Sinir Hücrelerindeki Seçicilik

Nöron adı verilen sinir hücreleri, diğer hücrelerden farklı olarak dendrit ve akson denilen bölümlere sahiptir. Dendrit çok sayıda kısa uzantıdan oluşur ve hücrenin kökleri gibidir. Dendritlerin dallanmış yapısı diğer nöronlardan ve alıcı hücrelerinden uyarıların alınması ve hücrenin gövdesine iletilmesinde etkilidir. Aksonlar ise hücrenin gövdesinden çıkan uzun, tek bir parçadan oluşan, uyarıların gönderildiği ince liflerdir ve beyne mesajların taşınmasında görev alırlar. Sinir hücreleri işte bu uzun zincirlerden oluşan, yoğun bir şebeke gibidir.

Hücreler rasgele evrimleşemeyecek kadar karmaşık bir yapıya sahip, onları üretecek bir zekanın olması gerekir... —Michael Behe

	1. Hücre gövdesi 2. Dendrit 3. Hücre çekirdeği 4. Hücre gövdesi 5. Akson 6. Miyelin kılıf 7. Dendritler
	Solda bir sinir hücresinin (nöronun) genel yapısı görülmektedir. Sinir hücrelerinin bu yapısı, sinir uyarılarının iletilmesi açısından özel bir yapıdır. Bu yapı sayesinde çevremizde olup bitenleri algılar, istediğimiz gibi hareket ederiz.

Her hücre zarı etrafında bir elektrik yüküne sahiptir. Her nöron da enerjisini boşaltmaya hazır minik bir biyolojik pile benzer. İyonlar her sinir hücresinin içinde ve dışında bulunan elektrikle yüklü moleküllerdir. Bu durum, hücre zarı boyunca bir elektrik yükü farkı oluşturur. İnsanlardaki nöronların uyarı göndermesi için ortalama eksi 50 milivolt (bir milivolt, voltun binde biri kadardır) yüke ihtiyaç vardır.50 Bu noktada sinir uyarısı aksondan iletilir. Her sinir uyarısından sonra hücre zarından potasyum iyonları akışı gerçekleşir. Nöron, her sinir uyarısından sonra tekrar şarj olmalıdır. Bunu yapmak için, nöron potansiyel değerine ulaşana kadar ortamdan iyonları geri alır.

	1. Miyelin kılıf 2. Akson 3. Bir boğumdan diğerine atlayarak ilerleyen uyarılar, iletimin hızını artırır.
	Miyelinle kaplı bir akson boğumunda toplanan elektrik akımı, birinden diğerine atlayarak-devam eder. Böylece uyarılar sinir hücreleri boyunca ilerler. Bu sistemin her detayı bizim dış dünyayı algılamamız, gerektiği şekilde tepki vermemiz ve vücudumuzun tüm yaşamsal fonksiyonlarının gerçekleşmesi için beyinle koordinasyonunu sağlamak üzere özel olarak var edilmiştir.

Bir nöronun uyarıyı göndermesi bir saniyenin binde biri kadar bir süre alır. Bu nedenle saniyede en fazla 1000 sinir uyarısı göndermek mümkündür. Fakat genel olarak 1 saniyede, 300-400 kadar uyarı gerçekleşir. Sinir hücreleri insanlarda uzunluk olarak farklılık gösterir.51 Sinir hücrelerinde uyarıların iletilmesi saniyede üç ila yüz metre arasında değişir.52

Downstate Tıp Merkezi'nde bir nörofizikçi olan Prof. Peter Suckling, hücre zarından büyük bir hayranlıkla söz etmektedir: "Bu ince hücre zarı birçok başka yalıtım maddesinden çok daha iyi şekilde elektrik gerilimini muhafaza eder. Bu yalıtım gücü yüksektir. Güçlü olması gerekir ve aynı zamanda çok incedir."53

Sinir hücrelerinin, hücre zarında üretilen elektrik sayesinde sinyalleşebilmeleri, bir yerden bir yere bilgi gönderebilmeleri, vücut fonksiyonlarının sağlıklı şekilde çalışmasını sağlamaları üzerinde düşünülmesi gereken bir durumdur. Üstelik hücrede üretilen bu elektriksel mesajlar gitmesi gereken yere ulaşır ve karşıdaki hücre için bir anlam ifade eder. Her hücre kendisine ulaşan mesajın ne anlama geldiğini bilir ve buna göre bir faaliyete başlar. Burada anlatılan olay çok kapsamlı düşünülmesi gereken, mucizevi bir olaydır. Hücreler arasında böyle kusursuz işleyen bir sistem olmasa bir canlının yaşamsal faaliyetlerini sürdürmesi mümkün olmaz. O halde böylesine bilinç ve akıl gerektiren kusursuz sistem nasıl var olmuştur? Şuursuz atom ve molekül yığınlarının karar alarak hücreleri oluşturduklarını daha sonra tesadüfen hücreler arasında böyle bir sistemin kendiliğinden var olduğunu öne sürmek elbette mümkün değildir. Böylesine şuurlu bir sistemin varlığı bizlere canlılardaki yaratılışın varlığını kanıtlar. Bilim adamlarını hayranlık içinde bırakan bu mikro boyutlardaki muhteşem yapı, herşeyin Yaratıcısı Rabbimiz'e aittir.

Yaratan, hiç yaratmayan gibi midir? Artık öğüt alıp-düşünmez misiniz?(Nahl Suresi, 17)

	1. Uyarı 2. nöron boyunca ilerleyen hareket potansiyeli bölgesi 3. tekrar kutupsallaşma bölgesi
	Hareket potansiyeli, akson zarında bulunan voltaj-kapılı sodyum ve potasyum kanallarının faaliyetleriyle oluşur. Bu kanallar dinlenme durumunda çoğunlukla kapalıdır ve hücre zarı potansiyeli biraz daha eksi değer alınca açılır. Potasyum kanalları bir milisaniye gibi bir sürede açılırken, bu süre sodyum kanallarında çok daha kısadır. Tüm bu işlemleri tespit ve takip etmemiz ise, ancak 20. yüzyılın teknolojisi ile mümkün olmuştur.

Dinlenme Halindeki Nöron

Bir sinir hücresi uyarı iletmiyorken dinlenme halindedir. Fakat bu, nöronun tamamıyla hareketsiz olduğu anlamına gelmez. Her an komşu sinir hücrelerinden gelecek uyarıları iletmeye hazır olmalıdır. Dinlenme halindeki bir nöronun her zaman kutuplaşmış olması gerekir. Bu da içerideki sıvının dışarıya kıyasla negatif yüklü olması anlamına gelir. Bir sinir hücresinin, zarı boyunca aşağı yukarı 70 milivolt değerinde bir elektrik potansiyeli vardır. Buna zar potansiyeli ya da dinlenme potansiyeli denir. Bu az bir miktar gibi görünse de, bu küçük hücrenin bir el feneri pilinin 1/20'si kadar voltaj ürettiği anlamına gelir ve akson zarı boyunca elektriksel faaliyet için bir potansiyel oluşturur. Peki bu dinlenme potansiyeli nasıl oluşur ve nasıl muhafaza edilir?

Aksonun dışında sodyum (Na+) ve klor (Cl-) iyonları vardır, içinde ise yüklü proteinler ve potasyum (K+) iyonları bulunur. Hücre zarı ve dışı arasındaki elektriksel dengesizlik, zar boyunca dinlenme potansiyelini oluşturur. Yüklü iyonların oluşturduğu bu dengesizlik ise hücre zarının farklı iyonlara karşı seçici-geçirgen olmasıyla sağlanır. Sodyum, potasyum ve klor iyonları hücre zarından geçse de, büyük yüklü proteinlerin içeriye girmesi ve elektriksel potansiyel oluşturması sınırlandırılmıştır.

Fakat seçici-geçirgenlik tek çözüm olamaz, çünkü hücre içindeki potasyum iyonları (K+) her zaman sodyum iyonlarından (Na+) sayıca fazladır, ayrıca hücre zarı dışındaki sodyum iyonları (Na+) da her zaman potasyum iyonlarından (K+) fazladır. Gerekli iyon dengesinin sağlanması için sinir hücresindeki yoğunluk durumlarının tersine dönmesi gerekir.

Hücre bunu, işleyişine önceki bölümlerde değindiğimiz bir tür iyon pompası kullanarak yapar. Sodyum-potasyum pompası, hücre zarında bir kanal oluşturan büyük bir protein molekülüdür. Bu pompa enerjisini ATP'den (Adenozin trifosfat: Canlıların doğrudan kullandığı hücresel enerji molekülü) alır ve sodyum (Na+) iyonlarını dışarı atarken potasyum (K+) iyonlarını içeri alır. Böylece hücre içi ve dışındaki doğru iyon oranını muhafaza eder. Hücre zarı yüzeyinin her mikrometre karesinde 100–200 arasında sodyum-potasyum pompası bulunur. Her biri saniyede 200 sodyum iyonunu dışarı atarken, 130 potasyum iyonunu içeri alır.

Hareket Potansiyeli ve Uyarının Taşınması

Bir nöron bir başka nöron veya ortam tarafından teşvik edildiğinde uyarı başlar. Bunun hemen ardından uyarı, akson boyunca hareket eder ve hücre zarı potansiyelinin aniden tersine dönmesine neden olur. Çünkü nöron zarında iyonların geçmesini sağlayan binlerce protein kanalı ya da kapısı bulunur. Bu kapılar genellikle kapalıdır. Uyarı olması durumunda sodyum kanalları açılır ve artı yüklü sodyum iyonları içeri akar. Bu nedenle hücre zarının içi geçici olarak dışarıdan daha fazla artı yüke sahip olur ve dinlenme potansiyeli tersine çevrilir. Bu, hücre zarı potansiyelini +50 milivolt değerine yükseltir. Bu yüklerin tersine çevrilmesine "hareket potansiyeli" denir. Hareket potansiyeli sırasında potasyum kapıları açılır ve artı yüklü potasyum iyonları dışarı akar. Bu durum dinlenme potansiyelini tekrar dengeler, böylece nöronun içi tekrar eksi yüklü, dışı ise artı yüklü olur.

Tüm bu süreci tek bir sinir iletisi tetikler. Bu nedenle uyarıların iletilmesini domino taşlarına benzetebiliriz. Her domino taşı düştükçe yanındakinin de düşmesini sağlar. Sonra uyarı geçtikçe domino taşları kendilerini tekrar düzeltir ve ayağa kalkarlar, böylece bir sonraki hareket potansiyeline hazırlanırlar.

Sorumluluk Sahibi Hücrelerinizde Olup Bitenlerin Ne Kadarından Haberdarsınız?
	(A) DİNLENME POTANSİYELİ 1. Akson 2. Elektrotlar 3. Sodyum-potasyum pompası, konsantrasyon eğiminin tersine Na+ iyonlarını hücre dışına, K+ iyonlarını hücre içine taşır. Bu işlem için ATP gereklidir. 4. K+ iyon kapıları, açıldıklarında K+ iyonlarının hücre dışına emilmelerini sağlayan voltajla aktif olan kapılardır. K+ iyon kapıları dinlenme potansiyeli esnasında kapalıdır. 5. Na+ iyon kapıları, Na+ iyonlarının hücre içine hızla hareket etmesini sağlayan voltajla aktif olan kapılardır. İyonlar bir hareket potansiyeli esnasında, konsantrasyon eğimi doğrultusunda emilirler. Na+ iyon kapıları dinlenme potansiyeli esnasında kapalıdır. 6. Eksi yükle yüklü olan protein iyonları, nöronun iç kısmına eksi yük verdikleri için, emilmeleri mümkün olmaz. (B) HAREKET POTANSİYELİ Aşama 1: Kutupsallığın bozulması 7. Na+ iyonları içeri doğru hızla hareket eder. Na+ iyon kapıları etkiye tepki olarak açılır. Na+ kutupsallığı bozarak hücre içine doğru hızla hareket eder. Aksonun iç kısmı -70 mV'dan +30 mV'a çıkar.
	(C) HAREKET POTANSİYELİ: Aşama 2: Yeniden kutupsallaşma 8. K+ iyonları dışarı doğru hızla hareket eder. K+ iyon kapıları bir süre sonra açılıyor ve K+ iyonları hücre dışına doğru hızla hareket eder. Böylece hücre yeniden kutupsallaşarak, -70 mV'un altına düşer. 9. Sodyum-potasyum pompası Na+ iyonlarını hücre dışına geri pompalarken, K+ iyonlarını hücre içine alır. Böylece tekrar dinlenme potansiyelini elde eder. Bu işlem için ATP gereklidir.
Pek çok kişi kitap boyunca anlatılan bilgileri -eğer ilgi ya da uzmanlık alanı değilse- öğrenme ihtiyacı hissetmez. Çünkü bu bilgileri bilip bilmememiz, bilsek de bunları unutmamız ya da hatalı hatırlamamız hayatımızda önemli bir eksikliğe, değişikliğe sebep olmaz. Ancak hücrelerimizin bunları bilmek, hatasız uygulamak gibi vazgeçilmez öneme sahip sorumlulukları vardır. Tüm bu faaliyetlerini bize hissettirmeden, aralıksız olarak sürdüren hücreler, şaşırmadan, yanılmadan, unutmadan, dinlenmeden onlarca sene bu görevlerine sadık kalırlar. Saniyeden kısa sürelerde açılıp kapanan kapılarla taşınan uyarılar, aslında dev bir düzenin gözle görülmeyen parçalarını oluştururlar. Yediğiniz elmanın tadını almanız, gülün kokusunu duymanız, annenizin sesini tanımanız, bir telefon numarası hatırlamanız, televizyon kumandasının düğmesine basabilmeniz, sorulan bir soruya cevap verebilmeniz, merdivenden hızlı adımlarla inebilmeniz, kısacası hayatınızda düşünmeden yaptığınız şeyler bu sistem sayesinde işler. Bizim üzerimizdeki sorumluluk ise biz daha ihtiyacını bilmezken bu sistemi vücudumuzda var eden Rabbimiz'e karşı şükredici olmaktır. ◉ Hareket potansiyelinin başında tüm sodyum kanalları ve potasyum kanallarının çoğu kapalıdır. ◉ Aksonun yakınından gelen veya bir uyarı taşıyan elektrik akımı aksonun hücre zarı potansiyelinin daha az eksi değer almasına neden olur. ◉ Bu, sodyum kanallarının bir kısmını açar ve sodyum iyonları hücre içine akar. ◉ Artı yüklerin bu şekilde girmesine rağmen, hücre zarı potansiyeli hala eksi yüklüdür. Bu nedenle sodyum kanalları açılır ve daha fazla sodyum iyonu içeri girer. ◉ Bu noktada aksonun başına tam tersi gelir: Sodyum kanalları sırayla kapanmaya başlar ve sodyumun içeri girişi durur. ◉ Buna karşın aksonun potasyum kanalları açılmaya başlar ve potasyum iyonları dışarı kaçar. ◉ Sonuçta hücre içinde artı yükün azaltılmasıyla hücre zarı potansiyeli ilk seviyesine geri döner.

Sinaps Yolları

hücreleri birbirleriyle ve vücuttaki diğer hücrelerle sinaps adı verilen bölgeler sayesinde iletişim kurarlar. Sinapslar komşu sinir hücrelerinin birbirlerine çok yaklaştıkları fakat tam olarak değmedikleri küçük bölümlerdir. Birbirlerine temas etmedikleri için, sinyaller bir hücreden diğerine direkt olarak geçmez, sinir ileticiler (neurotransmitters) denilen kimyasal aracılarla boşluklardan taşınırlar.

İlk hücreye bir uyarı geldiğinde bu, o hücrenin hücrelerarası boşluğa bazı sinir ileticiler salgılamasına neden olur. Bunun üzerine sinir iletici moleküller bu boşlukta difüzyona uğrarlar, yani daha az yoğun bir ortama doğru geçiş yaparlar ve ikinci hücredeki alıcı protein moleküllerine bağlanırlar. Sinir ileticilerinin ve alıcı moleküllerin çok fazla türü olmasından dolayı, bu sinaps nakil işlemi hızlı (saniyenin binde biri) ya da yavaş (saniyenin yüzde biri) şekilde olabilir. Kimyasallar ikinci hücreyi ya harekete geçirir ya da durdurur. Bu yüzden sinapslar sinir sisteminde bilgiyi değiştirerek ya da işleme koyarak hizmet verirler, bu özelliklerinden dolayı beyindeki sinaps fonksiyonu öğrenme ve hafıza ile bağlantılıdır.

Nöronlar, sinaps denilen bağlantılar yoluyla mesajlar alıp iletirken, bu noktalarda kimyasal sinyal alışverişi yaparlar. Beynimizdeki sinir hücrelerinin yüz trilyon bağlantı noktası vardır. Bu bağlantı noktalarında büyük bir moleküler trafik sürekli devam eder. Bu trafiğin ne zaman durması ya da akması gerektiğini söyleyen, iyon olarak bilinen elektriksel yük taşıyan kimyasallar ve aynı zamanda büyük ve küçük farklı protein çeşitleridir.

Vücudumuzdaki Olağanüstü Faaliyetler Üzerinde Düşünmek, Rabbimizi Gereği Gibi Takdir Edebilmek için Birer Fırsattır.
	Kas Hareketi ve Asetilkolin Kanalları: Bir kas, bağlı olduğu motor sinir uyarıldığında kasılır. Bu motor sinirine ait aksondaki sinir iletisi, terminallere ulaşınca, asetilkolin adındaki sinir ileticisinin salgılanmasını sağlar. Bu madde sinir ve kas hücreleri arasındaki sinaps denilen boşlukta yayılır ve kas hücresinin zarındaki kompleks proteinlere -asetilkolin alıcılarına- bağlanır. Bu bağlanma her alıcının içindeki iyon kanalının açılmasına, böylece akımın, kas hücresi zarı boyunca devam etmesine neden olur.
Bu akım kas hücresinde elektriksel hareketlenmeye neden olur ki, bu da kasın kasılmasıyla sonuçlanır. Kitabın sayfalarını kolayca çevirebilmeniz, bir yandan çayınızı yudumlamanız, parmaklarınızla müziğe ritm tutmanız, koltukta oturabileceğiniz şekilde kaslarınızın gerilmesi, geri plandaki bu sistemlerin kusursuz çalışması sayesinde mümkün olur. Kas hareketini sağlayan bu olaylar zincirini durdurmanın bir yolu, asetilkolin alıcılarını bloke edecek bir madde kullanmaktır. Bu yöntem felce neden olan bazı zehirli canlılar tarafından da kullanılır. Örneğin kara dul örümceğinin zehiri, asetilkolin püskürmesine sebep olur. Görüldüğü gibi yaşamımızı rahatça sürdürebiliyor olmamız, istediğimizi dilediğimiz zaman yapabilmemiz, çevremizde olup bitenleri algılayıp bunlara yerli yerinde tepkiler verebilmemiz, Allah'ın vücudumuzda yarattığı bu özel sistem sayesinde kusursuzca işlemektedir. Kaldı ki asetilkolin kanalları vücudumuzdaki kompleks düzenin sadece küçük bir bölümünü oluşturmaktadır. Ancak vücudumuzdaki her detay Yüce Rabbimiz'in ilmiyle çok önemli bir göreve sahip olarak yaratılmışlardır.

1. Potasyum iyonları 2. Sinir iletici moleküller 3. Hedef hücre 4. Kapalı kanal	5. Alıcı 6. Sodyum iyonları 7. Açık kanal 8. Soldaki büyütülmüş kısım	9. Sinaptik boşluk 10. Alıcılar 11. Hedef hücreler 12. Sinaptik keseler	13. Akson 14. Sinir uyarısının yönü 15. Sinapsin ucu
Sinapslar elektro-kimyasal mesajları iletmek için biyolojik anahtarlar gibi çalışırlar. Her sinaps iki bölümden oluşur: İletken nöronun ucundaki yumru biçimli kısım ve hedef hücrenin zarındaki alıcı bölge. Sinaptik boşluk 1 inç'in (2.54 cm) milyarda biri kadardır ve iki hücrenin zarlarını birbirinden ayırır. Sinapsin ampul şeklindeki uç kısmında sinaptik keseler denilen çok küçük küreler yer alır. Bunların her biri binlerce uyarı ileten molekülleri tutar. Sinir uyarısı uç kısma ulaştığında, keseler zarla birleşir ve içlerindekileri sinaptik boşluğa bırakırlar. Sinir ileticileri hedef hücredeki alıcılarla birleşirler; bu, belli alıcı kanallarının açılarak sodyum iyonlarının hedef hücreye doğru hızla hareket etmelerini sağlar. Bu iyon akışı hedef hücrenin zarının bir bölgesini harekete geçirir ve hedef hücrede bir elektriksel dürtü oluşur. Sinir hücrelerimiz arasındaki son derece yüzeysel olarak tarif edilen bu moleküler trafik, sürekli ve yoğun olarak devam eder. Bu trafiğin ne zaman durması ya da hareket etmesi gerektiğini söyleyenler ise, iyonlar ve bir kısım proteinlerdir. Şuursuz moleküllerin kendi kendilerine düzenlenip vücudumuzdaki sinir sistemini kurmaları, sonra bunu mükemmel şekilde organize etmeleri elbette ki mümkün değildir. Moleküller, bir düzen dahilinde ve bir amaca hizmet etmek üzere biraraya gelmişlerdir. Vücudumuzu kuşatan bu sistem, Allah'ın sonsuz hakimiyetini sergileyen örneklerden biridir.

Hüçre Zarının Klorid Kanalındaki Özel Tasarım
	Yanda klorid kanalının yapısı ve vücudumuzun hücrelere tuz alımını nasıl düzenlediği görülmektedir. Kanalda yeşil ve mavi olarak gösterilen iki eşit alt-birim görülmektedir. Her alt-birim kendi iyon boşluğunu oluşturmaktadır. Kırmızı küreler klor iyonlarının iki geçiş yolunu göstermektedir.
Nature dergisinin 17 Ocak 2002 tarihli sayısında X ışınlı kristalografi tekniği kullanılarak elde edilen klorid iyon kanalının üç boyutlu görüntülerine yer verildi. Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı, Rockefeller Üniversitesi'nden Roderick MacKinnon ve ekibi, klorid iyonlarının hücre zarından en verimli şekilde geçmeleri için tasarlanmış protein mimarisini ortaya çıkardılar.1 Roderick MacKinnon karşılaştığı kompleks yapı hakkında şunları ifade etmiştir: Bu karmaşık bir yapı. Bilim adamları klorid iyon kanalının birçok yönünü ortaya çıkarırken mükemmel bir iş yaptılar... anyon [eksi yüklü atom] seçiciliğinin fiziksel prensiplerini anlamak için atom yapısını bilmek gerekir. Bu yapı ne kadar karmaşık olsa da, doğada klorid gibi bir anyonu hücre zarı içinde dengede tutmak için proteinin nasıl düzenlendiğini gösteren yalın bir mesajdır.2 Elektrik yüklü iyonlar canlılar tarafından çeşitli sinyalleşme, kalp ritminin kontrolü, sinir uyarılarının oluşturulması ve hormonların salgılanması için kullanılır. Daha evvel de belirttiğimiz gibi hücreler, hücrenin içi ve dışı arasında elektrik yükü farklılığı oluşturarak sinyal göndermek için iyonları kullanırlar. İyonlar yüklü olduklarında yağdan oluşan bir zar yerine, suyun içinde olmayı tercih ederler. Bir iyonu diğerinden ayırt edebilen iyon kanalları da bu soruna adeta çözüm sunarlar. İnsanlarda dokuz farklı klorid iyon kanalı bulunmaktadır ve bunlar böbreklerde tuzun alımından, kas kasılmalarına kadar farklı görevlere sahiplerdir. Klorid iyon kanalı, potasyum iyon kanalından tamamıyla farklı bir yapıya sahitir. Potasyum iyon kanalı su dolu, piramit şeklinde bir boşluğu olan büyük tek bir boşluk iken, klorid kanalının iki boşluğu vardır ve her biri ortada dar bir büzülmeye sahip kum saati şeklindedir. Bilim adamları aynı zamanda kanalı oluşturan protein alt ünitelerinin her iki kanal çeşidinde tamamıyla farklı şekilde düzenlendiğini gördüler. Potasyum kanalında dört protein alt ünitesi bir tek boşluğu oluşturur. Klorid iyon kanalında ise her bir protein alt ünitesinin kendi boşluğu bulunur ve alt ünitenin iki yarısı iki-katlı dönüş simetrisi olarak bilinen zıt yönlere sahiptir. Bu yapının bilinmesinin bilim adamlarına hücrenin içinde doğru iyon konsantrasyonunu korumak için kanalın nasıl açılıp kapandığının anlaşılmasında yardım edeceği düşünülmektedir. Görüldüğü gibi bilim adamları yüksek teknoloji imkanlarına rağmen, kendi bedenlerinin bir parçası olan hücre zarında olup biten kompleks işlemleri tam olarak çözebilmiş değildirler. Nitekim klorid iyon kanallarını araştıran R. MacKinnon, hücre kapısı olarak bilinen bu yapıların daha yeni anlaşılmaya başlandığını, iyon kanalının kapı olarak nasıl işlev gördüğünü anlamak için deneyler yapmaya devam etmeleri gerektiğini ifade etmiştir.3 Hücre zarı klorid iyonunu hücre içine almak için özel bir yapıya sahiptir. Hücre zarı her türlü engele rağmen istisnai çözümler sunarak, ihtiyacı olan iyonu içine alabilmektedir. Elbette ki sunulan bu çözüm akıl ve bilinçten yoksun moleküllere ait olamaz. Buradaki düzen Allah'ın hücrelerimizde yarattığı kompleks sistemin bir parçasıdır.
Footnotes 1. 1. R. Dutzler, E.B. Campbell, M. Cardene, B.T. Chait & R. Mackinnon, "X-ray structure of a ClC chloride channel at 3.0 A reveals the molecular basis of anion selectivity", Nature, no. 415, 17 Ocak 2002, ss. 287-294. 2. http://www.hhmi.org/news/mackinnon5.html; “Images Reveal How Body Regulates Salt Uptake in Cells”, Howard Hughes Medical Institute News. 3. http://www.hhmi.org/news/mackinnon5.html; “Images Reveal How Body Regulates Salt Uptake in Cells”, Howard Hughes Medical Institute News.

Beyin Hücrelerinin Seçiciliği: "Kan-Beyin Bariyeri"

Yukarıdaki resimde alkol moleküllerinin beyin hücrelerinin zarlarından emilimi görülmektedir. Alkol molekülleri sinir uyarılarının geçişini engelleyerek, beyin hücrelerini birer birer kapamaktadır.

Beyinde kandaki gerekli besin maddelerini içeri alan, fakat sinir hücrelerinin çalışmasını engelleyebilecek maddeleri dışarıda tutan özel nöbetçiler bulunur. Bunlar beyindeki sinir dokuları ile kan arasında bir engel oluşturarak, kandaki maddelerin beyne girişini önlerler. Bu bariyeri beyindeki kan damarlarını adeta bir astar gibi kaplayan endotelyum hücreleri oluşturur. Kan ve beyin hücreleri arasında bir bariyer bulunmasının önemi, sinir hücrelerinin kararlı bir kimyasal ortama ihtiyaç duymasından ileri gelir. Eğer bu tür bir engel olmasaydı, glikoz, amino asit, hormon ya da diğer bileşenlerin yoğunluğunu artıracak besinler tükettiğimizde ya da egzersiz yaptığımızda, sinirsel faaliyetler kontrolden çıkacak ve hatta nöbetler yaşayacaktık.

Beynin içindeki sayısız kılcal damar, beyne besin maddeleri getirirken, atıkları da dışarı taşır. Beyindeki endotelyum hücrelerinde, kandaki maddelerin hücre zarından geçerek sinir dokularına ulaşmasına engel olan özel bağlantı noktaları bulunur. Bu nedenle endotelyum hücreleri kan ve beyin arasında hemen hemen hiç geçirgen değildir. Fakat beynin oksijen, glikoz ve amino asitleri içeren maddelere de ihtiyacı vardır. Eğer bariyer hiçbir şeyi geçirmeyecek olsaydı, beyin besinlerden yoksun kalacak ve ölecekti. Fakat "kan-beyin bariyeri" istenmeyen maddeleri dışarıda tutan, aynı zamanda beyne, hayati molekülleri taşıyan özel mekanizmalara sahiptir.

Genel olarak yağda çözünen moleküller kan-beyin bariyerinden hemen geçebilirler. Bunların arasında nikotin, etanol ve eroin vardır. Fakat yağda çözünür olmayan yüklü moleküller özel taşıma sistemlerine ihtiyaç duyarlarsa beyne ya çok yavaş girerler ya da hiç giremezler. Bunlar proteinler gibi büyük moleküller veya sodyum gibi küçük moleküller olabilir. Beynin esas ihtiyaç duyduğu ana enerji kaynağı olan glikoz ve kendisinin üretemediği amino asitler yağda çözünür değildir. Dolayısıyla bu maddeler kendilerine has taşıyıcılar aracılığıyla hücre zarından içeri alınır. İnsan beyni günde 120 gramdan fazla glikoz kullanır. Fakat 2 gramdan fazlasını depolayamadığı için, bariyer boyunca sürekli glikoz tedarik edilmesi gerekir.

Tam bu ihtiyaca yönelik olarak her endotelyum hücresinde kandan büyük miktarlarda glikoz almasını sağlayan çok sayıda taşıyıcı bulunur. Glikoz taşıma sistemi, vücudun en yoğun çalışan taşıma sistemidir. Bu şekerin yalnız çok az bir kısmı hücrenin kendisi tarafından kullanılır geriye kalanı ise beyne transfer edilir. Fakat taşıyıcı moleküllerin yapısı bilim adamları için hala bir sırdır. Taşıyıcılar büyük olasılıkla hücre zarında glikozun geçmesine izin verecek şekilde kanallar açabilen bir ya da daha fazla protein molekülüdür, fakat yapıları hala araştırılmaktadır.

Amino asitlerin taşıyıcı sistemleri ise çok daha komplekstir. Çünkü 20 amino asitin her birinin farklı moleküler yapısı bulunur. Bunlar kimyasal özelliklerine göre de dört farklı gruba ayrılabilirler: büyük nötr, küçük nötr, bazik ve asidik. Her kategorinin kendi taşıma sistemi bulunur. Glikoz taşıyıcılarında olduğu gibi büyük nötr amino asit taşıyıcıları bariyerin her iki tarafında da yer alır, böylece amino asitler beyinden içeri girer ve çıkar. Küçük nötr amino asitler ise beyin hücreleri tarafından sentezlenebilir, bu nedenle onları beyne taşıyacak taşıma sistemlerine ihtiyaç yoktur.

Kan-beyin bariyeri fikri ilk kez, 19. yüzyıl sonlarında Alman bakteriyolog Paul Ehrlich'in araştırmaları ile ortaya atılmıştı. Ancak bu görüşün ispatlanması 1950'lerde elektron mikroskobunun geliştirilmesi sayesinde mümkün olmuştur. Beyindeki kılcal damarlar, görünüm itibariyle vücudun diğer bölgelerindeki damarlara benzese de, farklı özelliklere sahiptir. Öncelikle beyindeki kılcal damar hücreleri arasındaki bağlar aşırı derecede sıkıdır. Hücre zarları bağlantı noktalarında adeta bir fermuar gibi kaynaşmışlardır. Fakat vücudun diğer yerlerindeki kılcal damarlarda endotelyum hücreleri arasındaki birleşimler boşlukludur. İkinci olarak, beyindeki kılcal damar hücrelerinde, hücre zarından sıvıları ve çözeltileri taşımaya yardımcı olan çok az pinositoz kesesi vardır. Beyin dışındaki hücrelerde ise bu keseler çok yaygındır.

Allah, yeryüzünü sizin için bir karar, gökyüzünü bir bina kıldı; sizi suretlendirdi, suretinizi de en güzel (bir biçim ve incelikte) kıldı ve size güzel-temiz şeylerden rızık verdi. İşte sizin Rabbiniz Allah budur. Alemlerin Rabbi Allah ne yücedir. (Mümkün’min Suresi, 64)

Bariyerin Önemi

Kan-beyin bariyerinin önemini, bu bariyer olmadığında ortaya çıkan hastalıklardan anlayabiliriz. Tümörler, beyindeki doku bozuklukları ve felç gibi ödem oluşturan, sıvıların ve proteinlerin beyinde birikmesiyle oluşan şişmeler nedeniyle meydana gelen diğer hastalıklarda bu bariyer çöker. Endotelyum hücrelerinin duvarlarında daha fazla kese oluştuğu için sızıntı yapmaya başlar ya da hücrelerin arasındaki sıkı bağlar aralanır.

Bariyere zarar gelmesi beyin dokularında sıvı birikmesine ve kurşun zehirlenmesine yol açar. Araştırmalara göre metal önce endotelyum hücrelerine sonra da astrositlere girer. Kandaki kurşunun bariyeri bozmasından sonra beyin diğer maddelerin saldırısına daha açık hale gelir.

Kan-beyin bariyeri artık pasif değil, kan ve beyin arasında dinamik bir yapı olarak görülmektedir. Fakat bu bariyerin ve taşıma sistemlerinin nasıl korunduğu hakkındaki bilgiler hala yetersizdir.54

Vücudumuzun her noktası canlılık için özel olarak tasarlanmıştır. Kitap boyunca sayılı örneğine değindiğimiz bu tasarımlar, bilim adamlarını onlarca yıldır meşgul etmekte ve araştıranları kendine hayran bırakan mekanizmalar içermektedir. İnsanın hayatta kalması için sadece beyin ve kan hücreleri arasında yer alan bu bariyer, neden bir başka organın hücreleri arasında değil de, tam olması gereken yerde, beyindedir? Hücreler ait oldukları organın -beyinin- sabit bir ortama ihtiyaç duyduğunu, dolayısıyla hücreye giriş-çıkışların daha kontrollü olması gerektiğini nereden bilmektedirler? Kuşkusuz hücreler bunu kendi kendilerine akledip, bir bariyer edinme kararı almaları, bunu zarlarında inşa etmeleri mümkün değildir. Bunun tesadüf eseri olması ise kesinlikle mümkün değildir. Çünkü beyin hücrelerindeki bariyerin hayati bir amacı vardır ve bu amaca yönelik kompleks bir yapı söz konusudur.

Dolayısıyla bu noktada da canlılığın kökenini tesadüfi mekanizmalarla açıklamaya çalışan evrimciler yine çaresizdir. Çünkü vücudumuzdaki tüm kompleks sistemler var olsa, sadece beyin hücrelerindeki bu bariyer olmasa, canlılığın devamı yine mümkün olmazdı. O halde bu bariyerin en başta -tüm sistemlerle birlikte- var olması gereklidir. Evrim teorisinin iddialarının temelini oluşturan aşama aşama gelişim de, bu örnekte görüldüğü gibi yine geçersizdir.

Sonuç olarak insan için önceden alınmış bu tedbir, Allah'ın varlığının sayısız delillerinden biridir. Rabbimiz ayetlerde şöyle buyurmaktadır:

Şimdi onlara sor: Yaratılış bakımından onlar mı daha zorlu, yoksa Bizim yarattıklarımız mı? Doğrusu Biz onları, cıvık-yapışkan bir çamurdan yarattık. Hayır, sen (bu muhteşem yaratışa ve onların inkarına) şaşırdın kaldın; onlar ise alay edip duruyorlar. (Saffat Suresi, 11-12)