İnsanı koruyan bariyerler

ÖZEL HABER | BETÜL GÜL

Bağırsağımızın içinde öyle bir bariyer var ki, besleyici maddeler ve suyun vücudumuza geçişine izin verirken toksik maddelerin ve hastalık yapıcı organizmaların geçişini engelliyor. Bağırsağın içi farklı görevleri olan hücrelerden oluşan ve sadece tek hücre kalınlığında olan bir “astarla” kaplı. Güney Kore’nin Pohang Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Sung Ho Ryu ve meslektaşları, akademik dergi Nature’da yayımlanan makalelerinde bu hücrelerin aralarında “sıkı bağlantı” proteinleri bulunduğunu, çeşitli sinyal yollarının bağlantıları gevşetip sıkılaştırarak sınırlı geçiş sağladığını belirtiyor. Astar tabakanın altında çeşitli bağışıklık sistemi hücreleri, üst tarafında ise jel benzeri mukus tabakası var. Sürekli salgılanan mukus hücreleri koruyor. İncecik bağırsak astarı, Utrecht Üniversitesi Tıp Merkezi’nden Dr Helmuth Gehart ve Prof. Hans Clevers’ın deyişiyle, tek katmanlı yapısına rağmen kesintisiz mekanik, kimyasal ve biyolojik hücuma dayanıyor. 

Her 5-7 günde bir bağırsağımızın tüm iç yüzeyi değişiyor. Amerika’da bulunan Dana-Farber Kanser Enstitüsü’nden bilim insanlarının Cell Stem Cell’de yayımlanan yeni araştırmaları, bağırsak hücrelerini yenileyen kök hücrelerin bile “sigortaları” olduğunu açığa çıkardı. Araştırmaları, kök hücreler zarar gördüğünde bir haftadan kısa sürede yerlerine yeni kök hücrelerin geldiğini gösterdi. Kök hücrelerden meydana gelmiş bağırsak hücreleri, tekrar kök hücreye dönüşüyordu!

Kafatasımız, altındaki zarlar, beyin omurilik sıvısı hepsi beynimizi koruyor. Ancak bir koruyucu daha var ki, gerçekten çok ilginç: Kan beyin bariyeri. Basit bir anlatımla, beyni zararlı kimyasallardan ve bakterilerden koruyan bir bariyer. 19. yüzyılın sonlarında Alman doktor Paul Ehrlich’in bir farenin kanına boya enjekte etmesiyle keşfedildi. Boya, beyin ve omurilik hariç tüm dokulara sızmıştı…

İNSAN SAATTE 200 MİLYON DERİ HÜCRESİ DÖKÜYOR

Günümüzde beyin derinlemesine incelenebiliyor. Artık, kan beyin bariyerinin beyne giren ve çıkan her şeyi denetimden geçiren kompleks bir geçit sistemi olduğunu biliniyor. Beyin damarlarının iç kısımları endotel hücrelerle kaplı. Bu hücreler sıkı bağlantılar denilen protein yapılarla birbirlerine adeta yapışmış durumda. California Üniversitesi’nden nörobilimci Dr Richard Daneman, bu bariyeri bir duvar gibi düşünmemek gerektiğini ifade ediyor. Sadece küçük moleküllerin geçmesine izin veren sinek teli gibi bir yapı da değil bu. Çok büyük beyaz kan hücreleri bile beyne girip çıkabiliyor. Beynin ihtiyacı olan bazı maddeler özel nakil sistemleriyle taşınıyor. Kanallar, protein taşıyıcılar ve reseptörlerle amino asitler gibi hayati moleküllerin beyne girmesi sağlanıyor. Endotel hücrelerin içine girmiş “istenmeyen” moleküller de, pompa işlevi gören proteinlerle kana geri atılıyor!

İşlevsellik açısından derimiz harikulade bir organ. Vücudu güneş ışınlarından, su kaybından, mikroplardan, kimyasallardan ve başka çevresel etkilerden koruyor. Deri bariyerinin yapısı ve işlevleri uzun zamandan beri araştırmacıların ilgisini çekiyor. İngiltere’de bulunan Imperial College’den Dr Reiko Tanaka ekibi, incecik bir deri katmanının hayret verici yapısını açığa çıkardı. Imperial College’den yapılan  açıklamada insanın saatte 200 milyon deri hücresi döktüğü belirtiliyor ve bu araştırmanın, muazzam hücre kaybının deri bariyerinin bütünlüğünü bozmadan nasıl meydana geldiğini açıklayabileceği ifade ediliyor. 

Derinin en üst kısmında keratin içeren ölü hücreler var. Bunların altında ise granüler tabaka denilen son derece ince bir katman var. Derinin işlevlerinden biri içeriden dışarıya, dışarıdan içeriye sızmaları önlemek. Granüler tabakanın önemi de işte bu noktada kendini gösteriyor. Tabakadaki hücrelerin aralarında bulunan, “sıkı bağlantılar” denilen yapılarla geçirgenlik kontrol ediliyor. Ancak ortada şöyle ilginç bir durum var: Derinin alt kısımlarından yukarıya doğru sürekli hücre hareketi oluyor. Bir yandan yeni hücreler granüler tabakaya dahil olurken, bir yandan da bu tabakada bulunan hücreler yukarıya doğru hareket ediyor. Peki ama, sıkı bağlantı bariyeri bozulmadan bu değişim nasıl meydana geliyor? 

Imperial College Biyomühendislik Bölümü’nden Dr Reiko Tanaka ve ekibi, lazer taramalı konfokal mikroskop ve 2-foton lazer taramalı mikroskop kullanarak fare derisindeki granüler tabaka hücrelerini inceledi. Araştırmacılar granüler tabakadaki her hücrenin altı dörtgen, sekiz altıgenden oluşan on dört yüzlü tetradekahedron şeklinde olduğu sonucuna vardılar. eLIFE adındaki akademik dergide yayımlanan çalışmarına göre, dörtgen ve altıgenlerden oluşan özel hücre şekli sayesinde hücre değişimiyle “sıkı bağlantı bariyerinde” bir boşluk oluşmuyor. Bir hücre granül tabakayı terk etmeden altında bulunan, onun yerine geçecek olan hücrenin bazı kenarlarıyla, üstte granül tabakada bulunan komşu hücreler arasında sıkı bağlantılar oluşabiliyor.

İsveç’in Karolinska Enstitüsü’nden Doçent Lars Norlen ve ekibinin araştırması da, insan derisinin en üst katmanındaki hücrelerin çevrelerindeki lipit moleküllerinin olağan dışı dizilişlerini ortaya çıkardı. Lipit moleküllerinin bir hidrofilik (suyu çeken) baş kısımları ve iki hidrofobik (suyu iten) kuyruk kısımları var. Normal durumda, lipit molekülünün iki kuyruğu aynı yöne doğru uzanıyor ve saç tokası benzeri bir görünümü oluyor. Saç tokası şeklindeki lipitler, suyu çeken başları dış tarafa bakacak biçimde çift katlı lipit katmanı denilen bir yapıya bürünüyorlar. Derinin üst kısmındaki hücrelerin etrafını yeni bir teknikle inceleyen Norlen ve ekibi gördükleri karşısında şaşırdı. Lipit molekülleri çok farklı biçimde dizilmişti. Kuyrukları iki yana doğru açılmış durumdaydı ve moleküller normalden çok daha az geçirgen olacak şekilde dizilmişti. Journal of Investigative Dermatology’de yayımlanan makalelerine göre, bu diziliş şekli derinin suyu az geçirir olmasını açıkladığı gibi, gerilme, bükülme ve sıkışmaya karşı direncini de açıklıyor.

“… canlıların yediği çeşit çeşit yemeklerden o canlıya has bir beden yaratmak, bir ten ve cilt dokumak gibi sanatlar, Ehad ve Samed olan Ezel ve Ebed Sultanı’nın hususi damgası, kendine has mührü, taklit edilemez imzasıdır.” (Kısmen Sadeleştirilmiş Sözler, Sekizinci Söz)