Thermodynamic aspects of homeostasis
Homeostazın termodinamik yönü
- Tez No: 815622
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN, PROF. DR. BAYRAM YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biyokimya, Biyoteknoloji, Biophysics, Biochemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Organizmalar kendilerini çevreleriyle termodinamik dengeden uzak tutarlar. Canlı organizmalar enerji ve ekserji ithal eder ve homeostaz yoluyla hayati iç fizyolojik bileşenlerinin sabitliğini korumak için entropi ihraç eder. Canlı sistemler metabolik aktivite nedeniyle entropi üretirler, entropinin büyük bir kısmı dışarı verilirken, sadece küçük bir kısmı birikir. Birikim kendini yapısal bir azalma olarak gösterir, yaşlanmanın bir göstergesi olarak kabul edilir ve bir bilgi entropisi olarak ölçülür. Entropik yaş teorisi, metabolik ısının uzun vadede canlı sistemlere zarar verdiğini ve yaşlanmaya yol açtığını ima eder.“İnsan süper organizması”terimi, insan konakçıyı ve konakçının içinde ve üzerinde ikamet eden milyonlarca mikroorganizmayı ifade eder. Bağırsak mikrobiyotası otonom bir termodinamik alt sistem olarak çok önemli bir rol oynar. Yaşa bağlı bozulmalar olmadan entropi üretebilir ve dışa aktarabilir. Konak ve bağırsak tarafından üretilen entropiyi anlamak için termodinamik analizler yapılmalıdır. Bu analizler, hem konak hem de bağırsak mikrobiyotasının entropi oluşumunu ölçmemize yardımcı olabilir. Bu anlayış, bağırsak mikrobiyotasının insan süper organizmasındaki rolünü anlamak için gereklidir. Son yıllarda, bağırsak mikrobiyotasının insan sağlığı ve yaşlanma üzerindeki rolüne yönelik araştırmalar arttı. Bu çalışma insan süper organizmasının metabolik entropisinin büyük bir kısmının, %12 ila %59 arasında, bağırsak mikrobiyotası tarafından üretildiğini öne sürmektedir. Bu entropi, konakçı yaşlanmasına katkıda bulunmadan dışkı ile ihraç edilir. Bu olay, bağırsak mikrobiyotasının bir bireyin uzun ömürlülüğünde önemli bir faktör olabileceğini düşündürmektedir. Bağırsak mikrobiyotası, konakçıya sağladığı besinsel faydalar için geleneksel olarak çalışılmış olsa da, uzun ömürlülüğe yönelik bu yeni hipotez edilen faydanın daha fazla araştırılmasını gerektiriyor. Bu araştırma, yaşam süresi beklentilerini artıran diyet ve yaşam tarzı müdahaleleri için çıkarımlara sahip olabilir. Sporcuların yaşam beklentisi ile yaptıkları spor arasındaki ilişki, entropik yaş kavramı aracılığıyla incelenebilir. Önceki beslenme çalışmaları bu yöntemle başarı göstermiştir. Sporcu ömrü ile beslenme arasındaki ilişkiyi daha fazla araştırmak için, her sporcu grubu için diyetler tasarlanırken sporcuların kalori ihtiyaçları dikkate alınmalıdır. Kalorik ihtiyaçları katıldıkları spor türüne göre değiştiğinden, sporcular için diyet planlarken en son yönergelere uymak zorunludur. Ek olarak, sporculara en üst düzeyde performans göstermeleri, sağlıklı ve yaralanmadan kalmaları için doğru beslenme verilmelidir. Bunu yaparak, sporcuların yaşam süresi beklentileri iyileştirilebilir ve spor aktivitelerini sürdürmeye devam edebilirler. Bu çalışma, sporcuların 50 yaşında emekli olduktan sonra diyetlerini düzenlerlerse yaşam sürelerini önemli ölçüde uzatabileceklerini öne sürmektedir. Erkek sporcular için tahmin edilen ortalama yaşam süresi bisikletçiler için 56, halterciler için 66, ragbi oyuncuları için 75 ve golfçüler için 92 idi. 50 yaşından sonra emeklilik diyetini tüketmeye başlarlarsa, bisikletçilerin yaşam beklentisi 7 yıl, haltercilerin, ragbi oyuncularının ve golfçülerin yaşam beklentisi sırasıyla 22, 30 ve 8 yıl uzayabilir. Bu, diyet değişikliğinin yaşam beklentisi üzerindeki etkisini göstermekte ve sporcuların emekli olduktan sonra bile diyetlerini ihmal etmemeleri gerektiğini önermektedir. Sporcu beslenmesi, vücudun sağlık durumunu sürdürmek için çok önemlidir. Düşük enerji mevcudiyeti fizyolojik işlev bozukluğuna ve daha kısa bir ömre neden olur. Yüksek kalori alımı ve aşırı kalori kısıtlaması diyeti sporcuların ömrünü azaltır. Sporcular vücuttaki enerji dengesini sağlamalıdır.
Özet (Çeviri)
Organisms sustain themselves at far-from thermodynamic equilibrium with their surroundings. The living organisms import energy and exergy, and export entropy to maintain constancy of their vital internal physiological components via homeostasis. Living systems generate entropy by reason of metabolic activity, the greatest amount of entropy is exported, whereas only a small amount of fraction accumulates. Accumulation shows itself as structural diminishing, considered an indication of ageing and measured as an information entropy. The entropic age theory implies that metabolic heat harms the living systems in the long term and leads to ageing. The term 'human superorganism' refers to the human host and the millions of microorganisms residing in and on the host. The gut microbiota plays a crucial role as an autonomous thermodynamic subsystem. It can generate and export entropy without age-related impairments. Thermodynamic analyses must be conducted to understand the entropy generated by the host and the gut. These analyses can help us quantify the entropy generation of both the host and the gut microbiota. This understanding is essential for understanding the role of the gut microbiota in the human superorganism. In recent years, research into the role of gut microbiota in human health and ageing has grown. This study has suggested that a large proportion of the metabolic entropy of the human superorganism, ranging from 12% to 59%, is generated by gut microbiota. This is exported with faeces without contributing to host ageing. This suggests that the gut microbiota could be a major factor in an individual's longevity. Although the gut microbiota has traditionally been studied for its nutritional benefits to the host, this newly hypothesised benefit to longevity needs to be studied further. This research could have implications for dietary and lifestyle interventionsthat increaselifespan expectations.The relationship between athletes' lifespan expectancies and the sports they are involved in can be explored through the entropic age concept. Previous nutrition studies have shown success with this method. To further investigate the relationship between athlete longevity and nutrition, athletes' caloric needs must be considered when designing diets for each athlete group. It is imperative to adhere to the latest guidelines when planning diets for athletes, as their caloric needs vary depending on the type of sport they participate in. Additionally, athletes must be given proper nutrition to perform at their peak and remain healthy and injury-free. By doing so, athletes' lifespan expectancies can be improved and they can continue to pursue sports activities. This study suggests that athletes may extend their longevity significantly if they adjust their diet following retirement at 50. The predicted average longevity for male athletes was 56 years for cyclists, 66 years for weightlifters, 75 years for rugby players and 92 years for golfers. If they start consuming the retirement diet after 50 years of age, the life expectancy of the cyclists may increase for 7 years, and those of weightlifters, rugby players and golfers may increase for 22, 30 and 8 years, respectively. This demonstrates the impact of dietary change on life expectancy and suggests that athletes should not neglect their diet even after retirement. Athlete nutrition is crucial to sustaining the body's health status. Low-energy availability causes physiological dysfunction and a shorter lifespan. High-calorie intake and extreme caloric restriction diet decrease the longevity of athletes. Athletes should maintain energy balance in the body.
Benzer Tezler
- Quantitative analysis of relationships between fluxome and metabolome in Escherichia coli
Başlık çevirisi yok
HİLAL TAYMAZ NİKEREL
Doktora
İngilizce
2010
BiyoteknolojiTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)PROF. DR. J. J. HEIJNEN
DR. W. M. VAN GULIK
- Thermodynamic aspects of age-dependent deterioration of myometrium and detrusor muscles
Myometrıum ve detrusor kaslarının bozunmasının yaşa göre değişiminin termodinamik yönleri
SEVGİ EYLÜL FERAHCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN
- Kinetic and thermodynamic aspects of reactions involving thiyl radicals: A computational approach
Tiyil radikali içeren reaksiyonların termodinamik ve kinetik özelliklerine hesapsal bir yaklaşım
VOLKAN FINDIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞARON ÇATAK
PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Exergy requirement and efficiency of biological activities of chlamydomonas reinhardtii
Chlamydomonas Reinhardtii'nin biyolojik aktivitelerinin ekserji gereksinimi ve verimliliği
KÜBRA KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN
- Assessment of performance parameters of cogeneration systems
Kojenerasyon sistemlerinin performans parametrelerinin değerlendirilmesi
NİLAY ÇUBUKÇU
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY YEŞİN