Miyelin Kılıfı Ne İşe Yarar?

Nöronlar arasındaki iletişim elektrik sinyallerin bir nörondan başka nöronlara aktarılmasıyla gerçekleşir. Bu iletişim aynı kablolar üzerinden elektrik geçirilmesi gibi olur ve büyük fiziksel benzerlikler taşır. Kablolardan elektrik geçirdiğinizde kablonun teli bir direnç uygular. Bu enerji kaybına neden olur. Direnci azaltmak için kabloların bir yalıtkan maddeyle çevrelenmesi gerekir. Aynı fizik ilkeleri nöronlar için de geçerlidir. Miyelin kılıfı ilk olarak 19. yüzyılın ortalarında keşfedildi. Ancak bilim insanlarının onun hayati işlevini anlaması için neredeyse yarım asır geçmesi gerekti.

Miyelin Kılıfı Nasıl Keşfedildi?

19. yüzyılın ortalarında bilim insanları ışık mikroskobunda çeşitli hücreleri incelediler. Bu deneylerde omurilikte nöron aksonları etrafında bir madde olduğu farkedildi. Parlayan, beyaz ve yağlı bir maddeydi bu. Miyelin kavramını ilk ortaya atan bu gözlemleri gerçekleştiren Alman patolog Rudolf Virchow oldu. Miyelin terimi öz anlamına gelen Yunanca myelós sözcüğünden geliyor. İlk zamanlar miyelinin nöronların içinde bulunduğu düşünülüyordu. Çeşitli lipid ve proteinlerden oluşan miyelin kılıfı sonradan anlaşıldı ki nöronların aksonlarının etrafını sarıyordu.

Miyelin iki farklı hücre tipi için üretilir. Merkezi sinir sisteminde oligodendrosit adlı glia hücreleri bazı nöronların etrafına miyelin kılıfı örerler. Vücuda dağılmış olan periferal sinir sisteminde ise Schwann hücreleri nöronlar için miyelin üretir. Şimdiye kadar yapılan araştırmalar sinir sisteminin neresinde olursa olsun miyelin kılıfının aynı işlevi gördüğünü göstermiştir.

Nöral İletişimi Hızlandırmak

En iyi yalıtım malzemeleri bile uzun mesafeli elektriksel iletkenlikte bazı sorunlara sebep olabilir. Bir de zürafa gibi iri cüsseli hayvanlarda metrelerce akson uzunluğuna sahip nöronların olduğunu düşünün. Elektrik iletim hızının ne kadar önemli olduğunu daha iyi kavrayabiliriz.

1870’te doktor Louis-Antoine Ranvier miyelin kılıfının tamamen birleşik bir yapı olmadığı, arada boşluklar olduğunu keşfetti. Miyelin kılıfı bir nöron aksonunu tamamen kaplamıyordu. Bir parçasını kaplıyor sonra arada küçük bir kesinti görülüyor, sonra tekrar miyelin kılıfı geliyordu. Daha sonraki yıllarda yapılan çalışmalar ilginç bir şey ortaya çıkardı. Bu boşluklar iyonların nöron içine ve dışına çıkması için çok önemli bir işlev görüyordu. Louis Ranvier’in bu keşfinden dolayı bu boşluklara Ranvier boğumu dendi.

1930 ve 1940’lı yıllardaki çalışmalar nöronun iyon alışverişi sonucunda elektriksel sinyali oluşturduğunu gösterdi. Aksiyon potansiyel nöronun hücre zarında akson boyunca ilerliyor. Bu süre zarfında hücre içi ve dışında sürekli iyon konsantrasyonu değişiyordu. Bilim insanları Ranvier boğumlarında elektriksel sinyalin adeta zıpladığını gördüler. Bu olaya sıçramalı iletkenlik adı verildi.

Miyelini Yok Etmek Nöral İletimi Bozuyor

Nöronlar arasındaki iletişimde miyelin kılıfının elektriksel sinyal iletimini hızlandırdığını biliyoruz. Araştırmacılar bir de miyelinin olmadığı durumlarda ne olacağını görmek için miyelin kılıfını yok ettiler. Hayvan modelleri üstünde yapılan araştırmalarda hem hücresel seviyede hem de davranışsal ölçekte hayvanların nasıl etkilendiği incelendi. Bilim insanları kedilerin omuriliklerindeki miyelin kılıfını kimyasal olarak yok ettiler. Bu durumda nöronlardaki aksiyon potansiyelleri daha yavaş aktarıldı. Hatta bazı durumlarda sinyal iletimi hiç gerçekleşmedi.

Bütün bu araştırmaların yapıldığı tarihlerde başka bir önemli keşif daha yapıldı. Araştırmacılar miyelini oluşturan maddeleri tanımlamayı başardılar. Miyelini oluşturan çok sayıda lipid, protein ve bunları kodlayan genler keşfedildi. Genler keşfedildikten sonra miyelin proteinlerini kodlayan genler üzerinde çalışmalar yapıldı. Bu genleri bozarak bilim insanları miyelin kılıfı üretemeyen nöronlar elde ettiler. Bu fareler nöral iletişimleri hasarlı olduğu için sürekli titreme yaşıyordu. Bu tip hayvan modelleri sayesinde miyelin kılıfının işleviyle ilgili bilim literatürüne çok değerli bilgiler kazandırıldı.

Miyelin Kılıfı Zarar Gördüğünde Görülen Rahatsızlıklar

Miyelin kılıfının hasar görmesi özellikle merkezi sinir sistemi için çok büyük sorunlar oluşturuyor. Felç, omurilik hasarı gibi ciddi rahatsızlıklara sebep olabiliyor. Miyelin kılıfının zarar görmesi yüzünden oluşan hastalıkların içinde en bilinenlerinden bir tanesi multipl sklerozdur (MS).

MS dünya çapında 2.3 milyon insandan fazlasını etkileyen kronik, otoimmün bir merkezi sinir sistemi rahatsızlığıdır. MS, vücudun bağışıklık sistemi hücrelerinin miyelin kılıfını tanıyamayıp yabancı madde sanması ve saldırması sonucu oluşur. Miyelin kılıfı sürekli zarar gördüğünden nöronlarda etkili bir yalıtım mekanizması oluşturulamaz. T hücreleri normalde vücudu zararlı bakteri ve virüslere karşı korurlar. Ancak MS’de bilmediğimiz nedenlerden dolayı miyelin kılıfına saldırıp yok ediyor. Bu yüzden nöronlarda iletim hızı yavaşlıyor ve bu durum yorulma, halsizlik, bazen körlük gibi durumlara yol açıyor. Eğer hastalık ileri seviyeye gelirse felç bile görülebilir.

Sinir Hücresinin Kısımları Nelerdir?

Sinir hücresine nöron denir. Sinir hücreleri sinir sisteminizi oluşturur. Sinir sisteminiz vücudunuzun iletişim komuta merkezidir. Vücudunuzun her yerinden iletişim gönderip alır ve vücudunuzun içindeki ve dışındaki değişikliklere tepki verir. Her sinir hücresinin üç bölümü vardır. Sinir hücresinin bölümleri bir ağaca benzetilebilir.

Soma veya hücre gövdesi ağacın kök sistemi gibidir. Soma’nın dendrit adı verilen kökleri topraktan “besinleri” alır. Bu durumda “besinler”, yakındaki diğer sinir hücrelerinden aldıkları kimyasal mesajlardır. Bu mesajlar elektriksel darbelere dönüştürülür. Soma aynı zamanda hücrenin çekirdeğini de içerir.
Akson ağacın uzun gövdesi gibidir. Besinler ağacın köklerinden ağacın gövdesine doğru taşınır. Benzer şekilde akson, somadan gelen uyarıları yolu boyunca ileriye doğru taşır.

Akson terminali, ağacın dallarının ucundaki ağaç tomurcukları gibidir. Bu tomurcuklardan yapraklar ve polenler çıkar. Elektriksel uyarılar bir sonraki sinir hücresi tarafından alınmak üzere gönderilir (veya bir tomurcuktan polen gibi “serbest bırakılır”). Bu süreç, dürtü veya mesaj beyninizde ve omuriliğinizde veya vücudunuzun dışına doğru yolculuğuna devam ettikçe tekrarlanmaya devam eder. Sonuç, kolunuzu hareket ettirmek, nefes almanıza yardımcı olmak veya kalp atışınızı sürdürmek için kas liflerinin kasılması olabilir.

Miyelinin saldırıya uğradığı diğer merkezi sinir sistemi (CNS) hastalıkları şunları içerir:

• Akut yayılmış ensefalomiyelit. Bu, CNS’de nadir görülen, akut, yoğun bir bağışıklık reaksiyonudur.
• Schilder’ın sklerozu. Yaygın miyelinoklastik skleroz olarak da adlandırılan bu hastalık çocuklarda nadir görülen nörodejeneratif bir hastalıktır.
• Transvers miyelitis: Bu, omuriliğinizde iltihaplanmaya neden olan bir otoimmün hastalıktır.
• Nöromiyelitis optika. Bu, optik sinirlerinize ve omuriliğinize antikor aracılı bir bağışıklık saldırısıdır.
• Optik nöritis. Bu, göz sinirlerinizin iltihaplandığı başka bir durumdur.
• Tümefaktif demiyelinizasyon. Bu, 2 santimetreden (cm) büyük tek bir demiyelinizan lezyondur.

Miyelinin saldırıya uğradığı periferik sinir sistemi hastalıkları şunları içerir:

• Guillain-Barre sendromu. Bu bağışıklık hastalığına sitomegalovirüs, Mycoplasma pneumonia, Epstein-Barr virüsü ve influenza virüsü gibi enfeksiyonlar veya aşılar neden olabilir.
• Kronik inflamatuar demiyelinizan poliradikülonöropati. Bu, miyeline saldıran, yavaş gelişen bir otoimmün hastalıktır.
• Paraproteinemik demiyelinizan nöropati. Bu, maligniteyle ilişkili bir antikorun varlığıyla ilişkili bir tür nöropatidir.
• Charcot Marie Tooth tip 1 ve tip X. Bu kalıtsal bir nöropatidir.
• Bakır eksikliği. Bakır eksikliği miyelin korumasını kaybeder ve hasara karşı duyarlı hale gelir.

Başka hangi koşullar miyeline zarar verebilir veya yok edebilir?

Yetişkinlerde miyelin kılıfı aşağıdaki nedenlerle de hasar görebilir veya yok edilebilir:

• Felç.
• Enfeksiyonlar, bağışıklık ve metabolik bozukluklar.
• Zehirler.
• B12 vitamini eksikliği.
• Etambutol dahil bazı ilaçlar.
• Aşırı alkol alımı.
• Ayrıca bazı nadir kalıtsal hastalıklarda miyelin kılıfı düzgün şekilde oluşmaz. Bu hastalıklar Tay-Sachs hastalığı, Gaucher hastalığı, Hurler sendromu ve Niemann-Pick hastalığını içerir.

Miyelin Hasarı Onarılabilir mi?

Hasarlı miyelin hem merkezi hem de periferik sinir sistemlerinizde onarılabilir. Steroidler, intravenöz immün globulin (IVIG) ve diğer ajanlar dahil olmak üzere inflamasyon ve immün baskılama/modülasyon tedavisi gibi demiyelinizasyona neden olan faktörlerin yönetilmesi önemlidir. Bilim insanları miyelin onarımını teşvik etmenin potansiyel yollarını anlama konusunda ilerleme kaydediyor. Umut verici birçok çalışma olmasına rağmen, görülen faydaların bireyler için anlamlı gelişmeler olup olmadığı hala net değil ve şu anda miyelin onarımı için onaylanmış bir ilaç yok. İşte sadece bazı araştırma örnekleri:

Küçük bir faz II klinik deneyi, oral antihistaminik klemastinin miyelin onarıcı niteliklere sahip olduğunu göstermiştir. Klemastin, optik sinir hasarı olan multipl sklerozlu kişilerde elektrik sinyalinin iletimini iyileştirdi. Başka bir erken insan denemesi, diyabet ilacı metformin artı klemastin’in miyelinin yenilenmesine yardımcı olduğunu buldu. Kök hücrelerdeki (tüm hücre tiplerinin “yapı taşları”) bir molekülün bloke edilmesi, oligodendrositlerin (CNS’de miyelin yapan hücreler) miyelini onarmasına neden oldu ve multipl skleroz benzeri semptomları olan farelerin bir dereceye kadar iyileşmesine olanak sağladı.

Araştırma çalışmaları, kök hücrelerin miyelin hasarını onarmada ve hastalığın ilerlemesini yavaşlatmadaki potansiyel rolünü keşfetmeye devam ediyor. Diğer ilaçlar sinir sistemini daha fazla hasardan koruma konusunda umut vaat ediyor. Bir anti-inflamatuar ilaç olan Ibudilast, bir faz II denemesinde beyin hücresi ölümü (atrofi) oranını önemli ölçüde yavaşlattı. Bir epilepsi ilacı olan fenitoinin koruyucu olduğu ve plaseboya kıyasla miyelinde %30 daha az hasara neden olduğu gösterildi. Bir antioksidan olan lipoik asit, sinir lifi hasarını engellemeye yardımcı olabilir.

Otoimmünite

Hazırlayan: Çağlayan Taybaş

Kaynaklar

http://www.brainfacts.org/Brain-Basics/Neuroanatomy/Articles/2015/Myelin