Konu: Nörotransmiterler

Nörotransmiterler

Sinirler arasındaki iletişimi sağlayan, sinirlerden gelen uyarıları diğer hücrelerin anlamasını sağlayan nörotransmiterler, nöronlardaki en önemli moleküller arasında. Bu mesajcı moleküller, sinir ucuna gelen elektrik uyarısının sonucu olarak salgılanıyor ve hemen diğer sinir, kas ya da benzeri hedef hücrelere yapışarak burada gerekli uyarının oluşmasını sağlıyorlar. Yani, nöronlardan gelen mesajı diğer hücrelere iletiyorlar. Yaklaşık 70 yıl önce ilk bulunan haberci molekül "asetilkolin". Bunun yanı sıra, "katekolamin" (dopamin, noradrenalin) denen bir grup mesajcı molekül de beyin ve sinirlerin işlevleri için çok önemli. Katekolaminler kalp hızı, solunum gibi işlevlerin yanısıra çeşitli düşünce ve davranışları da kontrol edebiliyorlar. Beyinde bunların dışında, birçok farklı yapıda mesajcı daha var. Bunlar protein ya da bunların en küçük birimi olan aminoasit yapısında. Oldukça fazla sayıdaki hormonlar da beyin işlevlerinde önemli rol alıyorlar. Hem beyin içinde hem de salgı organları üzerinde etkili olan hormonlar, üreme işlevinden duygusal durumlara kadar birçok işlevi kontrol ediyorlar. Beynin mesajcı moleküllerinin anlaşılması, çeşitli hastalıkların tedavisi için de önemli. Son yıllarda üzerinde çalışılan molekülerden biri, "naltrekson". Bu molekül beyindeki endorfin, enkefalin gibi opiat almaçlarını (reseptör) bloke ediyor. Bu almaçların bloke edilmesiyse iştahı azaltıyor. Obezitenin tedavisinde kullanılabilecek olan naltrekson, halen deney aşamasında. Beyinde bulunan diğer bir mesajcı molekül olan "kolesistokinin"in, iştahı keserek kilo kaybına yol açtığı saptanmış. Beynin birçok hastalığında etkili olduğu düşünülen mesajcı moleküllerin her gün yenileri keşfediliyor. Bunların yapılarının ve etki mekanizmalarının daha iyi anlaşılmasıyla birçok hastalığa çözüm bulunabileceği düşünülüyor.




Asetilkolin, istemli kasları ve kalp ritmini kontrol eden sinirlerin ucundan salgılanıyor. Sinirlerdeki elektrik uyarıları sinir ucunun, yani aksonun sonuna geldiğinde burada asetilkolin salgılanarak hücrenin dışına atılıyor. Nöronlardan salgılanan asetilkolin, kas hücrelerinin yüzeyinde bulunan almaçlara yapışarak kasın kasılmasına yol açıyor. Bu sayede koşmak, konuşmak, göz açıp kapatmak gibi her türlü istemli hareketi yapabiliyoruz. Beyindeki asetilkolin hakkındaysa çok az bilgi mevcut. Alzheimer hastalığında asetilkolin üreten hücrelerin ölmesi, bu molekülün bellek, dikkat ve öğrenme işlevlerinde önemli bir rolü olduğunu düşündürüyor.




Proteinlerin yapıtaşı olan bazı aminoasitler de nöronlar arasında mesajcı moleküller olarak görev yapıyorlar. "Glutamat" ve "aspartat" adlı aminoasitler beyinde uyarıcı olarak görev yapan, yani diğer nöronları tetikleyen moleküller. Bu moleküllerin öğrenme ve bellekle yakından ilişkili olduğu düşünülüyor. Glisin ve GABA ise beyinde sinir uyarımını baskılayan moleküller. Diazepin grubu sakinleştirici ilaçlar, beyindeki GABA’nın etkisini artırarak işlevlerini yerine getiriyorlar.



Diğer önemli bir mesajcı molekülse "dopamin". Dopamin, hormonal sinyallerin ve hareketlerin kontrolünde görev alıyor. Hareket bozukluğuna yol açan Parkinson hastalığında beyinde neredeyse hiç dopamin olmuyor. Bu hastalığın tedavisinde, dışarıdan verilen dopamin kullanılıyor. Dopamin, beyinden bazı hormonların salgılanmasına yol açıp birçok organın işlevinin kontrolünü sağlıyor. Beyinde dopamin düzeyindeki değişiklikler, davranış ve düşünce bozukluklarına da yol açabiliyor. Dopaminin aşırı salgılanması, şizofreni gibi bazı psikiyatrik hastalıklara neden oluyor. Şizofreni hastalığının tedavisinde dopamin almaçlarını bloke eden, yani beyindeki dopaminin etkisini azaltan ilaçlar kullanılıyor.



İnsan psikolojisini etkileyen bir diğer molekülse "serotonin". Uyku, depresyon ve endişe gibi durumlar bu molekülün düzeyiyle ilişkili. Serotonin düzeyini etkileyen fluoksetin gibi ilaçlar, depresyon tedavisinde kullanılıyor. Öğrenme ve bellekle ilişkili bir mesajcı molekülse "noradrenalin". Adrenalin ve noradrenalin aynı zamanda stres molekülleri olarak da biliniyorlar. Aşırı stres, heyecan ve korku durumlarında salgılanan bu moleküller, kalp atışlarımızı ve nefes alışımızı hızlandırıyorlar. Beyinde yeni keşfedilen mesajcı moleküller arasında "trofik faktörler" sayılıyor. Bu moleküller, salgılandıktan sonra özel nöron gruplarına giderek bağlanıyor ve bu hücrelerin gelişme ve işlevlerini denetliyorlar. Trofik faktörleri kodlayan genlerin bulunması da bilim adamları arasında heyecan yarattı. Bu genleri aktif hale getirerek beynin Alzheimer ve Parkinson gibi hastalıklarını tedavi etmek mümkün olabilecek.



Beyin hücrelerini etkileyerek birçok duygu ve davranışı yönlendiren diğer mesajcılar da "hormonlar". Hormonlar sayesinde çeşitli organların çalışması denetleniyor. Strese karşı verdiğimiz cevap, çeşitli duygular, hatta cinsel davranışlarımız bile mesajcı hormonlara bağlı. Beyinde hipotalamus ya da hipofiz bezinden salgılanan çeşitli hormonlar, vücutta tiroid, yumurtalıklar ve böbreküstü bezleri gibi organlara mesaj iletiyor. Örneğin, beynin alt orta kısmında bulunan hipotalamus’tan salgılanan "gonadotropik" hormon, alt merkezlerdeki hipofiz bezinden "LH" denen başka bir hormonun salgılanmasına yol açıyor. LH, testislere giderek buradan erkeklik hormonu olan "testosteron" salgılanması sağlıyor. Belirli bir miktarda salgılandıktan sonra, testosteron, beyne giderek gonadotropik hormon ve LH salgılanmasını durduruyor. Böylece hormon mesajcılar sayesinde vücudun farklı organları arasında çok hassas bir denge oluşuyor. Hormonlar yalnızca belirli salgı bezlerini etkilemekle kalmayıp, insanların duygusal tepkilerini, moralini ve hatta kadın erkek arasındaki farklılıkları bile belirleyen moleküller arasında.



Son yıllarda bulunan en şaşırtıcı mesajcı moleküller "gaz"lar. Bu gazlar bilinen mesajcı moleküllerin özelliklerini taşımıyor. Yani, bunlar sinir uçlarında depolanıp elktrik uyarısı geldiğinde salgılanmıyor. Gerektiğinde belirli enzimler tarafından oluşturulan bu gaz mesajcılar, hücre duvarından difüzyon yoluyla geçerek hedef hücreye ulaşıyor. Gazlar, diğer mesajcılar gibi hedef hücredeki özel almaçlara bağlanmıyorlar. Hedef hücrenin zarından kolaylıkla geçen gaz mesajcılar, hücre içerisindeki hedef moleküllere bağlanıyorlar. Genellikle protein yapısında olan hedefe bağlanan gazlar, bu molekülü aktif hale geçiriyorlar. Gaz mesajcıların başında "nitrik oksit" ve "karbondioksit" gazları geliyor. Nitrik oksit, penisteki nöronlara girerek sertleşmeyi sağlıyor. Sindirim sistemindeyse normal bağırsak hareketlerinden sorumlu. Beyindeki nitrik oksitse "siklik GMP” denen bir molekülü kontrol ederek, nöronlar arası eşgüdümü sağlıyor.

(Beynin Sakinleştirici Molekülleri) Eskiden beyin, çalışma biçimi bakımından bilgisayara benzetiliyordu. Nöronlar uyarılmayınca bilgi akımı olmuyor, ateşlendiklerindeyse tek bir mesajcı molekül salgılayarak diğer hücreyi uyarıyorlar. Buna bağlı olarak beynin çalışma prensibinin bilgisayarlardaki "0" ya da "1" sistemi gibi olduğu düşünülüyordu. Uzun yıllardır, beyinde hücreler arasındaki iletişimi sağlayan moleküllerin yalnızca nörotransmiterler olduğu sanılıyordu. Son yıllarda işlerin bu kadar basit olmadığı, nöronlarda elektrik uyarısının ve beyin kontrolünün yalnızca nörotransmiterler yoluyla oluşmadığı anlaşıldı. Son 30 yıl içerisinde yapılan beyin araştırmaları, başka iletişim moleküllerinin de varlığını ortaya çıkardı. En önemli gelişmelerden biri, "nöropeptid" denen moleküllerin keşfi. Araştırmacılar ilk olarak beyin hücrelerinin yüzeyinde morfin benzeri moleküllerin bağlandığı bölgeler buldular. Bunlara "opiat" almaçları deniliyor. Morfin gibi kuvvetli ağrı kesiciler, bu opiat almaçlara yapışarak etkilerini gösteriyor. Daha sonra yapılan araştırmalar beynin içerisinde morfin benzeri maddelerin salgılandığını gösterdi. Uzun aminoasit zincirlerinden oluşan bu büyük protein moleküllerine "nöropeptid" adı verildi. İlk keşfedilen nöropeptid, "kafanın içinde" anlamına gelen "enkefalin". Enkefalinlerden kısa bir süre sonra bulunan "endorfin" de morfin benzeri bir madde. Nöropeptidler arasında en kuvvetli etkiye sahip olanıysa "dinorfin".


.

Bütün bu nöropeptidlerin farklı alt gruplarına bağlı olarak, çok sayıda enkefalin ya da dinorfin çeşidi var. Yapısındaki aminoasitlerin diziliş farklılığına göre her molekül, farklı bir işleve sahip. Örneğin bir endorfin çeşidi ağrıyı keserken, diğeri stresi azaltıyor; bir diğeriyse belleği güçlendiriyor. Halen yirmiden fazla nöropeptid çeşidi keşfedilmiş olmasına karşın, bunların sayılarının yüzlerce olduğu düşünülüyor. Bu nöropeptidlerin salgılanmasının da birçok enzimin kontrolünde olduğu düşünülecek olursa, beyinsel işlevlerin yalnızca nöronların elektrik uyarıları gönderip göndermemelerine dayanmadığı anlaşılıyor.

Nöropeptidler - Beynin Sakinleştirici Molekülleri
Nöropeptidlerler, beynin ağrı kesici, sakinleştirici ve zevk verici molekülleri. Herhangi bir olayın hoşumuza gitmesi ya da yiyecek, içecek gibi maddelerin bize zevk vermesi, bu morfin benzeri moleküllerin salgılanması sayesinde oluyor. Güzel bir resim gördüğümüzde, hoş bir melodi dinlediğimizde ya da lezzetli bir yemek yediğimizde endorfin, enkefalin ya da dinorfin gibi moleküller, nöronlardaki özel almaçlara yapışarak zevk almamızı sağlıyorlar. Beyin, bir süre sonra belirli aralıklarla salgılanan bu moleküllerin yarattığı zevk duygusuna alışıyor. Bundan sonra vücut, nöropeptid salgılanmasına yol açan maddeyi tüketerek ya da olayı tekrarlayarak bunların beyindeki düzeyini artırmaya çalışıyor. Örneğin, lezzetli bir çikolata ya da hamburgerin damakta bıraktığı lezzet, aslında beyindeki belirli nöropeptidlerin düzeylerinin artmasına bağlı. Salgılanan nöropeptidlerin verdiği haz duygusunu tekrar yaşamak için, kişide yine aynı gıdayı tüketme isteği oluyor. Aşırı şişmanlık hastalığı olarak bilinen obezitenin temelindeki mekanizmalardan birinin bu olduğu düşünülüyor. birçok zararlı madde ve ilaç bağımlılığının temelinde de endorfin ya da enkefalinler yatıyor. Nöropeptidler yalnızca haz duymaya yaramıyor. Bunlar, aynı zamanda oldukça etkili ağrı kesici özelliğe sahipler. Özellikle dinorfin, beyne zarar veren uyarıları ve ağrıyı bloke edebiliyor. Genellikle ameliyatlardan sonra ya da kanser hastalarının ağrısını kesmek için kullanılan morfin gibi ağrı kesiciler de, beyinde nöropeptid almaçlarına bağlanarak etki gösteriyorlar. Normal koşullarda bir insanı öldürebilecek kadar yüksek dozda morfinin bile, ağrı durumlarında yetersiz kaldığı olabiliyor. Bunun nedeni aşırı ağrı durumlarında, beyindeki endorfin ve dinorfin almaçlarının sayısının artması. Her türlü ağrı ve stres durumunda morfin ya da benzeri sakinleştiriciler kullanmak pratik bir çözüm değil; ayrıca çeşitli sakıncaları da var. Beynin kendi ürettiği bu nöropeptidler, genellikle ağrı ve stresi azaltmakta yeterli oluyor. Yani beyin, kendi ağrı kesicisini ve sakinleştiricisini üretebiliyor.




İkincil Mesajcılar
Mesajcı moleküllerin hücre yüzeyine yapışarak, ilettikleri mesajı hücre içerisine taşıyan "ikincil mesajcılar" da var. Sinir hücrelerinde daha uzun süreli ve kalıcı değişiklikleri bu ikincil mesajcıların yaptıkları düşünülüyor. Nörotransmiterlerin etkisi, oldukça kısa süreli. Sinir hücrelerinden salgılanıp diğer hücreyi uyardıktan sonra hemen parçalanıp, tekrar sentezlenmek üzere salgılandıkları hücreye geri dönüyorlar. Ancak, ikincil mesajcıların etkisi o kadar kısa süreli değil. Nörotransmiterlerin hücre zarını uyarmasından sonra harekete geçen bu moleküller, hedef hücrede birçok kimyasal olayın başlamasına yol açıyor. İkincil mesajcılara bir örnek, "adenozin trifosfat" (ATP) molekülü. Aynı zamanda hücre içi enerji kaynağı olan bu molekül, birçok hücre içi reaksiyonda ikincil mesajcı rolü oynuyor. Mesajcı molekül olan noradrenalin hücre yüzeyine bağlandığında, hücre içindeki ATP, AMP’ye (adenozin monofosfat) dönüşüyor. Diğer bir ikincil mesajcı olan AMP molekülünün, hücre içinde değişik görevleri var. Çeşitli iyonların geçirgenliğini artırarak ya da azaltarak hücre içerisindeki elektrik yükünü değiştirebiliyor, ya da hücre çekirdeğindeki genleri aktif hale geçirerek çeşitli enzimlerin sentezlenmesini denetliyor. Öğrenme ve hafıza gibi kalıcı beyin işlevlerinin, beynin gelişiminin bu hücre içi ikinci mesajcılara bağlı olduğu düşünülüyor.