Kâinatta canlı, cansız her sistemin en dış kısmına, kendisine gelecek zararları önlemek için bir müdafaa sistemi konulmuştur. Eski şehirlerdeki surlar, dünyanın etrafını saran atmosfer, yumurtanın dışındaki kabuk, herhangi bir kamu veya özel kuruluşun girişindeki kontroller... gibi binlerce örnek sayabiliriz. Canlıların en küçük birimi olan hücre, süper kompleks bir yapıya sahiptir. Hücrenin dış kısmını saran hücre zarı, tıpkı bir ülkenin sınırlarını bekleyen askerleri ve gümrük kapıları gibi madde alışverişinde kontrol kapısı görevini yerine getirir. Hücreyi sarmalayan zar; yağ, protein ve karbohidratlardan meydana gelmiştir. Fosfolipid dediğimiz yağ tabakasının iki kısmı vardır. Birincisi fosfat kısmıdır ve su tutucu özelliğe sahiptir. İkincisi lipid kısmı olup su itici özelliğe sahiptir. Fosfolipidlerin hücre zarındaki dizilişte su tutucu fosfat kısmı hücrenin iç ve dış yüzünde dışa bakacak şekilde dizilmişlerdir. Neden böyle bir diziliş olmuştur? Çünkü hücrenin % 70'i sudur. İhtiyaçtan dolayı suyun devamlı olarak hücreye girip çıkması lâzımdır. Buna istinaden fosfolipidlerin fosfat bölümü dıştadır. Fosfat bölümü içte olsaydı ne olurdu? Su itici olan lipidler suyu iterdi, hücre zarıyla yakın temas kuramayan su hücreye giremez hücrede kimyevî reaksiyonlar gerçekleşemez ve bütün canlılık tehlikeye girerdi. Hücrenin ilk koruyucu basamağı olan zarda fosfolipidlerin dizilişiyle canlıya bir hayat bağışlanmıştır.

Hücre içi Proteinler

Zarın dış yüzeyinde bulunan karbonhidratlar eksi yüklü ve hücre zarına gevşek bağla bağlıdırlar. Eksi yüklü oldukları için diğer negatif yüklü maddeleri iterler, ayrıca karbonhidratların çoğu reseptör (alıcı) görevi yaptıklarından insülin gibi maddeleri bağlarlar ve hücre içinde bir enzimin harekete geçmesine (aktivasyonuna) sebep olurlar.

Herhangi bir sebeple kanımıza geçen bir madde, hücre zarına geldiği zaman, elini kolunu sallayarak hücre içine giremez. Büyüklüğüne, kimyevî yapısına, faydalı veya zararlı oluşuna göre muameleye tabî tutulur. Meselâ: Herhangi bir bakanlığa girip orada işinizi takip etmek isterseniz kolunuzu sallayarak giremezsiniz. Yabancı iseniz kimliğinize bakarlar, üstünüzü ararlar; şüphe uyandırırsanız sizi tutuklar veya bakanlığın kapısından içeri almazlar. Fakat öyleleri de vardır ki; bakan, müsteşar ve tanınmış bürokrat veya emniyet görevlisidir ki bunlara hiç kimlik sorulmaz; rahat girip çıkarlar. Eğer bir başka bakanlıktan ayda yılda bir evrak getirip götüren memuru kapıdaki görevli tanımazsa, içerideki ilgili kişiye telefon açar, ilgili "gönderin!" derse içeri gönderilir. Bu bir kurumun emniyeti için gerekli uygulamadır. Misâldeki gibi hücrenin zarına kadar gelen maddeler, hücre zarında beş çeşit muameleye tâbi tutularak içeri alınırlar.

1. Basit süzülmeyle (difüzyon) geçiş: Hücre duvarını oluşturan yağ tabakasından ve proteinler arasındaki por denilen deliklerden geçiştir. Porlardan su, üre ve suda erimiş maddeler geçer. Hücrelere su devamlı girip çıkmaktadır. Suyun görevi hayatî olduğundan, engelsiz ve enerji harcamadan girip çıkması lâzımdır. Meselâ Na+ (sodyum) ve K+(potasyum)un girip çıkması için enerjiye ihtiyaç vardır. Eğer enerji gerektiren aynı olay su için olsaydı, vücudumuza aldığımız enerji yeterli olmayacaktı. Çünkü kanımızda bulunan 25 trilyon alyuvarın bir tanesinde bile, saniyede giren çıkan suyun miktarı alyuvarın yüz katıdır. Bu giriş çıkışı vücudun bütün hücreleriyle çarpıp, dakikaya, saate, güne ve yıla çevirirsek, bir insanın ömrü boyunca ihtiyaç duyacağı enerjiyi rakamlarla ifade etmekte zorlanırız. Su ve ürenin enerji harcamadan geçeceği kadar küçük delikleri hücre zarına yerleştiren Kudret, bize bir hayat daha bağışlamıştır. Yine yağda eriyen maddeler, ayrıca O2 (oksijen), CO2 (karbondioksit), azot, alkol gibi maddeler de hücre zarının yağ tabakasından hiçbir enerji harcamadan kolaylıkla geçerler. Düşünün ki, her an alınmasına ihtiyaç duyduğumuz oksijenin, atılmasına ihtiyaç duyduğumuz karbondioksitin ve diğerlerinin giriş-çıkışı Na+ ve K+ gibi enerji gerektirseydi yine rakamlara sığmayan bir enerji miktarı lâzım olacaktı. Gözeneklerden alınan su, çıkarılan üre yağlardan girip çıkan O2, CO2, azot ve alkol, suda ve yağda eriyen maddeler, enerjisiz geçiş şekilleriyle bir Tasarımcı'nın elini açıkça göstermektedirler. Çünkü gereklilikleri çok fazla, önemleri hayatiyet derecesinde ve geliş gidişleri masrafsız maddelerdir. Vücut acil durumlarda hücre porlarını genişleten hormonları (antidiüretik hormon=ADH) salgılayarak ihtiyacı kadar suyu hücrelerine alabilir ve üreyi dışarı çıkarır. Gerekirse bu yolla Na+ hücre içinde kalırken, K+ hücre dışına geçer.

Eğer su ve diğer maddelerin geçtiği delikler, küçük değil de büyük olsaydı Na+, K+, proteinler, bakteriler bu deliklerden kolaylıkla geçecek ve hücre işgale uğrayıp yine hayatiyetini kaybedecekti; bu durumda hücreye 1 sn'de hücrenin 100 katı kadar girip çıkan su girip çıkamayacaktı. Porlarda artı yüklü proteinler bulunmakta ve Na+, K+ gibi artı yüklü maddeleri itmektedir.

Meselâ bir elinizi bilmeden ateşe değdirdiğinizde hemen sinir hücreleri arasında iletim gerçekleşir. Bunun için asetilkolin denen madde salgılanır ve eksi yüklü, 0,6 nanometre çapında bir kanal hücre zarında açılır; yüksek moleküller ve artı yüklü iyonlar, hücreye rahatlıkla girip çıkar. Hücre dışındaki kapı açılınca Na+ içeri girer, içerideki kapı açılınca K+ dışarı çıkar ve içeriye girene kadar hücre dışındaki hücreler arası sıvıda bekler. Böylece uyarı sinirden sinire iletilmiş olur. Ateşe dokunmayla beyne giden uyarı, aynı yolla geri gelir ve ateşten elimizi aynı saniye içinde geri çekeriz.

2. Kolaylaştırılmış süzülmeyle (difüzyonla) geçiş: Herhangi bir taşıyıcı aracılığı ile olan geçiştir. Burada taşınacak molekülü taşıyacak bir protein vardır. Taşıyıcı proteinin üzerinde taşınacak maddenin bağlanacağı kısım vardır. Taşınacak madde bağlanınca, taşıyıcı proteinde şekil değişikliği olur ve içte kapalı olan hücre kanalının ucu açılır ve molekül buradan içeri girmeye başlar. Proteine zayıf bağlandığı için hücre içine yakın bir yere geldiğinde termal hareketle protein molekülden ayrılır ve molekül hücre içine girer. Kolaylaştırılmış difüzyonla taşıma yüksek konsantrasyondan alçak konsantrasyona doğru olur.

Kolaylaştırılmış difüzyon, hücrenin içinde ve dışındaki basınç ve konsantrasyon farkıyla, elektrik yük verilmesiyle ve osmolarite ile hücrenin içinden dışına veya dışından içine su gitmesidir. Böylece hem hücre içine hem de hücre dışına doğru difüzyon (geçiş) sağlanır ve basınç farkı ozmotik tesire karşı koyacak dereceye gelene kadar devam eder. Böylece hücrenin şişerek ya da büzülerek yok olması önlenmiş olur. Tuzlu bir şey yediğimiz zaman hücre dışında bol miktarda tuz bulunur. Hücre içindeki su, hücre dışına çıkar. Bundan dolayıdır ki, çok tuzlu yiyenlerin ellerinde, gözlerinde şişlikler oluşur. Daha sonra vücut tansiyonu düzenleyici sistemleri harekete geçirerek fazla tuz ve suyu dışarı atar.

Glikoz ve aminoasitlerin çoğu, kolaylaştırılmış difüzyonla taşınır. Hücrenin çok fazla glikoza, aminoasite ve karbonhidratlara ihtiyacı olacağı zaman insülin salgılanır. Hücre içine glikoz taşınması 15-20 kat daha artar.

3. Aktif taşımayla geçiş: Bu tip taşıma, yokuş yukarı yük taşımaya benzetilebilir. Bir insan yokuş yukarı ya da merdiven çıkarken nasıl enerjiye ihtiyacı artarsa, aktif taşımanın olması için de bu geçişe has enzimlerle birlikte enerjiye ihtiyaç vardır. Bundan dolayı bu şekilde geçişe bir örnek, Na+K+(sodyum-potasyum) pompasıdır. Nasıl bir kuyudan tulumba ile suyu dışarıya çıkarmak için enerjiye ihtiyaç vardır. Aynı şekilde Na, K, Ca, C, Fe, N, iyot, urat iyonları, çeşitli aminoasitler ve çeşitli şekerler için de aktif taşıma gereklidir. Günlük hayatta beynimizden gelen emirle dış ve iç organlarımızdaki, her türlü fonksiyonun yapılması, hücrede bazı kontrol mekanizmalarının işlemesi, hücre reaksiyonlarının olabilmesi için K+, Mg++, fosfat, sulfat, hücrenin iç kısmında fazla olmalıdır. Yine hücrenin dış kısmında ise Na+, Ca++, ve bikarbonat fazla olmalıdır. Bunlar eğer aktif taşıma ile geçmeselerdi bunların geçeceği özel delikler olsaydı su, üre, O2, CO2 gibi enerjisiz rahat girip çıksaydı, hücre içinde ve dışında iyonlar eşit olur, adele kasılması olmadığı için kaslarımızla hiçbir iş yapamazdık, ağzımıza giren bir lokmayı hissedemezdik, tükürük salgısı salgılanamazdı, mide hazım için HCl salgılayamazdı, yemek borusu kasılarak besinleri mideye gönderemezdi, mide besinleri bulamaç haline getiremezdi. Onikiparmak bağırsağına besinler geçemezdi, pankreas enzimlerini salgılayamazdı, besinler kana emilemezdi, tansiyon ayarlanamazdı, kan pompalanamazdı, beyin çalışmazdı, vücut fonksiyonlarına ait her türlü görev görülmezdi. Özetle hayat olmazdı, işte hücrenin hayatî fonksiyonlarının devam etmesi, bütün organların fonksiyonlarını yapmasına bağlıdır. Bu da sinir sisteminin emirleriyle çalışmasıdır ki, bunu da yaptıracak sodyum-potasyum pompasıdır. Bu kadar mucizevî hâdiseleri akılsız ve şuursuz sodyum ve potasyum atomlarına vermek her halde akıllı bir insanın yapacağı bir iş değildir. Bu atomları icraatına perde yaparak bize hayatımızı bağışlayan kudreti ve ilmi sonsuz Rabbimizden başka kim olabilir?

4. Pinositoz'la geçiş: Özellikle büyük moleküllü protein ve kuvvetli elektrolit çözeltileri, hücre duvarına dokunduğu zaman hücrenin özel bir geçiş şekli olan pinositoz reaksiyonu oluşur.

Çok büyük proteinler basit bir temasla hücre zarına dokunur (A). Hücre zarına dokunan proteinler, hücre yüzey gerilimini değişikliğe uğratır ve hücre zarı proteinleri içine alacak şekilde içe kıvrılma (invaginasyon) oluşur (B). Zarın keseyle bağlantılı kısmı, zardan ayrılarak sitoplazmanın derinliklerine götürülür ve orada gereken yapılır. Hücre zarına gelen fakat hücreye faydalı basit ve aktif geçişle geçemeyen maddeler bu yolla geçerler.

5. Fagositoz'la taşınma: Aynı pinositoz gibidir. Fakat dışarıdan alınan maddeler hücreye ve dokulara zararlı maddelerdir. Bakteri, virüs, hücre parçaları, ölü dokular ve büyük zararlı parçalar bu yolla alınır ve hücre içinde (lizozom adı verilen parçalayıcı maddeler tarafından) parçalanır ve hücreye faydalı kısımları alınır, kalıntı zararlı maddeleri boşaltım sistemlerinden atılacak hale getirilerek hücreden dışarı atılır. Meselâ bir yeriniz bir tarafa çarpsa, morarsa, sonra siyahlaşma olsa o bölgedeki ölü dokular, bu metotla alınıp yok edilir ya da mikrobik bir hastalığa yakalansanız yine hücreler bu metotla mikropları alıp bünyesinde yok ederler.

Vücudumuzun solunum, dolaşım, sindirim sisteminden geçerek gelen her değişik maddeye göre geçiş yolu düzenlenmiştir. Dışarıdan yani dış âlemden sindirim yoluyla gelecek maddelerin muhtevasını hücrenin kendisinin bilip dizayn etmesine imkân olmadığına göre, bunu yapanın, ilmi ve kudreti önünde hürmet ve muhabbetle eğilmek gerekir.

1) Su, oksijene, glikoza veya bunların atım maddelerine üre ve CO2'e enerji harcamamak için basit geçiş yolunu nasıl oluşturmuştur?

2) Dışarıdan zararlı maddelerin geleceğini nasıl bilmiş de hücre içinde lizozom (parçalayıcı) enzimleri hazırlamış ve içeri almak için fagositoz geçiş yolunu geliştirmiş?

3) Hücrenin zarına geleceklerin faydalı ve zararlı olduğunu anlamak için nasıl reseptörler ve taşıyıcılar yerleştirmiş?

4) İşitme, duyma, yürüme, yeme, içme ... vb binlerce fonksiyonun oluşması için neden hücre dışında Na+,142 meq/lt de tutmuş, hücre içinde K+, 140 meq/lt de tutmuş diğer maddeler de aynı şekilde olmak şartıyla böyle ince ayarı hücre nasıl yapmış?

5) Tesadüf veya hücrenin plânıyla bu geçiş yolu neden 1, 2, 3, 4 de kalmadı, her maddeye göre hücre zarında geçiş şekli düzenledi?

6) Hücrenin içini asidik, dışını bazik dereceye ayarlamazsanız bütün hayatî fonksiyonlar durur. Nasıl hücre, hücre dışı pH'sını 7,4 hücre içi pH'sını 7,0 olarak ayarladı?

Spor müsabakasında biletliyi, biletsizi, idareciyi, gazeteciyi, ayırt etmek için stadyumların giriş kapısına güvenlik ve kontrol elemanı bulundurulur. Bunun gibi dünyadan bedenimize giren besin, gaz, mikrop ve zararlı parçacıkları vücudumuza yararlı hale gelmesi için hücre içine ve dışına taşıma şekillerinin mükemmel tasarımını, hücrenin kendisine ya da tesadüflere vermek bin derece akıldan uzak değil midir?

Büyük bir zatın dediği gibi: "Her nefes alıp vermede ve her lokma yutmada bize bir hayat veriliyor." Sadece hücre zarında yağların, proteinlerin, karbonhidratların dizilişiyle, taşıma yollarındaki çeşitliliğiyle, yerleştirilen taşıyıcı ve taşıyıcılarla, tasarruf edilen enerjiyle bize binlerce hayat veriliyor. Tasarımı yoktan yapanı tanımak, bilmek, sevmek, şükretmek de bize düşüyor.

Kaynak
-Arthur C. Guyton, M.D. Medical physiology, 2001.


comments powered by Disqus