Ana enerji kaynağı olarak glikoz kullansa da beyin, bazı özel durumlarda farklı kaynaklardan da enerji elde edebiliyor. İşte beynin çalışmaya devam edebilmesi için kullandığı 4 enerji kaynağı.
Beyin, insan vücudunun en karmaşık organıdır, tükenmez bir yeni bilgi kaynağıdır. İnsanın tüm duyguları, süreçleri, öğrenmesi, hafızası ve zekası beynin kontrolü altındadır.
Ortalama bir kişinin vücut ağırlığının sadece yüzde 2’sini oluşturmasına rağmen, günlük bazal metabolizmaya harcanan enerjinin (insan vücudunun vücut fonksiyonlarını sürdürmek için günlük harcadığı minimum enerji) yüzde 20’si kadarını beyin harcar.
Beynin belirli zamanlarda birim zamanda gram doku başına kalori tüketimi, bir maraton koşusu sırasında bacak kas hücrelerindekine ulaşabilir. Enerji öncelikle, sinir uyarılarının iletilmesi ve sinir sisteminin işleyişi için gerekli sodyum ve potasyum konsantrasyonlarını düzenleyerek taşıma mekanizmaları için kullanılır.
Beynin toplam enerji harcamasının yaklaşık yüzde 75’i sinyal verirken, kalan yüzde 25’i ise proton, protein, nükleotid, fosfolipid ve aksoplazmik taşıma gibi hücresel aktiviteler için gereklidir.
ANA ENERJİ KAYNAĞI GLİKOZ
Beyinde iki tip hücre, nöronlar ve glia hücreleri bulunabilir ve her ikisi de tamamen farklı rollere sahip olmasına rağmen aynı enerji elde etme yollarıyla şeker glikozu kullanırlar.
Bir yandan nöronlar, glikozu oksitlemek için oksijeni kullanır ve buna bağlı glikoliz, daha sonra hücresel çalışmaları için kullandıkları ATP formunda enerjiye dönüştürülür.
Genelde harcanan enerjinin çoğu nöronlardayken, sadece yüzde 5-15’i glia hücrelerinin en önemlileri olan astrositlerdedir.
Beyindeki neredeyse tüm glikoz kan dolaşımından gelir. Glikoz, yiyeceklerden karbonhidratların parçalanmasından sonra ince bağırsaktan glikozun emilmesiyle kan dolaşımına girer. Uzun bir süre yiyeceksiz kalındığında ve kan şekeri düşmeye başladığında, karaciğer kendi glikojenini parçalar ve kana glikoz molekülleri gönderir. Glikoz haricinde beyin hücreleri laktatlar (laktik asit tuzları), keton cisimleri, amino asitler ve yağ asitleri dahil olmak üzere diğer molekülleri de bir enerji kaynağı olarak kullanabilir.
KETON CİSİMLERİ
Anne sütü almaya başladığımız ilk andan itibaren vücut ketotik durumda olur, yani beynimiz keton cisimlerini baskın enerji kaynağı olarak kullanır. Emzirme evresi ilerledikçe, glikoz parçalanmasında yer alan enzimlerin üretim hızı artar ve gıda almaya başladığımız anda emzirmenin hala devam etmesine bakılmaksızın, beynimiz daha ekonomik ve daha hızlı yakıt olan glikoza geçer.
Bununla birlikte, keton cisimleri yetişkinlikte de beyin hücrelerinin enerji metabolizmasında kullanılabilir. Örneğin ketojenik diyet veya uzun süreli açlık durumunda genellikle vücutta yetersiz glikoz bulunur ve keton cisimleri kullanılır.
Ancak keton cisimleri tüm nöronlar için yeterli bir enerji kaynağı sağlamaz. Ayrıca, glikoz sadece nöronlar tarafından bir enerji kaynağı olarak değil, aynı zamanda metabolik reaksiyonlarda bir başlangıç molekülü olarak da kullanılır. ihtiyaç duyulur, aslında gerekli riboz şekerinin elde edilebileceği tek olası moleküldür. Beyin hücreleri glikoz kullanmadan uzun süre devam ederse, oksidatif hasarın ortasında çok hızlı bir şekilde yaşlanır.
YAĞ ASİTLERİ
Beyin hücrelerinin yağları yakarak enerji kazanması kulağa kötü gelmiyor ve gram yağdan elde edilen kalorinin 9 kalori, glikozun ise 4 kalori olduğu göz önüne alındığında hikaye daha da ilginçleşiyor.
Birçok uzman enerji kaynağı olarak yağları kullanmanın sağlıklı olabileceğini düşündü ancak bilimsel araştırmalar bunu ne yazık ki doğrulamıyor. Araştırmalar, beyin hücrelerinin enerji kaynağı olarak ağırlıklı olarak glikoza güvendiğini, yağ asitlerinin sadece küçük miktarlarda kullanılabileceğini gösteriyor.
Yakın zamana kadar, beynin yağ asitlerini kullanamamasının nedenin fiziksel olduğu düşünülüyordu. Yağların kandan beyne geçmediklerine ya da kan-beyin bariyerini geçmediklerine inanılıyordu.
Ancak, bu inançlar büyük ölçüde yanlıştı. Kandan beyne geçiş, glikoz veya keton cisimlerine göre yağ asitlerinde daha yavaş ve daha zordur, ancak yine de doğru geçebilirler. Beynin yağ asitlerini kullanmamasının nedenleri biraz daha karmaşık.
Nöronlardaki yağ asitleri, enerji üretiminden sorumlu organeller olan mitokondrinin işlevini bozar. Yağ asitleri, DNA da dahil olmak üzere hücresel bileşenlere zarar verebilecek serbest radikaller oluşturarak hücredeki oksidatif stresi önemli ölçüde artırır. Yağ asitleri, yüksek beyin aktivitesi durumlarında yetersiz olan glikoza kıyasla daha yavaş bir enerji kaynağıdır. Ayrıca glikoz ile karşılaştırıldığında aynı miktarda enerji üretmek için daha yüksek oksijen tüketimi gerektirir ve bu nedenle, enerji açısından bakıldığında daha pahalı bir yakıttır.
Ancak tüm bunlara rağmen beyin hücreleri az miktarda da olsa yağ asitlerini kullanır.
LAKTATLAR
Laktat olarak bilinen laktik asit tuzu, hızlı bir glikoz parçalanma reaksiyonu sırasında bir yan ürün olarak oluşur ve ayrıca dolaylı olarak nöronlara bir enerji kaynağı olarak hizmet edebilir.
Laktatlar, özellikle yüksek yoğunluklu egzers,z sırasında kas hücrelerinde meydana gelen yüksek anaerobik glikoliz oranı nedeniyle yüksek konsantrasyonlarda olması durumunda, beyindeki komşu hücrelerden veya kan dolaşımından doğrudan nöronlara ulaşabilir.
Beyin insan vücudunun en karmaşık, en ilginç ve en gelişmiş organıdır. Bu nedenle belirli durumlarda birkaç farklı enerji kaynağını kullanabilse de maksimum potansiyelini kullanmasına izin vermek için ana yakıt olarak glikoz kullanılmalıdır.
kaynak ensonhaber.com
