VÜCUDUN GERİ DÖNÜŞÜM MEKANİZMASI: OTOFAJİ

7 Nisan 20197 Nisan 2019 yusrakarademir 0 yorum

2016 Nobel Tıp Ödülü’ne, kanser ve parkinson gibi hastalıkların daha iyi anlaşılmasını sağlayan çalışmalarından ötürü Japon bilim insanı YoshinoriOhsumi layık görülmüştü. 71 yaşındaki Ohsumi, Nobel Tıp Ödülü’nü ”otofaji” üzerine yaptığı çalışmalar sayesinde kazandı.

NEDİR?

Otofaji (otofagositoz) kelimesi;autóphagos “kendi kendini yemek” ve kýtos “oyuk” Yunanca kelimelerinin birleşmesinden oluşmaktadır.

Otofajinin genel prensibi, vücudun geri dönüştürme mekanizması gibi işleyerek bozulan hücrelerin bulunmasına ve bu hücrelerden ayrıştırılan yararlı kısımlardan enerji elde edilerek yeni hücrelerin yaratılmasıdır.

Bu mekanizma sayesinde vücut kanseri ve diyabet gibi hastalıkları önleyebilmekte, sağlıklı metabolizmayı korunmaktadır. Mekanizmanın bozulması ise Parkinson, diyabet, kanser ve diğer bazı hastalıkları tetikleyebilmektedir.

NASIL KEŞFEDİLDİ?

50 ve 60’lı yıllarda ortaya çıkan bu kavram; araştırmacılar tarafından ilk gözlendiğinde hücrenin,lizozom adı verilen çuval benzeri kesecikler oluşturarak kendi içeriğini parçalamak için geri dönüşüm bölmesine taşıdığı ve orada yok edebildiği görüldü.

90’lı yıllarda, Ohsumiekmek mayası kullanarak geliştirdiği yöntem sayesinde otofajide rol oynayan genleri tespit etti. Daha sonrasında mayalarda otofaji altında yatan mekanizmalara ışık tutacak ve bu karmaşık düzeneğin bir benzerinin bizim hücrelerimizde de kullanıldığını gösterdi.

Ohsumi’nin keşifleri hücre içeriğindeki geri dönüşümün nasıl gerçekleştiğini anlamamıza yeni bir yaklaşım getirdi. Bu keşif açlığa sağladığımız uyum ve enfeksiyona verdiğimiz yanıt gibi pek çok yaşamsal süreçte otofajinin temel önemini anlamamızı sağladı.

NOBEL ÖDÜLÜ’NE GÖTÜREN DENEY

Ohsumi çeşitli araştırma alanlarında faaliyetlerde bulunmuştu fakat 1988’de kendi laboratuvarında çalışmaya başlayınca insan hücrelerindeki lizozoma karşılık gelen, proteinleri parçalayan, bir hücre birimi üzerinde çalışmaya odaklandı.

Bunun için maya hücrelerini tercih etti, maya hücrelerini incelemek nispeten daha kolaydı ve genellikle insan hücrelerinin modellemesinde kullanılabilmekteydi. Bunlar özellikle karmaşık hücresel süreçlerde önemi olan genlerin tanımlanmasında yararlı olmaktaydı.

Fakat Ohsumi için bu aynı zamanda zorlu bir süreç anlamına geliyordu; maya hücreleri küçüktü ve iç yapılarının mikroskop altında ayırt edilmesi kolay değildi. Dolayısıyla bu organizmada otofajinin var olup olmadığından bile emin değildi.

Ohsumi hücre birimindeki otofaji işlemi aktifken parçalanma işlemini kesintiye uğratmayı akıl etti. Bu sayede otofagozomlar hücre birimi içinde birikmeli ve mikroskop altında görünebilir hale gelmeliydi. Bu amaçla maya hücrelerini bir kimyasala maruz bırakarak genleri bozulmuş, parçalama enzimleri eksik maya hücrelerinden bir kültür oluşturdu ve eş zamanlı olarak hücreleri aç bırakarak otofajiyi uyardı.

Sonuçlar çarpıcıydı! Saatler içerisinde hücre birimi parçalanmamış küçük keseciklerle dolmuştu. Bu kesecikler otofagozomlardı ve Ohsumi’nin deneyi maya hücrelerinde otofajinin var olduğunu ispat etmişti. Fakat daha da önemlisi bu süreçte anahtar rol oynayan genleri tanımlayacak yeni bir yöntem bulmuştu ve bu büyük kırılma noktasının sonuçlarını 1992’de yayımladı.

OTOFAJİ OLMAZSA

Ohsumi sayesinde otofajinin yaşamsal işlevlerdeki önemli rolünü ve hücresel bileşenlerin parçalanma ve geri dönüştürülme süreçlerindeki görevini biliyoruz. Otofaji hücresel bileşenlerin yenilenmesi için hızlı bir şekilde gerekli yapı taşlarının ve enerjinin temininde görev almakta, böylece açlık ve herhangi bir uyarım durumunda hücresel yanıt alınmaktadır.

Enfeksiyondan sonra, otofaji hücre içi bakteri ve virüsleri yok edebilmektedir. Otofaji embriyo gelişimi ve hücre farklılaşmasına katkıda bulunuyor. Hücreler aynı zamanda hasar görmüş proteinleri ve hücre birimlerini ortadan kaldırarak yaşlanmanın olumsuz sonuçlarını önleme konusunda kritik bir kontrol mekanizması görevi üstleniyor.

Otofajinin kesintiye uğraması durumunda ise ParkinsonHastalığı, Tip 2 Diyabet ve diğer rahatsızlıklar ileri yaşlarda ortaya çıkmaktadır. Otofaji genlerindeki bozuklukların genetik hastalıklara neden olduğu bilinmekte, otofajik mekanizmadaki bozukluklar aynı zamanda kanserle ilişkilendirilmektedir. Çeşitli hastalıklardaki otofajiyi hedef alan ilaçların geliştirilmesi de son zamanlardaki yoğun araştırma konularından biridir.

Otofaji 50 yıldan uzun bir süredir bilinmesine karşın yaşamsal ve tıp alanındaki temel önemi 90’lı yıllarda Ohsumi’nin ezber bozan araştırması ile geçerlilik kazandı.

BİR YAŞAM BİÇİMİ: OTOFAJİ DİYETİ

Pittsburgh Medical Center’da ışın terapisti olarak çalışmakta olan Yrd. Doç. Dr. ColinChamp, bu süreci “Vücudunuzun doğuştan gelen geri dönüşüm programı” olarak görmektedir. Benzer şekilde, “Otofaji, bizleri eski parçalardan kolayca kurtulabilecek, kanserli büyümelere ve obezite, diyabet gibi metabolik bozukluklara etkili bir şekilde dur diyebilecek birer çark haline getiriyor.” diye belirtiyor Champ.

Aynı zamanda, bu sürecin inflamasyonu ve bağışıklık sistemini kontrol altında tuttuğuna dair da önemli sayıda kanıt bulunmaktadır. Bilim insanları, otofaji süreci işlemeyen farelerle deney yaptıklarında, bu farelerin diğerlerine göre daha kilolu ve daha uykulu olduklarını; kolesterol oranlarının daha yüksek seviyelerde seyrettiğini ve beyinlerinin büyük bölümünde hasar olduğunu gözlemlemişlerdir.

Özetle söylemek gerekirse, yaşlanmayı durdurmanın yolu otofajiden geçiyor.

ÖZ YIKIMA GİDEN 3 YOL

Çoğu zaman olduğu gibi, kısa vadeli rahatsızlık uzun vadede birçok faydayı beraberinde getirir. Otofajiyi, yani vücudunuzun kendi kendini yemesini kuvvetlendirmek için temel olarak üç yol bulunuyor. Bunlardan ilki egzersiz yapmak, ikincisi belirli aralıklarla aç kalmak ve sonuncusu karbonhidrat alımını azaltmak.

Burada üzerinde durulması gereken bir nokta bulunmakta ki o da stres ve öz yıkımın yaşam süresini uzattığıdır. “Kıtlık, açlık gibi stresli zamanlarda nasıl hayatta kaldığımız aslında atalarımızdan bize aktarıldı ve evrimsel olarak gelişti. Elbette açlık ve egzersizin fazlası bizi öldürür; ancak biz asırlar öncesinde vücudumuzun bunlarla başa çıktığı özellikleri ve mekanizmaları günümüzde bu yol ve yöntemleri uyarlayarak nasıl fayda sağlayabileceğimizi öğrendik.” diyor Champ.