Krom eksikliği (Cr) ismi Yunanca’dan gelme renkli anlamındadır. Oldukça sert, paslanmaz ve parlak bir metaldir. Paslanmaz çelik ve diğer pek çok alaşımın üretiminde, ayrıca boya sanayiinde çok kullanılır. Kromitten (Fe Cr2 O4) çıkılarak krom (ııı) oksitin alüminyum ile indirgenmesi sonucu da elde edilir. Bileşiklerinde +2, +3 ve +6 değerlikle olarak bulunur. Krom geçiş metallerindendir. Sindirim sisteminden krom absorbsiyonunun çok düşük olmasından, beslenme denemelerinde yem maddelerinin geçişini izlemede işaretleyici (marker) olarak kullanılır. Suda, toprakta, canlı varlıklarda her türlü şartlarda bulunur. Topraktan bitkiler tarafından alınması ve canlı organizmalar tarafından absorbsiyonu çok düşük olduğundan hayvan dokularında birikimi çok azdır.
Krom Eksikliği ve Zehirlenme Metabolizması
Aç bırakılmış sıçanlarda krom absorbsiyonu % 0.5 – 3.0 kadardır fakat hızlı seyreder. Radyoaktif etiketli krom bileşiklerinin 15 dakika içerisinde absorblandığı ve iki saat sonrada idrar krom atılımının yükseldiği gözlenmiştir. İnsanlarda krom absorbsiyonu alınan miktarla ters orantılıdır. Günlük krom alımı 10 ug iken absorbsiyon yaklaşık % 0.2 olduğu halde, krom alımı 40 ug’a yükseltildiğinde absorbsiyon % 0.05’e gerilemektedir.
Sıçanlarda absorbsiyonun ince bağırsakların orta bölümünde fazla olduğu ileri sürülmektedir. Çinko noksan sıçanlarda radyoaktif kromla (51Cr) yapılan denemede hem absorbsiyonun hem de bağırsak içeriğindeki krom miktarının yükseldiği, fakat ağız yolu ile çinko verilmesi ile içerik krom seviyesinin düştüğü saptanmıştır. Çinko noksan sıçanlarda kromun radyoaktif çinko (65Zn) absorbsiyonunu engellediği ve bu izotopun bağırsak içeriğindeki miktarının düşmesine yol açtığı rapor edilmiştir. Alınan sonuçlara göre bu iki elementin bağırsaklarda müşterek bir metabolik yol izledikleri sonucuna varılmıştır. Ayni şekilde krom ve demir de sindirim sisteminde benzer şekilde bir nakil metabolizmasına sahiptirler. Demir noksan hayvanların demir saplementi yapılanlardan daha fazla krom absorbladıkları ortaya konmuştur. Ağız yolu ile krom saplementi demir absorbsiyonunu düşürmektedir. Kromla vanadyum arasında da benzer bir etkileşim olduğu gözlenmiştir.
Altı değerli kromun absorblanabilirliği üç değerliden daha yüksektir. Altı ve üç değerli radyoaktif kromun (51Cr) bağırsaklara doğrudan verilmesinden sonra kanda altı değerli krom radyoaktivitesinin üç değerliye oranla üç-beş kat fazla olduğu gözlenmiştir. İnsanlarda ve sıçanlarda radyoaktif krom etiketli Sodyum kromat (Na251CrO4) alımının ayni şekilde radyoaktif krom etiketli Krom klorür (51Cr Cl3) den daha yüksek olduğu saptanmıştır.
Sıçanlarda günlük 400 mg kromun bir defada veya kromun ağız yolu ile birkaç ay süre ile verilmesinden sonra yapılan analizlerde organlardaki krom 6 yoğunluğunun krom 3’ün iki katı olduğu gözlenmiştir. Aynı şekilde krom 6’nın organizmada alıkonma süresi krom 3’ün 10 katı bulunmuştur. Radyoaktif krom 6 bileşiği verildikten sonra tüm kandaki etiketli kromun %50’ye yakını hücrelerde yer almakta fakat bu miktar krom 3’te %5’ten daha az bulunmaktadır.
Krom 6 alyuvarlarda yer almaktadır. Bu bakımdan alınan krom 6 absorblanmadan önce krom 3’e dönüşmemektedir. Emilen 6 değerli anyonik krom alyuvarların zarlarından kolay bir şekilde geçmekte ve hemoglobinin globin parçacığına bağlanmaktadır. Üç değerli katyonik krom al yuvar zarını geçememekte ve plazmadaki o-globuinle birleşmekte ve transferrine (siderophilin) bağlı olarak dokulara geçmektedir. Dokulara geçen krom subcellulaer kısımlara dağılmaktadır. Bunun 9649’u çekirdek parçacıklarında yoğunlaşmakta, % 23’ü süpernatand‘da, kalan miktar da eşit şekilde mitokondria ve mikrozomlarda yer almaktadır. Hücre çekirdeği asitlerinde (DNA, RNA) yüksek oranda krom yoğunlaştığı bilinmektedir. Bu bakımdan krom ve diğer transition metallerin çekirdek asitleri metabolizmasında rol oynadıkları öngörülmektedir.
Krom temel elementlerdendir ve üç değerlisinin karbonhidrat ve yağ metabolizmasında rol oynadığı anlaşılmıştır. Sıçanların tamamıyla çevre ile ilişkilerinin kesilmesi sonucu düşük krom içerikli diyetle beslenmeleri sonucu glikoz toleranslarının iyice bozulduğu gözlenmiştir. Bu durum yaşlı damızlık sıçanlarda bariz şekilde ortaya konmuştur. Glikoz tolerans testleri bozukluk gösteren insanların, normallere göre krom gereksinimlerinin oldukça yüksek olduğu saptanmıştır. Perifer dokunun glikozdan yararlanması için insulinle bağımlı olarak üç değerli kroma gereksinimi vardır. Bu yüzden kromun aktif şekli “Glikoz Tolerans Faktörü (GTF)” olarak adlandırılmaktadır. GTF, nikotinik asit (niacin), glisin (giycine), giutamik asit (glutmic acid) , sistein (cysteine) ve krom içeren küçük organik bir moleküldür. Fakat gerçek yapısı tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. GTF’nin, biyolojik olarak inorganik krom 3’ten 50 kat daha aktif olduğu bildirilmektedir.
Deneme hayvanları ve insanlarda yapılan deneysel çalışmalarda kromun (GTF) serum kolesterol seviyesini düşürdüğü, yüksek yoğunluklu kolesterolün (High Density Cholesterol – HDL) seviyesinin yükselmesini sağladığı bildirilmektedir. GTF’nin aktif parçasının üç değerli krom olduğu kesindir. Canlı ağırlığa karşılık 20 -50 ug/g üç değerli krom verilmesi ile glikoza karşı tolerans artmaktadır. Bira mayasından elde edilen organik krom taşıyan kısmın biyolojik yararlılığı inorganik krom bileşiklerinden daha yararlıdır. GTF’nin insulini aktive etme özelliği (Insuline Potantiating Activity) anlaşıldıktan sonra GTF’nin yapayının (sentetik) aktivitesi denenmiş fakat yapayının aktivitesinin çok düşük olduğu gözlenmiştir.
Kromun karbonhidrat metabolizması ile ilişkisinden başka, glikoz alımında (uptake), lipogenezis’te, glikozdan yararlanma ve karbondioksit üretimi ve glikozdan glikojen şekillenmesinde etkili olduğu bilinmektedir. Örneğin şeker hastalığına (diabetes mellitus) benzer açlık hiperglisemisi ve glikozürisinde ileri derecede krom eksikliği durumunda sıçan ve farelerde 2 – 5 ppm kromun içme suyu ile verilmesi sonucu durumun normale döndüğü gözlenmiştir. Bu buluşlar, perifer dokuda insuline karşı hassasiyetin azalmasının, krom eksikliği sonucu gelişen başlıca biyokimyasal bozukluk olduğu şeklinde algılanmaktadır. Krom noksanlığında gerek in-vitro gerekse in-vivo olarak insuline karşı verilen cevap (response) çok düşük olmakta ve durumun normale dönmesi için daha yüksek insulin hormonuna gereksinim duyulmaktadır. Bu durumda krom saplementi yapılması insulinin etki tarzını artırmaktadır. Fakat krom insulin hormonunun bir parçası değildir ve insulin yerine geçmez. Özel organik yapıda krom bulunması halinde daha düşük düzeyde insulin hormonuna gereksinim duyulmaktadır.
Krom Eksikliği Yaygınlığı ve Sebepleri (Epidemiyoloji ve Etiyoloji)
Deneysel krom eksikliği, glikoz toleransının bozulmasına, gelişmenin yavaşlamasına, yaşam süresinin kısalmasına, serum kolesterol seviyesinin yükselmesine, perifer dokularda insuline karşı duyarlılığın azalmasına yol açmaktadır. Krom GTF’nin aktif bir parçası olarak belirlenmiştir. GTF ise glikoz metabolizmasının normal seyretmesi için elzemdir. Kromun biyolojik etkisi yakın bir şekilde insulin hormonu ile ilgilidir. Kromun insulinin bir “ko faktörü” olduğu ileri sürülmektedir. Sıçan ve maymunlarda krom noksanlığında ilk göze çarpan damar içi glikoz toleransının bozulmasıdır. Bu durum ağız yolu ile krom verilmesi sonucu önlenebilmektedir. Krom noksanlığında en fazla üzerinde durulan, gelişmenin yavaşlaması ve yaşam süresinin kısalması, serum kolesterol seviyesinin yükselmesi, aort cidarında plakların (birikinti) şekillenmesi ve bazı durumlarda (şeker hastalığı-diabetes mellitus) bulgularının ortaya çıkmasıdır.
Yazarlar, yetersiz beslenen çocuklarda krom saplementinin göze görünür belirtisinin, bu elementin insanlar için temel bir element olduğu ve noksanlığına rastlanabileceği görüşündedirler. Çocuklarda krom noksanlığının saptanması sonucu krom saplementi yapılması GTF’nin normale dönmesini sağlamaktadır. Krom saplementinin kötü beslenmenin ortaya konmasında, dünyanın çeşitli bölgelerinde yetersiz protein-enerji alımı ile krom eksikliği arasındaki ilişkinin açığa çıkarılmasında etkili olacağı ileri sürülmektedir. Normal koşullarda kromun beslenmedeki rolünün değerlendirilmesi, ancak gerek insan gerekse hayvanlarda gereksinim miktarlarının belirlenmesine bağlıdır. Gereksinim miktarlarının tam olarak saptanamaması, doku ve yem maddelerinde kromun güvenilir analiz tekniğinin henüz geliştirilememiş olmasından ileri gelmektedir. Henüz diyette yer alacak günlük 7-15 mg yararlı krom kaybını telafi edecek miktarın belirlenmesi güçlüğünü korumaktadır.
Organik krom bileşiklerinin (GTF gibi) absorbsiyon oranı yüksek, dokularda dağılımı farklı ve cenine geçme özellikleri vardır. İnsanlarda olduğu gibi hayvanlarda da inorganik kromdan GTF’nin sentezlenmesi çok düşüktür. Sentezin bağırsak florasında yer aldığı ve beslenmede çok önemli olduğu ileri sürülmektedir. Çoğu hayvansal ürünlerin içerdikleri toplam kromun büyük bir kısmı GTF şeklindedir fakat bitkisel krom bileşiklerinde bu özellik yoktur. Bu bakımdan herhangi bir yem maddesindeki krom miktarı onun biyolojik yararlılığı konusunda çok az bilgi vermektedir. Ayni zamanda yem maddelerinin krom değerleri hakkında verilen bilgiler de yeterince güvenilir değildir. Bunun sebebi, krom analizinde numunenin paslanmaz çelik içerisinde olsa bile, kolayca bulaşması ve organik kromun yüksek ısıda yakma esnasında uçuculuk özelliği taşımasıdır. Kromdan saflaştırılmış diyetle besleme, stres (baskı) ve vücut krom deposunun boşalması durumlarında hayvanlara krom saplementi yapılması gerekmektedir.
Krom Zehirlenmesi
Sığır ve koyunlarda 3000 ppm’e kadar yüksek miktarda kromik oksit (Cr2 O3-III) bir kaç hafta süre ile gaita işaretleyicisi (fecal marker) olarak kullanılmış ve bu süre zarfında hayvanlarda herhangi bir yan etkisi gözlenmemiştir. Piliçlere 1000 ppm kromik klorür (CrCl3-III) yedirilmesi bir bozukluğa yol açmamış fakat miktarın 2000 ppm’e yükseltilmesi ile gelişmede yavaşlama gözlenmiştir. Yine piliçlere 100 ppm potasyum kromat (K2CrO4-VI) ve sodyum kromat (Na2CrO4) yedirildiğinde bir yan etkiye rastlanmamıştır. Sıçanlara içme suyu ile 7. 7 ppm potasyum kromat verilmesi ile doku krom seviyesinde yükselme gözlenmiş, sudaki element miktarı 25 ppm’e yükseltildiğinde su tüketimi azalmıştır.
Evcil hayvanlarda kroma karşı en yüksek katlanılabilirlik seviyesi krom oksit’te 3000 ppm, krom klorür’de 1000 ppm olarak kabul edilmektedir.
Kaynakça:
- Çiftlik Hayvanlarının Beslenme Hastalıkları (Nutritional Diseases), Doç. Dr. Ş. Kaya Göksoy, TDV Yayın Matbaacılık, Ankara 2003, 223-227.