Protein Metabolizmasında Güncel Yaklaşımlar: Miktar Yerine Kalite ve Lösin Eşiği Teorisi

Gıda Müh. Kunter İlalan

Gıda Müh. Prof. Dr. Fatih Yıldız

Gıda Müh. Tuğba Öksüz

Onlarca yıldır beslenme dünyası, paketlerin arkasında bulunan tek bir sayısal verinin büyüsüne kapılmıştır: gram cinsinden protein. Spor salonu kültürü, diyetisyenlerin eski alışkanlıkları ve gıda endüstrisinin pazarlama dili bu rakamı kutsallaştırmıştır. Oysa kas dokusu, bağışıklık sistemi ve metabolizma, bu kaba ölçümle hiçbir zaman açıklanamadı.

Onlarca yıldır beslenme dünyası, paketlerin arkasında bulunan tek bir sayısal verinin büyüsüne kapılmıştır: gram cinsinden protein. Spor salonu kültürü, diyetisyenlerin eski alışkanlıkları ve gıda endüstrisinin pazarlama dili bu rakamı kutsallaştırmıştır.

Oysa kas dokusu, bağışıklık sistemi ve metabolizma, bu kaba ölçümle hiçbir zaman açıklanamadı. Vücudun kabul ettiği asıl veri, proteinin eyleme dönüştürülebilir — ve ölçülebilir, yani analitik biyokimyasal niteliğidir.

Bu biyokimyasal kaliteyi anlamak için, öncelikle onu nasıl yanlış ölçtüğümüzü ele almalıyız. 1990’lı yıllarda geliştirilen “protein sindirilebilirliği düzeltilmiş amino asit skoru” — PDCAAS, doğru bir soruya verilmiş yanlış bir cevaptı. Bu yöntem proteini ölçüyor, fakat bunu fekal (dışkı) analiz yoluyla yapıyordu . Buradaki temel hata, amino asit emiliminin kalın bağırsakta değil, ince bağırsağın son kısmı “terminal ileum”da bittiği gerçeğinin göz ardı edilmesidir.

İnce bağırsaktan emilmeden kolona (kalın bağırsak) geçen protein, artık vücut için bir besin değil; orada yaşayan bakteriler için bir yakıttır.

PDCAAS, bu bakteriyel tüketimi hatalı bir şekilde “vücut tarafından sindirim” olarak varsaymış, bu da bitkisel proteinlerin değerini yapay olarak şişirirken, hayvansal proteinlerin açık biyolojik üstünlüğünü bulanıklaştırmıştır. Bu belirsizliği gidermek adına bilim dünyası —FAO öncülüğünde— daha titiz bir yönteme geçiş yaptı: “sindirilebilir elzem amino asit skoru” — DIAAS. Proteini bir kum torbası gibi tartmak yerine, o proteinin emilimin gerçekleştiği terminal ileum’da kan dolaşımına ne kadarının geçtiğini ölçer [1]. Bu testin sonucu nettir: DIAAS ≥ 1.00 olan bir protein “Mükemmel” kaynak kabul edilir.

Yumurta, süt, peynir altı suyu (whey), kırmızı et ve balık gibi hayvansal kaynaklar bu eşiği kolayca geçerken; bitkisel proteinler, esansiyel amino asit profillerindeki yetersizlikler nedeniyle genellikle 0,40–0,75 aralığında kalmaktadır.

Ancak bu skor aslında karmaşık bir iletişim sistemini temsil eder. Güncel veriler, proteinin yalnızca bir yapı malzemesi olmadığını;hücrelere ne zaman büyüyeceklerini, yenileneceklerini veya onarım moduna geçeceklerini bildiren bağımsız bir sinyal molekülü olduğunu kanıtlamaktadır [10]. Bu biyokimyasal komuta zincirinde Lösin amino asidi tartışmasız bir pozisyona sahiptir.

Vücut, bir sonraki hamlesini belirlemek için, öğünle birlikte gelen amino asit dalgasını analiz eder ve özel olarak Lösin seviyesine bakar.

mTOR Mekanizması

Günlük toplam protein gramını saymanın neden çağdışı bir metrik olduğunu anlamak için hücrenin içine bakmalıyız. Kaslarınızın gece yarısı sıfırlanan bir “protein sayacı” yoktur. Kaslar, anlık kimyasal sinyallere göre, andan ana işleyen bir prensiple çalışır. En kritik sinyal, mTOR (spesifik olarak mTORC1) adı verilen protein kompleksidir. mTOR —“uzun hali: mekanistik Rapamisin hedefi”, adını kendisini seçici olarak bloke eden immünosüpresif bir molekülden alır. Bilimsel literatürde Rapamisin kullanılarak yapılan çalışmalar, bu yolağın “bypass edilemez” olduğunu kanıtlamıştır: Rapamisin ile mTOR susturulduğunda, ortamda ne kadar protein olursa olsun anabolik süreçler durur. Bu, hücre büyümesi, protein sentezi ve enerji metabolizmasını düzenleyen temel sinyal düğümünün burası olduğunu teyit eder. Hücrenin “büyüme mi, onarım mı?” kararını veren merkezi biyokimyasal sinyal yoludur. mTOR’u, kas dokunuzdaki şantiyenin Genel Yüklenicisi (Müteahhidi) olarak düşünün:

• İşçiler (Ribozomlar): İnşa etmeye hazırdır

• Tuğlalar (Amino Asitler): Protein aldığınızda kanda yığılırlar.

• Müteahhit (mTOR): Projeleri ve iş emirlerini elinde tutar.

“Toplam Gram” yaklaşımının kritik hatası şudur:

İstediğiniz kadar tuğlayı (amino asiti) şantiyeye yığabilirsiniz; ancak Genel Yüklenici (mTOR) iş emrini imzalamazsa, işçiler asla inşaata başlamayacaktır.

Tuğlalar, sonunda başka amaçlarla (enerji/oksidasyon) kullanılmak üzere taşınana kadar orada öylece bekler. Peki, Müteahhit’in iş emrini imzalamasını nasıl sağlarız?

Uyanması için spesifik bir “tetikleyiciye” veya aktivasyon anahtarına ihtiyaç duyar. O anahtar Lösin’dir. mTOR biyolojik olarak kandaki Lösin konsantrasyonunu algılamak üzere programlanmıştır. 20 gram protein yemiş olmanızla ilgilenmez; spesifik bir Lösin konsantrasyonuna (yetişkinlerde 2,5g — 3,0g) ulaşıp ulaşmadığınızla ilgilenir. Bu sayede ikili (binary) “Ya hep ya hiç” yanıtı oluşur:

1-  Eşik Altı (“damlama”): 15g protein yersiniz (yaklaşık 1,2g Lösin sağlar). Müteahhit teşviki yetersiz bulur. Ofisinden çıkmaz. Anahtar KAPALI kalır. “Bakım Modunda” çalışır.

2- Eşik Üstü (“protein seli”): 30g yüksek kaliteli protein yersiniz (yaklaşık 3,0g Lösin sağlar). Müteahhit teşviki kabul eder, emri imzalar ve işçilere inşaata başlamaları için bağırır. Anahtar AÇIK konuma gelir. “Büyüme Modu”ndasınızdır.

Bu fizyolojik eşik, protein kaynakları karşılaştırıldığında kritik bir verimlilik sorununu ortaya çıkarır. Teorik olarak, düşük DIAAS skorlu bitkisel kaynaklardan da gerekli Lösin miktarı elde edilebilir. Ancak, hayvansal kaynaklarla yaklaşık 150–200 kaloride bu eşiğe ulaşılabilirken; aynı biyolojik sinyali bitkisel kaynaklardan almak porsiyon boyutunu ciddi şekilde artırmayı ve yüzlerce fazla kalori tüketmeyi gerektirir [6]. Dolayısıyla, gerçek protein kalitesi sadece biyoyararlanımla değil, “Kalori Başına Lösin” yoğunluğuyla tanımlanır.

Doğru kaynağı seçmek denklemin sadece yarısıdır; alım zamanlaması da eşit derecede belirleyicidir. Modern beslenmedeki bir diğer büyük yanılgı, mTOR sisteminin kümülatif değil, “Ya hep ya hiç” ilkesiyle çalıştığını göz ardı ederek günlük toplam protein gramına odaklanmaktır. Araştırmalar, günlük proteini eşit aralıklarla dağıtmanın —Protein Pacing (Protein Hızlandırma) olarak bilinen strateji— aynı miktarı dengesiz bir dağılımla tüketmeye kıyasla yüzde 25 daha fazla kas sentezi yarattığını göstermiştir [5]. Metabolik elektrik düğmesini günde üç kez açmak, bir kez açmaktan çok daha üstündür. Öte yandan bu katı metabolik kuralların etkileri, yaşlanan nüfus için çok daha derindir Yaşla birlikte kas dokusu protein sinyaline karşı duyarsızlaşır; bu durum Anabolik Direnç olarak bilinir. Gençlerde sentezi tetikleyen dozlar, yaşlılarda yetersiz kalır. Klinik veriler, 65 yaş üstü bireylerin protein sentezini tetiklemek için çok daha yüksek bir Lösin konsantrasyonuna ihtiyaç duyduğunu doğrulamaktadır. Bu “sinyal sağırlığı” aşılamadığında vücut bir yıkım üçlüsüne girer:

1- Sarkopeni (kütle kaybı)

2- Dinopeni (güç kaybı)

3- Osteopeni (kemik kaybı)

Dahası, bu kas bütünlüğünü korumanın etkisi iskelet sisteminin ötesine geçerek beynin kendisine uzanır. Kas ve beyin arasında biyokimyasal bir fısıltı vardır; sağlam kas dokusu, kan-beyin bariyerini geçerek hipokampüste BDNF (beyin türevli nörotrofik faktör) sentezini tetikleyen İrisin adlı bir miyokin salgılar [8]. Bu, nöronları onarır ve bilişsel sağlığı korur; yani sarkopeniden muzdarip bir vücut, beynini de hayati sinyallerden mahrum bırakmaktadır.

Ancak bu metabolik faydaları maksimize ederken, güvenlik profili de titizlikle ele alınmalıdır.

Yüksek protein alımının böbrek fonksiyonlarına etkisi sık karşılaşılan bir tereddüttür. Güncel nefroloji literatürü, sağlıklı böbreklere sahip bireylerde protein kaynaklı ‘hiperfiltrasyonun’ normal bir adaptasyon olduğunu ve renal hasara yol açmadığını göstermektedir [9]. Ancak, renal rezervi azalmış hastalarda ‘önce zarar vermeme’ ilkesi gözetilmelidir.

Öte yandan bu makalede önerilen yüksek protein stratejileri, Fenilketonüri (PKU) hastaları için kesin bir kontrendikasyondur. . Doğal protein kaynakları onlar için nörotoksik olan Fenilalanin içerir. Bu noktada ilginç bir farmakokinetik detay mevcuttur: Fenilalanin ve Lösin, kan-beyin bariyerini geçmek için aynı taşıyıcıyı (LAT1) kullanır. Klinik araştırmalar, kontrollü Lösin (LNAA) akışının, transporter rekabeti yaratarak Fenilalanin’in beyne geçişini engelleyebileceğini göstermektedir.

Eczacılar, özellikle sporcu Whey gibi destek ürünlerinde bulunan Aspartam (Fenilalanin kaynağı) içeriğine karşı hastalarını uyarmalıdır.

1. İnsülinin Lojistik Rolü: Protein sentezi için karbonhidrat yüklemesine gerek yoktur. Lösin, mTOR üzerinden “İnşaat Emrini” verirken; proteinin kendisiyle salgılanan bazal insülin, damar yatağını genişleterek amino asit akışını (Flux) kas dokusuna yönlendirir. Kompleks karbonhidratların varlığı mevcut protein sinyalini zayıflatır, aynı zamanda lifler yoluyla emilimi yavaşlatarak “pik” seviyeyi düşürebilir.

2. Metabolik Vergi (TEF): Vücudun, yediğin yemeği sindirmek, emmek ve hücrelerine taşımak için harcadığı enerjidir. Proteinler, moleküler yapısının karmaşıklığı sebebiyle doğadaki en “maliyetli” makro besindir. 100 kalorilik bir protein alımının yaklaşık yüzde 25’i sindirim ısısı olarak harcanır. Bu “Metabolik Vergi”, yüksek proteinli beslenmenin neden yağ kaybını desteklediğinin termodinamik kanıtıdır. Diyetinizdeki proteini artırdığınızda, alınan kalorilerin büyük bir kısmı “ısı” olarak havaya karışır. Günün sonunda vücutta depolanmak üzere kalan net enerji azalır. Bu da yağ depolarının oksidasyonunu teşvik eder. Protein beslenmesi örneği ile sinyalizasyon temelli beslenme anlatılmaya çalışılmıştır. Hücre içi ve hücreler arası sinyalizasyon, tüm beslenme konularını yeniden gözden geçirilmesini gerektirecektir. Nihayetinde, modern protein metabolizması bilimi odağı “Bugün ne kadar yedin?” şeklindeki ilkel sorudan, daha stratejik ve rafine bir sorgulamaya kaydırmaktadır:

“Bu öğün, Lösin büyüme emrini tetikleyecek kadar yüksek kalitede miydi?”

Kaynaklar

1. Yıldız,F. (2010). “Advances in Food Biochemistry”. CRC Press,Taylor and Francis Group. 2. FAO (2013). Dietary protein quality evaluation in human nutrition. 3. Gorissen, S. H., et al. (2018). Amino Acids, 50(12). 4. Norton, L. E., & Layman, D. K. (2006). The Journal of Nutrition. 5. Katsanos, C. S., et al. (2006). Am J Physiol Endocrinol Metab. 6. Mamerow, M. M., et al. (2014). The Journal of Nutrition. 7. van Vliet, S., et al. (2015). The Journal of Nutrition. 8. Bauer, J., et al. (2013). PROT-AGE Study Group. 9. Boström, P., et al. (2012). Nature. 10. Devries, M. C., et al. (2018). The Journal of Nutrition. 11. Crozier, S. J., et al. (2005). The Journal of Nutrition. 12. Rutherfurd, S. M., et al. (2015). British Journal of Nutrition. 13. Shams-White, M. M., et al. (2017). Am J Clin Nutr. 14. Hughes, G. J., et al. (2011). J Agric Food Chem. 15. Kutluay E, et al. J Pediatr Endocrinol Metab. 2018; 31(11):1233-40. 16. Yıldız F. (2024) “Moleküler ve Hücresel Sağlıkta Stratejik Gıdalar & Hassas Beslenme”. Ankara Nobel Tıp Kitabevleri Ltd.Şti.