Rejenerasyon

Rejenerasyon konusu ile Yazarımız Olcay Kaan Çakır bilim köşemizde bizlerle. Kelime anlamı "yenilenme" olan mucizeyi ÖğreniYorum

Rejenerasyon
Rejenerasyon
+5
Haber albümü için resme tıklayın

Rejenerasyon kelime anlamı ile yenilenme demek. Hakkındaki detayları Yazarımız Olcay Kaan Çakır bırakıyoruz. Bilim konularındaki diğer yazılarına buradan ulaşabilirsiniz.

Tahmini okuma süresi 10 dakika

Rejenerasyon = Yenilenme

Felsefe binlerce yıldır kim olduğumuzu sorgular. Sahi biz kimiz bizi biz yapan bu yazıyı okumanızı ve duygular edinmenizi sağlayan sadece beynin lobus frontalis kısmı mı? Eğer varlığımız nöronların birbirleriyle bağlantıları sonucu oluşuyorsa bu bağlantılar olmasaydı benliğimiz yine var olur muydu? Ya da nöron bağlantılarınızın kombinasyonunu değiştirsek sizden farklı bir kişilik mi olurdu? Sizi siz yapan nedir? Kuantum mekaniği bilincin oluşmasında da etkili mi?

Bilinç sadece nöron bağlantılarıyla anlaşılamasa da nöron bağlantıları bilinç oluşumu için gereklidir. Her ne kadar nöronların birbirleriyle bağlı olduğunu varsaysak da aralarında nörotransmitterlerin geçişi için boşluklar bulunmaktadır. Bu sorular ilginç olsa da, bilimsel araştırmalar bu konularda devam etmektedir. (Ve daha işin başında bile değiliz.) Rejenerasyonu aslında ölümle aramızdaki mesafeyi arttırmak için kullanılabilecek bir enstrüman olarak düşünebiliriz.

İnsanoğlu yüzyıllardır ölüme çare aramıştır. İnsan ömrü, son yüzyılda özellikle aşı kullanımı ve ilaçlar sayesinde arttı. Ama ölüm halen kaçınılmaz olarak gerçekleşmektedir. Bugün insan bilincini bilgisayarlara aktarmaktan bahsetmeyeceğim. Yine de ölüme karşı en güçlü silahlarımızdan birisi olabilecek rejenerasyona biraz yakından bakalım.

Rejenerasyon kelime olarak yenilenme anlamına gelmektedir. Doğa çetin koşullar içermektedir. Bu nedenle zamanla kopan ve zarar gören organlarını bazı canlılar tamamen yenileyebilmektedir.

Bizleri makinalardan ayıran en önemli özelliğimiz yenilenmedir aslında.

İnsanda kan hücreleri, bağırsak hücreleri, kas hücreleri gibi pek çok hücre yenilenme özelliğine sahiptir. Fakat hücre bölünmesi sonsuz değildir. Her aldığımız yaşta hücre döngümüz (telomer) biraz daha kısalır. Bu durum da hücre bölünme sayısını kısıtlamasıyla hücre yenilenme hızı sayısı düştüğünden yaşlanma dediğimiz süreç gerçekleşmektedir. Telomerlerin kısalmasını engellemek ya da yavaşlatmak yaşlanmanın geciktirilmesi için önemli bir role sahiptir.

Hücrenin genetiği

Bu noktada birazda hücrenin genetiğinden bahsetmemek olmaz. Aslında her hücrenin ölümle ilgili genleri bulunmaktadır. Her hücre ölmek için programlanmıştır diyebiliriz. Apoptoz ve nekroz denilen hücre ölümleri ile hücre vücut için gereken homeostazı sağlar. Isı, basınç, kimyasallar gibi pek çok faktör bu süreçleri tetikleyebilir. Örneğin kaspazlar, programlanmış hücre ölümünde önemli rol oynayan bir proteaz enzim ailesidir. Hücre ölümünde gerçekleşecek zincirleme tepkimede rol oynarlar.

Kısacası ölümden kaçamazsınız, çünkü ölüm en küçük birim olan hücreye kadar işlenmiştir. Hücrenin içerisinde lizozom denilen organel ile ölüm işlemi tamamlanır. Fakat ömür dediğimiz canlının yaşam süresi ve kalitesi değiştirilebilir.

Doğada alınan yaraların düzeltilmesi gerekmektedir çünkü doğadaki her şey düzensizliğe doğru akar. Eğer buna karşı koymazsanız kısa sürede yok olursunuz. Canlılar buna yeni hücreler üreterek karşı koyarlar. Düşünsenize küçükken düştüğünüzde ufacık yırtılan derinizin onarılamadığını. Bölge sürekli açık kalacak ve enfeksiyondan kısa sürede hayatınızı kaybedecektiniz.

Her şey gibi sizi siz yapan nöronlarda eskir.

Fakat hücresel yenilenme bir noktada durur; örneğin parmağınız koptuğunda yerine yenisi çıkmaz. Ya da böbrekleriniz iflas ettiğinde yerine yenisi oluşmaz. Bu durum hayat kalitesinin düşmesine ve ölüme olan mesafenin biraz daha kısalmasına neden olur. Ben işin içerisine sinir hücrelerinin girmesi nedeniyle ölüme karşı koymanın ancak bir yere kadar mümkün olabileceğini düşünenlerdenim. Demek istediğim her şeyin yerine yenisini koysanız bile bilinciniz ölecek.

Çünkü her şey gibi sizi siz yapan nöronlarda eskir. Özellikle çekirdek dnasında meydana gelen değişiklikler, nörotransmitterlerin düzgün üretilememesi veya glia hücrelerinin gerektiği kadar iyi çalışamaması gibi durumlarla. En azından şu an taşıdığınız bilincin daha uzun ömürlü devam ettirilebileceğine inanıyorum. Sonuçta hepimiz nöron bağlantılarından ibaretiz.

Peki bu rejenerasyon insanlar için nerelerde kullanılabilir. Görüşüme göre gelecekte özellikle kanser hastalıklarında rejenerasyon özelliklerinin kullanılabilmesiyle pek çok kişinin sağlığına kavuşabilme olasılığı bulunmaktadır. Ya da trafik kazalarında karşılaşılan omurilik kopması durumunda rejenerasyon özelliği kullanılarak kopma düzeltilebilir ve hastaların tekrardan yürümeleri sağlanabilir. Tıpkı zebra balıklarının yaptığı gibi…

(Görsel; Zebra balığında kopmuş omuriliğin rejenerasyonu (Gosh vd. 2018), b kopmuş, d birleşmiş omurilik)

Benlik beyin ile var olur.

Tüm organlara rejenerasyon yeteneği katsak bile ölümsüzlük için esas önemli organ beyindir. Çünkü benlik beyin ile var olur ve beyin hücreleri kaybedildiğinde yenilenmeleri kök hücreler ile çok kısıtlı seviyelerde olmaktadır. Burada sadece nöronların varlığı insanı insan yapar mı? Bu da tartışılır bir konudur. Çünkü bilinç dediğimiz yapının oluşması için nöronların birbirleriyle bağlantılar yapması gerekmektedir. Bir beynin tüm hücrelerini yenilesek bile bu yapı ‘eski biz olur muyuz’ sorusu doğal olarak felsefenin çözmesi gereken sorunlardan birisidir. Hatta insanların farklı yaş dönemlerindeki durumları da birbiriyle aynı değildir.

Sizin bilinciniz bebeklik halinizdeki nöronların oluşturduğu bilinç mi yoksa yaşlılıktaki nöronların oluşturduğu bilinç midir? Şu an beyninizde bulunan tüm nöron bağlantılarını kopardığımızda beyninizde yine aynı nöronlar bulunmasına rağmen artık siz olmayacaksınız. Sizin şu anki siz olmanız için tüm nöron bağlantılarınızın şu anki olduğu şekliyle bağlanması gerekmektedir. Asıl büyük soru ise kişiliği oluşturan sadece ön beyin nöronları mıdır? Rejenerasyon özelliği belirli bir seviyeye kadar nöronların sadece işlevsel özelliklerinden yararlanmak için kullanılabilir.

Örneğin Parkinson hastalarının substantia nigra bölgelerinde yeterli dopamin hormonu salgılanamadığı için hastalarda titreme görülmektedir. Sadece ilgili bölge nöronlarının çoğalması sağlanarak hastalığın iyileşmesi sağlanabilir. Ya da beyninizin bir kısmı zarar gördüğünde o bölgede hiç nöron ağı bulunmamasındansa bir miktar rejenerasyon sağlanarak durum iyileştirilebilir. Sonuçta nöronlar yeni bağlantılar yaparak durumu toparlayabilirler.

Gelelim rejenerasyon yapabilen canlılara.

Doğada çeşitli canlılar rejenerasyon yapabilme kabiliyetine sahiptir. Memelilerde ve kuşlarda her ne kadar rejenerasyon yapabilme kabiliyeti sınırlı olsa da, bazı canlılarda bu özellik sıra dışı bir hal almaktadır.

Aşağıdaki şekillerde kendilerini yenileyebilen denizyıldızı planarya ve kertenkele verilmiştir. Özellikle planaryanın her bölünen parçasından yeni bir canlının oluşması oldukça ilginç bir konudur. Hatta bu yetenek o kadar fazla ki, planaryanın 279 parçaya böldüğü deneylerde bile planaryanın yenilenebildiği görülmüştür (Newmark vd.2002). Acaba planaryanın bu özelliği insanlar içinde kullanılabilir mi? Örneğin kopmuş kol ya da bacak tekrar oluşturulabilir mi? Ya da kör bir göz tekrar oluşup görme yetisi kazanılabilir mi? Dahası bu canlıların özellikleri kullanılarak insanlık tarihi kadar eski bir arayış olan çok uzun yaşamın kapıları açılabilir mi?

Canlılarda çeşitli rejenerasyon örnekleri

Bir diğer ilginç ve rejenerasyon yeteneği yüksek olan canlı aksolotlardır. Bu canlıların çok sıra dışı görünüşleri vardır. Baş bölgesinde solungaçları bulunmaktadır. Aksolotllar gözlerini kuyruklarını ve hatta beyinlerini yenileyebilirler. Aksolotllar rejeneratif çalışmalarda en çok tercih edilen canlılar arasındadır.

Canlılarda bulunan bu rejenerasyon özelliği insanlarda uygulanması pek çok organın yenilenmesi için kapı aralayabilir. Bunun için öncelikle canlılarda gerçekleşen yenilenme mekanizmalarının iyi anlaşılması gerekmektedir. Mekanizmanın iyice anlaşılmasının sonrasına bu mekanizmaların insanlara nasıl uygulanabileceğinin tespit edilmesi gerekmekte. Bu sürecin ilk basamağı canlı dışı deney dediğimiz in vitro olarak sonrasında çeşitli deney hayvanlarında in vivo olarak denendikten sonra klinik uygulamalarda test edilmesine yönelik zorlu süreçler bulunmakta. Fakat başarılı olursa ödül çok büyük, bu sebeple çalışılmaya değer bir konu. Örneğin pankreas kanseri olmuş birine yeni bir pankreas üretilebilmesi ya da omurilik kopması nedeniyle sakat kalmaya mahkûm birinin bu teknolojiyle tekrar yürümeye başlaması çok güzel olurdu. Tabi uygulamada bu oldukça karmaşık bir konu.

Örnek bir uygulama

Örnek bir uygulama olarak bir travma sonrası omurilik kopması durumunu canlandıralım. Gerçekleşen kaza ile sinir dokusunda hasar meydana gelir. Hücrelerin patlaması sonucu ortamda kaotik bir durum oluşur. Hücre içi maddeler ortama saçılır. Ve sağlıklı hücreleri de etkiler. Hasar almayan hücrelerde bu kimyasallardan zarar görür ve çevre hücrelerde ölmeye başlar. Bağışıklık hücreleri sinyalleri aldıktan sonra tüm ölü hücreleri yok etmeye başlarlar. Önce omuriliğin kopmuş uçlarında yara (skar) yapısı ortaya çıkar.

Sonuç olarak iki ucundan iyileşmiş ama kopmuş bir omurilik yapısı ortaya çıkar. Ortamdaki iltihap her ne kadar temizlenmiş olsa da sinirsel uyarı iletimi için sinir devamlılığı şarttır. Bununda temel nedeni elektriksel impulslar için iyonlara duyulan gereksinimdir. İyon hareketliliği ve nörotransmitter maddeler yoksa iletim yoktur. İletim yoksa beyinde üretilen uyarılar kaslara aktarılamaz. Bu arada ilginç bir şekilde kaslardaki kasılma hareketleri de iyon hareketliliği sayesinde gerçekleşir. Sonuç olarak felç durumu oluşur ve kaslar uyarı alamadığından yeniden hareket edemezsiniz.

Sinir sisteminin çalışması gerçekten zor ve çok hassas bir denge üzerine kuruludur. Kilit nokta kopma noktalarında bulunan iki nöronun bir şekilde birbirlerine skar oluşmadan bağlanmalarının gerekliliğidir. Tabi ki sinir hücrelerini destekleyen çeşitli glial hücrelerinde (örneğin astrosit gibi) ortamda bulunması gereklidir. Ama bu daha aşılabilir bir konudur.

Herkese bilim dolu günler diliyorum.

Kendini yenileyebilen canlılar bu skar oluşumunu engellemekte ve nöronlarını birbirlerine ilginç şekilde yeniden bağlayabilmektedir.

İnsanlık teknolojiyi ancak son yüzyılda ivmeli şekilde ilerletebildi. Günümüzde henüz teknolojinin ilkel aşamasındayız diyebilirim. Demek istediğim bunu insanda deneyebilmek için mekanizma üzerine çok daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.

Rejenerasyon konusunu kısaca anlatmaya çalıştım. Ben kişisel olarak önümüzdeki elli yıl içerisinde bu konuyla ilgili çok ilerlemeler gerçekleşeceğini düşünüyorum. Gelecekte insan ömrü günümüzden çok daha uzun olacak. Bilincin korunması için sinir hücrelerinin desteklenmesi ayrı bir önem taşımakta. Sonraki yazımızda görüşmek üzere herkese bol bilimler diliyorum.

Kaynaklar:
  • Canlı bilimi
  • Newmark, P. A., & Alvarado, A. S. (2002). Not your father’s planarian: a classic model enters the era of functional genomics. Nature Reviews Genetics, 3, 210-219.
  • Ghosh S, Hui SP. Axonal regeneration in zebrafish spinal cord. Regeneration (Oxf). 2018 Apr 22;5(1):43-60. doi: 10.1002/reg2.99. PMID: 29721326; PMCID: PMC5911453.
  • Chris Herd

17 Tem 2022 - 13:30 - ÖğreniYorum

Mahreç  Olcay Kaan Çakir


göndermek için kutuyu işaretleyin

Yorum yazarak Birikiyorum Topluluk Kuralları’nı kabul etmiş bulunuyor ve yorumunuzla ilgili doğrudan veya dolaylı tüm sorumluluğu tek başınıza üstleniyorsunuz. Yazılan yorumlardan Birikiyorum hiçbir şekilde sorumlu tutulamaz.

Haber ajansları tarafından servis edilen tüm haberler Birikiyorum editörlerinin hiçbir editöryel müdahalesi olmadan, ajans kanallarından geldiği şekliyle yayınlanmaktadır. Sitemize ajanslar üzerinden aktarılan haberlerin hukuki muhatabı Birikiyorum değil haberi geçen ajanstır.