CIRCADIAN CYCLUS’U (Uyku ile Uyanıklık) GERÇEKLESTİREN MELATONIN HORMONUNUN SALGILANMASI YALNIZ IŞIĞA MI BAĞLIDIR?…
Posted on 15 Aralık 2007 by Yalçın Güran
Kuran-ı Kerimden :
Gece uyumanız da Onun âyetlerindendir.
(Rum Sûresi, 30:23)
De ki: Söyleyin bana, eğer Allah gündüzü kıyamete kadar üzerinizde sürekli kılacak olsa, istirahat edeceğiniz bir geceyi size Allah’tan başka getirebilecek tanrı kimdir? Hâlâ gözünüzü açmayacak mısınız? …
(Kasas Sûresi, 28:72.)
Bilindiği gibi circadian cyclus, uyuma ile uyanıklık dönemlerinin ard arda gelmesi anlamını taşır. Bu çevrimin (cyclus) oluşması, başlıca melatonin adlı hormonun salgılanmasına bağlanmıştı. Melatonin karanlık basınca salgılanmaya başlıyor, gündüz ışığı gelince azalarak kayboluyor; bu da uyku ile uyanıklık dönemlerini belirliyor denmekteydi,
Ancak, bu tanımlamalar anadan doğma kör olup, hiç ışık görmeyenler ile kutuplarda altı ay gece altı ay gündüz yaşayanların uyku ritminin buzulmamasının nedenini anlatamıyordu. Bizim “İlginç Yönleriyle UYKU ile DÜŞLER” adlı kitabımızın “Uykunun Biokimyası” bölümünde bu konuya şöyle değinmiştik :
[Melatonin’ in ortaya çıkarılışı 1950 li yılların sonlarında olmasına karşın, topluca işlevlerinin neler olduğunun anlaşılması son on yılın içinde gerçekleşebilmiştir.
Kimyasal adı N-acetyl-5-methoxytryptamine (kapalı formülü C13 H16 N2 O2) olan melatonin bir hormondur. Başlıca, fakat yalnızca değil, beyinin merkezinde 3 üncü ventrikülün arka duvarına asılı olarak yer alan pineal salgı bezindeki pinealositler’ce üretilir. Organizmada kimyasal olarak serotonin’den elde edilmiş bir amino asid olan triptofan’dan sentezlenir. Melatonin sentezine hem elektrik, hem de magnetik alanların etkisi olduğu bazı yayınlarda anlatılmıştlr (H.A. Welker et al., ile A. Lerchl et al.).
Melatonin pineal bezin dışında retina ile mide bağırsak yolunda da üretilir. Bu durumda paracrine hormon gibi etki yapar.
Melatonin bir çok bitkide de (pirinç, domates, kiraz, üzüm, yeşil muz, arpa, zencefil, su yosunları gibi) üretilmektedir. Ancak bu kimyasalın bitkilerdeki görev ya da görevlerine ilişkin çalışmalar hem çok yenidir, hem de bu görevlerin neler olduğu tam olarak açıklanamamıştır.
Melatonin, uykuya etkisi dışında çok güçlü bir antioksidandır. Nükleer + mitokondrial DNA nın korunmasında önemli rol üstlenir. Dişi üreme hormonlarının zamanlama ile salgılanmasını denetleyen bir hormondur.
Bir çok araştırmacı melatoninin vücutta yaşlanma işlemleriyle ilgisi olduğuna inanır. Örnekse, genç kişilerde gece melatonin düzeyi yüksek olup, yaşın ilerlemesiyle bu düzey aşağı doğru iner. Bununla birlikte son yapılan araştırmalar yaşlılardaki bu melatonin düzeyi alçalmasında daha başka bazı soruların bulunduğunu gösterdi.
Melatonin, “T hücrelerini güçlendirme özelliği nedeniyle bağışıklık sistemine yararlı olur”. Sozü edilen etkisi canlı organizmada belirsiz olup kesin olmamakla birlikte, doku kültürlerinde kanıtlanmıştır, İşte bu etkisi yüzünden meme kanseri, prostat kanseri, kanserle ilgili kilo kaybı, sarkoidozis olgularında sağıtma amacıyla salık verilmektedir.
Kanser dışı hastalıklarda, örnekse romatoid artirit, hiperaktivite, epilepsi, güneş yanığı, viral ansefalit, kalb hastalıklarında da sağıtıcı etkisinden yararlanılır.
Bunun yarı yaşam süresi 32 – 40 saat olup, ortadan kaldırılması iki yolla gerçekleşir : 1) karaciğerde metabolize olma, 2) idrarla dışarı atılma.
Melatoninin başlıca görevi biyolojik saati ayarlamasıdır. Bunu ard arda gelen gün ışığı, gece karanlğı (sirkadyen rltm) etkisiyle yerine getirir. Gün ışığı gözün retina katmanınca algılanarak görme sinirleriyle (rethinothalamic tractus) kavşak-üstü çekirdeğe (surprachyasmatic nucleus) ki burası büyük olasılıkla biyolojik saatin bulunduğu yerdir, oradan pineal beze ulaşır. Aynı sinirsel uyarılar sempatik nöronlarla, sempatik üst boyun düğümüne gider. Adı geçen bu anatomik yapılar, ışığın görme dışı etkilerinin algılanması ile değerlendirilmesi konusunda başlıca bölgeleri oluşturur.
Gün ışığı uyarısını alan pineal bez melatonin sentezini yavaşlatarak durdurur. Gece karanlığı da aynı yolla bir uyarı olarak plneal beze ulaşır. Bu kez ışık olmadığını algılayan plneal bez melatonin üretimini hızlandlrarak en üst düzeye ulaştırır. Demek ki gün ışığı, melatonin sentezi üzerine bastırıcı, gece karanlığı uyarıcı bir etki yapmaktadır.
Melatonin en yüksek düzeye sabaha karşı saat 4 sıralarında ulaşır. Kandaki melatonin düzeylerinin zamana karşı değişimini şöyledir : Melatonin akşam saat 23 te ani bir çıkışla, saat sabaha karşı 4 te en yüksek düzeye ulaşır. Oradan saat sabah 9 a kadar hızlı bir iniş yapar. Melatoninin plazmadaki gündüz düzeyi 10 pg/ml dir.
Buraya kadar anlatılanlar gün ışığını görebilenler için geçerlidir. Buna karşın hiç gün ışığı göremeyen doğuştan görme özürlüler vardır. Bunlar gün ışığından yoksun olduklarından biyolojik saatleri görenlerinki gibi işleyemez. Bu yüzden melatonin düzeyleri gün boyu değişik saatlerde en yüksek noktalara ulaşır. Sonuçta onların biyolojik saatleri 24 saatten daha uzun dönemleri kapsayabilir. Böylece görme özürlülerde uyku bozuklukları gözlemlenebilirse de durum dışarıdan belli zamanlarda melatonin verilerek düzeltilebilir.
Madem ki, hiç gün ışığı görmeyenlerde de pineal bezde belli aralıklarla melatonin sentezlenip en üst düzeye kadar çıkıp sonra en alt noktaya inmektedir; bu durumda melatonin üretiminden sadece gün ışığı değişimlerini sorumlu tutmak doğrumudur?… Acaba melatonin üretiminde ışıktan başka etmen ya da etmenler varmıdır?… Doğrusu araştırmaya değecek bir konudur bu.
Gerçekten de pineal bez, deneysel olarak sinirden arındırılınca (denervasyon) melatonin üretme ritmi bozulmaktadır. O halde sadece gün ışığı değil, beynin bazı bölgelerinden gelen uyaranların da melatonin sentezi üzerine hatırı sayılır etkileri olduğu gösterilmiş oluyor. Ayrıca, norepinefrin ile magnezyum’ un melatonin sentezinde önemli görevleri olduğu da bilinmektedir. Bunlar gün ışından bağımsız etmenler olduğuna göre, melatonin üretiminin tek başına sirkadyen ritme bağlanmasının doğru olamayacağı da bir gerçek olarak karşımıza çıkar. Sirkadyen ritm, belki de olayın belli bir düzende gitmesini sağlayan bir öğedir.]
Kitaptan aktardığımız bölümün son üç paragrafında tek başına karalık/aydınlık dönüşümünün melatonin salgılanmasının, buna bağlı olarak uyku/uyanıklık dönemlerinin oluşması olayında, tek neden olamayacağını, burada başka etken ya da etkenlerin asıl nedeni oluşturabileceğini anlatmaya çalışmış bulunuyoruz.
Biz kitaptaki bu satırları 2006 yılı başında kaleme almış, konunun daha da araştırmaya değeceği üzerinde durmuştuk. Bu kez Paolo Sassone-Corsi başkanlığında Kaliforniya Üniversitesi farmakoloji bölümünden bir grup araştırıcının Nature dergisine 15 Temmuz 2007 de gönderdikleri bir makaleye tanık oluyoruz. Bu makalede araştırmacılar, insanların vücut saatini düzenleyen genetik mekanizmayı kontrol eden kimyasal düğmeyi bulduklarını bildirdiriyorlar. Bu sürecin karmaşık genler içermesine rağmen, tüm mekanizmanın tek bir aminoacid tarafından kontrol edildiği de belirtiliyor.
Araştırmanın sonuçlarına göre, “Saat” geni ile ortağı “Bmali”(*) vücudun saatini denetliyor. “Bmali” tarafından üretilen bir proteindeki tek aminoacid, vücudun ritmiyle ilgili genetik olaylar zincirini tetikleyen bir değişikliğe gidiyor. Bu değişiklik, herhangi bir şekilde bozulduğu takdirde, tüm sistemi yok ederek kontrol mekanizmasından kurtulabiliyor.
Araştırmacılar şimdi bu aminoacidin faaliyetini etkileyecek antikorlar üzerinde çalışırken, söz konusu keşfin uyku düzensizliği ile benzer hastalıkların tedavisinde daha etkili ilaçların üretilmesine yardımcı olması bekleniyor. Çevredeki değişiklikleri sezinleyebilen, çok hassas bir mekanizma olan vücut saati, uykudan metabolizma ile davranışa kadar birçok fonksiyonu düzenliyor. Bu mekanizmanın, tüm insan genlerinin yüzde 15′ini düzenlediği tahmin ediliyor. Ritmin bozulmasıyla insan sağlığı olumsuz etkileniyor, uykusuzluk, depresyon, kalp hastalığı, kanser ile sinir bozuklukları ortaya çıkabiliyor.
Bu bilgilerden, Melatonin üretiminde ışığın değil çok başka bir sistemin etkili olduğu anlaşılmakta, böylece bu konuda ne kadar haklı olduğumuz ortaya çıkmaktadır.
(*) Bir antikor .
Sekans Adı: cycle (BMALI)
Tam Adı: bHLH-PAS protein CYCLE (cycle)
UniGene Sayısı: N.A.
Accession Sayısı: AF065473
Kaynak organisma: Meyva Sineği ( Drosophila melanogaster )
Tam Boy Büyüklüğü (aa): 413
Güran, Y. : İlginç Yönleriyle UYKU ile DÜŞLER. (2006) Henüz basılmadı.
Jun Hirayama(1), Saurabh Sahar(1), Benedetto Grimaldi(1), Teruya Tamaru(2), Ken Takamatsu(2), Yasukazu Nakahata(1), and Paolo Sassone-Corsi(1) : CLOCK-mediated acetylation of BMAL1 controls circadian function. Nature, Volume 450 Number 7172 pp 1086 – 1090.
(1)Department of Pharmacology, School of Medicine, University of California, Irvine, 92697-4625 Irvine, California, USA
(2)Department of Physiology, Toho University, Faculty of Medicine, Tokyo 143-8540, Japan
David Whitmore | Nicolas Cermakian | Claudia Crosio | Nicholas S. Foulkes | Matthew P. Pando | Zdenka Travnickova | Paolo Sassone-Corsi :A Clockwork Organ. Biological Chemistry, Volume: 381 | Issue: 9-10, Sep-Oct 2000, Page(s): 793-800
Luca Cardone, Jun Hirayama, Francesca Giordano, Teruya Tamaru, Jorma J. Palvimo, Paolo Sassone-Corsi1 : Circadian Clock Control by SUMOylation of BMAL1. Science 26 August 2005,Vol. 309. no. 5739, pp. 1390 – 1394.
← MATEMATİĞİ SEVMEK – MATEMATİĞİ SEVDİRMEK…
“Y” KROMOZOMU’NUN SERÜVENİ…. →