Beynin Beslenmesi Nasıl Gerçekleşir?

Beynin Beslenmesi Nasıl Gerçekleşir?

Arz ve talebin karşılıklı etkileşiminin incelenebileceği belki en güzel saha insan vücududur. Fiziksel olarak vücudunuzu kullandığınızda biyoenerjik yakıtınız tükenmeye başlar, kendinizi aç hissedersiniz ve sonuç olarak bir şeyler yeme ihtiyacı hissedersiniz. Vücudunuzdaki diğer organlarda olduğu gibi beynin beslenmesi için de glikoza ihtiyaç vardır. Hücresel düzeyde baktığımızda ise beyindeki nöronlar da aksiyon potansiyellerini üretmekle meşgul olurlar. Bu yüzden onların biyoenerjik yakıtı hızlıca tüketilir ve beynin beslenmesi daha hızlı olmak zorundadır. Peki nöronlar yakıtın tükenmekte olduğunu nasıl biliyorlar ve beynin beslenmesi ile ilgili nöronlara ve diğer vücut hücrelerine nasıl haber veriyorlar?

Beynin Beslenmesi İçin Bir Dizi Nöral Ağ Çalışmalıdır

Nöronlar kan damarları üzerinde değişiklik yapabilen vazoaktif maddeler salgılayarak vücuda yakıt azaldı sinyali gönderirler. Glutamat gibi bazı nörotransmitterler kanı sulandırarak kan akışını hızlandırmak için vazodilatör moleküllerinin üretimini arttırırlar. Bununla birlikte bu vazoaktif ve vazodilatif maddeler nöronları harekete geçirmek için onlara oksijen ve glikoz sağlayan kan takviyesini arttırırlar. Nöronların isteğiyle gerçekleşen bu serebral kan akışını düzenleyerek beynin glikoz depolarını doldurma mekanizması 1900’lü yılların ortalarından beri biliniyordu. Aslında nöronlara giden kan akışını takip etme sistemi fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme tekniğinin de temelini oluşturur. Nöronların etrafı astrositler, endotelyal gibi çok sayıda hücre çeşidiyle sarılı olduğundan bu arz talep kontrol sistemini kimin yönettiğini tayin etmek çok zordu.

Dünya’nın en prestijli dergilerinden olan Nature’da yayınlanan bir araştırma aranılan cevap olabilir. Kılcal damarların genleşmesinin altında yatan moleküler mekanizmaları araştıran Catherine Hall özellikle perisitlerin beynin glikoz takviyesinde çok etkin bir rol oynadığını belirtiyor.

Perisitler Beynin Beslenmesi İçin Aktif Rol Alıyor

Perisitler kılcal damarların etrafında bulunan kasılma hücreleridir. Nöronlardan salınan uyarıcı nörotransmitter maddeler perisitlerle etkileşime girdiğinde bu hücrelerin gevşemesini ve sonuç olarak kılcal damarların genleşmesini sağlar. Perisitlerin kılcal damarlar üzerindeki sıkma etkisi azalırken vazodilasyon olur ve nöral etkinliğin fazla olduğu bölgeye daha fazla kan, oksijen ve glikoz gider.

Araştırmacılar bir sonraki aşamada felç (kan pıhtısının beyne giden kan akışını kesmesi) halinde perisitlerin rolünü araştırdılar. Felç için uygulanan tedaviler kan pıhtısının çözülmesini kapsıyor ama kan damarının tekrar açılması ertelenirse bu tedavi pek bir işe yarar sağlamadığı için elverişli değil. Hall ve ekibinin araştırmasında perisitlerin felçten sonra kan akışının bir daha gerçekleşmemesindeki suçlulardan biri olduğu anlaşıldı. Farelerde felç durumunda perisitler kılcal damarları daraltıyor ve bu hücreler sonrasında ölüm sertliğinde kalıyor. Ölü perisitlerin bu sertliği kan damarlarının sürekli dar kalmasını sağlayıp, pıhtı ortadan kaldırıldıktan sonra bile hasarlı beyin bölgesine giden kan akışını azaltıyor.

Özetle araştırmadan elde edilen iki önemli sonuç var. İlki, perisitler beynin düşük yakıt sinyali çözüyor ve biyoenerjik yakıt ikmaline yardım ediyor. İkincisi, felç sonrası bu hücrelerin ölümü kan damarlarının büzülmüş kalmasına neden olup beyin hasarını devam ettiriyor.

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar
  1. http://knowingneurons.com/2014/05/14/decoding-the-brains-low-fuel-signal/
  2. Hall, C. N., Reynell, C., Gesslein, B., Hamilton, N. B., Mishra, A., Sutherland, B. a., … Attwell, D. (2014). Capillary pericytes regulate cerebral blood flow in health and disease. Nature, 508, 55–60. doi:10.1038/nature13165

Çağlayan Taybaş

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik mezunuyum. Şu an Johnson & Johnson'a bağlı olarak Erenköy Ruh ve Sinir Hastalıkları hastanesinde klinik araştırma koordinatörü olarak çalışıyorum. Ayrıca İstanbul Üniversitesi'nde ekonomi (açık öğretim) okuyorum. Lisans hayatım boyunca laboratuvarın yanında bilim yazarlığı, programlama, ney ve satranç ile uğraştım. Mezun olduktan sonra askere gitmeden önce sinirbilim.org'u kurdum. Şu an iş hayatım çok yoğun olduğu için eskisi gibi yazamıyorum. Yine iyi idare ettiğimizi düşünüyorum. Bana herhangi bir soru sormak isteyen varsa c.taybas@gmail.com'a mail atabilirler.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.