kalbimiz neden solda çarpar?

kalbimiz niçin solda çarpar? Aynaya baktığınızda ne görürsünüz? Birbirinin az kalsın aynısı iki kulak, iki göz, iki kol ve iki bacakÉ Görüntümüz doğruca çarpıcı bir simetriyi yansıtır; sağ tarafımız sol tarafımızın yansımasıdır Ama bu yalnızca görünüşte! Çünkü vücudumuzun içinde her şey çok bambaşka Aynaya baktığınızda ne görürsünüz? Birbirinin hemen hemen aynısı iki kulak, iki göz, iki kol ve iki bacakÉ Görüntümüz sayesinde çarpıcı bir simetriyi yansıtır; sağ tarafımız sol tarafımızın yansımasıdır Fakat bu yalnızca görünüşte! Çünkü vücudumuzun içinde her şey fazla ayrı: Kalp, dalak ve pankreas solda, safra kesesi ve karaciğer sağda Hatta akciğer gibi çift organlar da sağ ile sol arasında morfolojik farklılıklar sergilerler: Sağ akciğer için üç lob ve sol için de iki lob Bağırsak da kesintisiz benzer yönde dolandığından yanaldır Peki nasıl oluyor da, ilk olarak bütünüyle simetrik olan embriyon sağı soldan ayırıp organlarını yana doğru dizebiliyor? Bilim adamları uzun zamandır bu sırrı çözmeye çalışıyorlardı Ve nihayet amaçlarına ulaştılar Son yıllarda, bu organizasyonun, embriyonun birkaç hücresinin yüzeyindeki küçük kirpikler kadar gerçekleştirilen rotasyon hareketlerinin sonucu olduğunu belirlediler Istikrarlı bir rotasyon Nice Ğ Sophia Üniversitesi’nde gelişim biyolojisi ve kanser araştırma, işaretleme enstitüsünü idare eden Stephane Noselli, 2004 yılından beri yapılan araştırmaların, simetriyi kıran bir yapı olarak kirpiklerin rolünü gitgide daha pozitif kanıtladığına uyarı çekiyor Bu son derece alıngan mekanizmanın inceliklerinin keşfini büyük ölçüde Tokyo Üniversitesi'nde anatomi ve hücreli biyolojisi bölümünden Nobutaka Hirokawa ve ekibine borçluyuz Bu çok alıngan süreçlerle ilgili bilgilerimizi derinleştirerek, bilim adamları iç asimetrimizin ve bununla bağlantılı olabilecek patolojilerin sırrını aydınlatıyorlar Genetik rahatsızlık çözdü Her şey otuz yıl değin önce, Kartagener sendromu olarak bilinen, ender rastlanan kalıtımsal bir hastalığa yakalanan kişilerin incelenmesiyle başladı Lyon1 Üniversitesi’nden kalıtımsal kardiyolog Partice Bouvagnet bu hastalığı, spermlerin kamçılarının da tutulabildiği, solunum mukoza kirpiklerinin işlev bozukluğu olarak tanımlıyor Bu hastalığın en alışılmadık yanı ise, kişilerde organların yer değiştirmesine neden olması; tıpatıp aynadaki gibi yürek sağa, karaciğer sola vs kayıyor Bu da gözenekli olan kirpiklerinin kişide sağsol ekseninin bozulmasında kilit rol oynayabileceğinin işareti olarak yorumlandı Bundan sonra ise geriye doğru, tamamen hangi kirpiklerin söz konusu olduğu ve bunların gelişimin hangi aşamasında devreye girdiklerini anlayışlı olmak kalıyordu Herşey düğümle başlıyor Son on yılda fare üzerinde yapılan sayısız araştırma ve özellikle de, bununla beraber keza kirpikleri ayrıca de iç asimetriyi etkileyen mutasyonların incelenmesi bu asimetrinin nerede başladığının keşfedilmesini sağladı Her şey düğümdüzeyinde başlıyor; bu düğüm, gastrülasyon olarak adlandırılan, embriyonun gelişiminin erken bir evresinde (2 hafta), ventral kutupta oluşan geçici, minik bir bastırma Bu aşamada, embriyon hala bütünüyle simetriktir ve sırtın, karnın, başın ve ayakların neye dönüşeceğine karar vermiştir Bu düğüm, her biri birer kirpikle donanmış, son derece sıkışık 200 ila 300 hücreden oluşur Gizemli sinyal Fakat 1998 yılında Hirokawa ekibinden Shigenori Nonaka videomikroskopi tamamen bunun herhangi bir kirpik olmadığını belirledi Nedeni ise, önden arkaya dürüst açık kapanan organizmamızın (iç kulak, solunum mukozalarıÉ) alışılmış kirpiklerinin aksine, düğüm kirpiklerinin moleküler yapıları nedeniyle, saatin akrep ve yelkovanı doğrultusunda dönmeleridir Shigenori Nonaka embriyonun simetrisini bu hareketin bozup bozmadığını kavramak nedeniyle düğümü yıkayan embriyon dışı sıvıya floresan bilyeler ekleyip kımıldamalarını seyretti Ve işte sürpriz: Hepsi benzer doğrultuda, sola içten hareket ediyordu Bu acayip fenomen bilim adamları göre düğümlü akıntıolarak adlandırıldı Bu akım oldukça belirleyiciydi: Kirpiklerin dönerken meydana getirdikleri bu cereyan embriyonu bakışımsız kılmak nedeniyle soluna esrarengiz bir sinyal gönderiyordu Peki fakat niye sol? bununla birlikte küçük bir sorun söz konusu: Bir rotasyon hareketinin bir tarafta akıntı yaratırken öteki tarafta yaratmaması için hiçbir niçin değil Nobutaka Hirokawa'nın ekibi geçen yıl ultra hızlı kamera doğru bu baş ağrıtan sorunu çözmeyi başardı Rotasyon eksenini üç boyutlu inceleyen ekip, bunun 40 derece embriyonun arkasına yönelmiş olduğunu belirledi Kirpikler embriyonun iç simetrisini nasıl kırıyorlar? Embriyon gelişiminin birincil iki haftasında adamakıllı simetriktir Simetri kırılması embriyonun yüzeyindeki çukur olan ventral düğümde meydana gelir Bu düğüm kirpikli hücrelerden oluşmuştur Bu kirpikler sıvıyı karıştırıp embriyonun soluna iterek morfojen moleküllerin konsantrasyonunu sağlarlar 1 Kabarcıklar meydana kazanç Düğümün hücreleri organların konumunda rol oynayan morfojen kabarcıkları özgür bırakırlar 2 Kirpikler harekete geçer Bir saatin akrep ve yelkovanı doğrultusunda dönen kirpikler kabarcıkları sola içten iterler 3 Kabarcıklar solda birikir Kabarcıklar solda birikerek kirpiklerin karşısında patlar ve morfojenleri salıverir 4 Simetri kırılır Morfojenler hücre içinde asimetriye yol açan bir dizi olayı tetiklerler Diğer bir deyişle, kirpik eğer embriyon yüzeyinden uzak dikilmişse etkili bir harekete yol açıyor; düğümün hücrelerine sürtündüğünde ise, etkisiz bir hareket onu izliyor Sonuçta da, embriyonun soluna dürüst, sağdakine kıyasla fazla daha önemli bir akıntı oluşuyor Peki tüm bunlar asimetriyi açıklıyor mu? Bu akımın organların yanlamasına sıralanmasını nasıl gerçekleştirdiği tamamen bilinmediği için bu soruya belirli bir evet yanıtı verilemiyor İki model Ancak yeniden bu konuda da son sözü 2005 yılında Nobutaka Hirokawa söyledi Japon araştırmacı kirpikli hücreleri inceleyebilmek amacıyla bunları hücreli zarının lipidlerine bağlanan floresan bir maddeyle belirginleştirdi Kendisi araştırmalarıyla ilgili şu açıklamalarda bulunuyor: Yalnızca düğüm hücrelerini incelemeyi düşünürken, o zamana kadar bilinmez bir madde olan, çapları 03 ila 5 mikrometre arasında değişen ve sola düğüm akımıyla iletilen minik kabarcıklar belirledik Hirokawa bunları NVP (Düğüm kabarcık parçacıkları) olarak adlandırıyor Bu keşif tam da, düğüm akışının asimetriyi nasıl tetiklediğini açıklamak için iki modelin çarpıştığı bir döneme eşit geldi Birinci senaryoya tarafından, bu eğilim düğümün çevresindeki kirpikler kadar ayrıntılarıyla mekanik bir şekilde hissediliyor; ikinci model ise, bu akımın o zamana kadar bilinmeyen morfojen (canlılarda dış şekillerin oluşumu;çn) molekülleri embriyonun solunda topladığını öngörüyor Morfojen hipotezi Nobutaka Hirokawa, keşfettikleri düğüm kabarcık parçacıklarının morfojen molekül hipotezini güçlendirdiğini belirityor Hirokawa’ya göre, düğümün her bölgesinden yayılan bu kabarcıklar sonra düğüm akımı tarafından embriyonun sol tarafına taşınıyorlar Burada da patlayıp içlerindeki Sonic Hedgehog ve retinoik asit moleküllerini salıveriyorlar Bu ikisi de organların bakışımsız sıralanmasında rol oynuyor Bu moleküller hücresel içi kalsiyum düzeyini yükseltirken, bunu genlerin asimetrik aktivasyonu izliyor Embriyonun organojenez olarak adlandırılan (58 hafta) gelişim sürecinde bu genlerin ürünleri organların yerleşimini belirliyorlar Nobutaka Hirokawa, memelilerdeki asimetrinin sayısız hücreli sürecinin koordinasyonunun iyi bir örneğini oluşturduğunu kaydediyor Bu Nedenle göz açıp kapayıncaya dek geçen sürede, kirpikler kalbi sola yerleştiriyor sonradan diğer kilit işlevleri gerçekleştirmek üzere diğer kirpikler devreye giriyor; bu işlevler, nöronlara yer değiştirtmek, solunum yollarını artıklardan arındırmak ve spermlerin devinimini karşılamak olarak sıralanabilir Sorular sorular Creteil'de (Fransa) Mondor Enstitüsü'nde moleküler tıp araştırmacısı olan Estelle Escudier, kirpiklerin yaşamın sayısız evresi için zorunlu olan, aşırı karmaşık bir gözenekli olan arabulucu olduğunu söylüyor Nitekim Kartagener sendromunda da görüldüğü gibi, bir tek genin mütasyonunun solunumdan üremeye ya da iç asimetriye kadar geniş bir yelpazeyi etkileyen değişik patolojilere neden yol açtığı daha iyi anlaşılıyor Fakat bakışımsızlık delil edinmek bir yanlamasına bir dizi soruyu beraberinde getiriyor; bunlardan birincisi de asimetrinin niçin emin bir yönünün olduğu? Keza evrim niçin asimetrinin bir biçimine yeşil ışık yakarken diğerini bertaraf etti? Daha temel bir soru ise şu: Hayvanlar neden vücudun öteki taraflarında olduğu gibi iki yanlı bir simetri yerine iç bir asimetriye yöneldiler? Bu sırların çözülmesi için embriyonda asimetrinin belirlenmesinde rol oynayan moleküler, genetik ve biyokimyasal süreçlerin daha iyi anlaşılması gerekiyor