SİNİR HÜCRELERİNİN KİMYASI

Beyin elektrokimyasal bir makinedir. Orada milyarlarca sinir hücresi, milyarlarca sinir kablosu ile (akson ve dendrit-ler) birbirine bağlanır. Bu bağlantıyı nöro-mediatör veya nöro-transmitter denilen moleküller sağlar. Bundan daha 20 yıl önce 10 kadar nöro-mediatör (sinir ara maddesi)biliniyor-dü (asetilkolin, nonepinefrin, GABA vb.), bugün bilinen nöro-mediatör sayısı 50’yi geçmiştir ve hergün daha artmaktadır. Bugün akıl hastalıkları toplumsal bir âfet halindedir, yüzbin-lefte insan ömrünü akıl hastanelerinin kilitli kapıları ardında geçiriyor. Bu nedenle de beyin kimyası giderek önem kazanıyor, tıp bu konuda bir devrim gerçekleştirmektedir,- öyle-ki bugün yeni bir “sinir bilimleri’” (neurosciences) terimi türetilmiştir. Anatomi, fizyoloji, biyokimya, moleküler biyoloji, genetik, psikoloji, immünoloji vb. gibi birçok bilim dalı elele beynin üstüne eğilmiş durumdadır. Beyin, diğer organ-
ına göre 10 kat daha fazla enerji harcar, bu enerji ile hem yapısını devam ettirir, hem de 0.1 volt’luk elektrik dalgaları oluşturur, bu dalgalar saniyede birkaç m. ile 50-60m. hız arasında yayılırlar. Elektrik, iki sinir hücresini ayıran “sinaps” denen aralığa gelince I.sinir hücresi nöro-mediatör’ler salgılamaya başlayarak 2. sinir hücresinde elektrik oluşturur, elektrik bu aralığı atlayamaz, sinaps aralığını geçme işi nöro-mediatör denen bu usta yüzücülerin işidir. Sinir hücrelerinde oluşan bu binde veya milyarda bir amperlik mikro-akımın yarattığı elektrik alan, hücre zarında bazı moleküler kanalların açılmasına veya kapanmasına neden olur, Kanallardaki bu değişme hücre içindeki K/Na oranını değiştirir, bu ise hücrede yeniden elektrik yaratır; nöro-mediatörler de elektrik gibi bu kanalları açıp kapar. Son yıllarda Göttingen’den Ne her ve Sakmann, izole hücre zarlarında elektrik akımını ölçebildi (patchdamp veya yama-kıskaç yöntemi). En son keşfedilen nöro-mediatörler peptidler oldu. 1971-1973 de Gu-lilemin ve Shally beynin hipotalamus bölgesinde, hipofiz bezinden hormon salgılatıcı maddeler (releasing factors) buldular. Daha sonra inanılmaz bir şekilde, yalnız mide ve bar-saklarda olduğuna inanılan gastrin, kolesistokinin, VİP vb. gibi hormonlar, beyinde de bulundu (demek ki bazı insanların mideleri ile düşünmelerine şaşmamak gerekiyor!). I975’de Hugues. Kosterlitz ve ark, beyinde etkisi morfin’e benzeyen maddeler buldular, bunlara opioid, enkefalin veya en-
Sıçan beyninde enkefalin (beyinsel morfin) alıcı uçlan (reseptörleri) sarı, enkefalin parçalayan enkefalinaz enzimleri kırmızı renkde görülüyor. Enkefalinaz Fransa’da İNSERM’de keşfedilmiştir.
46
BİLİM ve TEKNİK
dorfin (endojen morfin veya iç morfin) gibi adlar verildi.
1977’de İsveçli Hokfelt bir sinir hücresinin birçok nörome-diatör yapabildiğini gösterdi, böylece Sir Henry Dale’in koyduğu “her sinir hücresi tek bir çeşit nöro-mediatör yapar” varsayayımı yıkıldı. Hipokrat şöyle demişti: “Beyin, salgı yapan bir bezdir, ama ne bez!”. Fransa’nın büyük Devlet-Üniversite araştırma kuruluşu İNSERM’de Schwartz ve Ro-gues, beyinde enkefalin’leri parçalayan enzimleri (enkefalinaz) keşfettiler. Otoradyografı ile sıçan beyninden alınan bu resimde sarı bölgeler enkefalin’i, kırmızı bölgeler enkefalinaz’ı gösteriyor. Burada vücüdün bir kuralı açıkça görülüyor: Her fonksiyonun frenleri vardır. Enkefalin (sarı) fazla artarsa, enkefalinaz (kırmızı) onu parçalayacaktır. Rossier enkefalın’le-rin öncüsü olan uzun bir peptid keşfetti, Bu dev molekül bazı enzimlerle parçalanarak birçok enkefalin molekülü ve 6-8 aminoasitli henüz görevi bilinmeyen peptid’ler vermektedir. Nöro-Mediatörier reseptör(arka uç) denen pîotein moleküllerine bağlanır (gemilerin rıhtıma bağlanışı gibi). I970’de asetilkolin denen önemli nöro-mediatörün bağlandığı reseptör izole edildi. Bu reseptörler 4 polipeptirl zincirinden oluşmaktadır, hücre zarına yerleşmişlerdir ve ortalarında asetil-kolin (veya elektrik olan) tarafından açılıp kapanan iyon kanalı bulunur. Elektrikli balığın asetilkolin reseptörünü tavşana enjekte eden Patrick ve Lindstrom (Saik Enstitüsü) tavşanda bir çeşit felç oluşturdular, bu felç insandaki miyastenis
gravis hastalığını çok andırıyordu. Bu deneyden sonra miyastenia gravis Mi insanların kanında asetilkolin reseptörüne karşı antikor arandr… ve bulundu. Bugün bu test bu hastalığın teşhisinde kullanılıyor ve aşı için çalışmalar sürüyor, bugün biliyoruz ki akıl hastalıkları nörü-mediatör metabolizmasındaki değişikliklerden ileri gelmektedir. Örneğin şizofreni tedavisinde kullanılan ilâçlar beyinde dopamin reseptörlerine bağlanmaktadır. Mani-melankoli’de lityum’un iyileştirici etkisi, kuşkusuz iyon kanallarını etkilemesine bağlıdır. Gersbon, kalıtsal olarak mani-melankoli’ye eğilimli insanlarda, deride asetilkolin reseptörlerinin çok artmış olduğunu gösterdi. Sıkıntılı (anksiete’li)_insanlara verilen di-azem vb. sinir ilâçları beyinde GABA reseptörlerine, ağrı giderici morfin ise iç morfin (endorfin) reseptörlerine bağlanmaktadır. Morfin, bağlandığı reseptörlerden, ağrıya neden olan P maddesinin çıkışını bloke etmektedir. İsveçli araştırıcı Bjorklund’un deneyleri de insanı hayranlık içinde bırakmaktadır. Dopamin yapıcı nöronları yok edilen sıçanlarda, nsandaki Parkinson hastalığı (ellerde titreme, kaslarda katı-aşma vb) benzeri bir hastalık oluşmakta ve bu sıçanların beynine dopamin nöronları veya böbreküstü bezi (dopamin ön maddelerini yapar) nakledilince hastalık iyileşmektedir. Aynı
p- ÖDÜLLÜ SORULAR
MATEMATİK:
1. 5m2 – 6mn + 7n! = 1985
eşitliğini sağlayan (m,n) İkililerinin kümesini bulunuz.
2 . Şekildeki ABCD bir paralelkenar, m|EDC) = u = m|EBC) olduğuna göre a = olduğunu gösteriniz.
FİZİK:
1 . Buz tutmuş bir gölün kıyısındaki bir
adam, elindeki kum torbasını gölün üzerinde mümkün olduğu kadar uzak bir noktaya eriştirmek istiyor. Buz ile torba arasındaki sürtünme katsayısı 0.2Ş ise, kum torbası yere göre kaç derecelik bir açıyla fırlatılmalıdır?
2 . Aşağıdaki devre, sonsuz sayıda aynı di-
renç basamaklarından oluşmuştur, a ve b uçları arasında görülen direnci hesaplayınız.
Ekim sayımızdaki soruların yanıtlarını ve ödül kazanan okuyucularımızın isimlerini 34 ve 35. sayfalarımızda bulabilirsiniz.
araştırıcı sıçanlarda beynin bazal ganglionlarını zedeleyerek insandaki Huntington koresi denen sinir hastalığının benzerini oluşturmuş ve bu sıçanların beynine bazal ganglion hücreleri aşılayarak hastalığı iyileştirmiştir. Yüzbinlerce geri zekâlı, öyle olduklarından habersiz, ömürlerini bitkisel bir hayatta sürdürüp duruyor. Moleküler nörobiyoloji, bir gün zekâyı arttırmanın da yollarını mutlaka bulacak, o zaman mutlaka dünya çok değişecek, daha iyi, daha adil bir dünya olacak. İnsan beyni, kemik bir kasada saklı, en büyük hazine-dir.Çalınamaz, fakat kilitli tutulabilir. Maddî servet birkaç kişiye, beynin ürünleri ise yüzyıllara kalmaktadır, insanlara beynini zenginleştirmek hedefi gösterilmelidir. Bilim de buna çalışıyor. Günümüz dramında Hamlet’teki “olmak veya olmamak” şöyle söyleniyor: “Beyniolmak veya olmamak”.
‘MLIK 1985
47
DÜŞÜNME KUTUSU
M
Hazırlayan Doç. Dr. Selçuk ALSAN
İSKAMBİL KARTLARI
52 kartlık bir iskambil destesinin en üstündeki kartın
TeTiğtne’bakın. ‘Sonra bu kartı alıp destenin içinde herhangi bir yere koyun. Tekrar destenin en üstündeki kartın rengine bakın. Baktığınız bu iki kartın aynı renkten olması ihtimali nedir!
MANTIK PARADOKSLARI: KURALLAR
1- Bütün kuralların istisnaları vardır.
2- Yukarıdaki cümle de bir kuraldır.
3- O halde onun da istisnaları vardır.
4- Demek ki istisnaları olmayan kurallar da vardır.
Görüldüğü gibi I ile 4 birbirine zıt anlamlı çıktı. Bu paradoksun nedeni nedir!
SEKİZ KÜRE
Bir kenarı 4 cm. olan bir küpün içine yarıçapları I crr olan 8 küre konulmuştur. Bu kürelerin ortasında kalan boşluğa, bu kürelere değecek şekilde konulacak bir kürenin ya-nçapını bulunuz.
ÇİFTÇİNİN ATLARI
Bir çiftçinin 20 boğası, 40 ineği ve 60 atı var. Eğer atlara inek dersek bu çiftçinin kaç atı olur!
DÖRT DAİRE (Soddy problemi)
C,, C2 ve C) dairelerinin yançapları sırası ile I,
2 ve 3 cm. ise C< ve C’ dairelerinin yarıçaplan ne olur?
YUVARLAK MASA
Yuvarlak bir masanın etrafına eşit aralarla 24 konuk Duracaktır. Bu 24 kişiden her birinin ismi bir karta yazılr ve bu 24 kart yuvarlak masanın üzerine eşit aralarla kor-muştur. Herkesin kendi isminin yazılı olduğu kart hizai-s oturması beklenmektedir. Fakat bir karışıklık olur ve ev» hibi bir de bakar ki hiçkimse oturması gerekli yerde ocj-muyor. Masayı öyle çevirebilir miyiz ki 2 kişi (yan yana > ması şart değil) oturması gerekli yere (kendi isminin ys» olduğu kart hizasına) oturmuş olsun?
POHL PROBLEMİ
Ünlü kurgu-bilim yazan Frederick Pohl şöyle bir p~-lem kurmuştur: Arkadaşınız siz görmeden bir kağıt üzen* merkezleri aynı doğru üzerinde olan, n sayıda daire car (siz n’i bilmiyorsunuz). Bu dairelerin her biri bir mader > rayı temsil etsin. Arkadaşınıza şunu söyleyin: “Bu n snz para ile yazı-tura attığını düşün. Gelmesi muhtemel bâar yazı-tura durumlarının toplamına N diyelim (örneğin – =
3 ise şu yazı-tura sıraları olabilin YYY, TTT, YTT,
TTY, TYY, YTY, YYT, bu durumda N = 8 dir, yanı * = para ile N = 8 türlü yazı-tura atılabilir). Çizdiğin daıree-üstünü elinle kapat, n’i ne olrak seçersen seç, sana N’ » labilirim.” Gerçekten bunu yapabilirsiniz, ama nasıl?
3 PORTAKAL
Masanın üzerinde birbirine değen 3 portakal ve nn tam ortasında her 3 portakala da değen bir üzün- 21« var. Portakalların yarıçapı 3 cm. ise üzüm tanesinin nedir!
Geçen sayımızdaki ZEKASA YAR köşesinde yer alan sorua yanıtları 15. sayfadadır.
48