022-0-01619 Academic Press part of Elsevier Science and Technology. Elsevier B.V (Corporate office) Radarweg 29 1043 NX Amsterdam, Netherlands Tel: +31 20 485 3911.