İnsan Beyninin Moleküler Yaşlanması
Tem. 23 Nöro-Dosya İnsan Beyninin Moleküler Yaşlanması için yorumlar kapalı
Hepimiz nihai başlangıcıdır sperm ile yumurtanın birleşmesi. Sonuç olarak “bir insan hücresi” ortaya çıkar. Önce hızlı bölünmeler birbirini izler, 1 iken 2, 2 iken 4, 4 iken 8… Böylece belli bir aşamaya kadar gider. Sonraları farklılaşmalar başlar, öncül hücreler.. Karaciğer öncül hücresi, nöron öncül hücreleri, deri öncül hücreleri gibi.. Daha sonrasında daha da derin özelleşmeler ve nihayetinde vücudumuzu oluşturan yaklaşık 270 farklı fonksiyonel hücre meydana gelir. Artık biz oluşmuşuzdur. Vücudumuzda bulunan trilyonlarca hücre “klasik” bir başlangıcın ürünüdür ve kimileri bölünerek çoğalmaya, kimileri ise daha o anda oluştukları gibi ömrümüz tükeninceye kadar kalmaya devam edeceklerdir. Bu duruma aslında farklı açılardan bakabiliriz. Şöyle ki aslında biz bir hücrenin çeşitli şekillerde bölünerek ve farklılaşarak oluşturduğu, tek hücrenin egemenliğinde oluşan bir hücre kolonisiyiz. Tek bir hücreden köken alan hücrelerimiz çok çeşitli dış ve iç faktörler altında kalarak zamanın erozyonuyla boğuşmaktadır. Bu durum ise ömür dediğimizi uzunluğu belirlemektedir.
Bildiğiniz gibi canlılar doğar, gelişir, ürer ve ölür. Bu birçok canlı için genel bir doğa kuralıdır.
Aynı şekilde popülasyonlar da doğar, gelişir (artar) ve azalarak dünya üzerinden kaybolur. Bu doğanın bir dengesidir. Kendi türümüzün durumuna bu açıdan bakmakta fayda var.
Dünya nüfusunun hızlı artışı günümüzde yavaşlamış görünmektedir. 2011 yılında dünya nüfusu 6,8 milyar civarındadır ve bu sayı 2050’li yıllara geldiğimizde 9 milyarın biraz üzerinde olacağı öngörülmektedir. 1950’lerden 2050’ye yani 100 senelik bir zaman diliminde dünya nüfusu 4,5 kat artmış durumda olacaktır. Bu hızlı artışın bu şekilde sürmeyeceği de öngörülmektedir.
Yakın gelecekteki nüfus durumumuz 9 milyar insanı öngörmekte iken, uzak geleceğe dair 3 adet tahmin bulunmaktadır. 2300 yılında dünyamızın nüfusu ya 2,3 milyar ya 9 milyar ya da 36,4 milyar insan olarak öngörülmektedir. Fakat bu tahminlerin en olası görüleni, uzak geleceğimizde de 9 milyar civarında kalacağımız üzerinedir. Çünkü…
Popülasyonumuzun büyüme oranı hızla düşmektedir. 1960’li yıllarda nüfusumuzda 3 doğuma 1 ölüm gerçekleşirken, bu oran günümüzde 2 doğuma 1 ölüme kadar düşmüştür. Bu düşüş 2050’li yıllarda da hızla sürmektedir ve büyüme oranımız 1 doğuma 1 ölüm şeklinde gelmektedir. Bu durum aslında nüfusumuzun da hızla yaşlanacağı anlamını da taşımaktadır. Genç nüfusun azalması sosyal ve ekonomik açıdan birçok sorunu beraberinde getirecektir!
Dünya üzerinde henüz genç bir popülasyonuz. Popülasyonumuzun ortalama yaşı 28,4. Türkiye ise dünyanın ortalamasından biraz daha genç bir durumdadır. Fakat haritadan da görülebileceği gibi özellikle Avrupa, Kuzey Amerika, Rusya gibi bölgelerde nüfus hızla yaşlanmaktadır. Örneğin dünyanın en kalabalık ülkesi olan Çin’de ortalama yaş 30-35 arasındadır. Ayrıca görülebileceği gibi gelişmiş ülkelerin ortalama nüfus yaşı daha büyükken, gelişmemiş ülkelerde bu oran çok daha düşüktür. Örneğin, Afrika kıtasının ortalama nüfusu 14-20 arasındadır. Elbette bu durum ekonomik şartlarla doğru orantılıdır.
Ortalama yaşam beklentimiz gün geçtikçe artmaktadır. Ülkemizde ortalama yaşam beklentisi yaklaşık 73-75 arasındadır. Yani bu şu demek: ülkemizde doğan her insan ortalama olarak 73 yaşına kadar yaşamayı ummaktadır. Bu umut sosyoekonomik durumla doğrudan ilgilidir. Örneğin, Afrika kıtasında doğan bir insan 40 yaşına kadar yaşayabileceğini düşünmekteyken, Avrupa kıtasında doğan bir insan yaklaşık olarak 80 yaşına kadar yaşayabileceğini düşünmektedir. Aradaki uçurumun nedeni elbette ki sağlık, yaşam ve beslenme şartlarıyla sıkı sıkıya ilişkilidir.
Uzak geleceğimizde yaşam beklentimiz ise 100 yaşın üzerinde olacaktır. Günümüzde bilim insanlarının üzerinde ortak karar kıldığı insanın maksimum yaşam süresi ise 120 yıldır. Fakat bu öngörünün çeşitli biyoteknolojik müdahaleler ile uzatılabilmesi mümkün görünmektedir. Açıktır ki her geçen yaşam beklentimiz artmaktadır ve bu artışı da teknoloji ve tıptaki hızlı gelişmelere borçluyuz. Uzun yaşam beklentisi elbette yaşlı nüfusun da artışı anlamına gelmektedir.
Ülkemizin yaşlı nüfus durumu yukarıdaki grafiklerde gösterilmiştir. 2000’de ülkemizde 5 milyon civarında bir yaşlı nüfusumuz varken, 2020 yılında bu sayı 15 milyonlara ve 2050 yılında ise 25 milyona yaklaşacaktır. Ülkemizin gelecekte öngörülen nüfusu ise 100 milyon civarındadır. Eğer bu şekilde kalırsak, nüfusumuzun yaklaşık %25’i 60 yaşın üzerinde olacaktır! Yaşlı nüfusun artışı birçok problemi de beraberinde getirmektedir.
Uzun yaşamı düşleyerek ve yaşamımıza özen göstererek kazandığımız yılların sağlıklı bir şekilde geçirmek herkesin dileğidir. Yaşlılığımızı bunamadan, titremelerden uzak, kalp-damar hastalıklarından uzak, felçlerden uzak, kanserden uzak, ailemize ve ülke ekonomisine yük olmadan geçirebilmek hepimizin öncelikli isteğidir.
Özetle, yaşlanma hepimizin ortak sorunudur. Hepimiz her geçen dakika yaşlanmaya yüz tutmuş durumdayız. Bu nedenle yaşlanma konusu üzerinde yoğun bir bilimsel hareketlilik söz konusudur.
Yaşlanmanın etiyolojisini açıklamak üzere geliştirilen 300’ün üzerinde teori mevcuttur. Bu teorilerin kimi günümüzde terk edilmiş olmasına karşın, birçoğu halen güncelliğini korumaktadır.
Yaşlanma bir süreçtir. Yani zamana ihtiyacı vardır. Yaşlanmanın tanımı bir organizmada zaman içerisinde görülen yapısal ve fonksiyonel değişim sürecidir. Bu değişimler elbette ki ilerleyen yaşla birlikte artmaktadır. Kısaca yaşlanma yavaş ilerleyen (progresif) ve birikimsel (kümülatif) bir olgudur. Yaşlanmanın moleküler biyolojisini kavrayabilmek için, moleküler yaşlanmanın temellerini anlayabilmek için mutlaka zaman faktörünün göz önünde bulundurulması gerekmektedir.
Yaşlanma teorilerinin genel olarak 3 başlık altında toplayabiliriz. Bu değişimler dış faktörler temelinde gelişen, genetik nedenlere bağlı oluşan ve hücre içi bir takım değişimlere bağlı nedenler olarak özetlenebilir.
Biyolojik yapıların dış etkenlere bağlı olarak eskimesine, aşınmasına ve yıpranmasına neden olan değişiklikler kısaca “yıpranma teorileri” olarak isimlendirilebilir. Bu teoriler aslında bizlerin aynen bir otomobilin eskiyerek hurdaya dönmesi gibi sürecin biyolojik yapılarda da söz konusu olduğunu öne sürmektedir. Denilir ki, organizmanın rastlantısal olarak yaşadığı yaralanma, incimle gibi olaylar zaman içerisinde birikerek canlının yaşlanmasına neden olmaktadır. Bu aşınma teorisi günümüzde geçerliliğini yitirmiş durumdadır. Çünkü bilinmektedir ki, bizim birçok organımız, dokumuz kendini yenileyebilir özelliktedir. Yenilenebilir olamayanlar ise fonksiyon üstlenme özellikleri ile kaybedilen hücrelerin yerine işlev görebilmektedir.
Yıpranma teorilerinin en önemli olanlarından biri ise “heartbeat” teorisidir. Bu teoride denmektedir ki: yüksek metabolik hıza sahip olan canlıların yaşam ömrü kısadır. Bu duruma da özellikle iki hayvan örnek gösterilir, birisi fareler diğeri ise kaplumbağalar. Farelerin dakikada 400 kalp atış hızları, metabolizma hızlarının ne denli yüksek olduğunun bir kanıtır. Yaşam süreleri ise 2 sene ile sınırlıdır. Kaplumbağaların kalp atışları ise dakika da 6 ile 20 arasındadır hatta soğuk havalarda 5 dakika da sadece 1 kez attığı bilinmektedir. Bu durum elbetteki metabolik hızın yavaşlığından kaynaklanmaktadır ve kaplumbağaların 100 ile 200 sene arasında ömürleri vardır. Fakat bu teori memeliler ve soğuk kanlılarda geçerli olmakla birlikte kuşlar’da geçerli değildir. Çünkü kuşlar yüksek metabolik hıza sahip olmakla birlikte çok uzun süre yaşamaktadırlar. O yüzden bu teori de terk edilmiş durumdadır.
Yıpranma teorilerinin bir diğeri ise biyoakümülasyon teorisidir. Bu teoride organizma için zararlı olan kimyasalların zaman içerisinde organizmanın bünyesinde birikerek, yaşlanmaya neden olduğu görüşüdür. Biyobirikim yaratan kimyasalların başında elbette ki ağır metaller gelmektedir. Fakat biliyoruz ki canlılar aleminde bir besin zinciri vardır. Yani güneş-bitkiler-otoburlar-etobular-omnivorlar şeklinde bir düzen söz konusudur. Bu zincirde biyobirikimin omnivorlarda en yüksek seviyede olması ve ‘teoriye göre’ omnivorların en kısa yaşam sürelerinin olması öngörülmektedir. Fakat böyle bir durum söz konusu değildir. Doğal yaşamda besin zincirinin en üst seviyesinde yer alan omnivorlar uzun yaşam süreleriyle dikkat çekmektedirler!
Bir diğer teori grubu ise “genetik olarak kodlanmış değişimler” üzerine kurulu teorilerden oluşmaktadır. Bu teoriler moleküler bir ölüm saatinin olduğunu öne sürmektedir. Bir zamanlar en popüler olan teorilerden birisi ise telomer teorisidir. Telomerler kromozom uçlarında yer alan ve her DNA çoğalmasında 50 ile 100 baz çifti kısalmasıyla özdeşleşmiş yapılardır. Bu yapılar kromozomların kararlılığını belirleyen faktörlerdir. Telomerlerin her bölünmede kısalması bir hücrenin maksimum olarak bölünme limitini de belirlediği düşünülmektedir. Bu limite hayflick limiti denir ve bir hücrenin telomer kısalması nedeniyle maksimum olarak 40 ile 60 kadar bölünebileceği öne sürülmektedir. Fakat bilinmelidir ki, vücudumuzda mitotik aktivite gösteren hücrelerimiz (deri, bağırsak vb.) olduğu kadar mitotik aktivite göstermeyen, sürekli öncül hücrelerden oluşan dokularımızda (sinir sistemi gibi) hücrelerimizde mevcuttur. Bu nedenle telomer teorisi nöronlar için geçerli değildir. Nöronlar postmitotik hücrelerdir. Yani bölünme özellikleri yoktur.
Gerontogenlerin, yani yaşlanmaya neden olan genlerin var olduğunu savunan görüşler ise bir moleküler saatimizin olduğunu öne sürmektedirler. Yani ölümün sadece genlerimiz tarafından belirlendiğini ve “zamanı geldiğinde” öleceğimizi öngörülmektedir. Apoptoza ya da programlı hücre ölümüne neden olduğu bilinen “ölüm genlerimiz” söz konusudur. Fakat bu genlerin yaşlanmayla ilgileri yoktur. Farklı metabolik koşullarda, hücrelerde oluşan moleküler kararsızlığı gidermek amacıyla aktiflenen ve birçok gen ailesini içeren bu ölüm genleri, hücrenin kendi kendini ortadan kaldırmasını hedeflemektedir. Yaşlanmada apoptozun arttığı bilinmektedir fakat doğrudan yaşlanmadan sorumlu değildir!
Yaşam süresinin kalıtımsal olduğu ve aileden gelen bir takım özelliklerle belirlendiğini öne süren görüşlerin ise pekte geçerliliği kalmamıştır. Çünkü nihayetinde herkesin yaşam stili çok farklıdır ve böyle bir kalıtımsal belirlilik söz konusu değildir.
Yaşlanma teorilerinde en çok öne çıkan ve günümüzde üzerinde binlerce bilimsel araştırmanın sürdürüldüğü teoriler “zaman içerisinde hücresel biyomoleküller üzerinde meydana gelen modifikasyonel değişimler” üzerine kurulu teorilerdir. Bu teorilerin en önemlileri arasında “Serbest Radikal Teorisi” gelmektedir.
Serbest Radikal Teorisinde öne çıkan iki molekül söz konusudur. Birincisi oksijen, ikincisi ise glikozdur. Yani soluduğumuz oksijenin ve yediğimiz yemeklerin bizi yavaş yavaş yaşlandırdığı öne sürülmektedir.
Serbest Radikal Teorisi 1950’li yıllarda Denham Harman tarafından ortaya atılmıştır. Harman vücudumuzun aynen bir demirin paslanması gibi çeşitli oksijen reaksiyonlarıyla yıprandığını öne sürmüştür. İlerleyen yıllarda, biyomoleküller için zararlı olduğu bilinen serbest atomik oksijeni, zararsız hale getiren bir enzimin (süperoksitdismutaz) keşfiyle bu teori özellikle mitokondri organeline yönlenmiştir. Süperoksit dismutaz (SOD) enzimi vücudumuzda antioksidan özellik gösteren majör enzimlerden en önemlisidir. Oksijen radikalini daha zararsız bir molekül olan hidrojen perokisite çevirmektedir. Hidrojen peroksit daha sonra katalaz enzimi tarafından suya ve hidroksil radikaline dönüştürülmektedir. Bu bir hücresel oksidan savunma mekanizmasıdır. Ve Harman’ın öne sürdüğü oksidanların kaynağı, bizi yaşlandıran moleküllerin temel kaynağının mitokondri olduğu anlaşılmıştır.
Mitokondri organeli vücudumuzun enerji santralidir. Soluduğumuz oksijenden enerji üretir. Sadece enerji üretmekle de sorumlu değildir. Enerji üretiminin dışında aminoasit, demir, şeker ve lipid metabolizmalarından da sorumludur. Kısacası mitokondri bizim yaşamımızı sürdürebilmemiz için elzem bir organeldir. Solduğumuz oksijen, çeşitli reaksiyonlar sonucunda (oksidatif fosforilasyon) hücresel enerji molekülü olan ATP yapımında kullanılmaktadır. Fakat bu reaksiyonlar gerçekleşirken, reaksiyonlarda görev alan bazı kompleks enzimlerden serbest oksijen radikali dışarı sızmaktadır. Moleküler oksijenden (O2) farklı olarak serbest oksijen (O-) çok kararsız bir özelliktedir. Bu nedenle tüm biyoyapılara (nükleik asitler, proteinler, lipidler ve çeşitli metabolitler) yapışma ve böylece bağlandığı yapının fonksiyonunu hızlı bir şekilde bozabilmektedir. Serbest oksijen elektronegativitesi yüksek olan bir atomdur ve hızla diğer moleküllerle kovalent bağlar kurmaktadır. Bu nedenle çok tehlikelidir. Antioksidan enzimler ve antioksidan özellik gösteren moleküller temel olarak bu radikalin ve türevlerinin hücre içinden arındırılmasını sağlamak içindir.
Serbest radikaller mitokondrinin kendi metabolik aktivitesi sonucu yoğun miktarda oluşan ve biyoyapılara zarar veren ajanlar bütünüdür. Serbest oksijen, nitrojen, karbon, hidrojen peroksit, hidroksil radikali serbest radikallere örnektir. Serbest oksijen özellikle mitokondriyal elektron taşıma zincirinde görev alan kompleks I ve kompleks III ten hücreye sızmaktadır. Özellikle kompleks I den sızanlar mitokondrinin içerisine, kompleks III ten sızanlar ise hücre içerisinde yayılmaktadır.
Serbest radikallerin biyomolekül haraplayıcı özelliğinin yanında hücre içi sinyal mekanizmalarında da önemli roller üstlenmektedirler. Örneğin, nitrik oksit (NO) radikali aslında hücresel öğrenmek mekanizmalarında görev aldığı ve üreme de çok önemli işlevleri olduğu bilinmektedir. Vücudun savunma sistemi büyük oranda serbest radikal üretir ve bu üretilen radikaller çeşitli patojenleri öldürmeye yöneliktir. Ayrıca kas fizyolojisinde de serbest radikallerin çok önemli fonksiyonları vardır.
Hücrelerimizin kendi doğasında, kendi metabolik aktivitesi sonucu üretilen serbest radikaller antioksidan enzimler ve antioksidan özellik gösteren çok çeşitli moleküller tarafından temizlenmektedir. Fakat yaşlanma dediğimiz olgu, oksidanlar ile antioksidanlar arasındaki dengenin kaybolmasıyla başlamaktadır. Bu dengenin bozulması oksidanların fazlalığını sağladığı anda biyomoleküller oksidanlar tarafından haraplanmaya başlamaktadır. Bu haraplanmanın giderilmesi dışarıdan alınan antioksidan moleküllerle mümkün görünmektedir. Fakat bu antioksidanların bu amaç uğruna kullanım dozları henüz bilinmemektedir. Dışarıdan aldığımız antioksidanlar iki ucu keskin kılıç gibidir. Gereğinden fazla miktarda antioksidan tüketimi prooksidan aktivitesinin görülmesine neden olmaktadır. Böylece yararlı diye çok miktarda tükettiğimiz antioksidanlar da hücrelerimize zarar vermebilmektedir. Hangi antioksidanı, hangi koşullarda, hangi miktarlarda kullanacağımız konusunda bilimsel dünyada bir ortak karara varılabilmiş değildir.
Serbest radikaller bahsedildiği üzere tüm biyomoleküllere bağlanabilmektedir. Örneğin bir nükleik asit olan DNA’ya bağlanması çok çeşitli DNA hasarlarına neden olmaktadır. Bu tür DNA haraplanmaları, DNA’nın çoğaltılmasını, ifadesinin engellenmesine neden olabildiği kadar çok çeşitli mutasyonlarla yanlış ürün ya da hiç ürün üretememeye de neden olabilmektedir. DNA’nın bu şekilde kararlılığının bozulması hücre ölüm programının aktivasyonunu sağlamaktadır. DNA’da özellikle serbest oksijen radikali tarafından oluşan hasarlar çeşitli DNA tamir enzimleri tarafından giderilmektedir. Bu tamirin gerçekleşmesi sayesinde DNA kendi kararlılığını koruyabilmektedir. Kararlılığın korunması kimi zaman uzun baz çiftlerinin DNA’dan çıkarılarak da sağlanabilmektedir. Delesyon ismi verilen bu genetik bilgi silinmeleri özellikle mitokondriyal DNA’da yoğun miktarda görülmektedir. Yaşlanmadaki bu mitokondriyal DNA delesyonları, mitokondrinin de kararlılığının bozulmasına neden olmakta ve böylece daha fazla radikal oluşumuna sebebiyet vermektedir. Bu durum hücre için bir kısır döngü oluşturmaktadır.
Serbest radikaller ayrıca protein yapılarına da zarar vermektedir. Proteinler bilindiği temel olarak aminoasitlerden oluşmaktadır. Aminoasit yapılarına ek olarak çeşitli şeker molekülleri, nükleik asitler ve yağ molekülleri de proteinlerin fonksiyon görebilmesi için kendi yapısına eklenebilmektedir. Proteinlere bağlanan oksijen, çeşitli aktif şekerler, karbon ve nitrojen atomları sırasıyla oksidasyon, glikasyon, karbonilasyon ve nitrasyon gibi çok çeşitli modifikasyonlara yol açmaktadır. Bu modifikasyonlar enzimatik olmayan ve proteinlerin herhangi bir yerinde görülebilen global modifikasyonlardır. Proteinlerin serbest radikaller tarafından haraplanması, proteinin fonksiyonunun bozulmasına, eğer bir enzim ise enzimatik aktivitesinin azalmasına, eğer bir yapısal protein ise yapısal görevini yerine getirememesine neden olmaktadır. Fonksiyonu ve yapısı bozulan proteinler hücresel protein yıkım sistemleri tarafından yıkımlanmaktadır. Fakat burada da bir denge söz konusudur. Yeteri kadar hızlı yıkımlanamayan proteinler hücre içerisinde ve hücreler arasında birikmeye neden olmaktadır. Birikmeye başlayan proteinler daha fazla proteini kendi bünyesine çekmektedir. Ayrıca ağır metaller ve çok çeşitli artık metabolitler bu birikimlere dahil olmaktadır. Bu durumda hiçbir hücresel artık temizleme mekanizması bu artığı temizleyememekte ve birikim giderek hızlanarak çok çeşitli patolojilere neden olmaktadır. Alzheimer hastalığı örneğin böyle bir patolojinin ürünüdür.
Hücre de görülen bir diğer serbest radikal hasarı ise lipid molekülleri üzerinde görülen hasardır. Lipid molekülleri hücre membranını ve çeşitli hücresel organel membranlarını oluşturmaktadır. Lipid yapıların oksidasyonu özellikle hücre içi ve hücreler arası molekül trafiğini ciddi şekilde bozmaktadır. Hücre membranının oksidasyonu doğrudan hücre geçirgenliğini etkilemektedir. Geçirgenliği bozulan hücreler kendi iyon dengesini ve metabolit dengesini koruyamayarak, hücre ölümü gerçekleşmektedir. Ayrıca mitokondrinin çift zarlı yapısının, özellikle iç membranın, serbest radikaller tarafından tahrip edilmesi mitokondrinin geçirgenliği olmayan iç membranının geçirgenliğini sağlamakta ve böylece enerji üretimini –hidrojen kaçaklarından dolayı- sekteye uğratmaktadır. Enerji gereksinimi bu nedenle artmaktadır. Bu durumda mitokondri daha fazla oksijeni yakmakta fakat daha az enerji üretmektedir. Sonuç olarak burada da bir kısır döngü oluşmaktadır.
Sonuç olarak hücrede serbest radikal oluşturan majör iki metabolizma olan glikoz metabolizması ve oksijen metabolizması çok çeşitli ve hücre yaşamı için zararlı olan ürünler üretmektedir. Protein glikasyonu, fonksiyonel olmayan proteinlerin birikimi, yıkımlanamayan proteinler, proteinlerin, lipidlerin ve nükleik asitlerin zaman içerisinde gerçekleşen enzimatik olmayan, seçiciliği olmayan ve geri dönüşümsüz modifikasyonları yaşlanma dediğimiz olgunun oluşmasındaki ana nedenlerdir! Hücresel düzeydeki bu değişimler elbette ki yaşamsal fonksiyonlarımıza da yansıyacaktır.
Şöyle ki, yaşlandığımızda motor fonksiyonlarımızda (yürüme, konuşma gibi) bir yavaşlama söz konusu olmaktadır. Motor fonksiyonlarda görülen reaksiyon zamanının azalması, hareket hızımızın azalması, el ayak koordinasyonunun sağlanamaması, dengemizin bozulması hep hücresel düzeydeki yukarıda bahsedilen değişimler ile ilişkilidir. Motor fonksiyonların bozulmasının yanında nörodejeneratif hastalıklara, kardiyovasküler hastalıklara, enfeksiyonlara yatkınlık ilerleyen yaşla birlikte artmaktadır. Bu artışın nedeni de aynı şekilde biyomoleküller üzerinde görülen hasar birikimiyle doğrudan ilişkilidir.
Beynimizde ise yaşlanma ile birlikte özellikle kognitif işlevlerde bir azalma görülmektedir. Kognitif işlevlerimizden olan problem çözme hızımız, çalışma belleğimiz, uzun süreli belleğimiz ve uzamsal yeteneklerimiz ilerleyen yaşla birlikte genel olarak azalmaktadır. Bunlara ek olarak duyusal keskinliğimizde azalmaktadır. Ayrıca kristalize yetenekler olan kelime bilgimiz, genel bilgimiz, örtük belleğimize yer olan programlar ve mesleki deneyimlerimiz yaşımız ilerlese bile korunmaktadır.
Yaşlandığımızda duygu durumumuzda ve duygusal algılarımızda da değişimler gerçekleşmektedir. Bu değişimler özetle, kızgınlık ya da öfkeli olma ifadelerinin algılanmasındaki zorluklar, mutluluk ve iğrenme algılarında artış, olumsuz olayları daha çabuk atlatma, kişiler arası yıkıcı ilişkilerden sakınma, pozitif ön yargıların gelişimi, intihar ve suç işleme risklerinin artması şeklindedir. Örneğin Çin’de hırsızlık yapan yaşlıların oranı gençlerden kat kat fazladır.
İnsan beyni milyarlarca nörondan ve nöronlardan çok daha fazla miktarda nöronları destekleyen hücrelerden oluşmaktadır. Nöronlar birbirileriyle trilyonlarca bağlantı gerçekleştirerek, tüm yaşamımızı bu şekilde düzenlemektedirler. Nöronlar doğarlar! Yani bölünmezler sadece öncül birkaç hücreden farklılaşarak, özelleşerek meydana gelirler. Nöronlarımızın birçoğu bizim doğumumuzla birlikte ömrümüz boyunca bize eşlik ederler. Nöronlar birbiriyle biyoelektrik sinyaller ile iletişim kurarlar. Ayrıca iyon ve molekül denizinin içerisinde yer alırlar ve bu iyon ve molekül denizi birbirleri arasındaki iletişimin temelidir. Beynimiz vücudumuzun %2’si kadar bir ağırlığa sahip olmasına rağmen, vücudumuzun %20 enerjisini kullanmaktadır. Enerji üretimi için yoğun bir oksijen ve glikoz tüketimi gerçekleştirmektedir.
Şekilde de görüldüğü gibi beynimiz sadece nöronlardan oluşmamaktadır. Nöronlara ek olarak, astrositler (nöronlara destek olan temel hücreler), mikroglialar (beynin özelleşmiş savunma hücreleri), oligodendrositler (nöronlar arası iletişimde rol alan myelini üreten hücreler) gibi çok farklı hücre çeşitleri yer almaktadır. Tüm bunlar bir bütünü oluşturmaktadır. Tüm beyin fonksiyonlarının sağlıklı bir şekilde yürütülebilmesi için bu hücrelerin tümüne ihtiyaç vardır.
İnsan beyninin yaşlanması, bahsedilen hücre fizyolojisinde meydana gelen moleküler değişimlerden kaynaklanmaktadır. Bu değişimler, öncelikli olarak nöronlar arasındaki iletişimi bozmaktadır. Bozulan iletişim hemen davranışlarımıza yansımaktadır. Örneğin, kas hücrelerimize giden sinirlerde meydana gelen eksilmeler ya da yavaşlamalar, kas kasılma-gevşemesini de bozmakta ve böylece istediğimiz hareketin gerçekleştirilmesini de zorlaştırmaktadır. Ayrıca bir harekete karar süreçlerimiz de nöral ağlar üzerinden işlediğinden dolayı harekete başlamadan, hareketi başlatmaya da karar vermemiz etkilenmektedir. Yaşlanma da nöronlar arasındaki iletişimin korunması, sağlıklı yaşlanmanın temelini oluşturmaktadır. Bu nedenle beyin egzersizleri her daim önem taşımaktadır.
Geçmiş yıllarda davranışlarımızın ana kaynağı olan beynimizde görülen değişimlerin temel kaynağının nöronlarımızın kaybından dolayı olduğu düşünülmekteydi. Fakat gelişen teknolojiyle birlikte aslında yaşlanmayla birlikte nöron kaybımızın düşünüldüğü kadar (%40lara varan) fazla olmadığı tespit edildi. Nöronlarımız yaşlanmayla birlikte sadece hacim kaybına uğramaktadır. Hacim kaybı kaba yöntemlerde sanki nöron kaybı şeklinde gözlemlenmiştir.
İnsan beyninin yaşlanmasında görülen en ilginç taraf ise evrimsel olarak en yeni gelişen bölgelerin yaşlanmadan çok daha fazla etkilendiğidir. Geçmiş zamanlarda beynin sessiz bölgesi olarak nitelendirilen (ve günümüzde pekte sessiz olmadığı açıkça bilinen) frontal korteks, yaşlanmanın neden olduğu değişimlerden en fazla etkilenen beyin bölgemizdir. Bu bölge geleceği planlama, karar verme gibi bilişsel işlevlerimizin yürütüldüğü bölgedir.
Yaşlanmanın nörobiyolojisinde öne çıkan moleküler sinyal mekanizmalarını bir çalışma üzerinden sizlerle paylaşmayı uygun gördüm. Insülin ve insülin büyüme faktörü 1 sinyali yani doğrudan glikoz metabolizmamızla ilgili olan sinyal yolağının aktivasyonunun fazlalığı nöronun yaşam süresini kısaltmaktadır. Çünkü hızlı bir glikoz metabolizması aslında çok fazla glikasyona neden olan glikatif ajanında üretilmesi anlamına gelmektedir. Ve glikasyon serbest radikallerin verdiği hasardan çok daha zararlı bir modifikasyon çeşididir. Tüm biyomoleküller bu tür bir modifikasyona maruz kalabilir. Ayrıca mitokondriyal fonksiyonların korunması son derece önemlidir. Sağlıklı mitokondriler, uzun yaşamında anahtarıdır. Sirtüinler, uzun yaşam genleri olarak ifade edilen genlerin aktivasyonunu sağlamaktadır. Sirtüin aktive edici faktörler (örneğin resveratrol) uzun yaşamın sağlanmasında önem taşımaktadır. Günümüzde uzun yaşamının pratik formülü ise kalori kısıtlamasıdır. %20 kalori kısıtlaması yapan bir insanın ömrü yaklaşık olarak %20 uzayabilmektedir. Kalori kısıtlamasını, diyet kısıtlamasıyla karıştırmamak gerekmektedir. Günümüzde zayıflama amacıyla yapılan diyetler, doğrudan diyet kısıtlamasını içermektedir ve vücudumuz için çok tehlikeli sonuçlar doğrabilmektedir. Kalori kısıtlaması, aslında düşük kalorili besinlerle beslenmek anlamını taşımaktadır. Yüksek kalorili besinlerden ise az miktarda tüketmektir.
Tüm bu stratejiler nöronda oluşan serbest oksidatif ve glikatif ajanların üretimini azaltmaya yöneliktir.
Kalori kısıtlaması, mitokondrilerimizin sağlıklı kalmasını sağlayacaktır. Sirtüinlerin aktivasyonu hücre içerisinde protein birikimlerini önleyecek, uzun yaşam genlerini aktive ederek hücresel özdengenin korunmasına neden olacaktır.
İnsanlarda frontal korteksin diğer bölgelerden daha önce yaşlanmaya başlamasının nedeni olarak inhibisyon sağlayan GABAerjik nöron genlerinin ifadesinin azalması olduğu öne sürülmüştür. Bu durum aslında nöronlar arası iletişiminde bozulması anlamına gelmektedir. İnternöronlar olarak bilinen GABAerjik nöronların fonksiyonu bir davranışın düzenlenmesinde görev almaktır. Bunun dışında internöronlar eksitatör nöronları ototoksisiteden korumaktadır. İnternöronların azalması hücrelerin glutamat tarafından toksik etkiye maruz kalmasına da neden olmaktadır.
Yaşlanma da beynimizde görülen ve diğer organlarımızdan çok farklı olarak gelişen bir olgu genlerimizin ifade miktarıdır. Kan dokumuzda, kaslarımızda, böbreklerimizde yaşlanma sürecinde gen ifade miktarları artmaktadır. Bu durum anlaşılabilir bir durumdur, çünkü yeterli miktarda fonksiyonel proteinin olmaması, sağlıklı protein ihtiyacını arttırmakta ve bu da çekirdek DNA’ya “daha fazla gen ifadesi sağla” sinyalinin gönderilmesine neden olmaktadır. Fakat yaşlanan beyinde durum çok farklıdır. Beyinde ifade edilen genlerin birçoğu yaşlanmayla birlikte ifadelerinde büyük bir azalma söz konusudur! Beynimizdeki genleri aktive edici her molekül, her faktör aslında uzun yaşamında kapılarını aralayabilecek özelliktedir!
Genç kalmak, gençleşmek insalığın asırlardır duyduğu bir arzudur. Lucas Cranacah the Elder’ın 1513 yılında tamamladığı “Gençlik Çeşmesi” de bu arzunun bir ürünüdür. Bu arayış günümüzde de sürmektedir!
← Başına Buyruk Beyin
Bilim Felsefesindeki Yeni Boyut: Nörofelsefe →