Beyinde susuzluğun haritası keşfedildi

Türk bilim insanı Dr. Sertan Kutal Gökçe, susuzluğu düzenleyen beyindeki bölgeyi haritaladı. Bu araştırmayla beyindeki su içmemizi tetikleyen ya da durduran kompleks sinirsel devre yapısı çözüldü. Bu sinirsel devre muhtemelen insanlar da dahil olmak üzere memelilerde beyindeki susuzluk hissini ve su içmemizi kontrol eden yapı hakkında önemli bilgiler veriyor.

Bilim dünyasında çok ses getiren bu araştırma dünyanın en önemli bilimsel dergilerinden Nature'da yayınlandı. 

Susadığımızda su içmekten daha tatmin edici bir his yoktur. İlginç ve büyük soru ise: Beynimiz bizim yeterince su içtiğimizi veya suya ihtiyacımız olduğunu nasıl anlıyor?

Susadığımızda su içeriz. Su içince de hemen kendinizi doymuş hissediyoruz. Ancak içtiğimiz su direkt kan dolaşımına karışmıyor. Ancak bir şekilde beyin biliyor.

Yaklaşık bir buçuk yıldır süren ve bilim dünyasında büyük ses getiren bu araştırmadan elde edilen sonuçlarla ilgili ABD’de dünyanın en iyi üniversitelerinden birinden olan California Teknoloji Enstitüsü (Caltech)’nden Dr. Sertan Kutal Gökçe, doktora derecesini UT Austin (Teksas Universitesi Austin) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliğinden aldı. Dr. Gökçe, doktora eğitimi boyunca lazerle küçük kurtçukların üzerinde sinir hücrelerini keserek sinir onarımı ve yıkımının moleküler altyapısını anlamaya çalıştı.

Dünyanın en akıllı bastonu! Türk mühendisler geliştirdi

Dr. Gökçe, çalışma ile ilgili şunları söyledi: “Susuzluğunuzu gidermeniz için yaklaşık en fazla 20 - 30 saniye su içmeniz yeterlidir. Diğer bir taraftan ise vücudunuzdaki su yoğunluğu ve su - tuz dengesi siz su içtikten yaklaşık 10 - 15 dakika sonraya kadar normal seviyesine gelemez. Bu da bize şunu gösteriyor; beynimizde öyle bir mekanizma olmalı ki su veya sıvı içtiğimizi anlamalı ve bunu kan değerleriniz normale dönmeden çok önce yani vücudunuz yeniden su içmeden önce gerçekleştirmeli ve su içme eyleminizi hemen sonlandırabilmeli.”

Bazı beyinler suya doyduğunu anlamıyor

Vücudumuzdaki su dengesini düzenli bir seviyede tutmak sağlıklı bir yaşam için önemlidir. Bazı kişilerde bu süreç düşünüldüğü gibi kolay değil. Polidipsia adı verilen bir sendroma sahip insanlar aşırı susuzluk hissediyor ve çok miktarda su içiyor. Bu durum tehlikeli olabiliyor, çünkü eğer kan çok fazla seyreltilirse, kişi su zehirlenmesinin kurbanı olabiliyor.

Polidipsia, diyabet ve şizofreni hastalarında sıkça rastlanılan bir durumdur. Bu şizofreni hastalarında öyle bir seviyeye gelebilir ki fazla su içerek kendilerini zehirleyebilirler bile. Bu araştırmanın sonuçları özellikle bu kişilere bazı konularda çözüm bulunması için de bir umut olabileceğini söyleyen Gökçe, “Tek bir beyin bölgesini hedef alarak, mesela polidipsia gibi etkileri azaltmak ilk başta mantıklı gibi gözükebilir. Olaya böyle yaklaşmak ise indirgemeci bir yaklaşımdır. Diğer bir deyişle, zorlu ve kronik bir hastalığın farklı farklı semptomlarını ayrıştırarak çözüm bulmak çok gerçekçi değildir” dedi.

 Susuzluk ve iştah bağlantısı var mı?

İştahsızlık ve obezitenin dünya nüfusunu gün geçtikçe etkileyen ve yaşam kalitesini düşüren hastalıklar olduğuna dikkat çeken Dr. Gökçe, “Yakın zamandaki bilimsel çalışmalar gösterdi ki bu çalıştığımız su dengesini kontrol eden beyindeki devreler, açlığımızı kontrol eden diğer beyindeki devrelerle yakın ilişki içerisindedir ve birbirilerinin çalışmasını etkilerler. Örneğin, susadığımız zaman yemek yeme isteğiniz de azalır ve biliyoruz ki susuz olmak vücutta iştahsızlık etkisi oluşturur. Tam tersi olarak da aç iken de su içmeyi kesersiniz. Şu ana kadar genelde açlık üzerine çalışmalar ağırlıktaydı. İşte tam bu kısımda, bu çalışmamız beyindeki susuzluk merkezinin anlaşılması ve ileride yapılacak olan susuzluk devresinin açlık devresi ile olan ilişkisini inceleyen çalışmalar için öncü olacaktır” şeklinde konuştu.

Peki beyin bu bilgiyi su içmeyi başlatmak ya da sonlandırmak için nasıl kullanır?

Farelerle yapılan çalışmada, su içmemizi tetikleyen veya gereğinde doğru zamanda durduran beyindeki kompleks sinirsel devre yapısı çözüldü. Bu çalışmada elde edilen sonuçlardan biri diğeri, fare beyninde, su alımını kontrol eden ve düzenleyen 3 kısım var. Bu bölgeler; Subfornical Organ (SFO), the Organum Vasculosum Laminae Terminalis (OVLT), ve the Median Preoptic Nucleus (MnPO). Bu 3 yapı, ön beyinde küçük ince bir tabaka gibi bir form oluşturmaktadır ve buna Lamina Terminalis (LT) deniyor.

Video:

Beynimizdeki çoğu bölgenin nerdeyse geçişe hiçbir şekilde izin vermeyen kan-beyin bariyerine sahip olduğunu söyleyen Gökçe, “LT yapılarından iki tanesi olan (SFO) ve (OVLT) kan beyin bariyerine sahip değillerdir. Bu sayede kan dolaşımındaki su ve sodyum seviyesi direkt algılanabiliyor. Yani başka bir deyişle, bu iki yapıyı beyninizin içindeki kan sensoru gibi de düşünebilirsiniz. Bu çalışmamızda, bu iki yapının, SFO ve OVLT’nin algıladıkları bilgileri hiyerarşik daha ustte bulunan MNPO’ya gönderdiğini gösterdik. Ekip içerisinde yer aldığım araştırma grubum, geçmiş çalışmalarında SFO’daki belirli uyarıcı (eksite) nöronları optogenetik yöntemiyle uyararak su içmenin tetiklediğini tespit etmişti. Bu çalışmada ise MnPO nun Lamina Terminalis’teki su içmemizi kontrol eden ana merkez olduğunu gösterdik. Genetik manipülasyon teknikleri ile MnPO uyarıcı sinirlerini (Nnos nöronları) devre dışı bıraktığımızda ne SFO ne de OVLT nöronlarının uyarılmasıyla su içmeyi tetikleyebildik. Böylece, lamina terminaliste su içmemizi sağlayan hiyerarşik bir yapının bulunduğunu ve bu yapının en üstünde MNPO olduğunu gösterdik. Şunu da belirtmek isterim, bu bir ekip çalışması her iyi akademik yayında olduğu gibi, bulduğum araştırma grubumun emeğini unutmamak gerekir” diye konuştu.

Yeni bir nöron bulundu

Sıvı yudumlayınca aktive olan bir nöron bulduklarını belirten Gökçe, şu bilgileri verdi: “Bu çalışmamızda, MnPO içinde baskılayan bir nöron grubu bulduk (GLP1r noronlari). Ve bu MnPO (GLP1r noronlari) sadece ve sadece herhangi bir sıvı yudumladığınızda aktive olmakta. Bu durumu gösteren birçok deney sonucu bu makalede yer alıyor. En dikkat çekici deneylerden bir tanesinde, susuz bırakılan farelere normal su içtiklerinde bu nöronların aktive olduğunu gözlemledim.”

Katı ile sıvının beynimizde ayrımı var mı?

En dikkat çekici deneylerden bir tanesi, susuz bırakılan farelerin normal su içtiklerinde bu nöronların (aktive olduğunu gözlemlemek olduğunu dile getiren Gökçe, “Aynı deney koşullarında, farelere normal sıvı halindeki su yerine jel halinde olan HydroGel (yüzde 98 i su olan jel) verdiğimizde bu nöronlar hiçbir aktivite belirtisi göstermedi. Bu ve diğer sonuçlar da bize gösterdi ki bu nöronlar sadece sıvı yudumlandığında aktive olup, katı bir şeyin yutulmasına cevap vermiyorlardı. Bunun önemi ise şudur ki bu nöronlar bizim su içer içmez oluşan doygunluk hissimizin ana kaynaklarından bir tanesidir.” şeklinde konuştu.

{$ nextTitle $}
{$ item.Title $}
{$ item.Title $} © {$ item.Files[0].Sources[0] $}
{$ item.Title $}
{$ item.Title $}
ilgili haberler
 
LG
MD
SM
XS