Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 31 kayıt bulundu.

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve sembolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli  hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksek verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi

110 Soruda Yaratılış ve Evrim Tartışması

Evrim Teorisi ve Yaratılış inancı arasındaki ideolojik kavganın sorularına bu kitapta cevap bulabileceksiniz... Klavyenin tuşlarına saniyede bir defa rast gele basan birinin, yalnızca bir defa `evrim hipotezi` yazabilmesi için yaklaşık 317 milyar yıl uğraşması gerekir... ` diyor Prof. Dr. Arif Sarsılmaz ve bugüne dek bilimselliği tartışılan evrim karşıtı eserlerin tersine evrim dayatmasını bilimsel verilerle sorgulayarak bilime rağmen evrim teroisinin doğruluğunu savunmanın yobazca bir inanç dayatması olduğunu işaret ediyor. Bu kitap niçin yazıldı? Dünyadaki ilmî gelişmeleri yakından takip edenlerin bilebileceği gibi, evrim hipotezi karşısındaki düşünce ve akımlar, bilhassa son 20 yıldır giderek artan bir hızla yükseliştedir. ABD başta olmak üzere birçok ülkede ateist ve materyalist anlayışın elinde, biyolojik vasfından çok ideolojik bir hususiyet kazanan evrim düşüncesine karşı, seslerini yükseltmeye başlayan bilim adamları, vakıflar ve dernekler vasıtasıyla çeşitli yayınlar yapmaktadırlar. Materyalist ve pozitivist bir anlayışla dogma hâline getirilerek insanlara dayatılan evrim teorisinin en katı şekilde okutulduğu ülkemizde bu yüzden yıllarca mağdur edilen öğretim üyeleri tanıyorum. Derslerinde evrimi sorguladığı için meslekten atılanı biliyorum. Buna rağmen sanki mağdur edilenler kendileriymiş gibi `evrim daha fazla okutulsun` diye, yavuz hırsızın ev sahibini bastırmasına benzer şekilde imza kampanyası açanlara karşıbir şeyler söylemenin gerektiğini düşündüm. Otuz yıldan beri çeşitli vesilelerle yazmaya niyetlenip derlediğim notlarımı geniş bir kitap hâlinde sunma düşüncesindeydim. Ancak talebelerimden gelen aşırı talepler, bilhassa lise talebelerinin zaman zaman üniversiteye kadar gelerek sorular sormaları, çeşitli yerlerde konferans tarzında konuşma isteklerine yetişememem gibi unsurlar, bu şekilde bir soru-cevap tekniği ile temel bilgilerin acil olarak yazılması gerektiğini hissettirdi. Evrim hususunda kendi talebeliğimden beri yaşadığım gel-gitlerimin, `sıcak yarada kezzap, beyin zarında sülük` olduğu yıllarda, hakikate giden yolda elimden tutan, îmân-ı tahkiki ile müşerref olmamıza vesile olduğu gibi, her gün yeni bir güzellikle tabiat kitabına bakışımızı tashih eden Muhterem Fethullah Gülen Hocaefendi`nin devamlı olarak üzerinde durduğu bu mühim meselenin daha fazla sürüncemede kalmaması için derhal yazma faaliyetimi hızlandırdım. Bugüne kadar nasıl olsa piyasada bu konuda boşluk yok, birileri nasıl olsa yazıyorlar ve insanlara faydalı oluyorlar diye düşünüyordum. Ancak meslekten ve bizzat bu mevzuyu ders olarak okutmuş birinin yazacağı kitabın getireceği bakış açısının çok daha tesirli olacağını söyleyen arkadaşlarımın istişarî tekliflerine uyarak, yazdım. Biyolojinin temel taşı olarak görülen ve bir dünya görüşü olarak in¬sanlara dayatılan evrim konusunda yazılacak bir kitapta ister istemez bütün fen dallarından hatta sosyoloji ve ekonomi gibi sosyal dallardan bile bahsetmek mecburiyetinde kalmanız kaçınılmazdır. Çok geniş çaplı, bir kitabın ele alınması için birlikte çalıştığımız arkadaşların da kabulüyle daha fazla beklemeden acil olan kısmın hemen çıkarılması düşüncesi bu kitabı ortaya çıkardı. Bununla beraber farklı ilim dallarındaki arkadaşların ortak çalışması olarak sunulacak eser de inşallah tamamlanmak üzeredir. Kitapta ele alınan sorular, değişik zamanlarda karşı karşıya kaldığım hususlardır. Derslerimi hiçbir zaman tek taraflı vermedim ve talebelerimi notla korkutarak, onlara baskı ile hiçbir düşünceyi empoze etme yoluna gitmedim. Çünkü bu yolun çıkmaz olduğunu biliyordum. Ders esnasında şahsıma tevcih edilen sorular karşısında hep talebeliğim sırasında, evrim fırtınası olanca şiddetiyle eserken, sadece merak için sorduğumuz sâfiyâne sorularımızın bile `Sus! Böyle soru mu olur? Evrim artık kesin bir kanundur, ispatlanmıştır, hangi yobazdan öğrendiniz bu soruları?` denerek cevapsız bırakılduğı devirler aklıma gelmiştir. Benzer bir basitliği ve `bilim yobazlığını` kendime yediremediğim için ne kadar saçma olursa olsun talebelerimin sorularını dinledim ve bilebildiğim kadarıyla da cevap verdim. Fıtratımda olmadığı hâlde bu yolu gösteren Muhterem Hocamın hoşgörü telkinlerinin de hep faydasını gördüm. Neticesinde derslerimi dinleyen talebelerim arasındaki ateistler bile gelip takdir ettiler ve şer odaklarının hakkımda kurdukları tuzakları haber verdiler. Kandırdıkları ateist namzedi birkaç öğrenciye teyp verip dersime soktular; çünkü benim objektif bir ders anlattığıma inanmıyorlardı. Fakat bütün planları Allah`ın (c.c.) izniyle akim kaldı. Çünkü aleyhimde konuşacak talebe bulamadılar. Ancak isimsiz mektuplarla YÖK`e ihbarda bulundular. Bütün bunlar evrimin ne kadar ideolojik bir hâle geldiğinin apaçık bir göstergesi değil mi? İşte, bu yüzden kitabımın alt başlığını `Bitmeyen Bir İdeolojik Kavganın Hikâyesi` koydum. Bu kitapta yazılanlar da bu kavgayı bitiremeyecek, zaten bitmesini de beklememeli, ancak insanları yalan yanlış, dayatma ve korku ile sindirerek ateist bir ideolojiyi bilim adına eğitimin temeline koyma teşebbüslerine karşı da sessiz kalamazdım. Ülkemizde giderek güçlenme yoluna giren demokratik ortamın geliştirdiği akademik hürriyetler, zaman içinde her türlü felsefî ve ideolojik düşüncenin sorgulanmasını da gündeme getirecektir. Başta ABD olmak üzere birçok Batı ülkesinde ister `Evrim` başlığı altında, isterse `Biyoloji Felsefesi` adı altında, biyolojinin laboratuara girmeyen ve tekrarlanabilen deneylerle gösterilemeyen, spekülatif yorumlara da¬yanan iddialarının, giderek yaygınlaşan bir süreç içinde aklı selim sahibi ilim adamlarının tenkit sahasına girmemesi mümkün değildir. Aklını ve beş duyusunu kullanan, kalbinin ve vicdanının sesini duyabilen her ilim adamının kaçamayacağı bazı temel soruların artık ülkemizde de sorulması gerekmektedir. `Bu dünyaya nereden ve nasıl geldik, nereye gideceğiz?` sorusu herhâlde düşünen insanların en çok merak ettiği soruların başında gelir. Semavî dinlerin bildirdiği `Yaratılış` bilgileri dışında insanlığın bu sorusunun sadece birinci kısmına cevap olmak üzere ileri sürülmüş ve dünyayıen çok meşgul etmiş düşüncelerin başında da herhâlde `evrim` hipotezi ilk sırada gelir. Yukarıdaki sorular `düşünen insan` olmanın gereğidir. Bu soruların ortaya çıkmasına sebep, insandaki `merak hissi`dir. Bütün icat ve keşif¬lerin, arkasında yatan itici güç, merak hissinden kaynaklanan araştırma ve inceleme aşkıdır. İçinde bulunduğumuz dünyayı ve kâinatı bu merak hissiyle incelemeye koyulur, bilgiler toplar, bunları akıl ve mantık süz¬gecinden geçirerek değerlendiririz. Bu şekilde elde edilen bilgilerin bir kısmı bizim için çok mühim olmayan, hayatımızda müspet veya menfî bir tesiri görülmeyecek, sadece o mevzuda ihtisas yapanları alâkadar edecek mâlumâtlar olabilir. Mesela, radyo dalgalarının nasıl yayıldığı veya uydu antenlerinin nasıl çalıştığı, bir gıda mühendisi için çok önemli değildir. Aynışekilde bir elektronik mühendisi de gıdalarda üreyen bir bakterinin hangi toksinleri salgıladığını çok merak etmez, ancak gıda zehirlenmesine maruz kalırsa tedavi için hekime gider ve ilaçlarını alır. Ancak insan olan herkesi ilgilendiren, bu dünya`daki varlık sebebimiz, nasıl var olduğumuz ve gelecekte ne olacağımız gibi sorular hiçbir zaman gündemimizden düşmez. Değişik zamanlarda farklışekillerde hep karşımıza çıkan bu sorulara karşı verilen cevapları vicdanımızın derinliklerinden gelen çok kuvvetli bir merciye tasdik ettirerek, akıl ve kalb gibi bütün latifelerimizle bir itminan duygusu bekleriz. Vicdanımızla birlikte, aklımızıve mantığımızı kullanarak bütün bir ruh huzuruna kavuşmamız için yuka¬rıdaki soruların sorulması ve doyurucu cevaplar alınması gereklidir. Müsait vasatını bulamadığı için bu tip mevzulara uzak kalmış ve tahsil görmemiş birisi bu sorulara karşı çok fazla merak duymayabilir, büyük¬lerinden duydukları bilgiler kendisine yetecek kadar bir tatmin hissi hâsıl edebilir. İman ettiği kadar huzur bulur. Dininden şüphe etmez, Allah`ın (c.c.) her şeyi istediği gibi yaratıp yok edebileceğine iman eder ve rahat¬lar. Ancak dünyayı küçük bir köy hâline dönüştüren haberleşme vasıtaları, her türlü ilmî tartışmayı ve soruları en ücra köylere kadar yaygınlaştıran eğitim faaliyetleri, bu tip bir insana rastlama ihtimalimizi azaltmaktadır. Artık her türlü bilgi, yalan veya doğru, başta TV olmak üzere her türlü medya vasıtasıyla insanlara ulaşmaktadır. Tabii bu medya bombardımanıaltında bazı sorularımız cevaplanırken, çok hayatî olan ve dünya görüşü¬müzü şekillendirecek, temel düşünce dinamiklerimizle ilgili pek çok yanlışbilgi ve peşin hükümlü yorumlarla da kafalarımız karıştırılmakta, düşünce dünyalarımız altüst edilmektedir. Bütün dünyayı tesiri altına almış bu medya bombardımanının hasıl ettiği havayla birçok insanın zihin dünyası karışmış, temel inanç dinamikleri sarsılmıştır. Aldatıcı propagandalar tesiriyle zihinlerde oluşturulan `Din ve Bilim`in çatıştığı, insan dahil olmak üzere bütün varlıkların kendi kendine, tesadüfen oluştuğu ve evrimleştiği düşüncesi, dünyayı büyük bir çöküşün eşiğine getirmiştir. İnsanoğlunun dünyaya gelişiyle başlayan teizm-ateizm mücadelesinde `bilim ve teknoloji` gibi iki önemli silah, hâkim materyalist felsefî akımlar öncülüğünde, medyanın da desteği ile ateizm için kullanıl¬maktadır. Ateizmin en temel iddiaları olan maddecilik, tesadüf ve tabiat gibi kavramlar Antik Yunan`dan bugüne hiç değişmedi. Sadece `bilim` ile yaldızlanıp kılık değiştirilerek insanlar aldatılmakta, nesiller iman ve inanç boşluğuna atılmakta, neticede bütün bir cemiyet bu inanç bunalımlarıiçine girerek dünyayı felakete sürükleyecek bir sona doğru koşmaktadır. Biyolojik bir hipotez olduğu hâlde bugün tamamen bir dünya görüşü hâline getirilen ve inanmaları için kitlelere dayatılarak bütün bir toplumu sarsan `evrim düşüncesinin` ne kadar ilmî olup olmadığı, içindeki yalanlar ve gerçekler, yapılan çarpıtmalar ve taraflı yorumlar kitabımızda sırasıyla sorular hâlinde ele alınacaktır. Prof. Dr. Arif SARSILMAZ İŞTE KİTAPTA ELE ALINAN KONU BAŞLIKLARI • YARATILIŞ VE EVRİM TARTIŞMASI NİÇİN İMÂN-İNKÂR VEYA TEİZM-ATEİZM TARTIŞMASINA YOL AÇIYOR? • EVRİM BİR BİLİM Mİ, YOKSA BİR İNANÇ KONUSU MUDUR? • EVRİM BİR DİN GİBİİNANÇ MEVZUU İSE, BİLİM KİTAPLARINA NASIL GİRMİŞ VE NASIL SAVUNULMAKTADIR? • EVRİMİN BU DERECE ÖNE ÇIKARILMASINDA DARWİN`İN ROLÜ NE OLDU? • EVRİMİN TEMEL İDDİALARI NELERDİR? • EVRİM DÜŞÜNCESİ, YAPISI BAKIMINDAN BİR HİPOTEZ Mİ, BİR TEORİ Mİ, YOKSA İSPATLANMIŞ BİR KANUN MUDUR? • EVRİM `BİLİMSEL` BİR TEORİ MİDİR? • EVRİM, BİLİMSEL DEĞİLSE, YERYÜZÜNDEKİ HAYATI NASIL İZAH EDEBİLİRİZ? • HAYATIN ORTAYA ÇIKIŞINI İZAH İÇİN ORTAYA ATILAN BİRİNCİİDDİA HANGİSİDİR? • DARWİN`DEN ÖNCE EVRİM DÜŞÜNCESİNİ GÜNDEME GETİRENLERİN BAŞINDA LAMARCK GELİYOR. LAMARCK`IN DÜŞÜNCE ÇERÇEVESİNİ NEREYE KOYABİLİRİZ? • ÇIKIŞINDAN BUGÜNE KADAR EVRİM DÜŞÜNCESİ, TOPLUM KESİMLERİNDE KABUL GÖRMESİ VEYA KARŞI ÇIKILMASI AÇISINDAN HANGİ SAFHALARDAN GEÇMİŞTİR? • EVRİMİN OLDUĞUNU İDDİA EDENLERİN DAYANDIĞI BİYOLOJİK MEKANİZMALAR NELERDİR? • TABİİ SELEKSİYON`UN HAKİKATİ VE MÂHİYETİ NEDİR? • TABİİ SELEKSİYON DÜŞÜNCESİ DARWİN`DE NASIL DOĞMUŞ OLABİLİR? • BİR ORGANİZMADAKİ MİLYONLARCA GENDEN BAZISININ HUSUSİ OLARAK SEÇİLİP MUTASYONA MARUZ KALMASI MÜMKÜN OLABİLİR Mİ? • KALITIM DEDİĞİMİZ, BİYOLOJİK VE FİZİKÎ ÖZELLİKLERİN GENLER VASITASIYLA AKTARILMASI, EVRİME SEBEP OLABİLİR Mİ? • EVRİMCİLERCE ÇOK SIK KULLANILAN`MUTASYON` NEDİR? • MUTASYONLAR EVRİME SEBEP OLABİLİR Mİ? • BAZI MUTASYONLARIN FAYDALI VE EVRİME KATKISI OLABİLECEĞİ İDDİALARI NE DERECE DOĞRUDUR? • MUTASYONLA BAKTERİLER YENİ BİR CANLI TÜRÜNE Mİ DÖNÜŞÜYOR; YOKSA TÜR İÇİNDE YENİ IRKLAR MI MEYDANA GELİYOR? • MEYVE SİNEKLERİİLE YAPILAN DENEYLER HANGİ ÖLÇÜDE BAŞARILI OLMUŞTUR? • MAKROMUTASYONLARLA EVRİM MEYDANA GELEBİLİR Mİ? • DARWİN ZAMANINDA MUTASYONLAR BİLİNMEDİĞİNE GÖRE, TÜRLERDE DEĞİŞİKLİK ORTAYA ÇIKABİLECEĞİ DÜŞÜNCESİNİN SEBEBİ NE OLMUŞTUR? • TABİİ SELEKSİYONLA EVRİMİN İZAHINDA İLERİ SÜRÜLEN DELİLLER NE KADAR İNANDIRICIDIR? • TABİİ SELEKSİYON İLE `İNDİRGENEMEZ KOMPLEKSLİK` ANLAYIŞI TELİF EDİLEBİLİR Mİ? • TABİİ SELEKSİYONUN YARATILIŞ İNANCINA GÖRE YORUMU NASILDIR? • HAYATTA KALANLAR SAHİP OLDUKLARI DEĞİŞİK ÖZELLİKLERİYLE YENİ BİR TÜRE DÖNÜŞEMEZLER Mİ? • SELEKSİYONLA BİRLİKTE İŞ GÖRDÜĞÜ İLERİ SÜRÜLEN ADAPTASYONUN MÂHİYETİ NEDİR? • BİR CANLI GRUBUNUN BELLİ BİR FORMA SAHİP OLUŞU, ONUN DEĞİŞMEDİĞİNİGÖSTERİR Mİ? • BAZI CANLILARDA ZAYIFLARIN DA YAŞAMASINI VE FEDAKÂRLIK DAVRANIŞINI TABİİ SELEKSİYONLA NASIL İZAH EDERİZ? • BUGÜNKÜ GENETİK BİLGİLERİMİZ IŞIĞINDA TABİİ SELEKSİYON VE ADAPTASYO¬NUN EVRİMCİ YORUMU DIŞINDAKİ GERÇEK BİYOLOJİK DEĞERİ NEDİR? • ADAPTASYON VE TABİİ SELEKSİYON MEKANİZMALARI İLE BİRLİKTE İŞLEYEN İZOLASYONUN MAHİYETİ VE CANLILARIN DEĞİŞMESİNE KATKISI NEDİR? • DARWİN`İN İSPİNOZLARI EVRİME DELİL OLABİLİR Mİ? • BİYOLOJİK DEĞİŞMENİN SINIRLARI NEDİR? • MEKANİZMA OLARAK İLERİ SÜRÜLEN BİYOLOJİK PRENSİPLERLE BİR `EVRİM` OLMADIĞINA GÖRE`EVRİME DELİL` OLARAK GÖSTERİLENLER NEDİR? • EVRİMCİLERİN DELİL ADINA EN ÇOK KULLANDIKLARI HUSUSLAR FOSİLLER OLDUĞU İÇİN PALEONTOLOJİ BU HUSUSTA NE DİYOR? • BİRBİRİNDEN TÜREDİĞİİDDİA EDİLEN FARKLI GRUPLAR ARASINDA GEÇİŞ FOSİLLERİ BULUNDU MU? • GEÇMİŞ JEOLOJİK DÖNEMLERE AİT TABAKALARDA DEVAMLILIK VE TÜRLERİN ARDI ARDINA TÜREYİŞİ Mİ, YOKSA KESİKLİKLER VE ÇEŞİTLİ GRUPLARIN BİR ARADA ÂNİYARATILIŞI MI GÖZE ÇARPIYOR? • FOSİL KAYITLARI BİTKİLER HAKKINDA NE SÖYLÜYOR? • BALIKLARIN ORTAYA ÇIKIŞI VE AMFİBİLERLE ORTAK BİR ATADAN GELDİKLERİ HUSUSUNDA FOSİL KAYITLARI YETERLİ Mİ? • KARADAN SUYA VEYA SUDAN KARAYA GEÇİŞ MÜMKÜN MÜ? • KARA HAYATI İLE SU HAYATI ARASINDA GEÇİŞ TÜRLERİ NİÇİN MÜMKÜN OLMASIN? • OMURGASIZLARDAN OMURGALILARA GEÇİŞ MÜMKÜN MÜ? • SADECE KEMİKLERİN FOSİLİ BÜTÜN BİR BİYOLOJİYİİZAHA YETERLİ MİDİR? • FOSİLLERİN TEDRİCİ BİR ŞEKİLDE BİRBİRİNİ TAKİP ETTİĞİNİ SÖYLEYEBİLİR MİYİZ? • SÜRÜNGENLERLE KUŞLAR ARASINDA GEÇİŞ FOSİLİ OLARAK BAHSEDİLEN ARCHAEOPTERYX`İN DURUMU NEDİR? • BAZI FOSİLLERİN MEMELİİLE SÜRÜNGEN ARASI GEÇİŞ OLDUĞU SÖYLENTİSİGERÇEĞİ NE ÖLÇÜDE YANSITMAKTADIR? • ATIN KÖPEK BÜYÜKLÜĞÜNDE BİR HAYVANDAN EVRİMLEŞTİĞİ SÖYLENTİSİGERÇEĞİ NE ÖLÇÜDE YANSITMAKTADIR? • `SIÇRAMALI EVRİM` (PUNCTUATED EQUILIBRIUM) NE DEMEKTİR? • SIÇRAMALI EVRİMİN YANLIŞ OLDUĞUNU NASIL ANLATABİLİRİZ? • KLADİZM VE SIÇRAMALI EVRİM ANLAYIŞI NE GETİRMİŞTİR? • BU DURUMDA TÜRLERİN ÂNİDEN ORTAYA ÇIKIŞI GİBİ DÜŞÜNCEYE GELİNMİYOR MU? • `TÜRLERİN ÂNİDEN ORTAYA ÇIKIŞI` TEORİSİ MARKSİST BİR DÜŞÜNCENİN ÜRÜNÜ MÜ? • EVRİMİİSPAT İÇİN YAPILAN PALEONTOLOJİK ÇALIŞMALAR BİLİMİN ÖLÇÜLERİNE UYUYOR MU? • İNSAN MAYMUN ARASINDAKİ EVRİM TARTIŞMALARININ DURUMU NE GÖSTERİYOR? • HOMİNİD, PRİMAT, HOMO SAPIENES GİBİ TABİRLERİİNSAN İÇİN KULLANMAK NE DERECE DOĞRUDUR? • BİR HOMİNİD`İ DİĞER PRİMATLARDAN AYIRAN HUSUSİYETLER NELERDİR? • İNSANIN MUHAKKAK BİR MAYMUNLA AKRABA OLMASI PEŞİN FİKRİNDEN HAREKETLE YAPILAN YORUMLAR HADDİNİ AŞAN BİR GENELLEME OLMUYOR MU? • DÜNYA`NIN YAŞI EVRİM SÜREÇLERİYLE İNSAN GİBİ BİR TÜRÜN MEYDANA GELİŞİNE İMKÂN VERECEK KADAR UZUN MUDUR? • SIK SIK YENİİNSAN MAYMUN FOSİLLERİ BULUNDUĞU İDDİA EDİLİYOR, BU DURUM BİR KARIŞIKLIK MEYDANA GETİRMİYOR MU? • MOLEKÜLER BİYOLOJİ VE GENETİK NE DİYOR? • AKRABA OLDUĞU İDDİA EDİLEN CANLILAR ARASINDA KROMOZOM SAYISI VE DNA MİKTARLARI BAKIMINDAN BİR YAKINLIK VEYA BENZERLİK OLDUĞU, DOLAYISIYLA BİRBİRİNDEN TÜREYEBİLECEĞİİDDİASI DOĞRU MUDUR? • SON YILLARDA HURDA DNA`LAR VE PSEUDOGENLER(YALANCI GEN) GÜNDEME GELİYOR VE BUNLARIN GEÇMİŞ ATALARDAN KALAN, FAKAT KULLANILMAYAN DNA PARÇALARI OLDUĞUNDAN BAHSEDİLİYOR. BU HUSUSTAKİ BİLGİLER NE DERECE DOĞRUDUR? • CANLILARIN FARKLI ORGANLARININ, GENLERİNİN VEYA PROTEİNLERİNİN BİRBİRİNE BENZER OLMASI NE MÂNÂYA GELİYOR? BUNLAR, BÜTÜN CANLILARIN ORTAK BİR ATADAN GELDİĞİNİ SAVUNAN DARWİNİZM İÇİN BİR DELİL SAYILABİLİR Mİ? • OMURGALI EMBRİYOLARINDA SOLUNGAÇ YARIKLARININ BULUNDUĞU ÖNE SÜRÜLEREK İNSANIN SOYAĞACININ BAŞINDA BALIKLARIN OLDUĞU, DAHA SONRA DA, AMFİBİ, SÜRÜN-GEN VE KUŞ SAFHALARINDAN GEÇTİĞİMİZ İDDİASI NE KADAR DOĞRUDUR? • EMBRİYOLOJİK GELİŞME SIRASINDA MEVCUT BAZI ORGANLARIN KULLANILMADIĞI İÇİN KÖRELDİĞİİDDİALARI HAKKINDA NE DENİLEBİLİR? • KARŞILAŞTIRMALI ANATOMİDE, ATIN AYAĞI İLE İNSANIN AYAĞI, KUŞUN KANADI İLE YARASANIN KANADI VEYA YUNUS BALIĞININ YÜZGECİ HOMOLOG OLARAK BİRBİRİNDEN TÜREMİŞ BİÇİMDE ANLA¬TILIRKEN; BÖCEK KANADI BUNLARLA ANALOG ORGAN OLARAK ANLATILIYOR BU NE DEMEKTİR? • FOSİLLERİN YAŞ TAYİNLERİ HUSUSUNDA ZAMAN ZAMAN FARKLILIKLAR GÖRÜLMEKTEDİR. BUNUN SEBEPLERİ NELERDİR? • HANGİ YAŞ TAYİN METOTLARI VARDIR VE BUNLARIN GERÇEKLİKLERİ NE ÖLÇÜDE DOĞRUDUR? • DİĞER YAŞ TAYİN METOTLARINDAKİ EKSİKLİKLER NELERDİR? • KARBON -14 METODU İLE YAPILAN YAŞ TAYİNLERİ TAMAMEN YANLIŞ MIDIR, YOKSA ÇOK YAKIN TARİHLERİ BELİRLEMEK İÇİN DE KULLANILABİLİR Mİ? • KARBON -14 METODUYLA YAPILAN YAŞ TAYİNLERİ 50.000 YILDAN DAHA GEÇMİŞ DÖNEMLER İÇİN NE KADAR GÜVENİLİRDİR? BİZE GEÇMİŞLE İLGİLİ NE ÖLÇÜDE SIHHATLİ BİLGİ VERMEKTEDİR? • AĞAÇLARIN BÜYÜME HALKALARININ KARBON-14 METODUNU DESTEKLEDİĞİ İDDİASI NEREDEN KAYNAKLANMAKTADIR? • POZİTİF BİR BİLİM OLAN JEOLOJİ, KİMYA VEYA ASTROFİZİK GİBİ KONULAR¬DA ÇARPITMA VEYA SENARYOYA GÖRE ISMARLAMA YAŞ TAYİNLERİNASIL YAPILABİLİR? • DARWİNCİLER YERYÜZÜNDEKİ HAYATIN ORTAYA ÇIKIŞINI DEVAMLI VE KESİKSİZ BİR SÜREÇ OLARAK KABUL ETTİKLERİNDEN `TESADÜFEN` DE OLSA, YAVAŞ YAVAŞ BİR EVRİMLEŞMEYİMÜMKÜN GÖRÜYORLAR. YARATILIŞIN GERÇEKLEŞMESİNDE BİR DEVAMLILIK MI MEVCUT¬TUR? YOKSA KESİKLİKLER VE TOPLU YARATILIŞLAR MI GÖRÜLMEKTEDİR? • TOPLU YOK OLUŞLARIN OLDUĞUNU VE SEBEPLERİNİ GÖSTEREN BİLGİLER MEVCUT MU? • EVRİM HİPOTEZİ SADECE CANLILAR ÂLEMİNDE GEÇERLİ OLARAK GÖRÜLEN BİR DÜŞÜNCE MİDİR? • KÂİNAT TELAKKİSİİLE EVRİM DÜŞÜNCESİ ARASINDA BİR MÜNASEBET VAR MIDIR? • CANLILARIN YARATILMASINDAN ÖNCE CANSIZ TABİATIN BİR ORGANİK EVRİM GEÇİRDİĞİİDDİASININ İSPATI İÇİN UĞRAŞAN EVRİMCİLERİN, KÂİNATIN İLK YARATILMAYA BAŞLAMASINDAN İTİBAREN ORTAYA ÇIKAN BÜTÜN GELİŞMELERİİNCELEYİP HÜKÜM VERMELERİ GEREKMEZ Mİ? • `BİG-BANG` TEORİSİNİN YARATILIŞI DESTEKLEDİĞİ DÜŞÜNCESİNE NASIL VARIYORUZ? • İLK ATOM ÇEKİRDEĞİNİN YARATILIŞI VE ATOMUN DOĞUŞU HANGİ SAFHADA GERÇEKLEŞİYOR? • İLK ATOMLARIN YARATILMASINDAN SONRAKİ TAHMİNİ SÜREÇTE NELER OLDUĞU DÜŞÜNÜLÜYOR? • AMİNOASİT VE PROTEİN GİBİ HÜCREYE GÖRE ÇOK BASİT SAYILABİLECEK MOLEKÜLLER BİLE ŞUURSUZ VE AKILSIZ EVRİM MEKANİZMALARIYLA KENDİKENDİNE ORTAYA ÇIKAMAYACAĞINA GÖRE HÜCRENİN ALT BİRİMLERİ OLAN, ORGANELLER VE HÜCRE NASIL OLUŞABİLİR? • EVRİM TARTIŞMASININ TEMELİ AĞIRLIKLI OLARAK İHTİMAL VE TESADÜF KAVRAMLARI ETRAFINDA MI ŞEKİLLENİYOR? • ACABA MEVCUT CANLILARIN TESADÜFÎ MUTASYONLARLA DEĞİŞME İMKÂNI OLAMAZ MI? • DARWİNİZM`İ BİYOLOJİNİN REDDEDİLEMEZ BİR PARÇASI GİBİ GÖSTERME GAYRETLERİNİN SEBEBİ NEDİR? • DARWİNİZM`E KARŞI ÇIKIŞLAR KARŞISINDA, BU HİPOTEZİ SAVUNANLARIN DA BOŞ DURACAĞI DÜŞÜNÜLEBİLİR Mİ? NE GİBİ YENİ ÇIKIŞLAR YAPABİLİRLER VE KARŞILAŞABİLECEKLERİ EN BÜYÜK SIKINTILARI NELERDİR? • `DARWİNİZM`İ ÇÜRÜTÜYORSUNUZ FAKAT YERİNE BİR MODEL KOYMUYORSUNUZ. EVRİM, VAR OLUŞA DAİR ŞÖYLE VEYA BÖYLE BİR ŞEYLER SÖYLÜYOR; SİZ SADECE YIKIYOR FAKAT YARATILIŞ ADINA BİR MEKANİZMA TESİS ETMİYORSUNUZ!` ŞEKLİNDEKİ TENKİTLERE NASIL CEVAP VERİLEBİLİR? • EVRİME KARŞI ÇIKMA ANLAYIŞININ DÎNÎ KAYNAKLI OLDUĞU, İLMÎ ARAŞTIRMA¬LARDA VE MEDENİYETİN GELİŞMESİNDE ENGELLEYİCİ GÖRÜLDÜĞÜ, İNSANLARI TEMBELLİĞE İTTİĞİ GİBİİDDİALAR NE KADAR GEÇERLİDİR? • EVRİM - YARATILIŞ KAVGASI, İLK ÖNCE BATIDA MUKADDES KİTAP OLAN İNCİL İLE BİLİM ADAMLARI ARASINDA ÇIKMIŞTIR. İSLAM`IN BU AÇIDAN FARKLI YÖNLERİ VE VAAD ETTİKLERİ VAR MI? • BİLHASSA ABD`DE BİRÇOK ÖZEL VAKIF VE ARAŞTIRMA ENSTİTÜSÜNÜN EVRİM DÜŞÜNCE-SİNE KARŞI OLARAK ÇIKARDIĞI CİDDİ BOYUTLARA ULAŞAN BİLGİ VE BELGELER KARŞISIN¬DA DARWİNİZM İNANCI ŞU ANDA TARAFTAR MI TOPLUYOR, YOKSA TERK Mİ EDİLİYOR? • OBJEKTİF VEYA NÖTR OLMASI GEREKEN BİLİMİN ATEİZM İÇİN KULLANILDIĞINI, `YARATILIŞVE EVRİM` TARTIŞMALARININ ALTINDA, İDEOLOJİK VE FELSEFÎ BİR TABANA YASLANAN DÜNYA GÖRÜŞLERİ OLDUĞUNU ANLAMIŞ BULUNMAKTAYIZ. BUNUN YANINDA; ACABA`EVRİM HİPOTEZİ`NİN BİLİM VE DÜŞÜNCE TARİHİ BAKIMINDAN VEYA BİYOLOJİK PRENSİPLER AÇISINDAN BİR KATKISI VAR MIDIR? HİÇ FAYDASI OLMAMIŞTIR DENİLEBİLİR Mİ? • ÜNİVERSİTELERİN BİYOLOJİ BÖLÜMLERİNDE VE ORTA ÖĞRETİMDE EVRİM KONUSU HANGİ AĞIRLIKTA İŞLENMELİ, EVRİMDEN HİÇ Mİ BAHSEDİLMEMELİ? TÜRKİYE`DE BU HUSUSTA SIKINTILAR VAR MI, VARSA SEBEBLERİ NELERDİR VE NE ŞEKİLDE DÜZELTİLEBİLİR?  

http://www.biyologlar.com/110-soruda-yaratilis-ve-evrim-tartismasi

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve metabolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli metal hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksekse verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır metal toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi-1

Zehirli mantarlar

Zehirli mantarlar

Bir mantarın zehirli olup olmadığının teşhisi için genel bir kural yoktur. Halk arasında zehirli mantarların tanınması ile ilgili söylenen kurallar ise yanıltıcı olabilir. Örneğin:

http://www.biyologlar.com/zehirli-mantarlar

Bitki Hormonlarının Sınıflandırılması

Bitki hormonlarına, yapıca benzeyen kimyasal maddeler laboratuvarda sentetik yollarla elde edilmekte ve bunlar bitkiye dıştan uygulandığında bitki hormonu gibi fizyolojik etkiler göstermektedirler. Fakat bunlar, bitkide doğal olarak sentezlenmediğinden ve hormon tanımına girmediğinden büyümeyi düzenleyici maddeler olarak sınıflandırılır. Bitki hormonlarının (fitohormonların) bazı grupları büyümeyi teşvik edici etki gösterirken, bazıları ise engelleyici etki gösterirler. Fakat, bitkide düzenli bir büyüme için, büyümeyi teşvik eden ve engelleyen, her iki tip hormona da ihtiyaç vardır. Bitki hormonları; oksin, sitokininler, giberellinler, absisik asit, etilen ve brassinosteroidler olmak üzere altı gruba ayrılır. Büyümeyi teşvik edenler: oksin, sitokininler, giberellinler, etilen, brassinosteroidler Büyümeyi engelleyenler: absisik asit, etilen Hormon Bitkide Üretildiği Yer Ana İşlevler Oksin (IAA)----Tohumun embriyosu, apikal tomurcukların meristemleri, genç yapraklar.----Gövde uzamasını (yalnızca düşük konsantrasyonda), kök büyümesini, hücre farklılaşmasını ve dallanmayı teşvik eder; meyve gelişimini düzenler; apikal dormansiyi artırır; fototropizma ve gravitropizmada iş görür. Sitokininler (Zeatin)---Köklerde sentezlenir ve diğer organlara taşınırlar. ----Kök büyüme ve farklılaşmasını etkiler; hücre bölünmesi ve büyümesini teşvik eder; çimlenmeyi teşvik eder; senesensi geciktirir. Giberellinler (GA3)---Apikal tomurcukların ve köklerin meristemleri, genç yapraklar, embriyo.----Tohum ve tomurcuk çimlenmesini, gövde uzamasını ve yaprak büyümesini artırır; çiçeklenmeyi ve meyve gelişimini teşvik eder, kök büyümesini ve farklılaşmasını etkiler. Absisik asit---Yapraklar, gövdeler, kökler, yeşil meyve.----Büyümeyi engeller; su stresi esnasında stomalar kapanır; dormansinin kırılmasını engeller. Etilen----Olgunlaşan meyve dokuları, gövdelerin nodyumları, yaşlanan yaprak ve çiçekler.---Meyve olgunlaşmasını artırır; oksinin bazı etkilerini bastırır; türe bağlı olarak, köklerin, yaprakların ve çiçeklerin büyümesini artırır veya engeller. Brassinosteroidler (Brassinolid)----Tohumar, meyveler, gövdeler, yapraklar ve çiçek tomurcukları. ----Kök büyümesini engeller, yaprak absisyonunu engeller, ksilem farklılaşmasını artırır. OKSİN : Büyüme Hormonu Charles Darwin ve oğlu Francis, 19. yüzyılın sonlarında fototropizma üzerindeki ilk denemeleri gerçekleştirmiştir. Bu araştırmacılar, fototropik uyartının kuş yemi (Phalaris canariensis) koleptilinin ucunda oluştuğunu ve belli bir mesafede etki ettiğini gözlemiştir. Fototropizma üzerinde yapılan ilk deneyler. Sadece koleoptilin ucu ışığı algılayabilir; fakat kıvrılma uçtan belli bir uzaklıkta oluşur. Bir sinyal çeşidinin, uçtan aşağıya taşınması gerekir. Sinyal, geçirgen bir engelden (jelatin blok) geçebilir, fakat katı bir engelden (mika) geçemez bu, fototropizma sinyalinin taşınabilir bir kimyasal olduğunu göstermektedir. Koleoptilin ucu kesildiğinde, koleoptilin kıvrılmadığı gözlenmiştir. Koleoptilin ucu ışık geçirmeyen bir kapla örtüldüğünde de fideler ışık yönünde büyüyememişlerdir; buna karşılık, ne koleoptilin ucu şeffaf bir kapla örtüldüğünde, ne de koleoptilin alt kısmı ışık geçirmez bir kapla sarıldığında fototropizmanın oluşması önlenememiştir. Darwin, ışığın algılanmasından koleoptilin ucunun sorumlu olduğunu düşünmüştür. Bununla birlikte, gerçek büyüme yanıtı, yani koleoptilin kıvrılması, uçtan belirli uzaklıkta gerçekleşmekteydi. Darwinler, koleoptilin ucundan uzama bölgesine bazı sinyaller gönderildiğini ileri sürmüşlerdir Koleoptil: Bir yulaf (çim) tohumu embriyosunun genç kökünün örtüsü. Fototropizma: Bir bitki sürgününün ışığa doğru yada ışıktan uzaklaşarak büyümesi Birkaç on yıl sonra, Danimarka‟dan Peter Boysen–Jonsen, bu varsayımı sınamış ve sinyalin hareketli bir kimyasal madde olduğunu göstermiştir. Araştırmacı, koleoptil ucunu, hücreler arasındaki teması kesen, fakat kimyasalların geçişine izin veren jelatin bir blokla koleoptilin diğer kısımlarından ayırmıştır. Bu fideler, ışığa doğu kıvrılarak normal davranış göstermişlerdir. Buna karşın uç, koleoptilin alt kısmından geçirimsiz bir engelle ayrıldığında, fototropik yanıt oluşmamıştır 1926‟da Hollandalı bir lisans üstü öğrencisi olan Frits W. Went, Boysen-Jonsen‟in denemelerinde değişiklik yaparak fototropizmada iş gören kimyasal mesaj taşıyıcı elde etmeyi başarmıştır. Bu araştırmacı, koleoptil ucunu çıkartarak agara yerleştirmiştir, daha sonra agarı bloklara ayırarak koleoptillerin tek tarafına yerleştirmiştir Şöyle ki; agar blokları, karanlıkta tutulmuş ucu kesik koleoptillerin üzerine yerleştirmiştir Koleoptil tepesinin ortasına yerleştirilen bir blok, gövdenin dik büyümesine neden olmuştur. Fakat blok, merkezin uzağına yerleştirildiğinde (asimetrik olarak tek tarafa), koleoptil ucu, ışığa doğru büyümesinde olduğu gibi, agar bloğun bulunduğu tarafın aksi yönünde kıvrılmaya başlamıştır. Went’in Deneyleri. Ucun yerine bir blok konulduğunda, koleoptilden agar bloğa geçebilen bir kimyasal, kök koleoptilinin uzamasını teşvik eder. Eğer blok, karanlıkta tutulan ve ucu kesilmiş bir koleoptilin ucunun uzağına yerleştirildiğinde, organ, tek taraftan ışık alıyormuş gibi kıvrılır. Bu kimyasal, bir hormon olan oksindir. Oksin, sürgünde hücrelerin uzamasını teşvik etmektedir. NOT: Went deneylerinde Avena sativa (yabani yulaf) koleoptillerini kullanmıştır. Went, agar bloğun, koleoptil ucunda üretilen bir kimyasalı içerdiği sonucuna varmıştır. Went‟e göre, bu kimyasal koleoptile geçtikçe büyümeyi uyaran ve artıran bir kimyasaldı ve koleoptilin ışık almayan tarafında daha yüksek bir konsantrasyonda biriktiğinden koleoptil ışığa doğru büyüyordu. Wenti bu kimyasal mesaj taşıyıcı yada hormona, oksin (auxein = artmak) ismini verdi. Daha sonra oksin, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünden Kenneth Thimann ve arkadaşları tarafından izole edilmiş (saflaştırılmış) ve yapısı aydınlatılmıştır. Darwinler‟in ve Went‟in çalışmalarına dayalı olarak, koleoptillerin ışığadoğru büyümelerine neyin neden olduğu yönündeki klasik varsayım, oksinin, koleoptil ucundan aşağıya taşınarak asimetrik olarak dağılmasına ve ışık almayan taraftaki hücrelerin ışık alan taraftaki hücrelerden daha hızlı büyümesine neden olduğudur. Oksin Biyosentezi ve Metabolizması Kenneth Thimann ve arkadaşları tarafından izole edilen oksinin, indolasetik asit(IAA, indol-3-asetik asit) olduğuna karar verildi. Daha sonra bitkilerde çeşitli oksinlerin bulunduğuda anlaşıldı. Bunlar fenil asetik asit (PAA), indol butirik asit (IBA) ve 4-kloro indol-3-asetik asit (4-Cl-IAA) gibi maddelerdir. Bunlar gibi etki gösteren fakat doğal olmayan sentetik oksinlerde vardır; naftelen asetik asit (NAA), 2,4-dikloro fenoksi asetik asit (2,4-D), ve 2,4,5-trikloro fenoksi asetik asit (2,4,5-T), 2-metoksi-3,6-dikloro benzoik asit. Üç doğal oksinin yapısı. IAA, bütün bitkilerde; 4-Cl-IAA, bezelyede; IBA, hardal ve mısırda görülür. IAA, triptofan amino asitinden sentezlenir. IAA‟in bütün sentez yollarında başlangıç maddesi genelde triptofandır. IAA, gövde ve dal uçlarında sentezlenmekle beraber, tohumlarda ve genç yapraklarda da sentezlenir. Oksinin floem yoluyla yukarıdan aşağıya doğru taşınımı saatte 0,5-1,5 cm arasındadır. Oksinin, floem yoluyla az da olsa aşağıdan yukarıya taşındığı radyoaktif izleme yöntemiyle (C14 ile işaretlenmiş oksin kullanılarak) belirlenmiştir. Oksinin taşınımı sentetik bir madde olan 2,3,5-triiyodo benzoik asit (TIBA) ile engellenmektedir. Bunun dışında da doğal ve sentetik oksin inhibitörleri de vardır. Oksinin sürgün ucundan aşağıya, gövdeye doğru taşınma hızı saatte 10 mm dir. Bu taşınım hızı floem yoluyla taşınım hızından daha düşüktür. Oksin, bir hücreden diğerine, doğrudan parankima dokusundan taşınır. Taşınma sadece sürgün ucundan kaideye doğru gerçekleşir. Bunun aksi yönünde bir taşınım görülmez. Oksinin, bu tek yönlü taşınımı polar taşınım olarak adlandırılır. Polar taşınımın yer çekimiyle ilgisi yoktur. Bir gövde yada koleoptil parçası baş aşağı konumlandırıldığında oksin yukarı doğru taşınır. Şekil 10‟da plazma zarında ATP ile çalışan proton pompalarının oksin taşınımı için nasıl metabolik enerji sağladıkları gösterilmiştir (Oksin taşınma mekanizması, kemiozmozis ile hücrenin iş yapmasına diğer bir örnek teşkil eder. Kemiozmozis, proton pompalarının yarattığı H+ gradiyentlerini kullanır). Polar oksin taşınımı (kemiozmotik model). Oksin, büyüyen sürgünlerde, sürgün ucundan aşağı doğru tek yönde taşınır. Bu yol boyunca, hormon, hücrenin apikal ucundan girer ve basal ucundan çıkar. Bu esnada çeperden geçer ve bir sonraki apikal uçtan girer. 1) Oksin hücre çeperinin asidik ortamı ile karşılaşınca, elektriksel olarak nötrleşmek için bir hidrojen alır. 2) Nispeten küçük olan molekül plazma zarından geçer. (oksin hücreye girerken; yüksüz formda (AH), difüzyonla veya anyon (A-) olarak sekonder aktif taşımayla girer.) 3) Hücre içinde 7 olan ortam pH sında oksin iyonlaşır. Plazma zarının, iyonlara olan geçirgenliği aynı büyüklükteki nötr moleküllerden daha fazla olduğundan, hormon geçici olarak hücre içinde tutulur. 3) Hücre içinde 7 olan ortam pH sında oksin iyonlaşır. Plazma zarının, iyonlara olan geçirgenliği aynı büyüklükteki nötr moleküllerden daha fazla olduğundan, hormon geçici olarak hücre içinde tutulur. 4) ATP ile çalışan proton pompaları hücrenin içi ve dışı arasındaki pH farkının sürmesini sağlar. 5) Oksin yalnızca hücrenin basal ucundan dışarı çıkar. Hücrenin basal ucunda yer alan zarda, özel taşıyıcı proteinler bu çıkışı sağlar. 6) Proton pompaları, zarın iki yanında bir zar potansiyeli (voltaj) oluşturarak oksin çıkışına katkı yapar. Bu, anyonların hücre dışına çıkmasını sağlar. Kemiosmozis: ATP sentezi gibi, hücresel bir olayı yerine getirmek için zarın karşı tarafında hidrojen iyonu gradiyenti oluşturmakla ortaya çıkan, depolanmış enerjiyi kullanan bir enerji elde etme mekanizması. Hücrede sentezlenen ATP‟nin çoğu, kemiosmozis yoluyla sentezlenir. Proton pompası: Zar potansiyeli meydana getirme işleminde, ATP kullanarak hidrojen iyonlarını hücrenin dışında tutan, hücre zarındaki aktif taşıma mekanizması. Apikal meristem: Kökün uç kısmında ve gövdenin tomurcuklarında bulunan embriyonik bitki dokusu; bitkinin uzunlamasına büyümesi (uzaması) için bitkiye hücre sağlar. Oksin düzeyi bitkide her zaman sabit değildir; mevsim ve çevre şartlarına göre azalıp çoğalabilir. Dolayısıyla oksinin bitkide sentezlendiği gibi parçalandığı sonucuna ulaşırız. IAA hormonu iki şekilde etkisiz hale gelir: birisi çeşitli maddelerle bir enzim aracılığıyla birleştirilerek oksinin inaktif edilmesidir; diğeri ise IAA oksidaz enziminin kataliziyle indol asetaldehit ve CO2‟e parçalanmasıdır. Ayrıca kuvvetli ışıkta da oksin parçalanabilir. Oksinlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Hücre Büyümesinde Oksinin Rolü Oksin, esas olarak bir sürgünün apikal meristeminde sentezlenir. Oksin sürgün ucundan hücre uzaman bölgesine taşındıkça, hücrelerin büyümesini uyarır. Bu etki, olasılıkla, oksinin plazma zarındaki bir reseptöre bağlanmasıyla gerçekleşir. Oksin büyümeyi sadece 10-8 ila 10-4 M‟lık konsatrasyon aralığında uyarır. Daha yüksek konsantrasyonlarda hücre büyümesini (uzamasını) engelleyebilir. Bu engellemeyi muhtemelen etilen üretimini teşvik ederek yapar(etilen, bu gibi oskin özelliklerini bastırabilir). Oksin aynı zamanda gen ifadesini hızla değiştirir. Gen ifadesinin değişmesi, dakikalar içinde hücrenin uzama bölgesinde yeni proteinlerin oluşmasını sağlar. Bu proteinlerin bazıları, diğer genleri baskı altına alan yada aktifleştiren kısa ömürlü transkripsiyon faktörleridir. Bu başlangıç hamlesinden sonra büyümenin sürmesi için hücrelerin daha fazla sitoplazma ve çeper maddesi alması gerekir. Oksin, aynı zamanda büyümeyle ilgili bu yanıtın devam etmesini sağlar. Oksine yanıt olarak hücre büyümesi (uzaması); asit büyüme hipotezi. Asit büyüme hipotezi olarak adlandırılan bir görüşe göre, proton pompaları hücrelerin oksine yanıtında büyük bir rol oynamaktadır. Oksin, bir gövdenin uzama bölgesinde plazma zarındaki proton pompalarını uyarır. Bu etkileşim sonucu dakikalar içinde zarın iki yanında zar potansiyeli oluşur (voltaj artar) ve hücrenin pH‟sı düşer (Şekil 11). Çeperin asitleşmesi, ekspansin olarak isimlendirilen enzimleri aktifleştirir. Ekspansinler çeperde selüloz mikrofibrillerin arasındaki bağlantıları (hidrogen bağları) koparır. Bunun sonucunda çeper gevşer. Zar potansiyelindeki artış hücreye iyon alınımını artırır. Bu da, suyun osmozla alınmaına neden olur. Çeperlerin esnekliğinin artışıyla birlikte olan su girişi, hücrenin uzamasını (büyümesini) sağlar. Yan Kök ve Adventif Kök oluşumu Oksinler, ticari olarak bitkilerin çeliklerle vejetatif olarak üretilmesinde kullanılmaktadır. Oksin içeren köklendirme tozu ile bir kesik yaprak yada gövdenin muamele edilmesi çoğunlukla kesik yüzeyin yakınında adventif kök oluşumuna neden olur. Oksin aynı zamanda köklerin dallanmasında da yer alır. Araştırmacılar, yan kökleri aşırı çoğalan bir Arabidopsis mutantının normalden 17 kat daha fazla oksin içerdiğini bulmuşlardır. Ayrıca oksin, apikal dominansinin sürdürülmesinde , absisyonun engellenmesinde, kambiyal faaliyetleri artırarak dikotillerde enine büyümenin teşvikinde, tohum çimlenmesinde, meyve gelişiminde, fototropizma, gravitropizma gibi olaylarda da rol alır. Oksin, primer büyüme için hücre uzamasını uyarmasının yanında, sekonder büyümeyi de etkiler. Bunu, demet kambiyumunda hücre bölünmesini teşvik ederek ve sekonder ksilemin farklılaşmasını etkileyerek yapar. Gelişmekte olan tohumlar oksin sentezlerler. Bu oksin, meyvelerin büyümesini artırır. Domates fidelerine oksin püskürtülmesi, tozlaşmaya gerek duyulmaksızın meyve gelişimini teşvik eder. Bu, normalde gelişmekte olan tohumlar tarafından sentezlenen doğal oksin yerine, sentetik (yapay) oksin kullanılarak, tohumsuz domates yetiştirilmesine olanak sağlar. Oksinlerin zirai amaçlı kullanımında aşağıdaki yöntemler kullanılır: 1) Yapraklara püskürtme. 2) Sulama suyuna karıştırma. 3) Kesik yüzeylere lanolin macunu içinde sürme. 4) Bitki organlarını hormon içeren çözeltiye batırma. 5) Belirli bir dokuya enjeksiyon yapma. Sentetik oskinler, daha ucuz olduğundan, bunları tanıyan yıkıcı enzimlerin bitkide bulunmadığından, bazılarının doğal olanlara göre daha etkili olduğundan pratik olarak daha çok kullanılırlar. Gravitropizma: Bitki yada hayvanların, yer çekimiyle ilişkili olarak verdikleri yanıt. Herbisit Olarak Oksinler 2,4-Dinitrofenol (2,4-D) gibi sentetik oksinler, yaygın bir şekilde herbisit (yabani ot öldürücü) olarak kullanılmaktadır. Mısır gibi monokotiller süratle bu sentetik oksinleri, etkisizleştirirken, dikotiller bunu yapamaz. Bu nedenle aşırı hormon dozları bu bitkileri öldürür. Tahıl tarlalarına 2,4-D püskürtülmesi, karahindiba gibi dikotil otları ortadan kaldırır. Böylece tahıllardan daha çok mahsul alınır. IBA ve NAA, çeliklerin köklendirilmesinde kullanılır. Çelikler bu maddelerin çözeltilerinde bir süre batırılarak köklendirilir. NAA seracılıkta domates ve salatalık gibi sebzelerde çiçeklenme ve meyve gelişimini artırmak için, elma ve armut gibi meyve ağaçlarında meyva tutumunu artırmak için kullanılır. Bu uygulamalar püskürtme ile yapılmaktadır. Bunların dışında, oksinler doku kültürü çalışmalarında kök geliştirilmek üzere besi ortamına ilave edilerek kullanılır. SİTOKİNİNLER : Hücre Büyüme Düzenleyicileri Doku kültüründe bitki hücrelerinin büyüme ve gelişimini artıran kimyasal katkı maddelerini bulmak için gösterilen çabalar, sitokininlerin keşfine yol açmıştır. New York‟ta Cold Spring Harbor Laboratuvarında çalışan, Johannes van Overbeek, 1940‟lı yıllarda, kültür ortamına, Hindistan cevizi tohumunun sıvı endosperminin (hindistancevizi sütü), bitki embriyolarının büyümesini uyardığını buldu, fakat bu madde tanımlanamadı. Bu maddeyi, 1974‟te Letham zeatin olarak tanımladı (ayrıca Letham mısır endosperminde de zeatin elde etmiştir). Daha sonra, t-RNA‟nın antikodon bölgesine yakın bir yerde bulunan izopentenil adenin (IPA) homonu keşfedildi. Bunlar bitkilerde sentezlenen-doğal- sitokinin hormonlarıdır. 1950‟de Wisconsin Üniversitesinden Folke Skoog ve Carlos O. Miller, kültür ortamına ilave ettikleri parçalanmış DNA örneklerinin, tütün hücrelerinin bölünmesini artırdığını gözlemlemişlerdir. Burada rol alan madde otoklavlanmış DNA‟da aydınlatılmış ve kinetin olarak adlandırılmıştır. Kinetin sentetik bir sitokinindir. Sentetik sitokinlere diğer bir örnek ise benzil adenin (BA)‟dir. Sitokininlerin aktif bileşeni, nükleik asitlerin bir elemanı olan adenin (amino pürin) bazının değişime uğramış formlarıdır. Sitokinezi yada hücre bölünmesini uyarması nedeniyle bu büyüme düzenleyicileri, sitokininler olarak isimlendirilmiştir. Bitkilerde doğal olarak oluşan sitokinin çeşitlerinden en yaygın olanı zeatindir. Zeatin, ilk kez mısır (Zea mays) bitkisinde keşfedildiği için bu isim verilmiştir. Sitokininlerin Biyosentezi ve Metabolizması Sitokininlerin sentezi amino pürin yani adeninden başlar. fakat yan grupların sentezi tam bilinmemektedir. Zaten sitokininlerin hormon aktivitesi gösteren kısmı yan gruplara bağlıdır. IPA, t-RNA‟nın yapısındayken hormon aktivitesi göstermez fakat t-RNA‟nın parçalanmasıyla serbest hale geçtiğinde aktivite gösterir. Büyük çabalara rağmen ne sitokininleri oluşturan enzimler bitkilerden izole edilebilmiş ne de onu kodlayan genler tanımlanabilmiştir. Hatta Salisbury Devlet Üniversitesinden Mark Holland, bitkilerin kendi sitokininlerini üretemeyebileceklerini ileri sürmüştür. Bu araştırmacıya göre, sitokininler bitki dokularında simbiyotik oalrak yaşayan ve metilobakteriler olarak isimlendirilen prokaryotlar tarafından üretilmektedir. Bu bakteriler in vitro kültürlerde bile aktif olarak büyüyebilmektedirler. Gerçekten metilobakteriler yok edilince normal gelişme süreci engellenmektedir. Bu süreç, metilobakterilerin yeniden uygulanması yada sitokininlerin yeniden verilemsiyle düzelmektedir. Bu kışkırtıcı varsayımın destek bulup bulmamasına bağlı olmaksızın, varacağımız yer şudur; genom sekanslanması bizi gerçek bilgiye götürecektir. Şu an Arabidopsis‟in gen dizisi analizi tamamlanmıştır. Dolayısıyla, eğer bir sitokinin üreten enzim mevcut ise bunun kolaylıkla tanımlanması gerekir. Bitki hücreleri sitokininlerin kaynağına bağlı olmaksızın sitokinin reseptörlerine sahiptir. Bazı kanıtlar, biri hücre içi, diğeri hücre yüzeyinde olmak üzere iki farklı sitokinin sınıfının varlığını göstermektedir. Sitoplazmik reseptör, sitokinine doğrudan bağlanır ve izole nukleusta transkripsiyonu uyarabilir. Sitokininler bazı bitki hücrelerinde plazma zarındaki Ca+2 kanallarını açarak, sitosolde Ca+2 artışına neden olur. Sitokinin sentezi ve sinyal iletimi hakkında tam olarak bilimsel veriler bulunamamıştır. Fakat bitki fizyolojisi ve gelişimi üzerindeki ana etkileri bilinmektedir. Sitokininlerin yıkımı, sitokinin oksidaz enzimi ile yan grupların uzaklaştırılması ve amino pürin kalmasıyla gerçekleşir. Amino pürin tek başına hormon etkisi gösteremez. Diğer bir yollada; sitokininler şekerlerle birleştirilerek glikozitlerin oluşmasıyla inaktif hale getirilebilir. Turpta rafanatin adı verilen glikozit (glikozil zeatin) bu şekilde meydana gelir. Sitokininlerin bitkide başlıca sentez yerleri tohumlar, genç yapraklar ve en çok kök uçlarıdır. Kök uçlarında sentezlenen sitokininler ksilem yoluyla gövdeye ordanda etki gösterecekleri hedef dokulara taşınırlar. Yaprak, tohum ve meyve gibi organlara sitokininlerin başlangıçta kökten taşınarak geldikleri kabul edilmektedir. Sitokininlerin yukarıdan aşağıya doğu taşınımları ile ilgili veriler çeşitlidir. Yapraklarda uygulanan sitokininler ağaç gibi bazı bitkilerde hiç taşınmayıp yaprakta biriktiği, ancak çilek gibi bitkilerde yavaşta olsa yapraktan diğer organlara taşındığı belirtilmiştir. Sitokininlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Hücre Bölünmesi ve Farklılaşmanın Kontrolü Sitokininler, özellikle kökler, embriyolar ve meyvelerde olmak üzere, aktif olarak büyüyen dokularda üretilirler. Kökte üretilen (sentezlenen) sitokininler ksilem öz suyunda taşınarak hedef dokulara ulaşır. Sitokininler, oksin ile birlikte hareket ederek hücre bölünmesini teşvike eder ve farklılaşmayı etkiler. Doku kültüründe büyüyen hücreler üzerinde sitokininlerin etkileri, bu hormonun bütünlüğü bozulmamış bir bitkideki işlevi hakkında ipucu verir. Gövdeden alınan bir parankima dokusu parçası sitokinler olmaksızın kültüre alındığında hücreler çok fazla büyürler fakat, bölünmezler. Sitokininler tek başlarına etki göstermezler, oksin ile birlikte uygulandıklarında hücreler bölünürler. Sitokininin oksine olan oranı ise hücre farklılaşmasını kontrol eder. Bu iki hormonun konsantrasyonları dengelenince, hücre kütlesi büyümeyi sürdürmekle birlikte, farklılaşmaz ve küme oluşturur. Farklılaşmamış bu hücre kümesi, kallus olarak isimlendirilir. Eğer sitokinin oranı artırılırsa kallustan gövde tomurcukları gelişir. Oksin düzeylerinin artırılması halinde ise kökler oluşur. Simbiyoz: Birbirleriyle doğrudan temas halinde olan iki farklı türe ait organizma arasındaki ekolojik ilişki. Endosperm: Çifte döllenme sırasında bir sperm hücresinin iki kutup hücresi çekirdeği ile birleşmesiyle oluşan besince zengin doku; angiospermlerin tohumu içerisinde gelişen embriyoya besin sağlar. In vitro: Hücelerin, dokuların, organların ait oldukları organizmaların dışında yapay ortamlar içinde yetiştirilmeleri veya bulunmaları. Apikal Dominansinin Kontrolü Apikal dominansinin kontrolü için sitokininler oksin ve diğer faktörlerle etki gösterirler. Apikal dominansi, tepe tomurcuğunun yanal tomurcukların gelişimini baskı altına almasıdır. Son zamanlara kadar, apikal dominansinin hormonlar tarafından düzenlenmesi ile ilgili başlıca varsayıma göre (doğrudan engelleme varsyımı) yanal tomurucuk büyümesinin düzenlenmesinde oksin ve sitokinin antagonistik(birbirinin tersi etki göstermek) etki gösterir. Bu görüşe göre; tepe tomurcuğundan sürgünün alt kısımlarına taşınan oksin yanal tomurcukların büyümesini doğrudan engeller. Böylece gövde uzar, fakat yan dallar oluşmaz. Aynı zamanda, kök sisteminden gövde sistemine giren sitokininler büyümenin başlaması için yanal tomurcuklara sinyal göndererek oksin etkisini ortadan kaldırır. Buna göre; yanal tomurcuk engellenmesinin kontrolünde oksinin sitokinine oranı kritik bir etmendir. Pek çok gözlem doğrudan engelleme varsayımı ile uyumludur. Eğer başlıca oksin kaynağı konumundaki tepe tomurcuğu uzaklaştırılırsa (kesilirse), yanal tomurcuklar engellenmez ve bitki çalımsı görünüm alır. Ucu kesilmiş fidelerin kesik yüzeylerine oksin uygulanması yanal tomurcukların büyümesini baskı altına alır. Aşırı sitokinin üreten yada sitokininle muamele edilen bitkiler, normalin üstünde çalımsı görünüm alırlar. Doğrudan engelleme varsayımına göre, başlıca oksin kaynağı durumundaki tepe tomurcuğunun kesilmesi yanal tomurcukların oksin düzeyinde bir azalmaya neden olacaktır. Fakat, biyokimaysal çalışmalar bunun tersini göstermektedir. Ucu kesilen bitkilerin yanal tomurcuklarında oksin düzeyleri artmıştır. Böylece, doğrudan engelleme varsayımı tüm deneysel bulgular tarafından desteklenememektedir. Bu halen bir bilmecedir. Yaşlanmayı Önleyici Etkileri (senesensi geciktirme) Sitokininler, protein parçalanmasını (yıkımını) engelleyerek, RNA ve protein sentezini teşvik ederek ve etraftaki dokulardan besin elementlerini hareketlendirerek bazı bitki organlarının yaşlanmasını geciktirir. Eğer bir bitkiden alınan yapraklar bir sitokinin çözeltisine daldırılırsa, uzun süre yeşil kalırlar. Ayrıca sitokininler bütünlüğü bozulmamış bitkilerde yaprak bozulmasını yavaşlatır.Bu yaşlanmayı engelleyici etkisi nedeniyle, çiçek satıcıları kesilmiş çiçekleri taze tutmak için sitokinin spreyleri kullanırlar. Ayrıca sitokininler kloroplast gelişiminde, boy kısalığında, vasküler kambiyum faaliyetini artırıcı etkilerde etmendir. Kloroplast gelişiminde; karanlıktaki etiyole bitkiye sitokininle muamele edildiğinde, lamellere sahip kloroplastların meydana geldiği fakat klorofil oluşmadığı belirlenmiştir. Işık ve sitokinin etiyole bitkiye birlikte uygulanmasında ise, sadece ışık uygulanan bitkiye göre kloroplastların ve klorofilk sentezinin daha iyi ve hızlı oluştukları görülür. Kök ve gövdeye dıştan yüksek dozda uygulanan sitokinin enine büyümeyi artırarak boy kısalığına sebep olur. Etilende bu etkiye sahip olduğuna göre, sitokininlerde oksinler gibi bitkide etilen artışına sebep olurlar? Bu soruya cevap olarak; bu etkinin hücre çeperinde yeni sentezlenen (üretilen) mikrofibrillerin diziliş yönlerini değiştirmeleri öne sürülmüştür. Sitokininler oksinler gibi vasküler kambiyum faaliyetini artırıcı etkiye sahip olduklarından oksinlerle birlikte aşı macununa karıştırılarak aşı tutmayan bitkilerde aşılamayı kolaylaştırmada kullanılırlar. NOT: Sitokininler bazen oksinin tamamlayıcısı (büyüme), bazen de antagonisti (kök ve tomurcukların farklılaşması) gibi görünmektedir. Etki mekanizmaları bilinmemesine rağmen bu iki tip hormon arasındaki dengenin büyümeyi belirleyici faktörlerden biri olduğu açıktır. Apikal dominansi: Büyüme olayının, bitkinin gövdesinin uç kısmında yoğunlaşması ve buradaki terminal tomurcuğun, lateral tomurcukların büyümesini kısmen engellemesi. Senesens: Bitkilerde yaşlanma ile birlikte gerçekleşen ve bir dokunun, bir organın veya bir bikinin ölümüne yol açan katabolik olaylar dizisi. Kallus: Bitkilerde sürgünlerin kesilen ucunda yer alan, bölünme özelliği gösateren farklılaşmamış hücre kümesi. Dormansi: Büyümenin ve gelişmenin askıya alındığı, son derece düşük metabolik hız ile kendisini gösteren durum. Vernalizasyon: Bazı bitkilerinçiçeklenmesi için sadece uygun fotoperyod yeterli olammakta, belli bir süre düşük sıcaklığa maruz kalması gerekir. Absisyon: Yaprak, çiçek ve meyve gibi organların bitkiden koparak dökülmeleridir.

http://www.biyologlar.com/bitki-hormonlarinin-siniflandirilmasi

GİBERELLİNLER : Bitki Boyu Düzenleyicileri

Giberellinler Japonya’da 2. Dünya Savaşı yıllarında keşfedilmiştir, fakat bu sırada batı ile ilişkiler kopuk olduğundan batı bu keşfi 1950’lerde öğrenmiştir. Yüzyıl önce, Asya‟daki çiftçiler çeltik tarlalarındaki pirinç fidelerinin aşırı ölçüde boylandıklarını ve ince kaldıklarını gözlediler. Bu durumda, fideler olgunlaşmadan ve çiçek oluşturmadan önce, ince ve cılız oluyor ve bu sebepten dik duramayıp erkenden ölüyordu veya verim düşüyordu. Japon bitki pataloğu Kurusowa, 1926‟da, sersem fide hastalığı denen bu hastalığa Ascomycetes türü olan Gibberella fujikuroi isimli mantarın sebep olduğunu buldu. 1930‟lu yıllara kadar, fungusun giberellin adı verilen (Gibberella fujikuroi türüne itafen) bir kimyasal salgılayarak pirinç gövdelerinin aşırı uzamasına neden olduğunu buldular. Araştırmacılar, 1950‟lerde bitkilerinde giberellinleri sentezlediklerini keşfettiler. Her ne kadar sayıları her bir bitki türünde çok daha az ise de, bilim adamları son 40 yılda bitkilerde doğal olarak sentezlenen 100‟den fazla giberellin bulmuşlardır. Bunlar GA1,GA2,GA3…. şeklinde isimlendirlirler. En yaygın olanı ise GA3 yani giberellik asit (giberellan çekirdek)‟tir. Diğer giberellinler bu temel yapıya bağlı çeşitli yan gruplara sahiptir. Giberellin Biyosentezi ve Metabolizması Giberellin sentezi, bitkide asetil-KoA‟nın asetil biriminden başlar. Solunumdan kaynaklanan mevalonik asit yoluyla birkaç reaksiyondan sonra giberellin sentezlenir. Giberellinler diterpenler grubundadır. Giberellin sentezinin kaurenik aside kadar sitopolazmada, ancak giberellinlerin birbirine dönüşümünün kloroplastlarda olduğu bilinmektedir. 20 karbonlu kauren tüm gibberellinlerin çıkış noktasıdır. Piyasada giberellin antagonisti (büyüme engelleyici) olarak satılan Fosfon-D, Amo-1618, CCC gibi sentetik engelleyiciler giberellin sentezinin belirli reaksiyonlarını inhibe ederler. Bitkide genç yapraklarda ve daha çok tohum embriyosunda sentezlenirler. Buralardan bitkinin diğer kısımlarına taşınırlar. Çimlenen tohumlarda floem vasıtasıyla fideye taşınan giberellinlerin, genç yapraklardan diğer kısımlara hangi yolla taşındığı çelişkilidr. Daha çok floem dışıyollarla korteks ve öz parankimasından difüzyonla taşındığı düşünülmektedir. Dolayısıyla giberellinlerin taşınımı oksin taşınımı gibi polar olmayıp, olasılıkla, her yönde aynı hızdadır. Giberellinler sentezlendikten sonra çok yavaş parçalanırlar. Giberellinleri parçalayan enzimler bilinmemektedir. Giberellinler şekerlerle veya proteinlerle birleşerek inaktive olurlar. Ayrıca aktif olan giberllinler daha az aktif giberellinlere kolayca dönüşebilmektedir. Örneğin, GA4‟ün daha az aktif GA34‟e dönüşümü çok sık gerçekleşir. Giberellinlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Gövde Uzaması Giberellinler esas olarak kökler ve genç yapraklarda üretilir. Giberellinler hem yapraklarda hem de gövdelerde büyümeyi teşvik etmekle birlikte, kök büyümesi üzerinde çok az etkiye sahiptir. Giberellinler, gövdelerde hücre uzamasını ve hücre bölünmesini uyarır. Oksinler gibi giberellinler de hücre gevşemesine neden olurlar. Ancak bunu çeperi asitleştirerek yapmazlar. Bir varsayıma göre, giberellinler hücre çeperi gevşetici enzimleri uyarmaktadır. Bu enzimler hücre çeperine ekspansinlerin girişini kolaylaştırmaktadır. Böylece, büyüyen bir gövdede uzamayı artırmak için oksin ve sitokininle birlikte hareket etmektedir. Bu süreçte, oksin hücre çeperini asitleştirmekte ve ekspansinleri aktifleştirmekte; giberellinler ise ekspansinlerin girişini kolaylaştırmaktadır. Cüce bitkilere (mutantlar) giberellin uygulanarak, giberellinlerin gövde uzamasına artırıcı etkisi ortaya konmuştur. Örneğin, bazı cüce bezelye bitkilerine (Mendel‟in çalıştığı türler dahil) giberellin uygulanırsa, çoğunlukla yanıt alınmaz. Çünkü, bu bitkiler önceden optimum dozda hormon üretmişlerdir. Çiçek sapının hızla büyümesi giberellinin teşvik ettiği gövde uzaması ile ilgili en dikkat çekici durumdur. Lahana benzeri bitkiler vejetatif evrede rozet formundadırlar: yani çok kısa internodyumlu oluşları nedeniyle toprağa çok yakındırlar. Bitki üreme evresine geçince; giberellinlerin artması internodyum uzamasını hızla artırır. Bunun sonucunda gövde uçlarındaki çiçek tomurcuklarının boyu uzar. Meyve Büyümesi Pek çok bitkide, meyve bağlanması için hem oksin hem de giberellinlerin bulunması gerekir. Giberellinlerin en önemli ticari uygulaması, Thompson isimli çekirdeksiz isimlere püskürtülmesidir. Hormon, tüketicilerin istediği biçimde, üzüm tanelerinin büyümesini ve salkımların internodyumlarının uzamasını sağlar. Taneler arasında hava dolaşımını artırdığından, diğer meyvelerin ve diğer mikroorganizmaların hastalık bulaştırıcı etkisi de azalır. Çimlenme Tohum embriyoları, zengin bir giberellin kaynağıdır. Suya batırıldıktan sonra, embriyodan serbest bırakılan giberellinler dormansinin kırılması ve çimlenmenin başlaması için tohuma sinyal gönderir. Çimlenme için ışık yada düşük sıcaklık gibi özel ortam koşullarına gereksinim duyan bazı tohumlara giberellin uygulanması durumunda dormansi kırılır. Giberellinler depo besin elementlerini mobilize eden α – amilaz gibi sindirici enzimlerin sentezini teşvik ederek tahıl fidelerinin büyümesini destekler. Ayrıca giberellinler çiçeklenme hormonu olarak bilinir. Bir çok bitkide çiçeklenmeyi teşvik eder. Gerek fotoperyodizmle gerekse vernalizasyonla çiçek açmada giberellinler rol alırlar. ABSİSİK ASİT : Stres Hormonu Absisik asit (ABA) kimyasal grup olarak seskuiterpenler grubundan bir maddedir. ABA‟nın giberellinlerle ortak noktası her ikisinin de ana grup olarak terpenlerden olmalarıdır. ABA bitkiler tarafından sentezlenen en önemli engelleyici hormondur. Tomurcuk dormansisinden önce ortaya çıkan kimyasal değişiklikleri çalışan bir araştırma grubu ve yaprak absisyonundan (son baharda yaprak dökülmesi) önce ortaya çıkan kimyasal değişiklikleri çalışan bir diğer ekip, 1960‟da, aynı bileşiği yani absisik asiti (ABA) izole etmiştir. Aynı yıllarda başka araştırma grupları akça ağaç ve baklada da ABA‟yı izole ettiler. Daha sonrayapılan çalışmalarda ABA‟nın ciğer otları, algler, bakteriler ve mantarlar dışında genel olarak bitki aleminde mevcut olduğu tespit edildi. ABA bulunmayan bitkilerde başka engelleyicilerin bulunduğu düşünülmektedir. Diğer açıdan işin garip tarafı ise, şu anda, ABA‟nın ne tomurcuk dormansisinde ne de yaprak absisyonunda önemli bir rol oynamadığı düşünülmektedir; fakat ABA bir çok etkiye sahip önemli bir bitki hormonudur. Şu ana değin incelediğimiz oksin, sitokinin ve giberellinlerin aksine, ABA büyümeyi yavaşlatıcı etki gösterir. Genel olarak büyüme hormonlarının etkilerine zıt etki yapar. Bir yada daha fazla büyüme hormonuna ABA oranı, fizyolojik etki gösterecek sonucu belirler. ABA Biyosentezi ve Metabolizması ABA 15 karbonlu bir seskuiperten olup kloroplastlarda ve diğer plastidlerde mevalonik asit yoluyla sentezlenir. Kaynaklandığı öncül maddenin bir ksantofil karotenoidi olan vialoksantin‟in fotokimyasal veya enzimatik yıkımıyla başladığı belirtilmektedir. (bu yol izopentil difosfat (IPP) la başlar ve C40 ksantofili olan vialoksantinle devam eder). Bu yıkımın ilk ürünü ksantoksin‟dir ki bununda bir engelleyici madde olduğu ve fototropizmada rol oynadığı ileri sürülmektedir. ABA‟nın inaktivasyonu ya karboksil grubuna bir glukoz bağlanmasıyla yada faseik asit ve dihidro fasetik asit‟e oksitlenmesiyle olmaktadır. ABA‟nın bitkide başlıca sentez yerleri yaşlı yapraklar, gövde ve yeşil meyvalardır. Tohumlarda da sentezlendiği bazı bitkilerde ise tohumlara başka yerlerden taşındığı düşünülmektedir. ABA’nın taşınımı giberellin taşınımına benzer. Hem ksilemden hem floemden taşındığı gibi parankima hücrelerinden difüzyonla da her yönde taşınabilir. Kuraklıkta, tuzlulukta, mineral eksikliği gibi çeşitli stres şartlarında yaprakta ABA sentezi artar. ABA‟nın bu ekstrem koşullarda bitkiye dayanıklılık sağladığı düşünülmektedir. Kuraklık stresinde ABA‟nın stomaların kapanmasına yol açtığı ve böylece transpirasyonla su kaybınıo azalttığı bilinmektedir. ABA’nın Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Tohum Dormansisi Tohum dormansisi, yaşamın sürmesinde büyük önem taşır; çünkü dormansi tohumun optimum ışık, sıcaklık ve nemlilik koşullarında çimlenmesini sağlar. Sonbaharda çevreye yayılan bir tohumun, kış koşullarında ölmesini engelleyecek şekilde, hızla çimlenmesini önleyen nedir? Bu tür tohumların ilkbaharda çimlenmesini hangi mekanizmalar sağlar? Hatta, meyvenin nemli iç ortamında, karanlıkta, tohumların çimlenmesini engelleyen nedir? Bu soruların yanıtı ABA‟dır. Tohum olgunlaşması sırasında ABA düzeyi, 100 kat artabilir. Olgunlaşan tohumlardaki yüksek ABA düzeyi, çimlenmeyi engeller ve özel proteinlerin üretimini teşvik eder. Bu proteinler, olgunlaşmayla birlikte oluşan aşırı su kaybına karşı tohumun ayakta kalmasına yardım eder. ABA, bazı yollarla yok edilir yada etkisizleştirilirse, tohumlar çimlenir. Bazı çöl bitkilerinin tohumlarında dormansi, sadece şiddetli yağmurların ABA‟yı tohumdan yıkayarak uzaklaştırmasıyla kırılır. Diğer tohumlar ise ABA‟nın etkisizleştirilmesi için ışığa yada uzun süren düşük sıcaklığa gereksinim duyar. Çoğunlukla ABA‟nın giberelline oranı, tohumun uyku halinde kalıp kalmayacağını yada çimlenip çimlenmeyeceğini belirler; çimlenme için suya daldırılmış tohumlara ABA ilave edilirse, tohumlar yeniden dormansi koşullarına döner. Tohumlar henüz koçan içindeyken çimlenen bir mısır mutantı, işlevsel bir transkripsiyon faktöründen yoksundur; bu transkripsiyon faktörü belirli genlerin ifade edilmesini sağlamak için ABA‟ya gereksinim duyar. Kuraklık Stresi ABA, bitkilerin kuraklığa karşı koymasını sağlayan asıl iç sinyaldir. Bir bitki solmaya başlayınca yapraklarda ABA birikerek stomaların hızla kapanmasını sağlar. Bunun sonucu transpirasyon (buharlaşmayla su kaybedilmesi) azalır ve su kaybı önlenir. ABA bekçi hücrelerinin (stomalarda bekçi ve arkadaş hücreleri ile birlikte bir por bulunur) plazma zarındaki dışa doğru yönelmiş potasyum (K+) kanallarının açılmasını artırır. Bunu, kalsiyum gibi sekonder mesajcıları etkileyerek yapar. Potasyum kanallarının açılmasıyla, bekçi hücrelerinden büyük miktarda potasyum çıkışı olur. Suyun ozmotik olarak kaybı, bekçi hücrelerinin turgorunun azalmasına ve stoma porunun küçülmesine neden olur. Bazı durumlarda su kıtlığı kök sistemini gövde sisteminden daha önce baskı latına alır. Köklerden yapraklara taşınan ABA, erken uyarı sistemi olarak iş görür. Solgunluğa özellikle duyarlı mutantlar genelde ABA üretemezler. Ayrıca, ABA‟nın hücrede RNA ve protein sentezini engelleyici etkisininde olabileceğine dair deneysel veriler vardır. ABA‟nın pratik kullanımı çok nadirdir. Tahıllarda dane verimini artırmak ve yatmaya karşı mukavemet kazandırmak için, bazı durumlarda da sormansi süresini uzatmak ve çeşitli stres şartlarına karşı bitkiye dayanıklılık sağlamak için kullanılır. ABA pahalı ve kolayca katabolize olduğu için bunun yerine fosfon-D kullanılmaktadır. ETİLEN : Gaz Hormon Kömür gazının bahçe ışıklandırılmasında kullanıldığı 19. yüzyılda, gaz lambalarından çıkan aydınlatma gazı sızıntısı çevredeki ağaçların yapraklarını erkenden dökmelerine neden olmuştur. Dimitri Neljubow isimli bir Rus bilim adamı, 1901‟de aydınlatma gazındaki aktif faktörün etilen gazı (C2H4) olduğunu göstermiştir. Ayrıca etilenin bitkiler tarafından sentezlenen (üretilen) bir hormon olduğu, ve bununla birlikte, etilen miktarının ölçümünü basitleştiren gaz kromatografisi tekniği geliştirilince yaptığı iş önemli ölçüde kabul görmüştür. Bitkiler, kuraklık, su baskını, mekanik basınç, zarar ve enfeksiyon gibi streslere yanıt olarak etilen üretir. Aynı zamanda meyve olgunlaşması ve programlanmış hücre ölümü sırasında etilen üretilir. Ayrıca dıştan yüksek konsantrasyonlarda oksin uygulanmasından sonrada etilen üretilmektedir. Dikkat çekici olan bir diğer noktada; daha önce kök uzamasının engellenmesi gibi, oksinle ilişkilendirlen bir çok biyolojik etkinin, şu an oksinin uyardığı etilen üretimine bağlı olduğudur. Etilen Biyosentezi ve Metabolizması 1970‟li yıllarda etilen sentezinin bitkide metionin amino asitinden kaynaklandığı belirlendi. Metionin‟den amino siklopropan karboksilik asit (ACC), ondanda dekarboksilasyon ve deaminasyonla etilen oluşmaktadır. Etilen sentezinin ACC üzerinden olduğunu, avokado meyvesinin hasatından sonra olgunlaşmasında meyvede ACC ve etilen konsantrasyonlarının pozitif korelasyonlu değişim göstermeleri doğrulamıştır. Amino etoksivinil glisin (AVG) ve aminooksi asetik asit (AOA) bileşiklerinin etilen sentezini inhibe ettikleri bilinmektedir. CO2 gazıda yüksek konsantrasyonlarda etilen üzerinde inhibisyon gösterir. Depolanırken olgunlaşması istenmeyen meyvelere CO2 gazının inhibisyon etkisi uygulanır. Gümüş iyonları ve bazı maddelere etilenin bağlanmasıyla, etilen sentezi inhibe edilir. Etilenin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Mekanik Strese verilen Üçlü Yanıt: Bir Sinyal İletim Yolunun İncelenmesinde Mutantların Kullanılması Kaya gibi hareketsiz bir nesnenin altında kalmış ve topraktan yukarıya doğru yükselmeye çalışan bir bezelye fidesini düşünelim. Gövde üstündeki engeli ittikçe, narin yapılı uç bölge mekanik strese maruz kalır,. Bu, fideyi etilen üretmeye teşvik eder. Etilen ise fideyi üçlü yanıt olarak adlandırılan bir büyüme manevrası yapmaya teşvik eder. Bu manevra fidenin engeli aşmasını sağlar. Şekil 19‟da görebileceğiniz bu yanıt gövde uzamasının yavaşlaması, gövdenin kalınlaşması (dayanıklılığı artırır) ve gövdenin yatay olarak büyümesine neden olan bir eğrilme olmak üzere üç kısımdan oluşur. Gövde büyümeye devam ettikçe ucu nazikçe yukarıya dokunur. Eğer bu yoklama sonucu yukarda katı bir cisim olduğunu saptarsa yeniden etilen üretir ve gövde yatay olarak büyümeye devam eder. Bununla birlikte, eğer fidenin uç kısmı katı bir cisim algılamazsa etilen üretimi azalır ve normal olarak yukarı doğru büyümesini sürdürür. Gövdenin yatay olarak büyümesini fiziksel engelden ziyade etilen teşvik eder; ayrıca, fiziksel bir engelle karşılaşmaksızın serbestçe büyüyen fidelere dıştan etilen uygulanması, üçlü yanıttın oluşmasına neden olmaktadır (Şekil 19). Araştırmacılar bu yanıtta yer alan sinyal iletim yollarını araştırmak için anormal üçlü yanıt veren Arabidopsis mutantları üzerinde çalışmışlardır. Etilene duyarsız (ein) mutantlara etilen uygulanınca bu bitkiler üçlü yanıt verememişlerdir. İşlevsel bir etilen reseptörüne sahip olmadıklarından bazı ein mutant tipleri, etilene duyarsızdırlar. Diğer mutantlar ise, toprak dışında, fiziksel bir engelin bulunmadığı hava ortamında bile üçlü yanıt vermişlerdir. Bu tip mutantların bazılarında düzenleyici bir bozukluk bulunur. Bu bozukluk böyle mutantların 20 kat daha fazla etilen üretmelerine neden olur. Bu tür aşırı etilen üreten (eto) mutantlarda fenotip, fidelere etilen sentezi inhibitörleri uygulanmasıyla iyileştirilebilir. Üçüncü tip mutantlar hava ortamında bile üçlü yanıt verirler; ancak, üçlü yanıt (ctr) mutantları olarak adlandırılan bu mutantlar etilen sentezi inhibitörlerine yanıt vermezler. Bu durumda, etilen mevcut olmasa bile etilen sinyal yolu işlevini sürdürür. ctr mutantlarından etkilenen bir gen, bir protein kinazı kodlamak için açılır. Bu mutasyonun etilene verilen yanıtı aktifleştirmesi, yabani-tip allelin normal kinaz ürününün, etilen sinyal iletim işleminin negatif bir düzenleyicisi olduğunu düşündürmektedir. Yabani tip bitkilerde bu yolun nasıl çalıştığına ilişkin bir varsayım aşağıda verilmiştir: Etilenin etilen reseptörüne bağlanması kinazı aktif hale getirir. Bu negatif düzenleyicinin inaktif hale gelmesi üçlü yanıt için gerekli proteinlerin sentezlenmesini sağlar. Şekilde verildiği gibi; bu yolda iki membran proteini, bir engelleyici protein (CTR1), bir de transkripsiyon faktörü olan protein (EIN3) vardır: (eğer etilen varsa) ilki etilen reseptörü (ETR1) ve ikincisi bir kanal proteini olan (EIN2) dir. EIN2 bir sekonder mesajcıya etki eder ve buda bir transkripsiyon faktörü olan EIN3‟ü aktive eder. EIN3 etilen etkisini üretmek üzere ifade olacak genleri harekete geçirir. Eğer etilen yoksa; etilen reseptörü olan ETR1 inaktif kalır ve CTR1‟i inaktif edemez. Aktif kalan CTR1, membran proteini olan EIN2‟yi inaktif tutar. EIN2 nin aktivitesi olmayınca transkripsiyon faktörü olan EIN3 inaktif kalır ve nukleusta herhangi bir etki gösteremez. Apoptosis: Programlanmış Hücre Ölümü Bir yaprağın sonbaharda döküldüğünü yada tek yıllık bir bitkinin çiçek verdikten sonra öldüğünü düşünün. Yada içerdiği canlı maddenin parçalanması sonucu, içi boşalan bir trakenin farklılaşmasındaki son basamağı düşünün. Bu olayların tümü, belirli hücrelerin veya organların yada tüm bitkinin programlanmış ölümünü kapsar. Belirli bir zamanda ölmek için kalıtsal olarak programlanmış hücreler, organlar ve bitkiler, basitçe hücresel mekanizmayı kapatıp ölümü beklemez. Bunun yerine apoptosis olarak adlandırılan programlanmış hücre ölümünü yaparlar. Bu, bir hücrenin yaşamında en yoğun olduğu süreçlerden biridir. Apoptosis esnasında yeni genlerin ifade olmasına gerek duyulur. Bu sırada oluşan yeni enzimler, klorofil, DNA, RNA, proteinler ve zar lipitleri dahil pek çok kimyasal bileşeni parçalar. Bitki parçalanma ürünlerini kurtarabilir. Hücrelerin, organların yada tüm bitkinin apoptosisi sırasında etilen patlaması yaşanır. Yaprak Absisyonu Her sonbaharda yaprakların dökülmesi bir adaptasyondur. Kökten kışın topraktan su absorblayamadığından, bu adaptasyon kış aylarında yaprak döken ağaçların kurumasını önler. Yapraklar dökülmeden önce, ölmekte olan yapraklardan pek çok önemli element geri kazanılarak gövdenin parankima hücrelerinde birikir. Bu besin elementleri, bir sonraki bahar ayında gelişmekte olan yapraklar tarafından yeniden kullanılır. Sonbaharda tekrar üretilen kırmızı pigmentler ve yaprakta önceden bulunan, ancak sonbaharda koyu yeşil klorofilin parçalanmasıyla görünür hale gelen sarı ve turuncu karoteneyidler, yapraklara sonbahar rengini verir. Bir sonbahar yaprağı dökülünce, petiyolün kaidesinin yakınında bir absisyon tabakası oluşur. Daha sonra yaprak buradan koparak yere düşer. Absisyon tabakasındaki küçük parankima hücreleri çok ince çeperli olup, iletim demetlerinin çevresinde lifler bulunmaz. Hücre çeperlerindeki polisakkaritler daha da zayıflar. Sonuçta, rüzgarın da etkisi ile yapraktaki ağırlık absisyon tabakasının kopmasına neden olur. Hatta yaprak dökülmeden önce, absisyon tabakasının dala bakan tarafında mantar tabakası bir iz oluşturur. Bu iz bitkiyi patojenlere karşı korur Absisyonu, etilen ve oksin dengesindeki değişiklik kontrol eder. Yaşlanan bir yaprak, giderek daha az oksin üretir. Bu, absisyon tabakasındaki hücrelerin etilene karşı duyarlılıklarını artırmaktadır. Etilenin absisyon tabakası üzerindeki etkisi arttıkça, selülozu ve hücre çeperlerinin diğer bileşenlerini parçalayan enzimler üretilmektedir. Meyve Olgunlaşması Meyveler, çiçekli bitkilerde tohumların yayılmasına yardım eder. Ekşi, sert ve yeşil olan olgunlaşmamış meyveler, tohum olgunlaşması esnasında yenilebilir hale gelir. Meyvede etilen üretiminin patlaması, enzimatik olarak bu olgunlaşmayı tetikler. Hücre çeperi bileşenlerinin enzimatik olarak parçalanması ve nişastaların ile asitlerin şekerlere dönüşümü meyveyi tatlandırır. Yeni kokuların ve renklerin üretilmesi, olgunlaşan meyvenin, bu tohumları yiyen ve dağıtan hayvanları cezp etmesine yardım eder. Olgunlaşma sırasında bir zincir reaksiyonu ortaya çıkar; etilen olgunlaşmayı tetikler, olgunlaşmada etilen üretiminin artmasına neden olur. Bu, fizyolojide pozitif geri beslenmenin nadir örneklerinden biridir. Sonuçta etilen üretiminde dev bir patlama meydana gelir. Hatta etilen bir gaz olduğundan, olgunlaşma sinyali bir meyveden diğerine geçer; geçerken de çürük bir elma bir kasa elmayı çürütebilir. Eğer yeşil bir meyve satın alırsanız, meyveleri plastik bir torbada tutarak olgunlaşmayı hızlandırabilirsiniz. Çünkü plastik torba içinde etilen gazı birikir. Ticari amaçlı olarak, meyvelerin çoğu etilen gazı düzeyleri artırılmış dev depolarda olgunlaştırılır. Diğer durumlarda ise doğal etilenin sebep olduğu olgunlaşmayı geciktirmek için önlem alınır. Örneğin, elmalar karbondioksit içeren depolarda tutulur. Hava sirkülasyonu etilen birikimini önler ve yeni etilen sentezi engellenir. Sonbaharda toplanmış ve bu şekilde depolanmış elmalar, yaz aylarında bile satışa sunulabilir. Etilenin, meyvelerin hasat sonrası fizyolojilerindeki önemi düşünüldüğünde, etilen sinyal iletim yolları ile ilgili genetik mühendisliğin potansiyel olarak ticari önemi büyüktür. Örneğin, moleküler biyologlar isteğe bağlı olarak olgunlaşan domates meyveleri üretmiştir. Bunu, etilen sentezinde gerekli genlerden birinin transkripsiyonunu durduran bir antisens RNA yerleştirerek yapmışlardır. Yeşil haldeyken toplanan bu tür meyveler, etilen gazı verilmediği taktirde olgunlaşmayacaktır. Bu tür yöntemlerin geliştirilmesi meyve ve sebzelerin çürümesini önleyecektir. Bu sorun, şu an birleşik devletlerde ve bazı ülkelerde hasat edilen ürünün yarısına yakın kısmını yok etmektedir. BRASSİNOSTEROİDLER Brasinosteroidler büyümeyi teşvik edici karakteristik aktiviteleri ile, bitki hormonlarının yeni bir grubudur. 1979‟da kolza bitkisi (Brassica napus L.) poleninden izole ve karakterize edilmişlerdir. Sonradan 44 bitkide bundukları rapor edilmiş ve bitki aleminde muhtemelen her yeder bulundukları kabul edilmiştir. Brassinosteroidler, 37 Angiosperm (9 monokotil ve 28 dikotil), 5 Gimniosperm, 1 pteridofit ve 1 alg olmak üzere 44 bitki türünde izole edilmişlerdir. Brassinosteroidler, çok düşük konsantrasyonlarda etki gösterirler. Brassinosteroidler, büyüme gibi çeşitli gelişimsel etkileri , tohumların germinasyonu, rizogenez, çiçeklenme ve senesens gibi pleotropik etkileriyle dikkate alınmıştır. Ayrıca, çeşitli abiyotik stres durumlarına karşı da bitkiye dayanıklılık sağlamaktadırlar. Brassinosteroidlerin Biyosentezi ve Metabolizması 1974‟te ilk brassinosteroid olan brassinolid keşfedildi. Biyolojik olarak aktif olan bu bitki büyüme düzenleyicisi bir steroid lakton olarak C28H48O6 (MA: 480) formülü ile desteklendi. 1982‟de büyümeyi destekleyici, diğer bir steroid madde, kestane (Castenea crenata) üzerinde böcekler tarafından tahrip edilen kısımlardan izole edildi ve kastesteron (castesteron) olarak adlandırıldı. Brassinolid ve castesteronun keşfi, bitki aleminde büyümeyi destekleyici steroid hormonlarının varlığı düşüncesini desteklemiştir. Brassinosteroidler, doğal polihidroksi steroidlerin yeni bir grubudur. Şimdiye kadar tanımlanan doğal brassinosteroidler genel bir 5α-kolestan yapısına sahiptirler ve bunların varyasyonları yapı üzerindeki işlevlerinin çeşit ve oryantasyonundan oluşmaktadır. Fitosterol ailesine ait bileşikler C27, C28, C29 brassinosteroidler olarak sınıflandırılır. Şu ana kadar 42 brassinosteroid ve 4 brasinosteroid bileşiği karakterize edilmiştir. Brassinosteroidler BR1, BR2, …BRn şeklinde isimlendirilirler. Bitki steroidleri asetil Ko-A, mevalonat, izopentenil pirofosfat, geranil pirofasfat ve farnesil pirofosfattan, isoprenoid yolla sentezlenirler. Mevalonatla başlayan bu yol sonunda sikloartenol sentezlenir. Bu doğal yolun dışında, sentetik olaraktan kampesterol‟den brasinoid‟e kadar sentetik bir yolla sentezlenebilirler. Bitkide gelişmekte olan dokular, olgun dokulşara göre daha fazla konsantrasyonlarda brassinosteroidleri içerirler. Polen ve genç tohum zengin brassinosteroid kaynağıdır. Yapraklar ve sürgünler düşük konsantrasyonlarda brassinosteroid içerirler. Brassinosteroidlerin Fizyolojik Etkileri ve Pratik Değeri Brassinosteroidlerin analizinde göze çarpan iki test vardır; birincisi, fasulyede ikinci internod oluşumu testi ve diğeri pirinç laminasında eğilme testidir. Fasulyede ikinci intenod oluşumu testi, brassinolidin kolza bitkisinden izolasyonunda geliştirilmiştir. Fasulye fidesindeki ikinci internod kesilip, lanolin macunuyla brassinolid uygulanmasıyla uzama, eğilme, şişme ve iki ayrı parçaya ayrılma (splitleşme) göstermiştir. Uzama, eğilme ve şişme düşük konsantrasyonda, iki ayrı parçaya ayrılma ise yüksek konsantrasyonda gerçekleşmiştir. Bu, brasinosteroidlerin büyümeye etkilerinden biridir. Brassinosteroidler genç vejetatif dokuların gelişimine etki ederler. Soya fasulyesi ve bezelye epikotillerinde, Arabidopsis pedinkullarında, yulaf koleoptillerinde uzamayı ve büyümeyi teşvik ederler. Kök gelişimini engellerler fakat gövde gelişimini teşvik ederler. Hücre bölünmesini ve uzamasını, polen tübü uzamasını teşvik ederler. Yaprak absisyonunu geciktirler (Citrus) ve ksilemde farklılaşmayı artırırlar. İletim demetlerinin farklılaşmasında rol alırlar. Tohum germinasyonunu teşvik eder, aynı zamanda absisik asitin inhibe edici etkisini yok ederler. Brassinosteroidler üzüm meyvelerine spreyle muamele edildiğinde; sonbaharda çiçek sayısını artıran, kışın (aynı muamele yapıldığında) çiçek sayılarını azaltan etki göstererek çiçeklenmede rol oynarlar. Brassinosteroidler, Xanthium gibi bazı cinslerde senesensi hızlandırırlar. Ayrıca bitkilerin abiyotik stres şartlarına karşı dayanıklığını artırırlar; düşük sıcaklığa maruz kalan pirinç ve domates bitkilerinde brassinosteroid uygulamasıyla büyümenin daha iyi olduğu gözlenmiştir; mısır ve lahana fidelerinde de düşük sıcaklık stresine karşı toleransı artıran etki gösterirler. Bu etkilerin oksin etkilerine çok benzemesinden dolayı brassinosteroidlerin, oksinden farklı bir hormon olarak kabul edilmesi yıllar sürmüştür. Ek olarak brasinosteroidler kimyasal yapı olarak hayvanlarda bulunan steroid hormonlarına en benzer gruptur; bitki ve hayvan steroid hormonlarının benzer kimyasal yapıları, belirli genlerin ifade olmasında benzer etkiler göstermektedir. Şöyle ki; bitki steroidleri insanlardaki eşey hormonları gibi, aynı olan pek çok şeyi yaparlar. Bir bitkide steroid fazla olduğunda, o bitki daha büyük, daha dayanıklı ve daha kuvvetli olmaktadır. Örneğin; mutasyon nedeniyle bitkiler steroid üretmediklerinde cüceleşirler. Steroidler aynı zamanda bitkide eşeyli üremeyi düzenlemektedirler (burada; belirli bir molekül grubunun farklı organizmalarda sinyal molekülleri olarak iş görmesi ilginçtir). Bir bitkinin steroid sentezlemek için kullandığı enzimlerin çoğu, kendi steroid çeşitlerini üreten hayvanlarda da bulunmaktadır. Dolayısıyla bu enzimlerle ilgili bazı genlerin, bitkiler ve hayvanların bir milyar yıldan daha uzun bir süre önce ortak bir atadan dallanmaları sebebiyle korunmuş olma olasılığı vardır. Buna karşın, steroidlere yanıtlarla ilgili sinyal yolundaki moleküller, bitki ve hayvanlarda çok büyük bir farklılık göstermektedir. KAYNAKLAR Purves, Sadava ve arkadaşları, Life – The Science of Biology, 7inci baskı. Campbell ve Reece, Biology, 6ncı baskı. Salisbury ve arkadaşları, Plant Physiology. Taiz ve Zeiger, Plant Physiology, 3üncü baskı. Ram Rao S. ve ark., Brassinosteroids – A new class of phytohormones, Current Science, Vol. 82, No. 10, 2002. Haydarabad, Hindistan. Kocaçalışkan İ., Bitki Fizyolojisi, Dumlupınar Üniversitesi www.pubmedcentral.nih.gov 4e.plantphysiol.org www.whfreeman.com www.hhmi.org

http://www.biyologlar.com/giberellinler-bitki-boyu-duzenleyicileri

Genel biyoloji vize soruları

1.Hücre zarının görevi nedir? - Hücre içi ile hücre dışı arasında madde alış verişini sağlayan esnek, canlı ve seçici geçirgen bir zardır. 2.Endoplazmik retikulum kaç çeşittir ve görevi nedir? - Üzerine ribozom taşıyan granüllü ve granülsüz olmak üzere iki çeşittir. Hücre içinde maddelerin taşınması, depolanması ve kimyasal reaksiyonların yapıldığı yerdir. 3.Sentrozomun görevi nedir? - Kendini çoğaltmak ve bölünme sırasında iğ ipliklerini meydana getirmek. 4.Çekirdeğin görevleri nelerdir? - Metabolizmayı kontrol etmek - Karakterleri oğul canlılara aktarmak. 5.Yaşlanan bitki hücrelerinde bir tek büyük kofulun bulunmasının nedeni nedir? - Bitkilerde metabolizma artığı ürünlerin kofullarda depolanması. 6.Hücre çeperinin yapısı nasıldır? - Selülozdan meydana gelir. Çeper üzerinde kütin, lignin, süberin, kalsiyum ve silisyum gibi maddeler birikerek çeperin farklılaşmasına neden olur. 7.Bitkilerde çiçek ve meyvelerin renklerini ne verir? - Plastidler ve koful özsuyunda bulunan antokyan denilen madde. 8.Hücrenin bölünme nedenlerini yazın. - Hücre yüzeyini artırmak ve hacmini küçültmek için -Hücrenin büyümesi çekirdeğin etki alanını sınırlar. Çekirdeğin etki alanını artırmak için hücre bölünür. 9.Kloroplast ve mitokondrinin ortak özellikleri nelerdir? - Çift zarlıdırlar - Kendilerine ait DNA’ları vardır. ATP’nin sentezlendiği yerlerdir. 10.Mitoz olayının en önemli sonucu nedir? - Hücreden hücreye kalıtsal devamlılığı sağlar. Mitoz sayesinde, yeni meydana gelen hücreler ana-baba hücrenin sahip oldukları yeteneğin aynısına sahip olurlar. Bu da kendini eşleyen DNA moleküllerinin her oğul hücreye tam bir takım halinde geçmesiyle mümkün olur. 11.Ökaryot hücrelerde hücre bölünmesi hangi iki evreden oluşur? - Mitoz olarak adlandırılan çekirdek bölünmesi ve sitokinez olarak adlandırılan sitoplazma bölünmesi. 12.Mitoz bölünmenin safhalarının isimleini sırasıyla yazın. - Profaz, metafaz, anafaz, telofaz 13.İnsan gametinde kaç kromozom bulunur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur? Bunların kaç tanesi otozom, kaç tanesi gonozomdur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur. Bunlardan 22 tanesi otozom, 1 tanesi gonozomdur. 14.İnsanlarda erkeklerin ve dişilerin vücut hücrelerindeki kromozom formülünü yazınız. - Erkeklerde (44 + XY), Dişilerde (44 + XX) 15.Bitki hücresinin mitoz bölünme sırasında ara plağı ile ikiye bölünmesinin nedeni nedir? - Hücre zarının dışında selüloz çeperin bulunması. 16.Mayoz bölünme hangi hücrelerde görülür? - Üreme organlarında üreme ana hücrelerinde (Yumurtalık ve testislerde) görülür. 17.Mayoz bölünme ile ne sağlanır? - Dölden döle kromozom sayısının sabit kalması korunur. - Gen çeşitliliğine sebep olur. 18.Oogenezde aktif olmayan hücrelere ne ad verilir? - Kutup hücreleri. 19.İnsanlar ve amipler arasında mitoz bölünme hangi yönden farklıdır? - İnsanlarda mitoz bölünme büyüme, gelişme ve eskiyen yerlerin onarımını sağlar. Amiplerde mitoz bölünme çoğalmayı sağlar. 20.Bir insanın bazal metabolizması ölçülürken hangi şartlara dikkat edilmelidir? - En son alınan besinin ölçme işleminden 12 saat önce alınmasına - Ölçme sırasında kişinin tam dinlenme halinde tutulmasına - Ölçme sırasında ortam sıcaklığının belirlenmesine - Vücut yüzeyinin hesaplanmasına 21.ATP’nin molekül yapısı nasıldır? - Adenin denilen azotlu bir organik baz, Riboz denilen 5 karbonlu bir şeker ve üç fosfat grubundan yapılmış bir moleküldür. 22.ATP sentezi kaç yolla olur? - Oksijenli solunum - Oksijensiz solunum - Fotosentez 23.Eğer organizmalar enerjiyi karbonhidratlarda değil, ATP de depolasalardı ne gibi problemler olurdu? - Hücre içi daha asidik olurdu. - Fosfor şu an bulunduğundan daha çok kullanılırdı. 24.Bir nükleotidin yapısında 5 karbonlu şekerle azotlu organik bazın oluşturduğu kısma ne denir? - Nükleozit 25.mRNA’nın görevi nedir? - Hücredeki RNA miktarının % 5’ini oluşturur. DNA da bulunan genetik bilgiyi belli şifreler (kodon) halinde çekirdekten sitoplazmaya aktarır. 26.Hücre hayatında DNA’nın iki önemli görevini açıklayın. - Temel hücresel görevleri kontrol etmek - Genetik direktiflerin oğul döllere aynen iletilmesini sağlamak. 27.DNA modelinden faydalanılarak hangi biyolojik olaylar açıklandı? - DNA’nın hücre bölünmesinden önce kendini nasıl eşlediği - Protein sentezi için nasıl şifre taşıdığı - Mutasyonun nasıl meydana geldiği açıklandı. 28.Genetik şifre nedir? Genetik şifre bütün canlılarda aynı mıdır? - DNA’dan gönderilen hücre içindeki bütün olayları etkileyen mesajlara denir. - Genetik şifre her canlıda farklıdır. 29.DNA’nın neden mRNA gibi bir aracı yardımıyla çalışmak zorunda olduğu düşünülür? - DNA büyük bir molekül olduğu için çekirdekten dışarı çıkmaz. Proteinler çekirdek dışında, endoplazmik retikulum boyunca dağılmış olan ribozomlarda sentezlenirler. Direktiflerin çekirdekten sitoplazmaya taşınabilmesi için bir aracıya ihtiyaç vardır. 30.tRNA’nın protein sentezindeki görevi nedir? - tRNA hücre içindeki Amino asitleri tanır ve bunları proteinlerin sentezlendiği ribozomlara taşır. 31.DNA’nın Replikasyon yapması hücre bölünmesi açısından neden önemlidir? - Hücre bölünmesi ile özellikler yeni hücrelere geçer. Bir türün bütün bireylerindeki hücreler aynı tip ve sayıda kromozoma sahip olur. 32.Virüsler, canlılara has özelliklerden hangilerine sahiptirler? - DNA veya RNA içermeleri - Konak hücre içinde üremeleri - Mutasyona uğramaları - Üremeleri sırasında yeni gen kombinezonları oluşturmaları 33.Virüslerin çoğalmasını hangi faktörler sınırlamaktadır? - Virüslerin üremeleri konak hücrelere yayılma ve orada çoğalma yetenekleri ile sınırlıdır. 34.DNA içeren virüslere örnek veriniz? - Bakteriyofaj, çiçek hastalığı, suçiçeği ve uçuk (herpes) virüsü. 35.RNA içeren virüslere örnek veriniz? - Tütün mozaik virüsü, çocuk felci, grip, AİDS, kızamık, kabakulak ve patates, salatalık, marul bitkilerinde hastalık yapan virüsler. 36.Virüslerle mücadele etmek neden zordur? - Çeşitleri fazladır, - Çok küçüktürler - Antibiyotikten etkilenmezler. - Çabuk ürerler ve konakçı canlıyı kullanırlar. 37.Işık enerjisi kullanarak besin sentezleyen bakteriler nasıl adlandırılır? - Fotoototrof bakteriler 38.Şekillerine göre bakterilerin isimlerini yazın. - Yuvarlak (Coccus), çubuk (bacillus), spiral (spirillum), virgül (vibriyon) 39.Bakteriler oksijen ihtiyaçlarına göre nasıl adlandırılırlar? - Oksijen varlığında yaşayanlar (aerob bakteri), oksijensiz ortamda yaşayanlar (anaerob bakteri), her iki ortamda da yaşayanlar (geçici aerob ve geçici anaerob bakteriler) 40.Bakterilerde solunum enzimleri nerelerde bulunur? - Sitoplazmada veya hücre zarında bulunur. 41.Bakteri populasyonunda geometrik dizi şeklinde çoğalma neden sürekli olmaz? - Bakteriler çoğalmaları için ortamdaki su ve besin maddelerini bitirirler. Bu sırada ortamda alkol ve asitli bileşiklerle beraber zehirli atıklar da meydana gelir. Bu durum bakterilerin sayıca artışını engeller. 42.Bakterilerde endospor nedir ve hangi şartlarda meydana gelir? - Endospor bakteri sitoplazmasının su kaybederek büzülmesi ve etrafının dayanıklı bir zarla çevrilmesiyle bakterinin içinde oluşur. Bu olay üreme değildir. Bakterinin elverişsiz ortamlarda uzun zaman canlı kalabilmesini sağlar. Endospor yüksek sıcaklıkta ve kurak ortamlarda oluşur. 43.Ototrof ve saprofit bakterilerin parazit bakterilere üstün olmasını sağlayan özellik hangisidir? - Gelişmiş enzim sistemine sahip olmaları. 44.Prokaryot bir hücredeki protein sentezinin ökaryot hücreye göre daha hızlı olmasının nedeni nedir? - Çekirdek zarının bulunmaması. 45.Tatlı sularda yaşayan bazı bir hücrelilerdeki Kontraktil kofulların temel görevi nedir? - Fazla suyu aktif taşıma yaparak difüzyonun tersi yönde boşaltmak. 46.Çok hücreli organizmalarda doku, organ ve organ sistemlerine niçin ihtiyaç duyulur? - Organizmanın bütünlüğünün devamı için - Enerjinin korunumu için. 47.Hücrelerin özelleşmesi bir canlıya nasıl üstünlük sağlar. - Enerjinin daha verimli kullanılmasına yol açar. - İri parçalar halinde besinlerden yararlanma imkanı doğar 48.Çok hücreli organizmaların gelişimine bağlı olarak, bir hücreli organizmalarda bulunmayan ne gibi bir özel problem vardır? - İç çevreden atıkların uzaklaştırılması - Besin maddelerinin bütün hücrelere dağıtılması - Organizmanın kendini eşleme olayı - Hücre içi ve hücreler arası kontrol ve koordinasyon. 49.Özelleşmiş hücre nedir? - Belirli görevleri yapmak üzere farklılaşmış, şekil ve yapı bakımından benzer hücrelerdir. Kas ve sinir hücreleri özelleşmiş hücrelerdir.Özelleşmiş hücreler dokuları, organları ve sistemleri meydana getirir. 50.Aktif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanır - Taşıma az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğrudur - Canlı hücrelerde görülür. - Enzimler kullanılır. 51.Pasif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanmaz - Taşıma çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğrudur. - Canlı ve cansız hücrelerde görülür. - Sıcaklık ve hareket difüzyonu artırır. 52.Hücrenin çok yoğun ortama konması halinde su kaybetmesi olayına ne ad verilir? - Plazmoliz. 53.Hücrenin az yoğun ortama konması halinde su alarak şişmesi olayına ne ad verilir? - Deplazmoliz 54.Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Fagositoz 55.Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Pinositoz 56.Deplazmoliz halindeki bir bitki hücresini saf suda bekletmeye devam edildiğinde koful sürekli su alarak büyür ve sitoplazmayı hücre çeperine doğru iter bu olaya ne denir? - Turgor 57.Bitki hücrelerine giren suyun hücrenin içinden dışına doğru yaptığı etkiye ne denir? - Turgor basıncı 58.Doğadaki canlıların özelliklerine, yaşayışlarına ve akrabalık derecelerine göre gruplandırılmasına ne denir? - Sınıflandırma (Taksonomi), 59.Ortak bir atadan gelen, yapı ve görev bakımından benzer özelliklere sahip, yalnızca kendi aralarında serbestçe üreyebilen ve verimli (kısır olmayan) yavrular oluşturan bireyler topluluğuna ne denir? - Tür 60.Sınıflandırmada kullanılan basamaklar (sınıflandırma) en küçük topluluktan en büyüğüne doğru nasıl sıralanır? - Tür, cins, familya, takım, sınıf, şube, alem olarak sıralanır. 61.Sınıflandırmada alemden türe doğru inildikçe birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı azalır, ortak özellikler artar. 62.Sınıflandırmada türden aleme doğru çıkıldıkça birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı artar, ortak özellikler azalır. 63.Havanın serbest azotunu yakalayarak toprakta azotlu bileşikleri oluşturan ve toprağın verimini artıran canlı grubu hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 64.Basit bölünme ile çoğalan ve basit beslenme ihtiyaçları olan öncü organizma hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 65.Bakterilerin antibiyotiğe ve kimyasal maddelere karşı kazandığı direnci nesiller boyu aktaran DNA kısmına ne denir? - Plazmid 66.Heterotrof bakteri çeşitlerinin isimleri nedir? - Parazit bakteriler - Saprofit (Çürükçül) bakteriler. 67.Güneş enerjisini kullanmadan inorganik maddeleri oksidasyonla elde ettikleri enerji ile su ve karbondioksitten besin üreten bakterilere ne denir? 68.Protozoaların çeşitleri nelerdir? - Kamçılılar (flagellata), Kökayaklılar (Rhizopoda), Sporlular (sporozoa), Sililer (cilliata) 69.Protistlerden olan öglenanın özelliği nasıldır? - Kamçılı olduklarından hareketlidirler bu nedenle hayvan olarak değerlendirilirken, klorofil taşıdıklarından dolayı da bitki olarak değerlendirilirler. 70.İnsanlarda uyku hastalığına sebep olan ve Çeçe sineği tarafından taşınan sporlu canlının adı nedir?

http://www.biyologlar.com/genel-biyoloji-vize-sorulari

Alzheimer için ilaçsız tedavi yöntemi geliştirildi

Alzheimer için ilaçsız tedavi yöntemi geliştirildi

Queensland Üniversitesi Beyin Enstitüsü’nden bilim insanları Alzheimer hastalığını tedavi ederek, hafızayı onarmak için invazif olmayan bir ultrason teknolojisi geliştirdi. Bu sayede insan beynine ameliyat benzeri müdahaleler olmadan tedavi yapılabilecek. Queensland Üniversitesi’nden araştırmacılar hafıza kaybı ve bilişsel bozunmaya neden olan nörotoksik amiloid plakları kırarak inovatif ilaçsız bir yöntem keşfettiler.Clem Jones Yaşlanma Demans Araştırma Merkezi’nin direktörü Prof. Jürgen Götz, yeni tedavi metodunun Alzheimer ‘lı hastalarda hafızayı onararak, devrimsel bir gelişme sağlayacağını belirtiyor. “Alzheimer’ı ilaçlar olmadan tedavi etmemizi sağlayan bu inovasyon bizi gerçekten çok heyecanlandırdı. Ultrason dalgaları hızla salınım yaparak, mikroglial hücreleri aktive ediyor, bu hücrelerde nöron sinapslarını yok eden amiloid plaklarını yok ediyor,” diyor Profesör Götz. “Genelde atılım (breakthrough ing.) kelimesi sıklıkla yanlış kullanılır, fakat bu durumda gerçekten bu gelişmenin Alzheimer tedavisinin anlaşılmasında büyük önem taşıdığını ve bu yaklaşımın muhteşem bir gelecek vadettiğini düşünüyorum,” diyor Prof. Götz. Alzheimer her üç demans ( bunama) hastasından ikisini   birini etkiliyor. Bu oran yaklaşık 250,000 Avustralyalıyı etkilese de ,bu oranın 2050’ye kadar 900,000’e ulaşacağı düşünülüyor.Günümüzde Türkiye’de 300 bin civarında Alzheimer hastası olduğu düşünülmektedir. Bu sayının artması ise kaçınılmaz. Tabi gittikçe yaşlanan nüfus bu sağlık sistemine gittikçe bir yük olmakla beraber, antibadilerin kullanıldığı potansiyel tedaviler maliyeti arttırmakta Buna karşın yeni geliştirilen metot ultrason ve mikro baloncuk(microbubble) teknolojisini kullandığından hem oldukça etkili , hem de non-invazif.Bu yaklaşım geçici olarak kan-beyin bariyerini açarak, toksik protein kümelerini temizleyerek hafızayı onaran mekanizmayı aktif hale getiriyor. “Bizim yaklaşımız kan-beyin bariyerini sadece birkaç saatliğine açtığından, hızlı bir şekilde koruyucu rolü üstlenerek onarımı gerçekleştiriyor,” diyor Prof. Götz. Araştırmacılar farelerdeki Alzheimer modeli üzerinde araştırmalarını yaptı. Sonraki basamakta daha büyük hayvan modelleri ve sonunda da insanlar üzerinde klinik testler yapacaklar. En azından 2 yıl içinde testlerin bitmesi planlanıyor.“Bu tedavi sayesinde tedavi edilen faredeki hafıza fonksiyonu normal sağlıklı fareyle aynı seviyeye getirildi,” diyor Prof. Götz. Araştırmacılar ayrıca bu metot sayesinde toksik proteinlerin temizlenmesi sayesinde diğer nörodejeneratif hastalıklar tedavi edip edemeyeceği üzerinde çalışıyor.Kaynaklar: Siciendaily, noroloji.org.tr, Gerçek BilimAraştırma Referansı:   G. Leinenga, J. Gotz. Scanning ultrasound removes amyloid-  and restores memory in an Alzheimer’s disease mouse model. Science Translational Medicine, 2015; 7 (278): 278ra33 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaa251http://www.medikalakademi.com.tr

http://www.biyologlar.com/alzheimer-icin-ilacsiz-tedavi-yontemi-gelistirildi

Hücre zedelenmesinin nedenleri ve zedelenmeye karşı hücrenin verdiği uyum yanıtları nelerdir; hasara uğrayan dokunun onarılması nasıl gerçekleşir?

Hücre Zedelenmesinin Nedenleri Hücre zedelenmesinde pek çok etken söz konusudur. Trafik dahil pekçok kazanın neden olduğu gözle görülen fiziksel travmalardan, belli bazı hastalıklarda neden olabilen defektli enzimleri oluşturan gen mutasyonlarına kadar sıralanabilir. Zedeleyici etkenler aşağıdaki gibi, sınıflanabilir. Oksijen Kayıpları: Hipoksi (oksijen azlığı- oksijen yetersizliği), hücre zedelenmesi veya ölümünün en önemli ve en çok görülen nedenidir. Hipoksi pekçok durumda görülür. Bunlar içinde en önemli olanı iskemidir. Hipoksi, iskemiden (kansızlık) farklıdır ve ayrılmalıdır. İskemi, dokulara gelen arteriyel akımın engellenmesi veya venöz dönüşün azalmasıyla ortaya çıkan dolaşımdaki kan kaybıdır. Bir bölgedeki kan akımının durması olarak özetleyebiliriz. İskemi, dokuları hipoksiden daha çabuk zedeler. Hipoksik doku zedelenmesi, karşımıza şu durumlarda çıkar. 1-İskemix: Mortalite (kalb hastalığı- miyokard enfarktüsü) ve morbiditenin (serebral ve renal iskemik hastalıklar) başlıca nedenidir. 2-Asfiksi (solunum zorluğu- solunum yetersizliği) nedeniyle, kanın oksijenizasyonundaki azalmaya bağlı olarak hücre zedelenmeleri ortaya çıkabilir. Buna kalb-akciğer hastalık- larında ve pnömonide görülen yetersiz kan oksijenlenmesi örnek verilebilir. 3-Anemixx veya karbon monoksit (CO) zehirlenmesinde görülen, kanın oksijen taşıma kapasitesindeki düşme, diğer bir örnek olabilir. Kimyasal Etkenler ve İlaçlar: Zehir olarak bilinen maddeler, tedavi amaçlı kullanılan bazı ilaçlar (hassas bünyeli kişilerde) ve ilaçların aşırı kullanılma durumlarında, hücre zede-lenmeleri meydana gelebilir. Hücrelerin bazı yaşamsal işlevlerini, örneğin membran permea-bilitesini, osmotik homeostazı (hücre içi denge) ve enzim entegrasyonunu (sistemi) bozarak, ciddi hücre zedelenmesi ve belki de tüm organizmanın ölümüne neden olabilir. Esasda zarar-sız olan glukoz ve tuz gibi kimyasallar, konsantre olduğunda osmotik çevreyi bozarak, hücre zedelenmesine ve hatta ölüme yol açabilir. Fiziksel Etkenler: Travma, sıcak ve soğuk olmak üzere aşırı ısı, ani ve farklı atmosfer basınç değişiklikleri, radyasyon ve elektrik şoku, hücre üzerinde geniş etkiler gösterir. Enfeksiyöz Etkenler: Bu grupta submikroskopik viruslardan, mikroskopik bakteri, riket- siya, fungus ve parazitlere kadar geniş bir mikroorganizma grubu bulunur. Mikrobiyolojik ajanlar olarak, salgıladıkları toksinler ve enzimlerle hücrenin metabolizmasını inhibe eder ve hücresel yapıları destrüksiyona uğratır. İmmunolojik Reaksiyonlar: Biyolojik etkenlere karşı vücudu koruyan immün sistem, bazı durumlarda immun reaksiyonlara neden olarak, hücre ve doku zedelenmesi meydana getirebilir. Yabancı proteinlere (antijen) karşı gelişen anaflaktik (allerjik) reaksiyon, önemli bir örnektir. Ayrıca bu grupta endojen antijenlerin sorumlu olduğu immunolojik reaksiyonlar söz konusu olabilir. Bunlar da “otoimmun hastalıklar” olarak sınıflanır. Radyasyon: Ultraviyole (noniyonize -güneş ışını) ışınlar hücrelere zarar vererek güneş yanıklarına neden olabilir. İyonize radyasyon hücrelerdeki moleküllere direkt etki yapıp, mo-lekül ve atomların iyonizasyonuna neden olarak veya hücre komponentleri ile etkileşen serbest radikal oluşumuna neden olarak hücrelere zarar verir. Genetik Defektler: Tek bir genin eksikliği veya yapısal bozukluğu, hastalığa neden olabi-lir. Doğuştan var olan metabolik depo hastalıkları ve bazı neoplastik hastalıklar gibi, bir çok hastalığın temelinde, genetik defektlerin rol oynadıkları bilinir. Beslenme Dengesizlikleri: Vücudun bazı aminoasitler, yağ asitleri, vitaminler gibi, orga-nik ve inorganik maddeleri besinlerle alması gerekir. Beslenme yetersizliğinde ortaya çıkan protein ve besin eksikliği, doku hasarlarına neden olabilir. Besinlerin eksikliği gibi, aşırılıkla-rında, ortaya çıkan şişmanlık ve atheroskleroz da morbidite ve mortaliteye zemin hazırlaya-rak, zarar verir. Obesite, tip 2 diyabetes mellitus riskini arttırır. Hayvansal yağ yönünden zen-gin olan gıdalar, atheroskleroz ve kanseri de içeren pekçok hastalığın oluşumundan sorumlu olabilir. Yaşlanma; hücre zedelenmesine neden olan diğer bir örnekdir. Yıllar geçtikçe hücrelerde çoğalma ve kendini onarma yeteneklerinde meydana gelen azalmalar ve buna bağlı ölümler oluşur. Hücre Zedelenmesinin Mekanizmaları Hücre zedelenmesine neden olan pek çok farklı yol vardır; fakat bunların hepsi öldürücü değildir. Bununla birlikte, herhangi bir zedelenmeden kaynaklanan, hücre ve doku değişiklik-lerine yol açan, biyokimyasal mekanizmalar oldukça karmaşıktır ve diğer intrasellüler olaylar ile sıkıca birbiri içine girmiştir. Bu nedenle, sebep ve sonuçları birbirinden ayırdetmek müm-kün olmayabilir. Bir hücrenin yapısal ve biyokimyasal komponentleri o kadar yakın ilişkide-dir ki, zedelenmenin başlangıç noktası önem taşımayabilir; fakat pek çok sekonder etki süratle oluşur. Yine de hücre zedelenmeleriyle ilgili bilinen pekçok özellik vardır. Örneğin siyanürle aerobik solunumun zehirlenmesi, intrasellüler osmotik dengenin korunması için elzem olan sodyum, potasyum ve ATP aktivitelerinde azalmalara neden olur. Bunlar korunamadığı za-man, hücre süratle şişer, rüptüre olur ve nekroza gider. Hücre hasarlarına neden olan, bazı zedeleyici ajanların patojenik mekanizmaları çok iyi ta-nımlanmıştır. Örneğin, siyanürle zehirlenmede mitokondriyada oksijen taşıyıcı bir enzim olan sitokrom oksidazın inaktive edilmesiyle, ATP’yi tüketerek, hipoksi yoluyla hasar meydana getirir, yani intrasellüler asfiksiye yol açar. Yine aynı şekilde anaerobik bazı bakteriler, fosfo-lipaz salgılayarak hücre membran fosfolipidlerini parçalayıp, hücre membranında direkt hasar meydana getirir. Hücre zedelenmesinin pekçok şeklinde, hücreyi ölüme götüren moleküler mekanizmalardaki bağlantıları anlamak bu kadar kolay değildir. Reversibl zedelenmenin neden olduğu hücresel bozukluklar onarılabilir ve zedeleyici etki hafifletilebilirse, hücre normale döner. Kalıcı veya şiddetli zedelenme, o bilinmeyen “dönüşü olmayan nokta” yı aşarsa irreversibl zedelenme ve hücre ölümü meydana gelir. İrreversibl zedelenme ve hücre ölümüne neden olan “dönüşü olmayan nokta”, hala yeterince anlaşılama-mıştır. Sonuç olarak; hücre ölümüne neden olan bilinen ortak bir son yol yoktur. Bütün bunla-ra rağmen, hücre ölümünü anlamak ve açıklayabilmek için, bir miktar genelleme yapılabilinir. İrreversibl hücre zedelenmesinin patogenezinde başlıca iki olay vardır. Mitokondrial disfonk-siyonun düzelmeyişi (oksidatif fosforilasyon ve buna bağlı ATP üretiminin yapılamaması) ve hücre membranındaki ağır hasardır. Bunu ispatlayan kanıtlar vardır. Lizozomal membran-lardaki zedelenme enzimatik erimeye neden olup, hücre nekrozunu ortaya çıkarır. Zedelenme İle İlgili Bazı Özellikler: -- Zedeleyici stimulusa hücresel yanıt, zedeleyicinin tipine, onun süresine ve şiddetine bağlı- dır. Bu nedenle düşük dozda toksinler veya iskeminin kısa sürmesi, reversibl (dönüşlü) hücre zedelenmelerine neden olur. Halbuki daha büyük toksin dozları veya daha uzun süreli iskemik aralar, irreversibl (dönüşsüz) zedelenme ile sonuçlanır ve hücre ölüme gider. -- Tüm stresler ve zararlı etkenler, hücrede ilk etkilerini moleküler düzeyde yapar. Hücre ölü- münden çok önce, hücresel fonksiyonlar kaybolur ve hücre ölümünün morfolojik değişiklikle- ri, çok daha sonra ortaya çıkar. Histokimyasal veya ultrastrüktürel teknikler, iskemik zedelen- medeki değişiklikleri birkaç dakika ile birkaç saat içinde görülebilir hale getirir. Örneğin, myokardial hücreler iskemiden 1, 2 dk sonra, nonkontraktil (kasılamama) olur. İskeminin 20- 30 dk’sına kadar, ölüm meydana gelmez. Ölümden sonraki değişikliklerin, ultrastrüktürel dü-zeyde değerlendirilmesi için, 2- 3 saat, ışık mikroskobu ile görülebilme düzeyine gelebilmele-ri için (örn. nekroz), 6- 12 saat geçmesi gerekir. Morfolojik değişikliklerin çıplak gözle görü-lebilir hale gelmesi, daha da uzun bir zaman alır. -- Zedeleyici stimulusun sonuçları; zedelenen hücre tipine, hücrenin uyum yeteneğine ve ge-netik yapısına bağlı olarak da farklılıklar gösterir. Örneğin, bacaktaki çizgili iskelet kası, 2- 3 saatlik iskemileri tolere edebilir. Fibroblastlar da dirençli hücrelerdir. Buna karşın kalb kası hücresi (myosit), yalnızca 20-30 dakikalık zaman içinde ölüme dayanabilir. Bu zaman, nöron- da 2- 3 dakikadır. -- Farklı zedeleyici etkenler, nekroz veya apoptoz şeklinde hücre ölümüne neden olur. ATP de kayıplar ve hücre zarı hasarları, nekrozla ilişkilidir. Apoptoz; aktif ve düzenli bir olaydır. Proğramlanmış bir hücre ölüm biçimidir ve burada ATP kayıpları yoktur. -- Hücre zedelenmesi hücre komponenetlerinden bir veya bir kaçında ortaya çıkan biyokimya-sal veya fonksiyonel bozukluklardan kaynaklanır. Zedeleyici stimulusun en önemli hedef nok-taları şunlardır: (a)Adenozin trifosfat (ATP) üretim yeri olan mitokondriler, (b)hücre ve organellerinin iyonik ve osmotik homeostazı için gerekli olan hücre membranı, (c)protein sentezi, (d)genetik apareyler (DNA iplikciğinin bütünlüğü) ve (e)hücre iskeleti çok önemlidir. Membran Permeabiltesindeki Defektler: Hücre membranı; iskemi, bazı bakteriyel tok-sinler, viral proteinler, kompleman komponentleri, sitolitik lenfositler veya birçok fiziksel- kimyasal etkenlerle direkt zarar görebilir. Ayrıca birçok biyokimyasal mekanizma, hücre membran hasarına etken olabilir. Kısaca gözden geçirelim. - Fosfolipid sentezinde azalma: Oksijendeki düşmeler ATP sentezinde azalmalara, ATP’nin azalması da fosfolipid sentezini düşürür. Fosfolipid kaybına bağlı olarak, membran hasarı meydana gelir. - Fosfolipid yıkımında artma: Hücre içi (sitozolik) kalsiyum artımı, fosfolipazları aktifleştirir. Bu da membran fosfolipidlerin parçalanmasını- yıkımını arttırır. - Lipid yıkım ürünlerinde artma: Fosfolipidlerin parçalanması, yıkılması, lipid yıkım ürünleri-ni arttırır. Bu ürünlerin birikimi, geçirgenliği bozarak zarar verir. - Reaktif oksijen türevleri (serbest radikaller): Hücre membranında lipid peroksidasyonuna neden olup, zarar verir. - Hücre iskelet anormallikleri: Hücre iskeleti iplikcikleri, hücre içini hücre zarına bağlayan ça-palar olarak görev yapar. Hücre içi kalsiyumun artması, proteazları aktifleştirerek hücre iske-leti proteinlerini parçalar, bu şekilde hücre zarını hasarlar. Hücre İskeleti: Sitoplazmik matriksde; mikrotübüller, ince aktin flamanlar, kalın flaman-lar ve değişik tiplerde ara flamanlardan oluşan, karmaşık bir ağ yapısı “hücre iskeleti” olarak tanımlanır. Bunlara ek olarak hücre iskeletinde, nonflamentös ve nonpolimerize proteinler de vardır. Bu yapısal proteinler sadece hücrenin şekil ve biçimini korumakla kalmaz, aynı za-manda hücre hareketinde de önemli bir rol oynar. Hücre iskelet bozuklukların da; hücre hare-keti ve intrasellüler organel hareketleri gibi, hücrelerde fonksiyon defektleri görülür. Ayrıca hücrenin fagositoz yetenekleri de kaybolur. Bunlar lökosit gibi özel hücreler ise, lökosit göçü ve fagositoz yeteneklerinde kayıplar ortaya çıkar. Mitokondriyal Zedelenme: Memeli hücrelerinin tümü, temelde oksidatif metabolizmaya bağlı olduğundan mitokondriyal bütünlük hücre yaşamı için, çok önemlidir. Mitokondri hüc-renin “enerji santralı” olarak bilinir. ATP hücredeki bütün intrasellüler metabolik reaksiyonlar için, gereken enerjiyi sağlar. Mitokondrilerde üretilen ATP deki enerji, hücrelerin yaşamı için elzemdir. Yine bu mitokondriler, hücre zedelenmesi ve ölümünde de çok önemli bir rol oynar. Mitokondriler sitozolik (hücre içi) kalsiyumun artmasıyla, serbest radikallerle (aktif oksijen türevleri), oksijen yokluğunda ve toksinlerle zedelenebilir. Mitokondriyal zedelenmenin iki ana sonucu vardır: 1)Oksidatif fosforilasyonun durmasıyla ATP nin progresif olarak düşmesi, hücre ölümüne götürür. 2)Aynı zamanda mitokondriler bir grup protein içerir. Bunlar içinde apoptotik yolu harekete geçiren protein (sitokrom c) de bulunur. Bu protein, mitokondride enerji üretimi ve hücrenin yaşamı için, önemli bir görev yapar. Eğer mitokondri dışına sitozo-le sızarsa, apoptozisle ölüme neden olur. Bazı nonletal patolojik durumlarda mitokondriaların sayılarında, boyutlarında, şekil ve fonksiyonlarında çeşitli değişiklikler olabilir. Örneğin hücresel hipertrofide, hücre içindeki mitokondri sayısında artma vardır. Buna karşın atrofide, mitokondri sayısında azalma görülür. ATP Tüketimi: Hücrelerin enerji deposu olarak bilinen ATP, adenozin difosfat (ADP) ve 1 fosfat (P1) ile mitokondride -üretilir- sentezlenir. Bu işlem oksidatif fosforilasyon olarak tanımlanır. Ayrıca oksijen yokluğunda glikolitik yol ile glukozu kullanarak ATP üretilebilir (anaerobik glikolizis). ATP, hücre içindeki tüm sentez ve parçalama işlemlerinde gereklidir. ATP, hücresel osmolaritenin korunması, membran geçirgenliği, protein sentezi ve temel metabolik işlevler gibi, hemen her olayda çok önemlidir. ATP kayıplarının başlıca nedenleri; iskemiye bağlı oksijen kayıpları ve besin alımında azalma, mitokondri hasarı ve siyanür gibi, bazı toksinlerin etkileri sayılabilir. Kalsiyum Dengesindeki Değişmeler: İskemi ve belli bazı toksinler, belirgin bir şekilde hücre dışı kalsiyumun plasma membranını geçerek hücre içi akışına yol açar. Bunu, hücre içi depolardan ( mitokondri, endoplazmik retikulum) kalsiyumun açığa çıkması izler. Bu hücre içi artan kalsiyum, sitoplazmada bulunana bazı enzimleri aktifleştirir. (1)Fosfolipazları aktive ederek, fosfolipid yıkımına neden olur. Fosfolipid azalması ve lipid yıkım ürünlerinin de açı-ğa çıkmasına neden olur. Bu katabolik (yıkım) ürünler, hücre membran zedelenmesine neden olur. (2)Proteazlarıx (protein parçalayan enzim) aktive ederek, hem membran hem hücre iske-leti proteinlerinin parçalanmasına neden olur. hücre iskeletinin hücre membranından ayrılma-sına ve böylelikle, membranda yırtılmalara neden olur. (3)Adenozin trifosfatazlara (ATPas) etki ederek adenozin trifosfat (ATP) azalmasını hızlandırır. (4)Endonükleazları aktive eder, DNA ve kromatin parçalanmasından sorumludur. Sonuç olarak intrasellüler kalsiyumun art-ması, hücrede bir dizi zedeleyici etki yaparak, hücre ölümüne sebebiyet veren en önemli et-kendir. Hücre Zedelenmesinde Serbest Radikallerin Rolü Hücre zedelenmesinde önemli mekanizmalardan birisi de, aktive edilmiş (reaktif) oksijen ürünlerine (serbest radikaller) bağlı zedelenmedir. Hücre membranına ve hücrenin diğer elemanlarına zarar verir. Serbest radikallerin sebep olduğu hasarlar; iskemi-reperfüzyon hasarıx, kimyasal (hava kir-liliği, sigara dumanı, bitki ilaçları gibi çevresel faktörler) ve radyasyon zedelenmesi, oksijenin ve diğer gazların toksisitesi, hücresel yaşlanma, savunma sisteminin fagositik hücrelerce mikropların öldürülmesi, iltihabi hücrelerin oluşturduğu hücre hasarı ve makrofajlarca yapılan tümör hücrelerinin destrüksiyonu şeklinde sıralanır. Serbest radikallerin hücrelerde yaptığı hasarlar: a)Lipidlerin peroksidasyonuna neden olarak hücre membran hasarı yapar. b)Protein hasarı yaparak, iyon (Na/K) pompası dengesini bozar. c)DNA yı haraplayarak, yetersiz prote- in sentezine neden olur. d)Mitokondrial hasar yaparak, ATP yokluğuna neden olup etkisini gösterir. Oksijen yaşamsal olarak çok gerekli bir molekül olmasına karşın, oksijenin aşırı miktarlar- da bulunduğu durumlar veya çeşitli kimyasal ajanlarla oluşturdukları oksidasyon reaksiyonları ile ortaya çıkan serbest oksijen radikallerinin, hücreye zarar verme riski vardır. Bunlar oksijen zararına örnektir. Paslanmanın bilimsel adı, oksitlenmedir. Vücudumuzdaki hücreler de oksit- lenir ve yaşlanır. Serbest radikallerin (bunlar oksidan moleküller, oksitleyiciler olarak da bili- nir) yıkımına karşı, hücrelerde harabiyeti önleyen, sınırlayan veya onaran gibi, pek çok koru- yucu mekanizma vardır. Bunlara “serbest radikal savaşcıları” (antioksidanlar- oksitlenmeyi önleyiciler) adı verilir. Bunları enzimatik ve nonenzimatik olarak iki ana grupta inceleyebili- riz. Bunların dışında serbest radikallerin, stabil olmadıklarından spontanöz (kendiliğinden) bozulmaları da söz konusudur. Enzimatik Antioksidanlar: Hücrede oluşan serbest radikallerin yok edilmeleri bir dizi enzi-matik olay ile gerçekleşir. Antioksidan enzimlerle yapılan savunmanın önemli bir bölümünü; süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz ve katalaz oluşturur. Süperoksit radikali, süperoksit dismutasyonla; hidrojen peroksit ise, katalaz ve glutatyon peroksidaz enzimleri ile nötralize edilir. Hidrojen peroksitin parçalanmasında katalaz direkt etkilidir. Nonenzimatik Antioksidanlar: Bu savunma başlıca endogenös ve ekzogenös antioksidanlar tarafından sağlanır. Ekzogenöse örnek; vitamin E (tokoferoller), vitamin C (askorbik asid), beta karoten (A vitaminin yapı taşı) gibi vitaminlerdir. Ekstrasellüler antioksidan olarak serü-loplasmin sayılabilir. Vitamin C ve E’nin vücudu serbest radikallerin yıkıcı etkilerinden koru-duğu düşünülür. Bu antioksidanlar serbest radikallere kendi elektronlarından birini verip, elektron çalma reaksiyonunu sonlandırmasıyla nötralize eder. Antioksidan besinler elektron vermekle, kendileri serbest radikallere dönüşmez; çünki her iki şekilde de stabildir. Bunlar çöpcüler gibi hareket ederek hastalık oluşmasına neden olacak, hücre ve doku hasarlarını ön-ler. Antioksidan besinlere diğer örnekler; eser miktardaki mineraller bakır, çinko ve selen-yumdur. Bu mineraller bazı antioksidan enzimlerin gerekli komponentleri olduğundan, anti-oksidan görevi görür. Kimyasal (Toksik) Zedelenme: Kimyasal maddeler iki mekanizmadan birisiyle hücre zedelenmesine neden olur. (1)Bazı kimyasal maddeler, moleküler komponentlerle veya hüc-resel organellerle direkt birleşerek etki eder. Birçok antineoplastik kemoterapotik ajanlar, doğrudan sitotoksik etkileriyle hücre hasarlarına neden olur. (2)Diğer mekanizmada ise, bazı kimyasal maddeler, biyolojik olarak aktif değilken, toksik metabolitlere dönüştükten sonra, aktif olur ve hedef hücrelerde etkilerini gösterir. Burada indirekt etki söz konusudur. Bu tip değişme genellikle karaciğer hücrelerinde oluşur. x Kan akımının kesilmesiyle (iskemi) eğer hücreler reversibl olarak zedelenirse, kan akımının yeniden düzelme-siyle hücrelerde iyileşme görülür; fakat bazı durumlarda iskemiye uğramış bir dokuda, kan akımının yeniden sağlanmasına (reperfüzyon) rağmen, zedelenme giderek daha da kötüleşir. Buna “iskemi- reperfüzyon hasarı” (reperfüzyon nekrozu) adı verilir. Klinik olarak çok önemli olan, kalb ve beyin enfarktüslerindeki doku hasarla-rında bu şekilde bir zedelenmenin bariz katkısı vardır. Bu olayın nedeni, bölgede serbest radikallerin miktarının artması olabilir; çünki bu toksik oksijen ürünleri, reperfüzyon anında iskemik alana gelen lökositler tarafından bol miktarda ortama salınmıştır. İskemiye uğramış dokuda reperfüzyon oluşmasa bile, sonuçta bu bölgede letal iskemik hücre hasarı yine meydana gelecektir; fakat hasar, bu sefer serbest radikallerle değil, iskemik zedelen-me, hipoksi (oksijen yetersizliği) nedeniyle ortaya çıkacaktır. Serbest Radikaller: Serbest radikaller (oksidan ürünler) ile antioksidan etkileşimini anlamak için, ilk önce hücreler ve moleküller hakkında biraz bilgi sahibi olmak gerekir. İşte bu nedenle burada lise kimyasına kısaca bir göz atalım. İnsan vücudu pekçok farklı tip hücreden oluşmuştur. Hücreler de birçok değişik tip moleküllerden oluşmuştur. Mole- küller, bir veya daha fazla atomlardan, bir veya daha fazla elementlerin kimyasal bağlarla birleşmesinden mey-dana gelmiştir. Atomlar; tek bir nüve (çekirdek), nöronlar, protonlar ve elektronlanlardan oluşur. Atom çekirde- ğindeki protonların (pozitif yüklü parçacıklar) sayısı, atomu çevreleyen elektronların (negatif yüklü parçacıklar) sayısını belirler. Elektronlar kimyasal reaksiyonlarla ilgilidir ve molekül oluşturmak için, atomları birbirine bağ-layan maddedir. Elektronlar atomu yörünge biçiminde bir veya birkaç kat kabuk şeklinde çevreler. En içteki ka-buk iki elektrona sahip olduğunda dolar. İlk kabuk dolduğu zaman, elektronlar ikinci kabuğu doldurmaya başlar. Bir atomun kimyasal davranışını belirleyecek en önemli yapısal özellik, dış kabuktaki elektron sayısıdır. Dış ka-buğu tamamen dolu olan bir madde, kimyasal reaksiyonlara girme eğiliminde değildir, stabildir (hareketsiz). Atomlar maksimum stabiliteye ulaşmak için, dış kabuğunu dolu hale getirmeye çalışırlar. Atomlar genellikle di-ğer atomlarla elektronlarını paylaşarak dış kabuklarını doldurmaya çalışır. Serbest radikaller dış yörüngede eşleş-memiş (çiftlenmemiş) tek bir elektronu bulunan kimyasal moleküllerdir. Bu özellikleri nedeniyle son derece değişken- dengesiz yapıda olduğundan, kolayca inorganik ve organik kimyasallarla reaksiyona girer. Bunlar hem organik hem de inorganik moleküller halinde bulunur. Diğer bileşiklerle süratle reaksiyona girerek, stabilite kazanmak için, gerekli elektronu kazanmaya çalışır. İşte serbest radikaller en yakın stabil moleküle saldırarak o moleküllün elektronunu çalarak zararlı etkisini gösterir. Serbest radikal tarafından saldırılan molekül, elektro-nunu kaybedip serbest radikale dönüşür. Süreç bir kez başlayınca ardışık zincirleme olaylar, canlı hücrenin yaşa-mının bozulmasıyla sonuçlanır. Hücrelerde oluştuğu zaman, hücresel proteinler ve lipidler olduğu kadar nükleik asidlerle de süratle etkileşek onları parçalar. Buna ek olarak serbest radikaller otokatalitik reaksiyonları başlatır. Serbest radikallerle reaksiyona giren moleküller, yeni serbest reaksiyonlara dönüşerek zincirleme hasarlara yol açar. Hücre içinde pekçok reaksiyon, serbest radikallerin oluşumundan sorumludur. Çeşitli reaksiyonlar sonucu bunlar ortaya çıkar. Bunlar aşağıda özetlenmiştir. 1- Hücre içi metabolik olaylar sırasında oluşan redüksiyon- oksidasyon (redoks) reaksiyonlarında görülür. Bu olaylarda; süperoksit radikali (O2-), hidrojen peroksitx (H2O2) ve hidroksil radikali (OH) gibi, önemli serbest radikaller oluşur. Hücre içinde oluştuğunda süratle çeşitli membran molekülleri olduğu kadar, proteinleri ve nük-leik asidleri (DNA) de parçalayarak hasar verir. Böyle DNA hasarları; hücre ölümünde, yaşlanmada ve malig-niteye dönüşümde söz konusudur. Normal koşullarda bu serbest radikaller, antioksidanlarla yok edilebilir. Eğer antioksidanlar yoksa veya serbest radikal üretimi çok artarsa, hücrelerde hasar kaçınılmaz olacaktır. 2- Radyasyon enerjisinin (ultraviyole ışık, X- ışınları) absorbsiyonunda iyonize radyasyonun etkisiyle hücre içindeki su hidrolize olur. Suyun bu radyolizisi sonucu hidroksil (OH) ve hidrojen (H) serbest radikalleri ortaya çıkar. 3- Demir ve bakır gibi değişimli metaller, bazı hücre içi reaksiyonlarda elektron alıp verme özellikleri nede-niyle serbest radikaller ortaya çıkar. 4- Ekzogenös (dış kaynaklı) kimyasal maddelerin enzimatik metabolizması sonucu karbon tetraklorid (CCl4) den, karbon tetraklorür (CCl3) serbest radikali oluşur. 5- Nitrik oksit (NO), endotel hücreleri ve makrofaj gibi, bazı tip hücreler tarafından sentez edilen, serbest radikal gibi davranan önemli bir kimyasal medyatördür. Nitrik oksit oksijenle reaksiyona girdiğinde, NO2 ve NO3 gibi, diğer serbest radikalleri de oluşturur. x Hidrojen peroksit (H2O2), kendisi serbest radikal değildir, bu nedenle reaktif oksijen türevi olarak adlandırılır. STRESE KARŞI HÜCRESEL ADAPTASYON Normal bir hücre, değişen çevre şartlarına göre, yapı ve fonksiyonunu (işlevini) belirli ölçülerde değiştirerek yaşamını devam ettiren bir mikro evrendir. Bu oluşum, stresler çok ciddi olmadığı sürece, kendini koruma eğilimindedir. Eğer hücre, aşırı fizyolojik strese veya bazı patolojik stimulasyonlara (uyarılara) maruz kalırsa, stresin devam etmesine rağmen, adaptasyon (uyum) göstererek sağlığını korur. Hücresel adaptasyon, normal hücre ile zedelen- miş hücre arasında kalan bir durumdur. Hücresel adaptasyonlar başlıca atrofi, hipertrofi, hiperplazi ve metaplazidir. Hücre adaptif gücü aşıldığında veya hiç adaptif yanıt sağlanamadı- ğında hücre zedelenmesi ortaya çıkar. Hücre zedelenmesi bir noktaya kadar reversibldir (geri dönüşlü); fakat ciddi veya kalıcı streslerle irreversibl (geri dönüşsüz) hale gelir ve hücre so-nuçta ölüme gider. İrreversibl zedelenme, hücre ölümüne yol açan, kalıcı patolojik değişiklik- leri. ifade eder. Reversibl hasardan, irreversibl hasara ne zaman geçtiği kesin olarak bilinme- mektedir. Bu bölümde özellikle patolojik olaylarda, hücre büyüme ve farklılaşmasıyla (diferansiyas-yon) ortaya çıkan adaptif değişikliklere değineceğiz. Bunlar; atrofi (hücre boyutunun küçül-mesi), hipertrofi (hücre boyutunun büyümesi), hiperplazi (hücre sayısının artması) ve meta-plaziyi (hücre tipindeki değişiklik) içermektedir. Ayrıca displazi (hücrelerde şekil bozukluğu) hipoplazi, atrezi, agenezis ve aplazinin anlamlarını açıklayacağız. Atrofi: Hücrenin madde kaybına bağlı olarak hacmının küçülmesi “atrofi” olarak bilinir. Atrofi, adaptif yanıtın bir şeklidir. Yeterli sayıda hücre etkilendiğinde, tüm doku veya organ hacmında küçülme olur ve organ atrofik şekle dönüşür. Gerçi atrofik hücrelerde fonksiyon azalmıştır ama bu hücreler ölü değildir. Atrofik hücre daha az mitokondria, myoflament ve endoplazmik retikulum içerir. Birçok durumda atrofiye, artmış bir otofaji (kendini yiyen) eşlik eder. Atrofinin nedenleri şunlardır: (1)İnaktivite atrofisi; iş yükünün azalması söz konusudur. Çalışmayan, fonksiyon görmeyen organ veya doku atrofiye uğrar. Uzun süre alçıda kalan ekstremitelerde kas atrofisi görülebilir. Felçlilerde, felçli taraf kaslarında inaktivite nedeniyle atrofi olur. (2)İnnervasyon (sinir uyarı) kaybı; poliomyelitisde olduğu gibi, innervasyon kay-bına bağlı meydana gelen paralizilerde söz konusu kas dokularında atrofiler görülür. Burada da fonksiyon kaybı söz konusudur. (3)Kanlanmanın azalması, (4)yetersiz beslenme, (5)endo-krin stimülasyon (uyarı) kaybı; menoposda hormon kayıpları örnek verilebilir ve (6)yaşlan-maya bağlı atrofiler meydana gelir. İleri yaşlardaki kişilerin beyinlerinde görülen atrofilere “senil atrofi” denir. Senil atrofi ve menoposda hormon stimülasyon kayıpları, fizyolojik atro-fiye örnektir. Patolojik atrofiye, innervasyon kaybı örnek verilebilir. Hipertrofi: Hipertrofi, hücrelerin hacımlarının artmasını tarif eder ve böyle bir değişiklik- te organın hacmı da büyüyecektir. Bu nedenle hipertrofiye organda yeni hücreler yoktur, yal- nızca büyük ve iri hücreler vardır. Hücre hacmının artımı, sıvı alımının artımı ile ilgili değil- dir. Sıvı alımıyla ilgili olanı, hücre şişmesi veya ödem olarak adlandırılır; fakat hipertrofide daha çok ultrastrüktürel komponentlerin (proteinler ve organeller) sentezinde bir artım söz konusudur. Hipertrofi, fizyolojik veya patolojik olabilir ve organdaki fonksiyonel artım veya spesifik hormonal stimülasyon, bunun oluşmasına neden olabilir. Gebelik anında, uterusun büyümesi, fizyolojik bir olaydır. Uterus düz kas hücrelerinde oluşan artım, hem hipertrofi ve hem de hiperplazi nedeniyledir. Patolojik hücresel hipertrofiye örnek, hipertansiyon veya aortik valvül hastalığı sonucu ortaya çıkan kardiyak büyüme gösterilebilir. Her bir myokard lifi hipertrofiye olarak, hücre büyümesi ve hacım artışı göstererek, bu artan yüke karşı, kalbin daha fazla bir güç ile pompalamasını sağlar. Kas kitlesinin büyümesi, bir sınıra ulaştıktan sonra, artan yükü kompanse edemez ve kalb yetmezliği ortaya çıkar. Bu safhada myokardiyal liflerde bir dizi dejeneratif değişiklikler ve hücre ölümü ortaya çıkar. Kalb ve iskelet kasında-ki çizgili kas hücreleri, en fazla hipertrofi gösterebilme yeteneğinde olan hücrelerdir. Belki de bu, hücrelerin artan metabolik gereksinimlere mitotik bölünme ve yeni hücre şekillenmesiyle 8 yanıt veremediğindendir. Hipertrofinin kesin mekanizması ne olursa olsun, Bunların en önem-lisi myofibriler kontraktif elemanlarının erimesi ve kaybıdır. Hiperplazi: Hiperplazi, bir doku veya organda hücre sayısındaki artışı belirtir ve böylelik- le volüm olarak da artış vardır. Hücreler, fonksiyonel gereksinim artmasına bir yanıt olarak nasıl hipertrofiye olursa, aynı şekilde stress altında kalınca veya stimüle edilince, mitotik bölünerek çoğalırlar. Bu şekilde organ veya dokuda hücre sayısının artmasına “hiperplazi” adı verilir. Hücre sayısı artması ile, organ veya dokunun büyümesi söz konusudur. Hiperplazi gösteren hücrelerin fonksiyonlarında artma olur. Özellikle bu, iç salgı gudde hücrelerinde belirgindir. Vücuttaki her hücre tipinin hiperplazik kapasitesi yoktur. Örnek; kalb ve iskelet kası ile sinir hücreleridir. Epidermis, intestinal epitel, hepatositler, fibroblastlar ve kemik iliği hücreleri hiperplaziye uğrar. Hiperplazi; fizyolojik ve patolojik olarak ikiye bölünebilir. Fizyolojik Hiperplazi: Fizyolojik hiperplazi de ikiye ayrılır. (1)Hormonal hiperplazi; en iyi örnek puberte (ergenlik) ve gebelikte; meme glandüler epitel proliferasyonu ve ayrıca gebelikte uterusda kas hücrelerinde hiperplazi ve hipertrofi görülür. Menstrüel siklusdaki “proliferatif faz” (endometrial proliferasyon) fizyolojik bir hiperplazidir. (2)Kompensatuvar hiperplazi; parsiyel hepatotektomi yaparak, karaciğer dokusunun bir parçasının çıkarılmasın-dan sonra, karaciğerin rejenerasyon kapasitesi ile yeni karaciğer hücreleri yapılır. Patolojik Hiperplazi: Patolojik hiperplazinin pek çok şeklinde, aşırı hormonal veya büyü-me faktörü stimülasyonu vardır. Normal menstrüel perioddan sonra, endometrial doku gudde-lerinde aşırı proliferasyon görülür. Bu endometrial proliferasyon esasda fizyolojik bir hiper-plazidir; fakat hormonal dengelerin bozulduğu bazı durumlarda (östrojen ve progesteron ara-sındaki balans) östrojenin artması durumunda, endometrium guddelerinde aşırı bir hücre artı-mı ortaya çıkar. Bu endometrial hiperplazi sonrası, kanser sürpriz olmamalıdır; çünki endo-metrial hiperplazilerde kanser riski vardır. Ayrıca, endometrial hiperplazi, anormal menstrüel kanamaların başlıca nedenidir. Prostat kanseri tedavisi için, östrojen hormonu verildiğinde veya karaciğer sirozunda oldu-ğu gibi, östrojenin inaktivite edilemediği durumlarda, hastalarda hiperöstrinizm (östrojen fazlalığı) ortaya çıkar. Bu gibi, erkek hastaların memelerinde büyümeler (jinekomasti) meyda- na gelir. Kanın kalsiyum düzeyindeki uzun süreli düşmeler, paratiroid salgılıklar üzerine uyarıcı etki yapar, paratiroid hiperplazisi (sekonder hiperparatiroidizm) saptanır. ACTH veril- mesi sonucu, sürrenal korteks hiperplazisi gelişir (Cushing sendromu)x. Patolojik hiperplaziye örnek olarak iltihabi iritasyon ve enfeksiyon hiperplazisini göstere- biliriz. Kötü yapılmış bir protez, alttaki dokuda epitel ve bağ dokusu olmak üzere hücre proli- ferasyonlarına neden olur. Bunlara “iltihapsal fibröz hiperplazi” denir. Protez vuruğu hiper- plazisi veya epulis fissuratum olarak adlandırılır. Hiperplazi, yara iyileşmesindeki bağ dokusu hücrelerinin verdiği önemli bir yanıt olabilir. Prolifere olan fibroblast ve kan damarı hücreleri bir onarım işlemine yol açarak bir granulasyon dokusunu oluşturur. Bu hücreler, fibroblast ve endotel hücreleri, büyüme faktörlerinin stimülasyonu (uyarısı) ile prolifere olarak hiperplazi- ye neden olur. Büyüme faktörlerinin stimülasyonu, keza human papilloma virus gibi bazı viral enfeksiyonlarda da hiperplazilere neden olarak karşımıza çıkabilir. Bu tür lezyonlara örnek, deride görülen bildiğimiz deri siğilleridir (verruka vulgaris). Gerçi hipertrofi ve hiperplazi tanımlamada iki farklı olaylarsa da, aynı mekanizma tarafından başlatılır ve pek çok durumda beraber oluşur. x Cushing Sendromu : Adrenokortikal hiperfonksiyonu, Cushing sendromuna neden olur. Bu fazlalığın nedenleri (1)adrenal bezinde (salgılığında) hiperplazi, (2)adenoma veya karsinoma gibi, tümörler (3)hastanın ağızdan uzun süre kortizon alması ve (4)hipofiz hiperfonksiyonu (ACTH hipersekresyonu) dur. Bütün bunlar, adrenal salgılığına aşırı salgı yaptırır. Klinik olarak, Buffalo tipi şişmanlık, düşük omuz, kalın boyun, aydede yüz hastalığın özelliğidir. Karın derisinde çizgilenme, akne, osteoporoz, hipertansiyon görülür. Kadınlarda hirsutizm (kıllanma) amenore ve mental bozukluk, diğer özelliklerdir. Metaplazi: Metaplazi adült (matür= erişkin) bir hücre tipinin (epitelyal veya mezanşimal) yerini, diğer bir adült hücrenin alması şeklinde olan reversibl bir değişikliktir. Olumsuz çevre koşullarına karşı dayanabilmek için, strese duyarlı hücrelerin daha dirençli hücre tipine dönü-şerek gösterdiği adaptif cevaptır. Bu tür adaptif metaplaziye en güzel örnek, “skuamoz meta-plazi” dir. Sigara (içme gibi, kötü) alışkanlığı olan kişilerde solunum yollarındaki (trakea ve bronş epiteli) silli- silendirik epitel yerini, stratifiye skuamoz epitel hücrelerinin almasıdır. Tükrük salgılığı kanalı ve safra kesesi kanalı taşlarının varlığında olan kronik iritasyon, bura-lardaki sekretuvar silendrik epitelin yerini nonfonksiyonel stratifiye skuamoz epitel alabilir. A vitamini yetersizliği de, solunum yolu epitelini skuamoz metaplaziye uğratır. “Müköz meta-plazi” kronik bronşitte psödostratifiye silli solunum yolu epiteli, mukus salgılayan basit silen-dirik epitele dönüşebilir. Metaplazi mekanizması, adaptif bir yanıt olarak, mezankim hücrele-rinde de oluşur. Fibroblastlar kemik ve kıkırdak yapan osteoblast veya kondroblastlara dönü-şebilir. Örneğin; osteoid ve kemik dokusu yumuşak dokuda özellikle zedelenme alanında nadiren oluşur, buna “osseöz metaplazi” denir. Hipoplazi: Özel yapısı aynı kalmakla beraber, normal boyutuna ulaşamayan organlar için kullanılan bir terimdir. Bu bir eksik gelişmedir. Organın görünümü normal, fakat hacım bakı- mından küçüktür. Beyinin tam gelişemeyerek küçük kalmasına “mikrosefali” adı verilir, bu hipoplaziye bir örnektir. Gelişmesini tamamlamamış ve küçük kalmış bir diş, hipoplazik diş olarak adlandırılır. Aplazi: Tam gelişememiş bir organı tarif eder. Bir organın çok küçük ve biçimsiz olması durumudur. Bir taraftaki böbreğin taslak halinde bulunmasıdır. Agenezi: Bir organ veya dokunun konjenital bir bozukluk nedeniyle taslak halinde bile bulunmamasına “agenezis” denir. Bir organa ait doku kalıntılarının olmaması durumudur. Dental agenez olarak, çok nadir de olsa rastladığımız lateral veya üçüncü molar dişlerdeki hiç gelişememe örnekleri vardır. Atrezi: Barsak karaciğer ve safra kanalı gibi, duktal veya lümenli organların kanal açıklı-ğının olmamasıdır. REVERSİBL VE İRREVERSİBL HÜCRE ZEDELENMESİNDE IŞIK MİKROSKOBİK DEĞİŞİKLİKLER Klasik patolojide öldürücü olmayan (nonletal) zedelenme sonucu ortaya çıkan morfolojik (yapısal- biçimsel) değişikliklere “dejenerasyon (yozlaşma)” olarak söz edilirdi; fakat bugün bunlara daha basit olarak, reversibl (geri dönüşlü) değişiklik adı verilmektedir. İki ana mor-folojik değişiklik şeklinde karşımıza çıkar: (1)Hücresel şişme ve (2)yağlanma. Hücresel Şişme: Hücre içi sıvı ve iyon dengesinin bozulduğunda görülür. Hidropik de-ğişme veya vakuoler dejenerasyon olarak da adlandırılan hücresel şişme, hücrede hemen her tip hasarın ilk göstergesi ekstrasellüler suyun, hücre içine geçmesi neticesi olan hücredeki büyüme “hücresel şişme” olarak bilinir. Hücre şişmesi, reversibl bir olaydır ve hafif hasarın (zedelenmenin) işaretidir. Makroskopik olarak hücresel şişmede organlar büyümüştür; sert ve soluk görünümlü olup, ağırlıkları artmıştır. Mikroskopik olarak hücre sitoplasması bulanık, nükleus (nüve= çekirdek) ise soluk görünümlüdür. Yağlı Değişme (Yağlanma- Steatozis): Yağlı değişme parankimal hücrelerde anormal yağ (trigliseritler, kolesterol ve kolesterol esterleri) birikimini belirtir. Yağlanma ise, daha az görülen bir reaksiyondur. Hücre içindeki küçük ve büyük vakuoller, hücrede lipid artışını gösterir. Yağlı değişme öldürücü olmayan (reversibl) zedelenmenin belirtisidir; fakat etken ortadan kaldırılmazsa, bazen öldürücü olabilir. Yağ metabolizmasının ana organı olması nede-niyle yağlı değişme, en sık karaciğer dokusunda görülür; fakat kalb, böbrek, kas ve diğer organlarda da oluşabilir. Karaciğerdeki yağlı değişmenin en önemli nedeni, alkol bağımlılığı-dır. Alkol bir hepatotoksiktir. Yağlı karaciğer daha sonra, siroz olarak adlandırılan ilerleyici karaciğer fibrozisine yol açabilir. Yağlı karaciğere neden olan diğer etkenler; obesite, toksin-ler, protein malnutrisyonu, diyabetes mellitus ve anoksidir. İskemik ve Hipoksik Zedelenme İskemi veya dokudaki kan akımı azalması, klinik tıpta hücre zedelenmesinin en yaygın görülen nedenidir. Hipoksinin ilk etkilediği yer, hücrenin solunum merkezidir (aerobik solu-numu) ki burası, mitokondrilerdeki oksidatif fosforilasyonun olduğu yerdir. Oksijen basıncı düştükçe ATP nin hücre içi yapımı, bariz bir şekilde azalır ve durur. ATP kaybı, hücrede genel olarak bir çok sistemi etkiler. Hücre dışı kalsiyumun, hücre içi girişine neden olur. Hipoksi ve ATP azalmasının en erken sonuçlarından birisi, hücresel şişmedir (hücresel ödem). Protein normalde hücre içinde daha fazla olduğu için, hücre içi osmotik kolloidal basınç yük-sektir. Diğer taraftan sodyum (Na) ve diğer bazı iyonların konsantrasyonu dış ortama göre, hücre içinde daha düşüktür. İntrasellüler sodyumun azlığı, hücre membranında ATP enerjisine dayanan “sodyum pompası” ile sağlanır. Potasyum (K) konsantrasyonu ise, dış ortama göre hücre içinde daha yüksektir. ATP azalmasıyla bu sistem bozulur. Potasyum dışarı çıkmaya, sodyum hücre içine girmeye başlar. Sodyum ile birlikte hücre içine su girişi olur. Sonuçta iç ve dış ortam dengeye vardığında, hücre içinde normalden çok fazla su bulunacaktır ve hücre şişecektir. Hücresel Yaşlanma: Bu deyim; hemen daima subletal (reversibl) zedelenmenin progresif (ilerleyici) birikimleri, hücresel fonksiyonla uyum içinde davranır ve hücre ölümüne yol açabilir veya en azından hücrenin bir zedelenmeye karşı verdiği yanıt kapasitesindeki azalma- yı anlatır. Yaş ile pekçok hücre fonksiyonu progresif olarak azalır. Mitokondrial oksidatif Fosforilasyon (aerobik solunum), strüktürel, enzimatik ve reseptör proteinlerinin sentezindeki gibi, giderek azalır. Yaşlanan hücrelerde besin alımlarında ve kromozomal hasarların onarı-mında belirgin azalmalar görülür. Yaşlı hücrelerin ultrastrüktürel yapılarında da morfolojik değişiklikler gözlenir. Şekil bozukluğu gösteren nüveler, pleomorfik vaküollü mitokondriler, endoplazmik retikulumda azalma ve lipofussin pigment birikimi vardır. Hücresel yaşlanmada serbest radikal hasarı, önemli hipotezlerden birisidir. İyonizan radyasyon olarak tekrarlayan çevresel etkilenme, antioksidan savunma mekanizmalarının (örn vitamin E, glutatyon peroksi- daz) progresif bir şekilde azalması veya her ikisi birden beraberce etki ederek serbest radikal hasarı oluşturur. Lipofussin birikimi yaşlanmış hücrelerde bu tür hasarın açıklayıcı bir göster- gesidir; fakat pigmentin kendisinin hücreye toksik olduğuna dair deliller yoktur. Serbest radi- kaller mitokondrial ve nükleer DNA hasarını harekete geçirebilir. Zedelenmeye Karşı Hücre İçi Yanıtlar Lizozomal Katabolizma (Parçalama): Primer lizozomlar esas fonksiyonu sitoplazma içi sindirim olan, çok sayıda ve çeşitte sindirici (hidrolitik) enzim içeren, membranla çevrili vezi- küllerdir. Her hücrede bulunursa da özellikle fagositik aktivite gösteren hücrelerde (makrofaj, lökosit) bol miktarda bulunur. Bugüne kadar 50’den fazla hidrolitik (parçalayıcı) enzim tanımlanmıştır. Lizozomal örneklerden bazıları; asid hidrolaz (organik materyale örn. Bakteri-ye karşı rol oynar), lizozim (lökositlerde olduğu kadar makrofajlarda da bulunur. Mikroorga-nizmaların hidrolizinde rol oynar), proteaz (proteinlerin parçalanmasına neden olur; elastin, kollagen ve bazal membranda bulunan proteini yıkar) ve diğerleri asit fosfataz, glukoronidaz, sülfataz, ribonükleaz, deoksiribonükleaz, elastaz, kollagenaz ve lipaz’dır. Lizozomlar tarafın-dan parçalanma şu iki yoldan birisiyle oluşur. Otofaji: Hücrenin kendi içeriğinin (komponentler), yine hücrenin kendi lizozomları tara-fından sindirilmesidir. Kendini yeme anlamındadır. Pekçok durumda mitokondri ve endoplaz-mik retikulum gibi, hücre organalleri zedelenmeye maruz kalırsa hücre normal fonksiyonları-nı koruyabilmek için, bunları yok edebilmelidir. Zedelenmiş veya yaşlanmış organellerin belli bir düzen içinde yok edilmesi bir hücresel yenilenmedir. Ayrıca besinsiz kalan hücrenin kendi öz içeriğini yemek suretiyle kendi yaşamını sürdürmesi olayıdır. Otofaji, özellikle atrofiye giden hücrelerde belirgindir. Heterofaji: Bir hücrenin özellikle makrofajın, dış ortamdan hücre içine aldıkları maddeleri sindirmesi olayına, heterofaji denir ve otofajinin karşıtıdır. Bir materyalin dış çevreden alın-ması olayı, genelde “endositozis” olarak adlandırılır. Büyükçe partiküler materyal için, “fago-sitozis” ve küçük solubl (eriyebilir) makromoleküller için de “pinositozis” terimi kullanılır. Dış ortamdan alınan partikül hücre içine girdiğinde, vakuolle çevrilir. Bunlar fagozom (fago-sitik vakuol) olarak adlandırılır. Bu fagozomlar, primer lizozomlarla kaynaşır, artık sekonder lizozom (fagolizozom) dur. Heterofaji, genelde “profesyonel fagositler” olarak bilinen lökosit (PNL -mikrofaj) ve makrofajlarca (histiosit) yapılır. Lökositler bakterileri, makrofajlar da hücre debrilerini sindirir. Sindirilmiş atıkların hücreden dışarı atılma olayına “ekzositozis” denir. N E K R O Z İ S Canlı organizmada (doku ve organ) ışık mikroskopi ile saptanan, hücre ölümü sonucu ortaya çıkan morfolojik değişikliklere “nekroz” denir. Nekrozis, Yunan dilinde ölüm anla-mındadır. Kan gereksinimi kesintilerinde (iskemik zedelenme) veya belli bazı toksinlerle karşılaşılması durumunda ortaya nekroz çıkar. Nekrozdaki morfolojik görünüm, aslında aynı anda oluşan iki olayın sonucu olabilir: (1)Hücrenin enzimatik yıkımı (organellerin parçalan-ması) ve (2)makromoleküllerin denaturasyonu (proteinlerde yapı değişiklikleri). Bir hücrenin enzimatik sindirimi, kendi lizozomal enzimlerinden kaynaklanıyorsa “otoliz” olarak tanımla-nır. Hücre kendi- kendini sindirir. Otosindirimde nekroz meydana gelir. Postmortem otoliz, tüm organizma öldükten sonra oluşur ve bu bir nekroz değildir. Çevreye gelen bakteri ve lökosit lizozomlarından türeyen hidrolitik (katalitik) enzimlerle olan sindirime de “heteroliz” adı verilir. Bu şekilde de hücre dıştan gelen enzimatik etki ile nekrotik olur. Biyopsi ve rezek-siyon gibi, cerrahi işlemlerle vücuttan alınıp fiksatife (%10’luk formalin) konulan doku parça-sındaki hücreler de ölüdür; fakat nekrotik değildir. Fiksatifler dokuların yapısal bütünlüğünü (morfolojiyi) korur. Hücre ölümünün temel işaretleri nüvede bulunur. Ölüme giden hücrelerde nüve değişiklik- leri şu üç görünümden birisini gösterir. Bunların hepsi kromatin ve DNA nın parçalanmasına bağlıdır. Nüve büzüşür ve küçülür, kromatin yoğunluğu artmıştır. Bazofilik nüve olarak söz edilir, (1)piknozis olarak adlandırılır. Piknozis apoptotik hücre ölümünde de görülür. Zaman içersinde piknotik nüvede parçalanma olayı meydana gelir. Nüve küçük düzensiz parçacıklara bölünmüştür (2)karyorekzis olarak adlandırılır ve (3)karyolizis olarak bilinen nükleer mater-yallerin çözülme ve erimesi söz konusudur. Kromatinin bazofilliği solabilir. Sonuçta, nekrotik hücrede nüve tümüyle kaybolur. Bu arada sitoplazmik değişiklikler de görülür. Sitoplazmada homojenizasyon ve belirgin eosinofili artışı vardır. Artık bu safhada nekrotik hücre; çekirdeği olmayan asidofilik bir atığa dönmüştür. Geleneksel olarak birçok farklı tiplerde nekrotik doku görünümleri tarif edilmiştir. Koagülasyon Nekrozu: En çok görülen nekroz tipi, koagülasyon nekrozudur. Genel ola-rak doku yapısı korunmuştur. Nekrotik doku içinde, hücre elemanları hayalet hücre şeklinde görüntü verir, hücrelerin dış hatları seçilebilir. Nekrotik alan asidofilik opak görünümlüdür. Bu nekroz tipi, daha çok kan akımının kesilmesiyle iskemi (hipoksi) sonucu ortaya çıkan enfarktlarda oluşur. Bakteriyel toksinler, viruslar ve iyonize radyasyon gibi, pek çok etken de neden olabilir. Bu tip nekroz iltihabi yanıtı harekete geçirir. Hasarlı doku fagositler tarafından ortadan kaldırılır ve bölge onarım veya rejenerasyona uğrar. Kalb (myokard enfarktüsü) ve böbrek gibi, organlarda daha sık görülür. Kazeifikasyon Nekrozu: Bu nekroz, farklı- özel bir nekroz tipidir. Başlıca tüberküloz enfeksiyonlarında oluşur. Bu nekroz tipinin karakteristik makroskopik yapısı, bir çeşit peyniri hatırlatan yumuşak, parçalanabilir gri- beyaz görünümde olmasıdır. Bu görünümü nedeniyle “kazeös” terimi kullanılır. Mikroskopik olarak hiçbir hücre detayı görülmez, dokunun yapı özellikleri tamamen silinmiştir. Yerine amorfös, granüler ve eosinofilik bir doku geçmiştir. Likefaksiyon Nekrozu: Bu tip nekroz, iki durumda karşımıza çıkar. Bunlardan biri enzim sindiriminin baskın olduğu durumlarda söz konusudur. Güçlü hidrolitik enzimlerin aksiyonu sonucu oluşur. Başlıca fokal bakteri (özellikle pyojenik mikroorganizmalar) enfeksiyonların- da görülür. Dokuda belirgin yumuşama ve likefaksiyon vardır; abse buna bir örnektir. Hücre ölümü sonrası bölgede bulunan bakteri ve lökositlerin hidrolitik enzimleri ile çevre doku hüc- relerinin otolizi ve heterolizisi sonucu ortaya çıkar. Lökositlerle dolu abse kavitesi oluşturarak doku defekti meydana getirir. Püy’ün oluşmasıyla karakterli süpüratif enfeksiyondur. Diğeri, santral sinir sisteminde iskemi sonucu oluşan hücre ölümü, likefaksiyon nekrozudur. Hemorajik Nekroz: Venöz drenajda blokaj olduğu dokularda ekstravaze kırmızı kan hücrelerinin çevreyi kaplaması sonucu, dokuların nekroze olmasıdır. Gangrenöz Nekroz: Çoğunlukla diyabetli kişilerde, özellikle alt ekstremitelerde ayak ve ayak parmaklarında görülür. Dokuda iskemik hücre ölümü ile ortaya çıkan koagülasyon nek- rozunun özel bir formudur. Bölgede mevcut bakterilerin ve çevreden gelen lökositlerin like- faktif aksiyonunun oluşur. Koagülasyon nekrozu ön planda olduğu zaman, bu olay gelişir. İskemiye neden olan damar tıkanıklığı, lökosit göçünü engellerse, nekroza uğrayan hücrelerin parçalanması önlenir ve ortadan kaldırılmayan nekrotik hücreler mumyalaşır. Buna “kuru gangren” denir. Salim doku ile sınırı belirgindir. Nekrotik bölgeye bakteri invazyonu ve löko- sit göçü olursa, likefaksiyon nekrozu gelişir, “yaş gangren” terimi kulanılır. Yaş gangrene, putrefaksiyon (kokuşma) nekrozu da denir.Vincent spiroketleri, fusiform basiller ve daha bazı mikroorganizmaların eklenmeleri söz konusudur. Beslenme defektli direnci düşük çocuklarda orafasiyal dokularda ortaya çıkan “noma” (gangrenöz stomatit) olarak adlandırılan lezyon da bir çeşit yaş gangrendir. Noma (Gangrenöz Stomatitis- Şankrum Oris): Oral ve fasial dokularda destrüktif yapısı ile karakterize, süratle yayılan daha çok 2- 5 yaşlardaki beslenme defektli veya debilite (yıkıcı) sistemik hastalıklara sahip çocuklarda görülen nadir bir hastalıktır. Kişinin genel sağlığıyla belirgin bir uyum gösteren doku nekrozu, başlangıçta fuziform basiller ve Vincent spiroketleri gibi, anaerobik bakterilerin invazyonu ve sonrasında stafilokokus aureus, streptokokus pyo-gens gibi, diğer çeşitli mikroorganizmalar tarafından invazyona uğrayan spesifik bir enfeksi-yondur. Gerçi pnömoni, sifiliz, tüberküloz, lösemi ve sepsis gibi, zayıf düşürücü sistemik has-talıklar yanısıra malnütrisyon, en sık görülen predispozan faktörlerdir. Noma çok nadir görülür. Gelişmemiş ülkelerde, özellikle malnütrisyon veya protein defek- ti gösteren durumlarda ortaya çıkar. Lezyon özellikle gingival mukozada küçük ağrılı bir ülser şeklinde başlar. Çevre dokuya süratle yayılır. Alttaki yumuşak dokuya penetre olan, sonunda yüz derisini perfore eden akut gangrenöz bir hastalıktır. Nekrozlara bağlı olarak meydana ge- len doku kayıpları sonucu, kemik dokusu ve dişler açığa çıkar. Etkilenen bölgede dişler dökü- lür. Noma, çok sınırlı ve daha benign yapıda olan “akut nekrotizan ülseratif gingivitis”e (ANUG) bir çok özellikleriyle benzemektedir. Her ikisinde de etken aynı mikroorganizmalar-dır ve olay, doku nekrozu ile sonuçlanır. Ayrıca her iki lezyonda da bağışıklık yönünden düşük (immünosüprese) kişiler söz konusudur. Gerçi nadir de olsa, ANUG’dan noma’ya dönüşen olgular da vardır. Son zamanlarda yapılan araştırmalarda, HIV/AIDS’li hastalarda noma’nın görülme sıklığının artmış olduğu gözlenmiştir. Mikroskopi; nonspesifik yoğun nek-roz ve belirgin yaygın bir iltihabi hücre reaksiyon gösterir. Tedavi; enfeksiyonun kendisi kadar, hastalığa neden olan predispozan faktörlerin de yok edilmesini içermelidir. Uygulanan antibiyotik tedavisi yanında, hastanın sıvı- elektrolit denge- sinin ve beslenmesinin sağlanması gerekir. Eğer çevre dokuda yoğun destrüksiyon varsa, do- kudaki nekrotik debrilerin temizlenmesi gerekir. Noma’da mortalite; antibiyotiklerden önce yaklaşık %75 idi. Gerçi bu lezyon hala ciddi bir problemdir. “Gazlı gangren”; özellikle Clostrdium welchii’nin etken olduğu, sporlu anaerobik Clostri-dia grubunun yaptığı spesifik bir enfeksiyondur. Klostiridya sporlarının bulaştığı delici yara-lanmalarda, güçlü ekzotoksinler ile proteolitik enzimler çevre dokuyu haraplar, hatta fatal (öldürücü) olabilir. Yağ Nekrozu: Yağ dokusu hasarı iki şekilde oluşur. 1)Travmatik yağ nekrozu; meme gibi yağ içeren dokularda oluşan şiddetli zedelenme sonucu ortaya çıkar. 2)Enzimatik yağ nekrozu (lipolizis); pankreasdaki ağır bir iltihabın sonucu ortaya çıkan, akut hemorajik pankreatitisin komplikasyonudur. Proteolitik ve lipolitik pankreatik enzimlerinin aksiyonu sonucu, yağ do-kusunda ortaya çıkan bir tip nekrozdur. Fibrinoid Nekroz: Bu gerçek bir nekroz özelliği göstermez. Bazı hipersensitivite (aşırı duyarlık) reaksiyonlarında görülür. Genellikle immünolojik olarak zedelenen damar duvar- larında koyu eosinofilik boyanan fibrine- benzer homojen görünümlü bir madde birikimiyle karakterlidir. Bu birikim; fibrin, immünoglobulin ve plasma proteinlerinden oluşur. A P O P T O Z İ S Apoptozis, köken olarak apo (ayrı), ptozis (düşen) kelimelerinden oluşmuştur. Apoptoz (kopma, düşme) sonbaharda yaprak dökümünü tanımlayan bir kelimedir. Farklı ve önemli bir hücre ölümü biçimi olan apoptoz, proğramlanmış veya seçici hücre ölümüdür, hücre intiharı ile eş anlamlı olarak kullanılmaktadır. Bir grup içinde belli bazı hücrelerin kendi- kendilerini yok ettikleri proğramlı bu ölüm biçimi, diğer bir hücre ölümü olan nekrozdan farklı olduğu bilinmelidir. Nekroz, yalnızca patolojik durumlarda ortaya çıkar ve iltihabi reaksiyon mevcut-tur. Apoptoz, hiçbir zaman iltihabi reaksiyona neden olmaz. Organizmanın dengeli yaşamını sağlayan apoptoz, fizyolojik olduğu kadar patolojik olaylarda da rol oynamaktadır. Önemi, biyolojik olaylarda gereksiz ve zararlı hücrelerin yok edilişini sağlamasından, organizmanın kendi iç dengesinin devamlılığına katkıda bulunmasından ileri gelmektedir. Apoptoz, fizyolojik ve patolojik olmak üzere pek çok durumda karşımıza çıkar. Fizyolojik Apoptoz : 1-Embriyogenezis sırasında aşırı yapılmış hücrelerin proğramlı olarak ortadan kaldırılması olayında görülür. 2-Erişkinlerde hormon bağımlı dokuların gerilemesinde (involüsyon═ organ atrofisi) görü-lür: Postlaktasyonel (sütten kesilmiş) meme salgı hücrelerinde regresyon, menopozda ovarian follikül atrofisi, menstrüel siklusda endometrium hücrelerindeki ölüm, örnektir. 3-Prolifere hücre topluluklarındaki hücre kayıpları; buna örnek barsak kriptlerindeki epitel hücre sayılarının sabit tutulmaları için, hücre ölümü örnek verilebilir. 4-İltihabi yanıtın sonlandırılması; ekstravazasyondan sonra, iltihabi dokuda görevini ta-mamlamış lökositlerin ölümü, apoptozis ile olmaktadır. 5-Sitotoksik T lenfositler tarafından oluşturulan hücre ölümü: Virus ve tümör hücrelerine karşı oluşturulan bir savunma mekanizmasıdır. Bunların öldürülerek elimine edilmelerini sağ- lar. Patolojik Apoptoz : 1-DNA hasarı: Radyasyon, sitotoksik antikanser ilaçları, aşırı ısı (soğuk, sıcak) ve hipoksi, gibi, nekroz oluşturan bu etkenler, düşük dozlarda uygulandığı zaman hücre intiharını tetikler. DNA, direkt olarak veya serbest radikaller aracılığıyla zedelenebilir. Eğer hasar onarılamazsa, interensek (içsel) mekanizmalar tetiklenerek apoptoz indüke edilir. DNA daki mutasyonların malign değişme riski bulunduğu için, bu durumdaki hücrelerin apoptoz ile yok edilmeleri bir kazançtır. Apoptozda, tümör süpresör (baskılayıcı) gen olan TP53 (p53) ün aracılığı söz konu-sudur. Bir antionkogen olan bu genin (TP53), apoptozu harekete geçiriçi bir etkisi vardır. 2-Hatalı sarmalanmış proteinlerin birikimi. Gen mutasyonları ve serbest radikaller sonucu ortaya çıkan bu proteinler, endoplasmik retikulumda aşırı birikir ve hücrenin apoptotik ölü-müne neden olur. 3-Hücre zedelenmesine neden olan bazı infeksiyonlar, özellikle viruslar, apoptotik ölüme neden olur. 4-Paranşimal organlarda (pankreas, tükrük salgılığı ve böbrek) kanal tıkanmalarından son-ra ortaya çıkan patolojik atrofi. Apoptoz Mekanizması ve Morfolojisi Bu tip hücre ölümünün morfolojik yapısı, koagülasyon nekrozundan farklıdır. Apoptoz da gözlenen başlıca morfolojik değişiklikler, en iyi biçimde elektronmikroskopi ile gözlenebi- lir. Hücre, su ve elektrolit kaybı ile birlikte yapısal elementlerinin yoğunlaşması sonucu dansi-tesinde artma meydana gelir ve volümlerinin yarısını kaybeder ve hacım olarak küçülür. Apoptoz ışık mikroskobunda tanınabilir. Histolojik olarak tek hücre veya hücre gruplarında hematoksilen- eosin ile boyanmış kesitlerde yoğun eosinofilik sitoplazma içinde, yoğun nük- leer kromatin parçalarına sahip, yuvarlak veya oval kitleler olarak görülür. Nüve kromatini yoğundur (piknotik) ve sonuçta karyoreksiz oluşur. Bu sırada hücre süratle büzüşür, önce sito- plazmik tomurcuklar sonra, parçacıklar şeklinde beliren “apoptotik cisimcikler” oluşur. Bun-lar membranla çevrili nükleer ve sitoplazmik organeller içeren parçacıklardır. Bunlar süratle makrofajlar ve komşu doku hücreleri tarafindan fagosite edilir. HÜCRE İÇİ BİRİKİMLER Bazı koşullar altında normal hücreler, anormal miktarlarda çeşitli maddeler biriktirebilir. Bu maddelerin birikimi geçiçi veya kalıcı olabilir. Bunlar hücreye zarar vermeyebilir veya bazen toksik olabilir ve hücrede ciddi zedelenme yapabilir. Maddelerin birikim yeri sitoplaz- ma veya nüvedir; sitoplazmada en çok lisosomlardadır. Bu intrasellüler birikimler üç grupta incelenir: (1)Normal endogenös madde, normal miktarlarda üretilir; fakat bunu kullanacak metobolizma hızı yeterli değildir (normal bir maddenin çok fazla birikmesi). Buna örnek “karaciğer hücrelerinde görülen yağlı değişme” verilebilir. Ayrıca hücre içinde su, glikojen ve protein birikimleri, örnek verilebilir. (2)Anormal endogenös madde birikir; çünki bu endoge- nös maddeyi metabolize edebilecek enzimlerde defekt söz konusudur. Bunun önemli nedeni doğuştan varolan genetik enzimatik defektir ve bu metabolitin parçalanmasında yetersiz olur. Sonuçta hücre içi birikimler ortaya çıkar. Bunlar, “depo hastalıkları” olarak tanımlanır. Tay- Sacks hastalığında gangliosid, Gaucher hastalığında glukoserebrosid ve Niemann- Pick hasta-lığında da sfingomyelin birikimleri, örnek verilebilir. (3)Hücreye dışarıdan alınan anormal ekzojen madde depolanmasıdır. Bunları parçalayıp yok edecek yeterli metabolizma yoktur ve diğer alanlara da taşınamadığı için, bu birikimler ortaya çıkar. Solunum yoluyla alınan kar-bon- kömür veya silika partiküllerinin akciğerde birikimi ve tatuaj (döğme) pigmentleri buna verilebilecek en güzel örnekleridir. Bu pigmentler makrofajlardaki fagolisosomlarda dekatlar-ca kalabilir. Lipidler: Sayfa 11 de yağlı değişmeyi (yağlanma) tekrar okuyunuz. Kolesterol: Makrofajlar, iltihabi bir alandaki nekrotik hücrelerin lipid artıklarını fagositik aktiviteleri ile tutarlar. Bu da bir çeşit hücre içi lipid birikimidir. Bu hücrelerin sitoplazmaları, küçük lipid vakuolleri ile dolar ve köpüksü bir görünüm alır. Bunlara “köpük hücreleri” adı verilir. Aterosklerozda düz kas hücreleri ve makrofaj sitoplazmaları, lipid vakuolleri (koleste- rol) ile doludur. Bunlara aterosklerotik plak denir. Proteinler: Lipid birikimine oranla çok daha nadir görülür. Hücreler içindeki protein fazlalığı, morfolojik olarak sitoplazmada görülebilen pembe renkli hyalin damlacıklar şeklin-dedir. Hücre içindeki protein birikimi; (a)hücrenin aşırı proteine maruz kalıp, hücreye alınma-sı şeklinde olur veya (b)hücrede protein sentezinin aşırı yapılması şeklindedir. Bu birikim şe-killerine örnek vermek istersek; böbrek, albumini glomerüllerden filtre ederken, proksimal tüplerden az bir kısmını tekrar geri emer. Aşırı proteinüriye (idrarda fazla protein kaybı) neden olan böbrek hastalıklarında (glomerülonefritler), haliyle protein daha fazla miktarda reabsorbsiyona uğrayacaktır. Bu protein reabsorbsiyonu nedeniyle tüp epitel hücrelerinde aşırı birikme meydana gelir. Plasma hücrelerinde muhtemelen antijen uyarılarına yanıt olarak gra-nüllü endoplasmik retikulumda sentezlenen immünoglobulin birikimi olursa, “Russell cisim-ciği” olarak adlandırılan homojen eosinofilik inklüzyonlar (cisimcikler) görülür. Glikojen: Glikoz veya glikojen metabolizma bozukluğu olan hastalıklarda hücre içinde aşırı miktarda glikojen birikimi görülür. Glikojen birikimini, su veya yağ vakuollerinden ayır- mak gerekir. Glikojen, sitoplazmada PAS pozitif şeffaf (saydam) vaküoller şeklinde görülür. Diyabetes mellitus (şeker hastalığı), glikoz metabolizma bozukluğunun başlıca örneğidir. Bu hastalıkta glikojen; karaciğer hücreleri, pankreasdaki Langerhans adacıklarındaki beta hücre-leri ve kalb kası hücrelerinde (kardiyak myosit) olduğu kadar, böbrek tüp epitellerinde de biri- kir. Ayrıca “glikojen depo hastalıkları” veya “glikogenoz”lar olarak adlandırılan, birbiriyle yakın ilişkili bir grup genetik hastalıklarda hücre içinde glikojen aşırı birikir. Bu hastalıklarda glikojenin, yapım ve yıkımıyla ilgili enzim defekti nedeniyle metabolize edilemez ve aşırı birikim nedeniyle, sekonder hücre zedelenmesi ve hücre ölümü ortaya çıkar. Hyalin Değişiklik Hyalin terimi; hücre içi birikimin veya hücre incinmesinin spesifik işeretinden daha çok, tarif edici bir terim olarak kullanılır. Hücre içinde veya ekstra boşluklarda hyalin olarak tanımlanan değişiklikler hematoksilen- eosin ile boyanan rutin histolojik kesitlerdeki homoje- nös, camsı, saydamsı pembe görünümde madde birikimleridir. Bunlar intrasellüler birikimler veya ekstrasellüler depositler olarak tarif edilir. İntrasellüler hyalini değişikliklere örnekler şunlardır: (1)Aşırı proteinüri de, böbrek tüp epitel hücrelerinde geri emilen protein, hyalin damlacıklar şeklinde görülür. (2)Plasma hücrelerinde küresel hyalin depositler şeklinde immunoglobulin birikimleri olur (Russell cisimcikleri). (3)Bir çok viral enfeksiyonda, nüve veya sitoplazmada hyalin inklüzyonlar görünümünde oluşumlar vardır. Bunların bir kısmı, viral nükleoprotein birikimleridir. “İnklüzyon cisimcikler”i olarak adlandırılır. (4)Alkoliklerin karaciğer hücrelerinde “alkolik hyalin” denilen hyalin inklüzyonlar görülür. Ekstrasellüler hyalini analiz etmek bir dereceye kadar güçtür. Eski skar (nedbe) yerindeki kollagen fibröz doku, hyalinize bir görünüm alır. Uzun süren hipertansiyonda ve diyabetes mellitusda damar duvarları özellikle böbrek, hyalinize bir şekil alır. Ekstrasellüler hyaline diğer bir örnek, kronik haraplanmaya neden olan böbrek glomerüllerindeki hyalindir. Amiloid de Hematok-silen- eosin boyasında, hyalini bir görünüm verir. Görüldüğü gibi, çok sayıda ve birbirinden farklı mekanizmalar bu değişikliğe neden olabilir. Hyalini değişiklik görüldüğünde, etyoloji-deki farklı patolojik durumlar nedeniyle lezyonun tanımlanması önem arzeder. PİGMENTLER Pigmentler renkli maddelerdir, Latince boya- renk anlamına gelir. Melanin gibi, hücrenin normal içeriği olabilir, hücrenin içinde sentez edilir (endojen pigment). Diğer bir bölümde ise, bazı durumlarda organizmaya dış çevreden gelen birikimlerdir (ekzojen pigment). En sık görülen ekzojen pigment, karbon veya kömür tozudur. Bunlar medeni yaşamın en önemli hava kirliliği etkenleridir. Büyük sanayi şehirlerinde yaşayanlarda görülebildiği gibi, asıl kö- mür madenlerinde çalışan işçilerde çok belirgindir. Solunumla alındığında alveolar makrofaj- lar tarafindan tutulup, bölgesel trakeo- bronşial lenfatik kanallardan lenf düğümlerine taşınır. Akciğer dokusunun bu pigment birikimi ile kararması “antrakozis” olarak adlandırılır. Kömür tozu birikimleri, fibroblastik reaksiyona neden olarak anfizem ve hatta ciddi bir akciğer toz hastalığı olan “kömür işçisi pnömokonyozu” adı verilen akciğer patolojilerine neden olur. İnhalasyonla alınan İnorganik tozların cinsine göre; antrakozis dışında asbestozis (amyant) ve silikozis de örnek verilebilir. Bunlar, “pnömokonyoz” lar olarak adlandırılan, çevresel hasta-lıklardır. Bunların içersinde en zararsızı antrakozisdir. Metal, cam ve taş partiküllerine silika tozları denir. Bu alanlarda çalışan silika tozları etkisi altında kalan işçilerde, silikozis görülür. Asbestozisde, asbest tozlarının inhalasyonu söz konusudur. Diffüz interstisyel fibrozise neden olur ve bronkojenik karsinoma ile malign mezotelyoma gelişme riski vardır. HÜCRE ZEDELENMESİ, ADAPTASYON ve HÜCRE ÖLÜMÜ Tatuaj (Döğme) : Dekoratif amaçla vücudun değişik bölgelerindeki deriye boyalı şimik maddelerle değişik resimler yapılmasıdır. Deriye ekzojenös metalik veya bitkisel pigment verilmesi sonucu oluşur. İnoküle pigmentler, dermal makrofajlar tarafından fagosite edilir. Bu pigment herhangi bir iltihabi yanıt oluşturmaz ve zararsızdır; fakat kullanılan bu maddeye karşı allerjisi olanlarda reaksiyonlar gelişir. Ayrıca kullanılan malzeme aracılığıyla AIDS, he-patit B ve C’ye yakalanma riski olabilir. Amalgam Tatuaj : Dental dolgu yapımı sırasında amalgam parçacıklarının oral yumuşak doku içine implante olması durumunda, söz konusu olur. Klinik olarak mavi- kahverenkte ve hatta bazen siyah renkte pigmentasyon görülür. Mikroskopik düzeyde, dev hücre oluşumları gösteren bir reaksiyon vardır. Ayırıcı tanı için, hematom ve nevusu düşünmeliyiz. Endojen Pigmentler : Bu grupta lipofuskin ve melanin pigmentleri ile hemoglobin türev-leri olan hemosiderin ve bilirubin gibi, pigmentler vardır. Lipofuskin : Latince "kahverengi lipid" anlamına gelen sarı- kahverenk'de, ince granüler sitoplazmik bir pigmenttir. Yaşlı kişilerde, ciddi malnütrisyon ve kanser kaşeksisinde, özellik- le kalb ve karaciğer hücrelerinde görülür. Bu organlarda hacım küçülmesiyle beraber görüldü- ğünden “brown atrofi” olarak da bilinen bu yıpranma pigmenti, hücre içi sindirilmemiş mater- yale örnek verilebilir. Serbest radikal hasarı, lipofuskin birikimine neden olabilir. Antioksidan savunma mekanizmalarının kaybına yol açan çevresel etkenlerle oluşabilir. E vitamini gibi, antioksidanların eksik olduğu durumlarda karşımıza çıkmaktadır. Bu pigmentin hiçbir önemi yoktur. Lipofuskinin kendisi hücre ve fonksiyonlarına bir zarar vermez. Sadece fizyolojik ve patolojik atrofi veya kronik zedelenme gibi, regresif değişiklikleri işaret eder. Melanin : Melanin, tirozinin enzimatik oksidasyonu ile üretilen bir pigmenttir. Melanin sentezi, epidermisin bazal tabakasında bulunan melanositlerde yapılır. Kahverengi-siyah renk- te olan bu pigmentin adı Yunanca siyah anlamına gelen "melas" kelimesinden türemiştir. Melanositlerin prekürsörleri (öncüleri) olan melanoblastların, embriyonik gelişim devresinde nöral kristadan göç ederek son bulundukları yer olan bölgeye geldikleri düşünülür. Bu hücre-lerin yuvarlak gövdeleri bu gövdeden uzanan düzensiz uzantıları vardır. Bunlar epidermis içine doğru dallanarak, bazal ve spinal tabakadaki hücreler arasına uzanır. Melanin melano-sitlerde sentezlenir. Bu işlem tirozinaz enziminin varlığında olur. Tirozinaz aktivitesiyle tiro-zin önce dihydroxyphenylalanine (DOPA) oluşturur ve daha sonra bir dizi dönüşüm işlemi ile melanin ortaya çıkar. Ultrastrüktürel düzeyde tirozinaz, granüler endoplazmik retikulumda sentezlenir ve Golgi kompleksinin veziküllerinde biriktirilir. Membranla çevrili bu küçük organellere "melanozom" adı verilir. Bunlar ışık mikroskobunda görülebilen pigment granül-lerini oluşturur. Melanositlerin normalde görüldüğü yerler; deri, kıl follikülleri, retina pigment epiteli, lep-tomeninks ve iç kulak bölgesidir. Derimiz bu pigment sayesinde renk kazanır. Güneş ışınları-nın (ultraviyole)x etkisiyle derideki melaninin miktarı artar, derinin esmerleşmesi olarak kendini belli eder. Melanin ve melanositler birçok yönden öneme sahiptir. Melaninin fonksi-yonu koruyuculuktur. Bu pigment sayesinde deri ve göz, güneş ışığının zararlı etkisine karşı daha iyi korunur. Melanin pigmenti az olan beyaz derili kişiler, güneşin zararlı etkilerine karşı daha hassasdır. Güneş altında uzun süre çalışan beyaz derili çiftçilerde ve gemicilerde deri kanseri görülme oranı, kapalı yerlerde çalışanlara oranla çok daha yüksektir. Fazla güneşte kalan insanda, melanin pigmentasyonu artar. Kişi koyu renk alır, bronzlaşır. Bu bronzlaşma ile vücut kendini güneşin zararlı ışınlarından korumaya çalışır. Bir zaman sonra, pigment artımı deriyi korumak için yeterli olmaz. Vücut derisi kendini korumak için, bu sefer kalın-laşmaya başlar, hiperplazi gelişir. Sayıca artan hücrelerde dejenerasyon ve de mutasyonun oluşumuyla kansere dönüşme riski ortaya çıkar. Melanogenesisin lokal artması, çoğu kişilerde görülen ve halk arasında "ben" adı verilen, melanositlerin proliferatif lezyonlarını (pigmentli nevusları) ortaya çıkarır. Bunlar deride çok yaygın olarak bulunan siyah- kahverenkte hafif kabarık oluşumlardır. Benign bir lezyon olan nevus'un malign karşıtı, kanserin oldukça öldürücü bir tipi olan, malign melanomadır (mela-no karsinoma). Dermis, ağız mukozası, retina ve çok nadir olarak da, leptomeninks’den geli- şen malign melanoma olguları vardır. Melanin sentezi, adrenalxx (sürrenal) ve hipofizin kontrolü altındadır. Hipofizden adreno- kortikotropik hormon (ACTH) yanısıra, melanosit stimüle eden hormon (MSH) da salgılanır. Adrenal korteksden salgılanan glikokortikoid (kortizol, kortikosteron, kortizon gibi, bir grup hormonu kapsar) ler ve mineralokortikoidler (aldosteron), feed-back regülasyonu ile hipofiz üzerinde ACTH salgılanmasını kontrol eder. ACTH ve MSH düzeyindeki artmalar, melanin pigmentasyonunda da artmalara neden olur. Addison hastalığıxxx (ki bunda primer adrenokor-tikal yetmezlik -hipoadrenalizm- söz konusudur) buna güzel bir örnektir. Hipoadrenalizmde, adrenal korteksden salgılanan ACTH antagonistleri olan adrenokortikal hormon (örneğin kortizol salgısı baskılandığı zaman) oluşamayacağı için, hipofiz üzerindeki feed-back frenleyi ci etkisi de ortadan kalkar. Adrenal korteksin hipofiz üzerindeki kontrolü yok olduğundan, haliyle kompensatuvar olarak hipofiz daha fazla ACTH ve MSH salgılayacaktır. Bunların aşırı salgılanmaları da, deri ve mukozalarda pigmentasyon artımına neden olur. x Ultraviyole (morötesi); çok kısa, enfraruj (kızılötesi); çok uzun dalga boyuna sahip, güneşin zararlı ışınlarıdır. xx Adrenal: ad- ek + renal Surrenal: sur(supra)- üst + renal xxxAddison Hastalığı(Kronik Adrenal Korteks Yetmezliği): Adrenal yetmezlik (hipoadrenalizm) primerdir; sürre-nalin kendisinde bir lezyon vardır veya hipofizin ACTH salgılanmasında bir yetersizlik söz konusudur ve sekon-der hipoadrenalizm olarak adlandırılır. Primer hipoadrenalizm, Addison hastalığı olarak da bilinir. Bunda böbrek üstü bezi hasarlanmıştır. Addison hastalığı, adrenal korteksin progresif destrüksiyonuna bağlı olarak ortaya çıkan, çok nadir rastladığımız bir hastalıktır. Klinik belirtilerin ortaya çıkması için, salgılığın % 90’ının harab olması gerekir. Bu genelde iki şekilde karşımıza çıkar. Otoimmün adrenalitis; olguların % 60-70’sini oluşturur. Enfeksiyonlar; Tuberküloza bağlı hasar en çok rastlanılan bir nedendir. Özellikle tuberküloz adrenalitis’i iltihabi olguların % 90’ını oluşturur. Klinik olarak, deride ve ağız mukozasında melanin pigmentasyonunda artma, hipo-tansiyon şiddetli anemi, halsizlik, kas zayıflığı, kilo kaybı, anoreksi (iştahsızlık) ve gastroentestinal semptomlar (kusma, diyare) görülür. Mineralokortikoid (aldosteron) yetmezliği nedeniyle, başta sodyum (Na) iyonları kaybı ve buna bağlı olarak su kaybı meydana gelecektir. Bu durum, kan hacmı azlığını ve hipotansiyon belirtilerini doğuracaktır. Aynı zamanda potasyum (K) iyonları retansiyonu (hiperpotasemi-hiperkalemi) görülür. Önemli tehlike, hipotansiyonun daha sonra, “kardiovasküler şok” tablosunu meydana getirmesidir. Hasta tedavisi, aldosteron ve tuz verilerek yapılır. -- Pigmentasyon artımı “hiperpigmentasyon” olarak adlandırılır. Aşağıdaki şu lezyonlar-da melanin artımı söz konusudur. Addison Hastalığı (Kronik Adrenal Korteks Yetmezliği): Multipl Nörofibromalar (Nörofibromatozis): Periferal sinirlerden kökenli değişik bü-yüklüklerde ve çok sayıda (multipl) nörofibromlar vardır. Bununla beraber, deride ve ağız mukozasında sütlü-kahve lekeleri (cafe-au-lait) halinde melanin pigmentasyonu görülür. Oto-zomal dominant geçişli bir hastalıktır. İki tipi vardır. Nörofibromatozis tip1 (von Recklingha-usen hastalığı) de, az da olsa malignleşme olasılığı vardır. Nörofibromatozis tip 2, bilateral akustik (vestibüler) schwannoma ve diğer beyin tümörleriyle beraber görülür. Bu her iki has-talık genetik ve klinik olarak birbirinden farklıdır. Olguların % 90 ı tip 1 dir. Tip 2, çok daha nadir görülür. Peutz- Jeghers Sendromu : İnce barsaklarda multipl polipozis ile beraber ağız mukoza- sında ve dudakta melanin pigmentli lekeler vardır. McCune-Albrigt Sendromu : Kemiklerde multipl odaklar halinde fibröz displazi ile bera- ber, deride ve ağız mukozasında melanin lekeleri vardır. Bunlara “cafe- au- lait (kahve) leke-leri denir. -- Deride melanin pigmentasyonunun azalmasına “hipopigmentasyon” denir ve görüldü-ğü durumlar: Skatris (Nedbe) Yerleri : Cerrahi işlem veya travmalar sonucu ortaya çıkan skatris yerle-rinde, lepra hastalarında lezyonların bulunduğu alanlardaki skatris yerlerinde pigment yoktur. Hormonal Nedenler : Kastre (hadım) erkeklerde ve ayrıca hipofiz hipofonksiyonunda vücuttaki pigment miktarı azalır. Albinolar : Bu tip kişilerde kalıtsal tirozinaz enzim defekti vardır. Bu enzim yokluğunda, tirozinin DOPA ya dönüşme yetersizliği söz konusudur. Bu nedenle albinolar, melanin sentez edemez, derileri ve kılları çok açık renktedir. Bu kişiler güneş ışığına ileri derecede duyarlıdır Vitiligo : Deride leke tarzında pigmentsiz alanların bulunmasıdır ve bu edinsel (kazanılmış akkiz, sonradan oluşan) bir lezyondur. Lezyonların dağılımı ve boyutları çeşitlilik gösterebilir. Bu hastalığın nedeni son araştırmalara göre, daha çok otoimmün bir bozukluk olduğu yönün- dedir. Hemosiderin : Hemoglobinden türeyen hemosiderin, altın sarısından- kahverengine kadar değişen renklerde görülen bir pigmenttir. Demirin hücre içinde birikme şekline örnektir. Kanamanın doğal sonucu hemosiderin pigmenti oluşur. Hücre içinde demir, apoferritin adı verilen proteine bağlı ferritin miçelleri şeklinde depolanır. Hücre ve doku içinde biriken demir histokimyasal olarak Berlin Mavisi denilen özel bir boya ile gösterilir. Makroskopik kanamalar veya yoğun vasküler konjesyonun neden olduğu mikroskopik ka-namalar, demirin lokal artımını ve bunu takiben hemosiderini ortaya çıkarır. Buna en iyi ör-nek, zedelenmeden sonra görülen çürüktür (ekimoz). Çürükler, lokalize hemosiderozisin en iyi örneğidir. Kanama bölgesindeki eritrositlerin yıkımıyla ortaya çıkan kırmızı kan hücre artıkları, makrofajlar tarafından fagoside edilir. Hemoglobin içeriği lisosomlar tarafından katalize edilir ve hemosiderine dönüştürülür. Çürükte görülen renk değişikliği, bu dönüşüm- deki aşamaları yansıtır. Kronik kalb yetmezliğinde uzun süreli staz nedeniyle oluşan konjesyon, akciğerde pig-mentasyon görülmesine neden olur. Akciğer alveollerinde kapillerlerin yırtılması ve geçirgen- liğinin artması nedeniyle eritrositler dışarı çıkar. Eritrositler alveolar makrofajlar tarafından fagosite edilir. Sonuçta hemosiderin oluşur. Akciğer alveollerinde bulunan hemosiderinle yüklü bu tür makrofajlara “kalb hatası hücreleri” adı verilir. Nedeni ne olursa olsun, demirin sistemik yüklenmesi, çeşitli organ ve dokularda hemosiderin birikimine neden olur. Bu şekle “hemosiderosis” adı verilir. Sistemik hemosiderozisin birçok şeklinde, intrasellüler pigment birikimi çoğu durumlarda paranşimal hücrelere zarar vermez veya organ fonksiyonunu boz- maz. Hemosiderozisi meydana getiren pigment birikimi; (1)besinlerle alınan demirin emili- mindeki artım ve kontrolsüz kan yapıcı tabletlerin alımı (2)demirin kullanımındaki yetersiz- lik, (3)hemolitik anemiler ve (4)kan nakillerinde (kırmızı kan hücre transfüzyonları), ekzoje- nöz demir yüklenmesine neden olur. Demirin normalden çok fazla (yoğun) birikimi “hemo-kromatozis” olarak bilinir. Biriken demir, çeşitli organlarda disfonksiyona ve hücre ölümleri-ne neden olur. Kalb yetmezliği (kardiyomyopati), siroz (kronik karaciğer hastalığı) ve diyabe-tes mellitusu (pankreas adacık hücreleri ) içeren doku- organ zararları oluşabilir. Bilirubin : Bilirubin, safrada bulunan ve safranın sarı- yeşil rengini veren başlıca pig- menttir. Kırmızı kan hücrelerinin mononükleer fagositik sistemde parçalanmasıyla (karaciğer- deki kupffer hücrelerinde) serbestleşen hemoglobinden türemiştir; fakat demir içermez. Orga- nizmada normal yaşam sürelerini (100- 120 gün) tamamlayan bu eritrositlerin parçalanma- sıyla konjuge olmamış (ankonjuge) bilirubin meydana gelir. Bu ankonjuge bilirubin, kan pro- teinlerine (albumin) bağlanarak karaciğer parankim hücrelerine (hepatosit) taşınır ve burada işlenerek konjuge bilirubine çevrilir. Bu işlem spesifik bir enzim (bilirubin uridindifosfat glukuronosil transferas) ile oluşur. Daha sonra safra aracılığıyla bağırsağa dökülür. Bağır-saktaki bakteriyel enzimlerin etkisiyle “urobilinojen”e dönüştürülür. Bu pigmentin bir bölümü (% 20) tekrar barsaktan geri emilerek (reabsorbe olarak), karaciğere döner. Bunun bir bölümü de idrarla atılır. Barsaktaki urobilinojenin geri kalan bölümü, daha ileri bir işlemle “ürobilin” (stercobilin)’e dönüşür. Dışkının bilinen rengini (sarı- kahverengi) veren bu maddedir. Kan plasmasında total bilirubinin normal miktarı 100 ml’de 0.3- 1 mg’dır. Kandaki biliru-bin düzeyi (hem konjuge hem de ankonjuge) 2- 3 mg’ın üzerine çıktığında (bazı durumlarda 30- 40 lara çıkabilir), deri ve sklerada sarı bir renk oluşur. Bu renk değişikliği, dokuların safra pigmenti birikimine bağlı olarak, sarıya boyanmasından ileri gelmektedir. Klinik olarak “sarı-lık” (ikter) diye tarif edilir ve meydana geliş biçimlerine göre şöyle incelenebilir. (1)yoğun eritrosit yıkımı (hemoliz artması), (2)hepatosellüler disfonksiyon ve (3)intrahepatik veya eks-trahepatik safra obstrüksiyonu ile safranın tutulması (kolestaz) sonucu sarılık ortaya çıkar. Konjuge bilirubin; suda çözünür, nontoksiktir ve idrarla atılır. Ankonjuge bilirubin suda çö-zünmez, idrar ile atılmaz, toksiktir ve bilirubinin bilinen bütün toksik etkilerinin nedenidir. (1) Hemolitik (Prehepatik) Sarılık: Kırmızı hücre parçalanmasına bağlı bilirubin artı- mını yansıtır. Eritrosit yıkımının yoğun olduğu durumlarda sarılık görülür. Hemolitik anemi- lerde, ağır enfeksiyonlarda, yılan zehiri gibi, dolaşımdaki toksik maddelerin neden olduğu eritrosit destrüksiyonlarında ve kan transfüzyon uyuşmazlıklarında bilirubin miktarı aşırı artar. Bu bilirubin, ankonjuge bilirubindir. Yeni doğanlarda fizyolojik olarak hemoliz fazladır. Ayrıca, karaciğerde bilirubin konju-gasyonu ve atılımını sağlayan hepatik mekanizmalar, hayatın ilk iki haftasına kadar tam ola-rak gelişmediğinden, bütün yenidoğanlarda geçici (2- 4 gün), hafif bir ankonjuge hiperbiliru-binemi ortaya çıkar. Buna yenidoğanın fizyolojik sarılığı (neonatal sarılık) adı verilir. Bu durum tehlikesizdir. Bebeklerde görülen diğer bir tehlikesiz olan sarılık, maternal (anneye ait) serum sarılığıdır. Anne sütü ile beslenen bazı bebeklerde muhtemelen anne sütündeki beta glukuronidazlar nedeniyle oluşur. Tehlikeli olanı, Rh uyuşmazlığı gibi nedenlerle karşımıza çıkanıdır. Rh uyuşmazlığında, aşırı hemoliz olduğundan, ankonjuge bilirubin düzeyi çok yükselir ve “yenidoğanın hemolitik sarılığı” (eritroblastosis fetalis)x gelişir. Bu hastalık nedeniyle meydana gelen yoğun eritrosit yıkımına bağlı olarak ortaya çıkan bilirubin, yeni doğanların kapiller damarlarının geçirgenliği fazla olduğundan beyin dokusuna geçerek, doğumdan sonra “kernikterus” (bilirubin ansefalopatisi) adı verilen ağır nörolojik hasara yol açarak, sekeller bırakabilir veya bebeğin ölümüne yol açar. Adültlerde ankonjuge bilirubin seviyesi yüksek olsa bile, kan- beyin bariyeri nedeniyle kernikterus oluşmaz. (2) Hepatosellüler (Hepatik) Sarılık: Karaciğer hücre hasarı olan yoğun hepatosellüler nekroz ve siroz gibi, durumlarda görülür. Fazla bilirubin konjuge ve ankonjuge olmak üzere karışıktır. Karaciğer hücresinin fonksiyon bozukluklarında, bilirubinin alımında azalma ola-bildiği gibi, karaciğer hücresinde yetersiz konjugasyon da söz konusu olabilir. Karaciğer parankim hücrelerinin zedelenmeleri sonucu, bilirubin salgılanmasında intrahepatik blokaj da olabilir. Karaciğer hücresine verilen zarar, enzim sistemini etkilemiş olabilir. Örneğin viral hepatitis, kimyasal veya ilaç toksisitesi yanısıra karaciğerin mikrobiyolojik enfeksiyonları, konjugasyonu ve safra ekskresyonunu (ifrazat) bloke edebilir. Bu şekilde dolaşımdaki biliru-binin miktarı artmış olur. (3) Obstrüktif (Posthepatik) Sarılık: Bu grupta genellikle safra kanalı obstrüksiyonu söz konusudur. Ekstrahepatik tıkanmaların başlıca nedeni; safra kanalı ve pankreas karsinomaları ile safra kanalı taşlarıdır. Bu tıkanmalar uzarsa, hepatositlerde nekrozlar ortaya çıkar ve “bili- er siroz” meydana gelebilir. Çok nadiren de yenidoğanlarda bir anomali olarak, intrahepatik ve ekstrahepatik obstruksiyon, hepatositlerdeki primer defekt veya safra duktuslarının atrezisi ve agenezisi şeklinde karşımıza çıkabilir. Karaciğerdeki konjuge bilirubin, safra yollarındaki tıkanma nedeniyle bağırsağa akamaz ise, bağırsakta safra pigmenti olmayacağı için, feçes açık renkte olur. Ayrıca bağırsakta safra eksikliği nedeniyle, K vitamini sentezi yapılamaz (Vita- min K; endojen olarak E. coli varlığında barsakda sentezlenmekteydi). Vitamin K eksikliği veya diffüz karaciğer hastalıklarında, hepatositlerdeki disfonksiyonun etkisiyle, vitamin K’ya bağlı koagülasyon faktörlerin (protrombin ve diğer pıhtılaşma faktörleri) sentezinde meydana gelen azalmayla koagülopati meydana gelir, hemorajik diatez’e (anormal kanamalar) neden olur. Bu spontanös kanama sonucu hematomlar, hematüri, melena, ekimozlar ve dişeti kana- maları görülür. Azalmış safra akışının diğer sonuçları; yağda eriyen A, D ve K vitaminlerinin yetersiz absorbsiyonudur. x Eritroblastosis Fetalis: Maternal ve fetal kan grubu uyuşmazlığı sonucu annede oluşmuş olan antikorların, fetus’da neden olduğu bir hemolitik anemidir. Rh(-) bir annenin fetusu, babanın ki gibi Rh(+) olursa, anne ve onun bebeği arasında Rhesus (Rh) uyuşmazlığı meydana gelebilir.Anne; Rh antijeninden yoksun (Rh-) ise, fetusda mevcut olan Rh antijenlerine (Rh+) karşı antikorlar üretir. Rh(-) anne eritrositleri, Rh(+) fetus eritrositle- ri tarafından sensitize edilmiştir. Fetal eritrositler gebelik boyunca plasentadan sızarak annenin dolaşımına katı- lır. En büyük geçiş, doğum esnasında olur. Oluşan bu antikorlar, sonraki gebeliklerde plasenta yolu ile fetusa geçerek, fetusa ait kırmızı hücrelerin destrüksiyonuna (lizise, hemoliz) neden olur. Ortaya çıkan sendrom, “eritroblastosis fetalis” olarak bilinir. Yenidoğanın bu hemolitik hastalığında meydana gelen anemi, uterus içinde fetal ölüme yol açabilecek kadar şiddetli de olabilir. Anemiye reaksiyon olarak fetal kemik iliği, olgunlaşmamış eritrositleri (eritroblastları) fetusun dolaşımına katar. Eritroblastosis fetalis terimi; oluşan eritrosit destrüksiyo- nunu kompanse etmek için, fetal dokulardaki kırmızı kan hücre prekürsörlerinin (hematopoesis) aşırı artmasını anlatır. Rh uyuşmazlığının patogenezindeki sensitizasyonun önemi anlaşıldıktan sonra, bu hastalık belirgin bir şekil- de kontrol altına alınmıştır. Rh sisteminin içerdiği pekçok antijenden yalnızca D antijeni, Rh uyuşmazlığının başlıca nedenidir. Rh(-) anneye, Rh(+) bebeğin doğumundan hemen sonra, anti- D globulin uygulanmaktadır. Anti- D antikorlar, doğum sırasında maternal dolaşıma sızan fetal eritrositlerdeki antijenik bölgeleri maskeleye- rek, Rh antijenlerine karşı olan duyarlılığı engeller. Eritroblastosis fetalis; belirtilerine göre üç sendroma ayrılabilir. Şiddetli komplikasyonlar olmadan yaşam mümkün olan, yalnızca hafif anemiyle seyreden “yeni doğanda konjenital anemi” olarak adlandırılır. Şiddetli hemoliz vakalarında anemiye bariz sarılık eşlik eder, “ikterus gravis” sendromu oluşur. Dolaşım bozukluğundan, anazarka denilebilecek kadar şiddetli bir ödemin ortaya çıkışı, buna eşlik eden sarılık, “hidrops fetalis” olarak adlandırılan bir klinik tabloyu da ortaya çıkarabilir. Hidrops Fetalis: Fetusdaki yaygın ödemi anlatmak için kullanılan bir terimdir. İntrauterin gelişim süresinde progresif sıvı birikimi sonucu oluşur, genellikle ölümle sonuçlanır. Geçmişte fetus ile anne arasındaki Rh uyuş- mazlığı sonucu ortaya çıkan hemolitik anemi, hidrops fetalisin en büyük nedeniydi. Bu tip, immun hidrops ola-rak bilinir. Gebelikdeki kan uyuşmazlığı tedavi edilebildiğinden, immun hidrops’un görülme sıklığı, zamanımız-da düşmüştür. Non- immun hidrops’un başlıca nedenleri ise; kardiovasküler defektler, kromozomal anomaliler ve fetal anemidir. Rh veya ABO uyuşmazlığı dışında başka nedenlerle de fetal anemi oluşur. Bu da hidrops feta-lis ile sonuçlanabilir. KARACİĞER Karaciğerin Normal Histolojik Yapısı Karaciğerin temel mimari yapı birimi, lobdur. Her lobun merkezinde, hepatik ven ağının uzantısı (santral ven) bulunur. Lobun periferinde, portal alan adı verilen bu bölgelerde fibröz doku içinde hepatik arter, portal ven dalları, sinir lifleri, safra kanalları ve lenfatik damarlar gibi, pek çok portal kanal bulunur. İki karaciğer hücresi arasında intralobüler safra kanalikül-leri denilen ince tübüler yapılar bulunur. Bunların içindeki safra, kan akımının ters yönünde, yani lobülün merkezinden portal alanlardaki safra kanallarına akar. Lobüller içindeki hepatositler ışınsal olarak dizilmiş ve bir duvarın tuğlalarına benzer biçimde düzenlenmiştir. Karaciğer hücrelerinin yaptığı bu tabakalar arasındaki boşluklara, karaciğer sinuzoidleri adı verilir. Bunlar labirent şeklinde ve sünger benzeri bir yapı oluştura- cak biçimde serbestçe anastomozlaşırlar. Bu sinuzoidal kapillerler, pencereli endotel tabakala- rından oluşan damarlardır. Endotel hücreleri ile alttaki hepatositler arasında kalan aralığa, Disse aralığı adı verilir. Endotel hücrelerine ek olarak, sinuzoidler Kupffer hücreleri adı veri- len makrofajları da içerir. Bu fagositik hücrelerin başlıca fonksiyonları; yaşlı eritrositleri me-tabolize etmek, hemoglobini sindirmek, immunolojik olaylarla ilgili proteinleri salgılamak ve kalın barsaktan portal dolaşıma geçen bakterileri ortadan kaldırmaktır. Karaciğere kan, iki farklı kaynaktan gelir: (a)Kanın %60- 70’i abdominal (pankreas ve da-lak) organlardan gelen oksijenden fakir, bağırsaklardan emilen besinleri içeren (besinden zen-gin) kanı taşıyan portal ven’den gelir; (b)%30- 40’ı ise, oksijenden zengin kanı sağlayan he-patik arter’ den gelir. Portal alana gelen arter ve ven kanı, karaciğer lobülünün çevresinden merkeze doğru sinuzoidler boyunca akar. Sinuzoidlerde karışan bu kan, vena santralis ve daha sonra da hepatik venlerle vena kava inferiyora akar. Karaciğerin vücudun metabolik dengesini sağlamak için, çok büyük ve önemli işlevleri vardır. Karaciğer dokusu; (1)besinlerle alınan proteinler, karbonhidratlar, yağlar ve vitaminle-rin metabolize edilmesi (işlenmesi) ve depolanması, (2)plasma proteinlerin ve enzimlerin sen-tezi, (3)pek çok endogen atık ürünlerin ve ekzogen toksinlerin detoksifikasyonu ve bunların safra ile atılması gibi, pek çok fizyolojik fonksiyona sahiptir. Çoğu ilaç, karaciğer tarafından metabolize edilir. Anlaşılacağı gibi, karaciğer dokusu; metabolik, toksik, mikrobiyal ve dola-şım bozuklukları olmak üzere çeşitli etkilere açıktır. Bazı durumlarda hastalık, karaciğerin primer olayıdır. Bunun dışında karaciğeri sekonder olarak etkileyen kardiyak dekompansas-yon, diyabet ve ekstrahepatik infeksiyonlar gibi, çok sık görülen hastalıklar vardır. Karaciğer muazzam bir işlevsel kapasiteye sahiptir. hepsi olmasa da çoğu fulminant hepa-tik hastalıklar dışında rejenerasyon oluşur. Normal bir karaciğerin %60’ının cerrahi olarak çıkarılması durumunda minimal ve geçici bir karaciğer fonksiyon yetersizliği görülür. Karaci-ğer kitlesinin büyük bir bölümü 4- 6 hafta içinde rejenerasyonla yeniden oluşur. Masif hepa-tosellüler nekrozlu kişilerde, hepatik retikulin çatı harap edilmemişse, mükemmele yakın bir restorasyon oluşabilir. Kronik sağ ventriküler kalb yetmezliği, karaciğerde kronik pasif venöz konjesyona neden olur. Hepatik vendeki basıncın artmasına bağlı olarak intralobüler santral vendeki basınç da artar. Ortaya çıkan sinuzoidal dilatasyon ve konjesyon, santral ven çevresindeki hepatositlerde hipoksi ve iskemiye bağlı hasarlar ortaya çıkarır. Buna bağlı olarak bu karaciğer hücrelerinde dejenerasyon, yağlı değişme ve sonuçta nekroz meydana gelirken, buna tezat periferdeki he-patositler (portal alan çevresi) normal kalabilir. Hepatosellüler nekroz sonucu fibrozis meyda-na gelebilir. Karaciğerin temel yapısındaki bağ dokusu ağı haraplanmışsa, siroz ortaya çıkar. SİROZ Siroz, kronik karaciğer hastalıklarının irreversibl bir şeklidir ve “siroz” adı da bu hastalığı tanımlayan bir terimdir. Çeşitli kronik karaciğer hastalıklarının son döneminde ortaya çıkan bir sekeldir. Batı ülkelerinde ilk on içindeki ölüm nedenlerinden birisidir. Alttaki etiyolojiyi belirtmesinden başka, sirozun doyurucu bir sınıflaması yoktur. Sirozun etiyolojisinde pek çok etken rol oynar: (a)Aşırı alkol alımının bir sonucu olarak görülen sirozun diğer nedenleri ara-sında bazı ilaç ve kimyasal maddelerin uzun süreli alınması, (b)viral hepatitler, bilier obstrük-siyon (safra yolu hastalıkları), hemokromatozis (aşırı demir yüklenmesi), (c)kalb yetmezliğine bağlı, karaciğerde kronik pasif konjesyon (d)Wilson hastalığıx ve doğuştan olan bazı metabo-lik bozukluklar sayılabilir. Siroz gelişmesi için, uzun zaman periyodunda hücre ölümü, buna eşlik eden bir rejeneratif olay ve fibrozise gerek vardır. Başlıca üç patolojik mekanizma kombinasyonu, sirozu yaratır. (1)Karaciğer hücrelerinin progresif hücre incinmesine bağlı hepatosellüler (paranşimal) ölüm, (2)hepatosellüler hasara ve ölüme bağlı olarak ortaya çıkan rejenerasyon ve (3)buna eşlik eden kronik iltihabın stimüle ettiği progresif (ilerleyen) fibrozis bu hastalığı karekterize eden özelliklerdir. Rejenerasyon, hücre ölümünü kompanse etmek için, normalde verilen bir yanıt-tır. Normalde hepatositlerin proliferatif kapasitesi sirkülasyondaki büyüme faktörleri ile regü-le edilir. Hepatosit nekrozu sonucu açığa çıkan büyüme faktörleri hepatosit proliferasyonunu stimüle eder. Bu progresif olaylar sonucu karaciğerin normal lobüler yapısı ortadan kalkar. Fibrozis bu rejenere karaciğer dokusunu çevreleyerek sirozun karakteristik özelliği olan, değişik boylarda nodül yapılarının oluşmasına neden olur. Fibrozis, bir yara iyileşme reaksiyonudur. Zedelenme yalnızca paranşimi değil, destek bağ dokusunu da tuttuğu zaman skar oluşumuna neden olur. Normalde interstisyel kollagenler, portal alanlarda ve santral ven çevresinde ince bandlar şeklinde bulunurken, sirozda bu kolla-genler, lobülün tüm bölümlerini tutmuştur. Sirozda mikroskopik düzeyde karaciğerin normal arşitektürünün yerini, diffüz olarak kalın kollagen fibröz bandlarla separe edilmiş rejenere ka-raciğer hücre gruplarından oluşan nodüller yer almıştır. Karaciğerin normal yapısının değiş-mesi mikrosirkülasyonu bozar ve buna bağlı hastalığın klinik özellikleri ortaya çıkar. Çoğu sirozlu hastalardaki ölüm; (1)progresif karaciğer yetmezliği, (2)portal hipertansiyona bağlı komplikasyonlar ve (3)hepatosellüler karsinom gelişmesi sonucudur. Tüm siroz çeşitle-rinde hepatosellüler gelişme riski fazladır. Sirozların sınıflandırılmalarında bir konsensus yoktur. Yapılan morfolojik sınıflama ile sirozlar üçe ayrılmıştır: (1)Mikronodüler siroz (nodüllerin çapı 3 mm den daha küçüktür), (2)makronodüler siroz (nodül çapları 3 mm den büyüktür ve 2-3 cm ye ulaşabilir) ve (3)mikst olanda ise, mikro ve makro nodüller birarada bulunur. Etiyolojik nedenlere göre şu şekilde sınıflanabilir. Alkolik karaciğer hastalığı %60- 70; viral hepatitis %10; safra hastalıkları %5- 10; herediter hemokromatozis %5 vs. Siroz tiplerini; oluş biçimleri ve özelliklerine göre şu şekilde sıralayabiliriz. Alkolik (Beslenmeye Bağlı) Siroz: Alkolle ilgili olan ve çok sık görülen şekildir, Laennec siroz olarak da bilinir. Mikronodüler yapıdadır Postnekrotik (posthepatik) Siroz: Çoğunlukla viral etiyoloji (Hepatit B Virus ve Hepatit C Virus) etkendir. Makronodüler yapıdadır. Biliyer Siroz: 1)Primer biliyer siroz; otoimmun kökenli olduğu savunulur. 2)Sekonder biliyer siroz; uzun süreli ekstrahepatik safra kanalı obstrüksiyonu bunun nedenidir ve daha çok karşı-mıza çıkar. X Wilson Hastalığı: Bakır metabolizmasını otozomal resesif bir bozukluğudur. Bozukluklar karaciğer, böbrek ve beyinde anormal miktarlarda bakır birikimi meydana gelir. Hemokromatozis: (1)Herediter hemokromatozis; bağırsak mukozasında demir absorbsiyo-nunda (emiliminde) kalıtımsal bir defekt vardır; aşırı geri emilim görülür. (2)Sekonder hemo-kromatozis; aşırı demir yüklenmesi durumlarında sekonder olarak meydana gelir. Sirozda Klinik Özellikler: Fonksiyonel parankim kayıpları, sirozun başlıca şu klinik be-lirtilerini ortaya çıkarır. - Hepatosellüler hasar ve buna bağlı karaciğer yetmezliğiyle ilgili bulgular: a)Sarılık: Karaciğerin işlevlerinden birisi de safra üretimidir. Kandaki bilirubin (ankonjuge bilirubin) karaciğer hücrelerinde işlenir (konjuge edilir), safra yolları aracılığıyla barsağa dö-külür. Bu işlemin herhangi bir yerindeki aksama sonucu bilirubin kana karışırsa, sarılık (ikter) ortaya çıkar. Çoğunluğu karışık olmak üzere, konjuge ve ankonjuge bilirubin artımı söz konu-sudur. b)Hipoalbuminemi: Hepatosit hasarına bağlı albumin ve fibrinojen olmak üzere plasma protein sentezindeki azalma söz konusudur. c)Koagülasyon faktör eksiklikleri: Karaciğerde oluşan pıhtılaşma faktörlerinin sentezinde azalma ortaya çıkar. d)Hiperöstrinizm: Testikular atrofi, jinekomasti, palmar eritem (lokal vazodilatasyon) ve vücudun değişik kısımlarında, spider anjiomlar (örümcek şeklinde damarlanma). - Portal hipertansiyon: Portal akımla kan, batından vena kava inferiora döner. Portal kan akımındaki herhangi bir engelleme, portal venlerdeki hidrostatik basıncın artmasına neden olur. Üç farklı bölgedeki obstrüksiyona bağlı olarak ortaya çıkar. 1)Prehepatik: Portal vendeki tromboz nedeniyle oluşan obstrüksiyon, karaciğer içinde sinusoidlere dağılmadan öncedir. 2)İntrahepatik: Hepatik sinusoidlerdeki blokaj, bunun nedenidir. En önemli neden sirozdur, daha sonra yaygın karaciğer yağlanması gelir. 3)Posthepatik: Santral vendeki, hepatik vende-ki veya vena kavadaki blokaj nedendir. Bu, sağ kalb yetmezliği ve ağır perikardit gibi durum-larda karşımıza çıkar. Portal Hipertansiyona Bağlı Değişiklikler (Komplikasyonlar): Portal hipertansiyonun belli başlı bulguları; assit, venöz kollateraller (bazı bölgelerde venöz varisler), splenomegali (dalak büyümesi) ve bazen hepatik ansefalopatidir. - Assit (hidroperitoneum), hidrotoraks veya periferal ödem: Biriken kan geriye doğru ba-sınç yapar. Sirozdaki portal hipertansiyonun en önemli klinik sonuçlarından birisi, periton boşluğunda fazla sıvı birikimi (assit) oluşmasıdır: a)Portal vende hidrostatik basınç artımı, he-patik lenf sıvısı artımına neden olur. Bu sıvı peritona geçer. b)Hipoalbuminemiye bağlı olarak ortaya çıkan plasma onkotik (ödeme neden olan) basıncın düşmesi ve c)sodyum ve su tutulu-munun artması; Bu da hepatik hasara bağlı olarak aldosteronun karaciğerdeki yıkımının azal-ması (hiperaldosteronizm) ve renin- anjiyotensin sistem aktivasyonundaki artma, ödemi ve peritondaki sıvı birikimini açıklar. nedenidir. - Hepatik ansefalopati: Nöropsikiyatrik bir sendromdur. Karaciğer yetmezliklerinde ortaya çıkar. Normalde karaciğerde detoksifiye edilen amonyak ve nörotoksik maddelerin karaciğer-deki siroz gibi, bir defekt nedeniyle detoksifiye edilemeyen bu maddelerin doğrudan dolaşıma girmesi sonucu oluşur. Hafif konfüzyondan (bilinç kaybı) derin komaya kadar giden nörolojik belirtiler gösterir. Ölüm olağandır. x Etil alkol (etanol) - nontoksik Metil alkol (metanol) – toksik Alkolik Karaciğer Hastalığı Bu Karaciğer hastalığının başlıca nedeni, yoğun alkol (etanol)x alımıdır. Alkol alışkanlığı, ölüm nedenlerinin beşinci sırasında yer alır. Alkole bağlı siroz, ölümlerin önemli bir bölümü- nü oluşturur. Ölümlere neden olan diğer önemli bir neden ise, alkole bağlı otomobil kazaları sonucu meydana gelen ölümlerdir. Hastahanelerde yatan karaciğer hastalarının %20- 25 inde, alkol nedeniyle ortaya çıkan problemler vardır. Kronik alkol alımı birbiriyle bağlantılı üç farklı tipte karaciğer hastalıklarına neden olur. 1-Hepatik Steatoz (Yağlı Karaciğer): Hepatositler içinde önce küçük yağ damlacıkları biri-kir. Bunlar zamanla hücrenin içini tamamen doldurur, nüveyi kenara iter. Tamamen bir yağ hücresine döner. Bu değişme önce vena santralis çevresindedir, sonra perifere doğru yayılarak tüm lobülü tutar. Zamanla bu nekrotik parankimal hücreler yerini fibröz dokuya bırakır. Fib-rozis gelişmeden önce alkol alımı kesilirse, yağlı değişmeler gerileyebilir. 2- Alkolik Hepatitis: Hepatositler tek veya gruplar halinde şişer (balonlaşır) ve nekroza uğ-rar. Nekrotik ve dejenere hepatositlerin çevresinde polimorf nüveli lökositler birikir. Daha sonra lenfositler ve makrofajlar bölgeye gelir. Sonuçta belirgin bir fibrozis ortaya çıkar. 3- Siroz (Alkolik Siroz): Alkolik karaciğer hastalığının finali ve geri dönüşsüz şekli olan siroz, sinsidir ve yavaş gelişir. Karaciğerin makroskopik görünümü sarı- turuncu renktedir, yağlı ve büyümüştür, ağırlığı artmıştır. Oluşan fibröz septalar arasındaki parankimal hepato-sitlerin rejeneratif aktiviteleri, değişik büyüklükte nodüller oluşturur. İleri zamanlarda fibrozis geliştikçe karaciğer yağ kaybeder, progresif bir seyirle büzüşür, küçülür. Yağsız bir organ haline gelir. Organın ağırlığı düşmüştür ve sirozun karakteristiği olan değişik büyüklüklerde (mikro- makro) nodüller gelişir. PANKREAS : Pankreas, iki ayrı organın bir organda bulunma özelliğinde olan bir organımızdır. Yakla- şık %85-90 ekzokrin salgılıktır ve besinlerin sindirimi için, gerekli enzimleri salgılar. Geri kalan %10-15 endokrin salgılıktır ve insülin, glukagon ve diğer hormonları salgılayan Langer-hans adacıklarından oluşmuştur. Endokrin Pankreas : Endokrin pankreas Langerhans adacıkları adı verilen, bir milyon civarında mikroskopik hücre kümesinden oluşmuştur. Bu adacıklardaki hücrelerin tipleri, rutin hematoksilen- eosin boyası ile ayırt edilemez. Ancak bazı özel boyalarla elektron mik-roskobunda granüllerin şekillerinin görülmesiyle veya immunohistokimyasal yöntemle hücre tipi belirlenebilir.  (beta) hücreleri : Adacık hücre topluluğunun %70’ ini oluşturur. İnsülin hormonunu sentez eder ve salgılar. Hipoglisemik etkili hormondur.  (alfa) hücreleri : Adacık hücrelerinin %5- 20’sini temsil eder ve glukagon oluşturur. Kara-ciğerde glikojenolitik (glikojen parçalayan) etkinliği nedeniyle hiperglisemi oluşturur.  (delta) hücreleri: %5-10’luk bir bölümü oluşturur. İnsülin ve glukagon üretimini dengeleyen somatostatin hormonunu salgılar. PP (Pankreatik Polipeptit): %1-2 oranındadır ve yalnızca adacıklarda değil, pankreasın ekzo-krin bölümünden de salgılanır. Salgıladıkları polipeptidin, gastrik ve intestinal enzimlerin sal-gılanmasını uyarmak, intestinal hareketleri inhibe etmek gibi, etkileri bulunmaktadır. Adacık hücrelerinin önemli patolojik olaylarından birisi “Diyabetes Mellitus” dur. Diğeri “Adacık Hücre Tümörleri” dir. DİYABETES MELLİTUS Diyabet; insülinin yetersiz üretimi veya yetersiz işlevi nedeniyle ortaya çıkan hiperglisemi ile karakterize kronik, multisistemik bir hastalıktır. Karbonhidrat, yağ ve protein metaboliz-masını etkiler. Vücuttaki bütün hücrelerin glikoza (şeker molekülü- karbonhidrat) enerji kay-nağı olarak ihtiyacı vardır. Hücrelerin kandan şekeri alabilmeleri için, insülin hormonu şarttır. İnsülin, glikoz için regülatördür. Normalde kanda glikoz düzeyi yükselince insülin salgılanır. Tolere edilemeyen glikoz, hücre ölümlerine neden olur. Fazla glikoz, gerektiği zaman kan do-laşımına salınmak üzere, karaciğerde glikojen olarak depo edilir. İnsülin salgısının yokluğu (veya eksikliği) sonucu, glikozun kullanımında yetersizlikler meydana gelir. İnsülin salgısı duralarsa, kanda glikoz miktarı artar hiperglisemix durumu ortaya çıkar. Bu nedenle buna, halk arasında “şeker hastalığı” denir. Diyabetes mellitus hastalığında pankreasda yeteri kadar insülin üretilemiyordur veya vücut hücreleri bu insülinin etkisine karşı direnç geliştirmiştir. Her iki durumda da hücrelerin kan-dan glikozu almalarında problem vardır. Kan glikoz seviyesi yüksektir ve her ikisin de ortaya çıkan klinik sonuc aynıdır. Sınıflama ve Görülme Sıklığı Asıl özelliği hiperglisemi olan diyabetes mellitus, heterojen bir grup hastalıktır. Etyoloji-sine göre İki grup altında incelenir. Primer tip; en yaygın şeklidir (%95) ve insülin üretimin-deki veya işlevindeki bir defektten ortaya çıkar. Sekonder tip; infeksiyonlar (kronik pankrea-tit), herhangi bir nedenle pankreasın bir bölümünün cerrahi olarak çıkarılması, pankreas ada-cıklarının destrüksiyonuna neden olan bazı hastalıklar, aşırı demir yüklenmesi (hemokromato-zis), bazı genetik bozukluklar ve tümör gibi, pankreasın kendisini tutan lezyonlar yanısıra, in-sülinin antagonistleri olan hormonların hipersekresyonu söz konusudur. Akromegaliye neden olan aşırı büyüme hormonu (GH), Cushing sendromunda glukokortikoid artımı, feokromasito-mada (tümör) adrenalin artımı ve hipertiroidi gibi, bazı endokrin hastalıklar sonucu ortaya çı-kan diyabetes mellitusdur. Bu ikinci grup (sekonder tip) çok nadir görülür (%5). Diyabetes mellitusun en yaygın ve en önemli şekli, adacık hücresi insülin sinyali sisteminde primer bo-zukluğundan ortaya çıkanıdır. Bu primer diyabet; kalıtım özelliği, insüline verdiği yanıt ve köken olarak birbirinden farklı iki ana grupta (tip1 ve tip2) incelenir. Diyabetin iki ana tipinin farklı patogenetik mekanizmalara ve metabolik özelliklere sahip olmasına rağmen, kan da-marlarında, böbreklerde, gözlerde ve sinirlerde ortaya çıkan komplikasyonlar her iki tipte de mevcuttur. Bu hastalıktan meydana gelen ölümlerin en önemli nedenleridir. Patogenez : Önce insülin metobolizmasını kısaca gözden geçirelim. Normal İnsülin Fizyolojisi ve Glukoz Dengesi: Normal glikoz dengesi, birbiriyle ilişkili üç mekanizma ile sıkı bir şekilde denetlenir. Bunlar:(1)Karaciğerde glikoz üretimi, (2)glikozun çevre dokular tarafından (özellikle kas) alınması, kullanılması ve (3)insülin ve bunu den-geleyici karşıt hormonun (glukagon) salınımı. İnsülin salgılanması, glikoz üretimi ve kulanı-mını kan glikozun normal düzeyde kalacağı şekilde ayarlar. İnsülin pankreatik adacıkların beta hücre granüllerinde sentez edilir ve depolanır. Kan glikoz düzeyindeki yükselme, daha fazla insülin salımına neden olur. İnsülin sentezini ve salgılanmasını başlatan en önemli uya-ran glikozdur. İnsülin majör bir anabolik hormondur: İnsülinin en önemli metabolik etkisi, vü-cuttaki bazı hücre tiplerinde hücre içine glikoz girişini hızlandırmaktır. Bunlar myokordial hücreleri de içine alan çizgili kas, fibroblast ve yağ hücreleridir. Glikoz kas hücrelerinde gli-kojen olarak depolanır veya adenozin trifosfat (ATP) üretimi için oksitlenir. Glikoz yağ doku-sunda öncelikle lipid olarak depolanır. İnsülin, yağ hücrelerinde lipid üretimini (lipogenez) hızlandırırken diğer yandan da lipid parçalanmasını (lipoliz) inhibe eder. Aynı şekilde amino asid alımını ve protein sentezini hızlandırırken, diğer taraftan protein parçalanmasını durdu-rur. Böylelikle, insülinin etkileri anabolik olarak glikojen, lipid ve proteinin artan üretimi ve azalan parçalanması olarak özetlenebilir. x Yunanca; hiper- yüksek; glyk- şeker; emia- kan kelimelerinden köken alır. Açlık durumunda glikojen üretimi azaldığından (düşük insülin- yüksek glukagon durumu), karaciğerde glikoneojenezi (glikojen sentezi) ve glikojenolizi (yıkımı) arttırarak, hipoglisemi-yi önler. Bu nedenle açlık plasma glikoz düzeyi, karaciğerden salınan glikoz miktarı ile belir-lenir. İnsülin salınmasının başlıca tetikleyicisi, glikozun kendisidir. Salgılanan insülin, ilgili çevre dokularda insülin reseptörüne bağlanarak hücreiçi glikoz alımını tetikler. Böylelikle gli-koz dengesi kurulur. Tip1 Diyabetes Mellitus Patogenezi Tip1 Diyabet (İnsüline Bağımlı Diyabetes Mellitus): Tüm diyabet vakalarının %5-10 nu oluşturur. Çocuklukta gelişir, pubertede belirgin hale gelir ve şiddetlenir. Pankreasın insülin yapma özelliği kaybolmuştur. İnsülin sekresyonunda tam (veya tama yakın) yokluk söz konu-sudur. Hastaların hayatta kalmaları için, mutlak insüline gereksinim vardır. Bu nedenle “insü-lin bağımlı diyabet” olarak tanımlanır. Pankreas beta hücre antijenlerine karşı, T hücre lenfo-sitlerin oluşturduğu reaksiyon sonucu beta hücrelerinin destrüksiyona uğradığı otoimmun bir hastalıktır. Dışarıdan insülin alınmadığı takdirde diyabetik ketoasidoz ve koma gibi, ciddi metabolik komplikasyonlar gelişir. Beta hücre destrüksiyonuna iç- içe geçmiş pek çok meka-nizma katkıda bulunur: (1)Genetik eğilim, (2)otoimmünite ve (3)çevresel etkenler. Genetik Eğilim : Diyabetes mellitusun, ailesel özellik gösterdiği uzun zamandan beri bilin- mektedir. Genetik eğilimin kesin kalıtsal geçiş şekli tam olarak bilinmemektir. Tek yumurta ikizlerinin (eş ikizler) ikisinde birden görülme oranı yaklaşık %40’dır. Diyabetli ailelerde yaklaşık %6 sının çocuklarında bu hastalık gelişmektedir. Gerçi tip1 diyabet olgularının %80 inde ailevi bir hikaye yoktur. Otoimmünite : Tip1 diyabetin klinik başlangıcı ani olmasına rağmen, beta hücrelerine karşı olan kronik otoimmun atak, hastalığın başlamasından yıllar önce başlamıştır. Hastalığın klasik belirtileri olan hiperglisemi ve ketoz, beta hücrelerinin % 90 ından fazlası haraplandıktan son-ra, ortaya çıkar. Otoimmunitenin diyabet patogenezindeki rolü morfolojik, klinik ve deneysel birçok gözlemle desteklenmiştir: (1)Hastalığın erken dönemlerinde çoğu vakada adacıklarda hücre nekrozu ve lenfositten zengin iltihabi infiltrasyon (insülitis) gözlenir. (2)Diyabetli has-taların %80 inin kanlarında, beta hücre antijenlerine karşı oluşmuş antikorlar (otoantikor) gösterilmiştir. (3)T lenfositler beta hücre antijenlerine karşı reaksiyon gösterir ve hücre hasar-larına neden olur. (4)Sitokinler beta hücrelerini harplar. Çevresel Etkenler: Çevresel bozukluk beta hücrelere zarar vererek otoimmüniteyi tetikle-miş olabilir. Epidemiyolojik gözlemler, böyle bir tetiklemeyi virusların yaptığını düşündür-müştür. Tip2 Diyabetes Mellitus Patogenezi Tip2 Diyabet (İnsüline Bağımlı Olmayan Diyabetes Mellitus): Vakaların büyük bir çoğun-luğunu (%90) bu tip diyabet oluşturur. Hastalık olgun yaşlarda başlar ve daha çok 50-60 lı yaşlarda ortaya çıkar. Daha önceleri adult tipi diyabet olarak adlandırılırdı. Pankreas insülin üretir; fakat dokuların bu insülini kullanmasında problem vardır. Dokuların insüline karşı olan duyarlılığında azalma nedeniyle karbonhidrat, yağ ve protein metabolizmalarının bozukluğu ortaya çıkar. Dokuların insüline duyarlılığın azalmasına (azalmış duyarlılık) “insülin direnci (rezistansı)” denir. İnsülin direnci; glukoz alımında, metabolik işlevde veya depolanmasında, insülinin etkisine karşı bir direnç olarak tanımlanır. İnsülin direnci, tip2 diyabetli hastalarda görülen karakteristik bir özelliktir ve diyabetli bireylerde görülen obeslik, genel bir bulgudur. Tip2 diyabeti iki metabolik defekt karakterize eder. (1)Çevre doku hücrelerinde, insüline yanıt verme yeteneğinde azalma (insülin direnci) ve (2)bu insülin direnci ve hiperglisemiyi kom-panse etmek için, gerekli insülinin pankreas tarafından salgılanamaması. Bu patolojiye beta hücre disfonksiyonu adı verilir. Burada esas olay, insülin dirençidir. Tip2 diyabetli hastaların yaklaşık %80’i şişman kişilerdir. Patogenezde obesite söz konusu olduğundan, kişinin yaşam biçimi ve beslenme alışkanlıkları gibi, çevresel faktörlerin önemli bir rol oynadığı düşünülür. 27 Bir zamanlar adültlerin bir hastalığı olarak düşünülürdü. Şimdi obes çocuklarda da bu şeklin görülebildiği bilinmektedir. Obesite, insülin direnciyle ve böylelikle tip2 diyabetle, önemli bir ilişkiye sahiptir. Kilo verilmesi ve fizik ekzersiz, bu hastalarda glikoz tolerans bozukluğunu düzeltebilir. Tip2 diyabet çok daha fazla görülmesine karşın, patogenezi hakkında bilgi azdır. Otoim-mün mekanizmaya ait deliller yoktur. Bunun yerine göreceli olarak insülin yetmezliğiyle sonuçlanan, insülin direnci ve β hücre bozukluğu vardır. Hafifden tam’a kadar değişen bir in-sülin eksikliği söz konusudur ve tip1 diyabetten daha az şiddettedir. Tip2’de insülin yetmez-liğinin kesin sebebi bilinmemektedir. Tip1 diyabette olduğu gibi, beta hücrelerinde viral veya immün sistem kökenli zedelenmeyi gösterecek bir bulgu da yoktur. Genetik faktörler, Tip1 diyabete göre bu Tip2 de daha önemlidir. Tek yumurta ikizlerin ikisinde de birden görülme oranı %60-90 dır. Bu hastalığın görülme oranı tüm popülasyonda %5-7 iken, birinci derece akrabalarda hastalık gelişme riski %20-40 arasında değişmektedir. Diyabetes Mellitus Geç Komplikasyonlar ve Patogenezi İnsülin hormonunun bulunması ve bunun tedavide kullanıma başlanmasından sonra, hasta-ların ömrü uzamıştır; fakat bu hastalık tedavi edilememiştir Diyabet hastalığında, geç kompli-kasyonlar olarak adlandırılan hastalığın başlangıcından 10- 15 yıl sonra ortaya çıkan lezyonlar çok önemlidir. Hastalar arasında bu komplikasyonların çıkış zamanı, şiddeti ve tutulan organ-lar yönünden bariz farklar vardır. Pankreasda patolojik bulgular çok çeşitlidir ve mutlak dra-matik değildir. Komplikasyonların hemen tamamı damar lezyonlarına bağlıdır. Bugünün diya-betle ilişkili en önemli komplikasyonları; küçük damarların bazal membranlarında kalınlaşma (mikroanjiyopati), arterlerde (ateroskleroz), böbreklerde (diyabetik nefropati), retinada (reti-nopati), sinirlerde (nöropati) ve klinik olarak bütün bu organlarda disfonksiyonlar görülür. Yapılan gözlem ve çalışmalar, ortaya çıkan bu komplikasyonların doğrudan hiperglisemiye bağlı olduğunu düşündürmektedir. Buna ilaveten, diyabette hipertansiyonun varoluşu, atero-sklerozisi hızlandırır. En çok konuşulan bulgu, nondiyabetik donörlerden (verici) diyabetik hastalara yapılan böbrek transplantlarında 3- 5 yıl sonra, bu böbrekte diyabetik nefropatinin gelişmesidir. Buna tezat oluşturacak şekilde diyapatik nefropatili böbreklerin normal alıcılara transplante edildiği zaman, bu böbreklerde düzelmeler olduğu bilinir. Diyabette hayatı tehdit eden esas olay ateroskleroz ve mikroanjiyopati gibi, generalize vasküler hastalıktır. Ateroskleroz, diyabetin klinik seyrini hızlandırır; kalb, beyin ve böbrekde iskemik lezyonlar gelişir. Myokard infarktüsü, serebral infarktüs, renal yetmezlik ve alt eks- tremite gangrenleri diyabetlerde sık görülen lezyonlardır. Diyabetin patognomanik (tanı koy- durucu) ağız lezyonları (spesifik ağız yumuşak doku ve dental lezyonları ) yoktur. Diyabette Pankreas Değişiklikleri: Langerhans adacıklarında diyabetin etyolojisini ve pato-genezini açıklayacak spesifik bir patolojik lezyon gösterilememiştir. Pankreas lezyonları sabit ve patognomanik değildir. Tip1 deki değişiklikler, tip2 ye göre daha belirgindir. Gerçi diyabe-te eşlik eden, bazı morfolojik değişiklikler vardır. Adacıklar sayıca azalmıştır, buralarda fibro-zis ve lenfosit infiltrasyonu (insülitis) ve amiloid birikimi görülebilir. Amiloid birikimi za-manla hücrelerin atrofisine neden olabilir. Ayrıca beta hücrelerinde granül kayıpları dikkati çeker. Diyabetik Göz Komplikasyonları: Diyabetik retinopati olarak adlandırılan göz lezyonları, katarakt veya glakom (göz tansiyonu) gelişmesine bağlı olarak, görme bozuklukları ve körlü- ğe kadar gidebilen ağır lezyonlar gelişir. Retinada, düzensiz damar duvarı kalınlaşmaları ve mikroanevrizmalar sonucu lezyonlar ortaya çıkar. Diyabetik Nöropati: Geç komplikasyonlar olarak periferal sinirler, beyin ve omurilik hasar görebilir. Refleks bozuklukları, duyu kusurları, gelip- geçici ekstremite ağrılarına neden olur. Schwann hücre hasarı, myelin dejenerasyonu ve akson hasarı ile karakterlidir. Bu hücrelerde- ki hasarın primer hasar olduğu düşünülmektedir. Buna, intrasellüler hipergliseminin yol açtığına inanılır. Hem bu intrasellüler hiperglisemi ve hem de mikroanjiopati sonucu gelişen iske- minin beraberce nöropatiye neden olduğuna inanılır. Pelvik organların innervasyonu bozula- rak; seksüel impotans (ereksiyon problemi), mesane ve barsak disfonksiyonu ortaya çıkabilir. Diyabetik Böbrek Değişiklikleri (Diyabetik Nefropati): En ağır lezyon gösteren organlar-dan birisi böbrektir. Myokard infaktüsünden sonra görülen en sık ölüm nedenidir. Ölüm çoğu kez, mikroanjiopati sonucu gelişen böbrek yetersizliğine bağlıdır. Vasküler Sistem: Diyabet vasküler sisteme ağır zararlar verir. Her çaptaki damarlar (aort ve küçük damarlar) etkilenir. Koroner arterlerin aterosklerozu nedeniyle ortaya çıkan myo- kard enfarktüsü, diyabetiklerde görülen en sık ölüm nedenidir. Diyabette ateroskleroz daha erken yaşta ortaya çıkar ve daha ağır seyreder. Ateroskleroz oluşmasına yatkınlık, birden fazla faktöre bağlıdır. Hiperlipidemi ve trombositlerin yapışma özelliğinin artması, şişmanlık ve hipertansiyon gibi, aterosklerozda rol oynayan diğer risk faktörleri de vardır. Damarlarda ülserasyon, kalsifikasyon, ve trombüs gelişimi sıktır. Damarların daralmasına bağlı olarak myokard infarktüsü gibi klinik bulgular ortaya çıkar. Yırtılma riski olan anevrizmalar gelişir. Diyabetlilerde normalden 100 kat fazla olan, alt ekstremite gangrenleri gelişir. Diyabette Klinik Özellikler Tip1 diyabet, çoğu hastada 35 yaşın altında poliüri (çok idrara çıkma), polidipsi (çok su içme), polifaji (iştah artışı) ve ciddi olgularda ketoasidozis ile kendini göstererek başlar. Bun-ların tümü metabolik bozukluklardan meydana gelir; çünki insülin vücuttaki başlıca anabolik hormon olduğundan, İnsülin salgılanmasındaki bir yetersizlik, yalnızca glikoz metabolizma-sını etkilemez, yağ ve protein metabolizmasını da etkiler. İnsülin eksikliğinde, glikozun kas ve yağ dokusu tarafından emiliminde, bariz azalma (veya yokluğu) söz konusudur. Karaciğer ve kasdaki glikojen depoları azaldığı gibi, glikojenoliz nedeniyle yedek depolar da tükenir. Şiddetli bir açlık hiperglisemisi izler. Tip1 de iştah artmasına rağmen katabolik etkinin baskın olması, kilo kaybı ve kas zayıflığı ile sonuçlanır. Polifaji ve kilo kaybının beraberliği bir tezat oluşturur. Böyle kişilerde her zaman bir diyabet şüphesi akla gelmelidir. Kandaki glikoz seviyesi artarsa, glomerüllere fazla glikoz gider, “glikozüri” (idrarda şeke-rin çıkması) başlar. Glikozüri osmotik diürezi başlatır, poliüriye neden olur. Yoğun bir su ve elektrolit (Na+, K+, Mg++, PO4-) kaybı ortaya çıkar. Sonuç olarak dolaşımda sodyum, potas-yum kayıpları ve kandaki glukoz seviyesinin artmasına bağlı olarak ortaya çıkan serum os-molaritesindeki artma (hiperosmolarite) ile kombine renal su kaybı, hücreler içi ve hücreler arası su kaybına neden olarak beyinde susuzluk merkezi uyarılarak su içme isteği doğar (polidipsi). İnsülin eksikliğinde metabolik dengenin bozulması ve ayrıca yağ katabolizması (yıkımı) aşırı artması, serbest yağ asidi düzeyini yükseltir. Bu serbest yağ asitleri, karaci-ğerde oksitlenerek keton cisimleri meydana gelir. İdrarla keton atılımı azalırsa, ketoasidoz oluşur. Tip2 diyabetes mellitus, poliüri ve polidipsi gösterebilir; fakat tip1 den farklı olarak hasta-lar genellikle 40 yaş üzeridir ve şişmandır. KALSİYUM METABOLİZMASI VE BOZUKLUKLARI Kalsiyum ve fosfat (PO4)x metabolizması, birbirleriyle çok yakın bir ilişki içindedir. Hem kalsiyum hem de fosfat dengesinin düzenlenmesinde, büyük ölçüde dolaşımdaki paratiroid hormonu (PTH), vitamin D ve bunlar kadar olmasa da kalsitonin hormonunun etkileri vardır. Kalsiyum; kemik ve dişlerin şekillenmesi, kasların kasılması, kanın pıhtılaşması, sinir uyarıla- rının iletisi ve hormon salınması gibi, pekçok fizyolojik olayda anahtar rol oynar. Bu nedenle kalsiyum dengesinin korunması kritik önem taşır. Vücuttaki kalsiyum depoları (iskelet siste- mi) ve plazma kalsiyum konsantrasyonunun korunması; besinlerle kalsiyum alımına, gastroin- testinal kanaldan kalsiyum emilimine ve böbreklerden kalsiyum atılımına bağlıdır. Dengeli bir beslenmeyle günde yaklaşık 1000 mg kalsiyum alınır. Bu da sütün 1 litresindeki miktara eşit- tir. Kalsiyumun esas atılımı dışkı ve idrar ile olmaktadır. Bunun yanısıra, barsaktan geri emi- lim de olmaktadır. D vitamini, kalsiyumun barsaklardan emilimini arttırır. Böbreklerde aktif vitamin D sentezixx arttırılarak, barsaktan kalsiyum emilimi arttırılır. Böbreklerde bir hasar mevcutsa, D vitamini etkisinin büyük bir bölümünü kaybeder ve barsak emilimi de azalır. Paratiroid hormonu; kalsiyum ve fosfat’ın barsaklardan reabsorbsiyonunu, böbreklerden atılmalarını ve ekstrasellüler sıvı ile kemikler arasındaki değişimleri düzenleyen bir hormon- dur. Paratiroid salgılığı (bezi) aktivitesinin artması, kemikten kalsiyum tuzlarının hızla rezorb- siyonuna yol açarak, ekstrasellüler sıvıda hiperkalsemi oluşturur. Bunu osteoklast aktivasyonu ile kemik rezorbsiyonu yani kalsiyumun mobilizasyonu arttırarak yapar. Bunun aksine, parati- roid salgılıklarının hipofonksiyonu, hipokalsemiye neden olur. D vitamini, kemik rezobsiyonu (yıkımı) ve kemik depolanması (yapımı) yani remodelas-yon üzerinde önemli etkilere sahiptir. Aşırı miktarda vitamin D fazlalığında, kemiklerde re- zorbsiyon oluşur. D vitamini eksikliğinde, paratiroid hormonunun kemik rezorbsiyonu üzerine olan etkisi büyük ölçüde azalır. Hipokalseminin Başlıca Nedenleri: 1-Hipoparatiroidizm: Paratiroid hormonunun eksikliği veya yokluğu nedeniyle, hipopara- tiroidizm ortaya çıkar. Başlıca özellikleri hipokalsemi ve hiperfosfatemidir. Özellikle tiroidek- tomi sırasında paratiroid salgılıklarının kaza sonucu çıkarılması veya hasar görmesiyle hipo-paratiroidizm meydana gelir. PTH yeterince salgılanamayınca kemiklerde osteolitik rezorb- siyon azalır. Vücut sıvılarında da kalsiyum düzeyi düşer. Kemiklerden kalsiyum ve fosfat re- sorbsiyonu olmadığı için, kemikler dayanıklılığını kaybetmez. Kronik hipokalsemide deride kuruma ve pullanma, tırnaklarda çatlama ve kırılma ile saç-larda sertleşme görülebilir. Kalsiyum konsantrasyonu ileri derecede azaldığında, tetani belirti- leri ortaya çıkar. Özellikle larenks kasları tetanik spazma duyarlıdır ve bu kasların spazmı, solunumu engeller. Gerekli tedavi uygulanmazsa, ölüme yol açabilir. 2-Vitamin D Eksikliği: Besinlerle yeterince D vitamini alınamaması (malnutrisyon) yanı- sıra, hepatobilier hastalık (karaciğer hastalıkları vitamin A, D ve K nın sentezini düşürür), barsaklardaki emilim bozuklukları (intestinal malabsorpsiyon), renal hastalıklar, belli bazı ilaçların alımı ve derinin güneş ışığını yeterince alamaması (İngilteredeki Müslüman kadınlar) gibi durumlar, vitamin D eksikliğinin önemli nedenleridir. Vitamin D, güneş ışını aracılığıyla deride sentez edilir; eksikliği hipokalsemiye neden olur. Eksikliğine bağlı olarak, çocuklarda raşitizm ortaya çıkar. Erişkinlerde diyete bağlı D vitamini veya kalsiyum yetersizliği oldukça seyrektir; çünki kemik büyümesi çocuklardaki gibi, çok miktarda kalsiyum gerektirmez. x Fosfor, insan vücudunda en çok bulunan elementlerden biridir. Vücuttaki fosforun çoğu oksijen ile beraber, fosfat (PO4) şeklinde bileşik halinde bulunur. Vücuttaki fosfat’ın yaklaşık % 85 i kemiktedir ve burada hidroksi-apatit kristalinin önemli bir bileşenini oluşturur2. xx Böbreklerde 1-α hidroksilaz enzimi tarafından vitamin D’nin en aktif formu olan 1, 25-dihidroksikolekalsife- rol’e [1,25(OH2) D3] çevrilir. Bu madde [vitamin D3 (kolekalsiferol)] barsaklardan kalsiyum emilimini arttırır. Önemli miktardaki vitamin D eksikliklerinde, erişkinlerde osteomalasi’ye yol açar. Bu, nor- mal gelişimini yapmış kemiklerdeki eksik mineralizasyonu yansıtır. Raşitizm’de ise yetersiz mineralizasyon çocuklarda gelişmekte olan kemikleri tutar. 3- Böbrek Yetersizliği: Böbreklerde vitamin D, aktif şekli olan dihidroksikolekalsiferol’a çevrilir. Böbrek hücrelerinin direkt hasar görmesinden dolayı; (1) aktif vitamin D oluşumu- nun azalması ve ayrıca (2) lezyonlu böbreklerde meydana gelen anormal kalsiyum kayıpları, hipokalsemiye neden olur. Fosfat’ın böbreklerden atılımının azalmasına bağlı olarak gelişen hiperfosfatemi de, tam anlaşılamamış bazı mekanizmalar yoluyla hipokalsemiye neden ol-maktadır. Hiperkalseminin Başlıca Nedenleri: Hiperkalsemi, kemik rezorbsiyonunun aşırı olma-sından kaynaklanır. Nedenleri şöyle sıralanabilir. 1- Primer Hiperparatiroidizm: Popülasyonda en sık rastlanılan hiperkalsemi nedenidir. Paratiroid salgılığındaki (bezi) bir bozukluk nedeniyle aşırı miktarda hormon salgılanması so-nucu meydana gelir. Nedeni paratiroid salgılıklarındaki bir hiperplazi veya tümördür. Bu tü-mör benign (adenoma) veya malign (karsinoma) olabilir. Eksesif paratiroid hormonu yapımın-da (hiperparatiroidizm) kemiklerde osteoklastik aktivite ileri derecede artmıştır, kemiklerden kalsiyumun açığa çıkmasına neden olur. Bu durum dolaşımda kalsiyum konsantrasyonunu arttırır, serum kalsiyum seviyesi yükselir. Osteoklastik aktivasyon (rezorbsiyon), osteoblastik depolanmadan çok fazla olduğu için, kemik yıkımı fazladır. Bu tür hastalarda patolojik kırık-lara çok rastlanır. Osteoklastların yaptığı lakunar rezorbsiyon, kemiklerde defektlere neden olacaktır ve kistik kaviteler şeklinde belirecektir. Bu bulgular da, hormon fazlalığının radyolo-jik ve histopatolojik göstergesidir. Paratiroid hormonunun kronik artımı, tüm iskelet sistemin-de herhangi bir kemiği tutabildiği gibi, çene kemiklerini de tutabilir. Bu hastaların kemikle-rinin radyolojik incelemelerinde, aşırı dekalsifikasyon kemik yıkımı nedeniyle multipl kistik alanlar görülür. Bu kistik alanlarda fibröz doku ve osteoklast tipi dev hücreler yoğun bir şekil-de bulunur. Bu histolojik özellik, çene kemiklerinin özel bir lezyonu olan, santral dev hücreli granulomanın benzeridir. Hiperparatiroidizme bağlı bu tür kistik kemik hastalığına, “osteitis fibroza kistika” adı verilir. Bu lezyon bazen kitleler oluşturarak tümörlerle karışabilir. Bu nedenle bu lezyonlar, “hiperparatiroidizmin brown (kahverengi) tümörü” olarak da bilinir. Osteoblastlar aktive olduğu zaman, bol miktarda alkalen fosfat salgılar. Bu nedenle, önemli tanı bulgusu plasma alkalen fosfat düzeyinde artıştır. Bu hastalar böbrek taşı oluşumuna aşırı yatkın olurlar. Bunun nedeni hiperparatiroidizmde barsakdan absorbe edilen ve kemikten mo-bilize olan kalsiyum ve fosfatın, böbrekler tarafından atılması sırasında idrardaki konsantras-yonlarının çok artmasıdır. Sonuçta, kalsiyum fosfat kristalleri böbreklerde çökmeye başlar ve böylece kalsiyum fosfat taşları oluşur. 2- Sekonder Hiperparatiroidizm: Sekonder hiperparatiroidizmde paratiroid hormon artı- şı, paratiroid salgılığındaki primer bir bozukluk yerine, önceden var olan hipokalseminin kompansasyonu sonucu ortaya çıkar. Böbrek yetersizliği en önemli nedendir. Barsakda mal- absorbsiyon sendromu gibi olaylarda, vitamin D eksikliği ve yetersiz kalsiyum alımları, hipo- kalseminin nedenleri olabilir. Kronik hipokalsemi sonucu, paratiroid salgılanmasında bir artış belirir. Buna “sekonder hiperparatiroidizm” denir. 3- Vitamin D fazlalığı: Aşırı vitamin D’nin alımı, vitamin D’nin toksik etkisini ortaya çı-karabilir. D vitaminin fazlalığı, çocuklarda gelişim geriliğine neden olabilir; adültlerde hiper-kalsiüri, nefrokalsinozis ve böbrek taşına neden olur. Vitamin D fazlalığı; kalsiyumun bar-saklardan emilimini arttırdığı gibi, normalin üstünde kemik rezorbsiyonuna (yıkımına) neden olarak kan kalsiyum seviyesini yükselterek, hiperkalsemiye neden olur. 4- Destrüktif Kemik Tümörleri: Destrüktif kemik lezyonlarına neden olan multipl mye- loma veya metastatik kemik tümörlerini sayabiliriz. Multipl myeloma, skuamoz hücreli karsi- noma, böbrek karsinomu, meme- over kanseri hiperkalsemiye neden olur. 5- Süt- Alkali Sendromu: Genellikle peptik ülser tedavisi sırasında uzun müddet ve aşırı miktarda antiasit olarak, kalsiyum (kalsiyum karbonat) ve emilebilir alkali alınması sonucu, hiperkalsemi ortaya çıkar. Bu olaya “süt- alkali sendromu” denir. Gerçi bu sendrom, büyük miktarlarda süt alan hastalarda da tanımlandı. Bu sendrom hiperkalsemi, hiperkalsüri, metabo- lik alkaloz (plasma bikarbonat düzeyinin artması), nefrokalsinozis ve böbrek yetmezliğine neden olabilir. 6- Hipertiroidizm 7- Sarkoidozis: Akciğerleri tutan kronik granulomatöz bir iltihaptır. PATOLOJIK KALSİFİKASYON Kalsiyum tuzlarının kemik ve dişlerden başka dokularda birikmesine, patolojik kalsifikas- yon denir. Normalde kalsifikasyon yalnızca kemik ve dişlerde oluşur. Bunların dışında oluş- ması, heterotopik kalsifikasyon olarak yorumlanır. Heterotopik kalsifikasyon iki farklı tipte tanımlanır. 1)Distrofik Kalsifikasyon: Serum kalsiyum ve fosfor seviyesinin normal olması- na ve kalsiyum metabolizmasında bir bozukluk olmamasına rağmen görülür. Kalsiyum tuzları ölü ve dejenere hücre ve dokularda (tüberküloz nekrozu) birikir. Ayrıca atherosklerozisde aterom plaklarında ve hasarlı kalb kapakcıklarında oluşur. 2)Metastatik Kalsifikasyon: Kalsiyum metabolizmasında bir bozukluk söz konusudur. Hiperkalsemi olan her durumda, normal ve canlı dokularda kalsifikasyonun oluşması görülür. Hatta hiperkalsemi, distrofik kalsifikasyonu da arttırır. Metastatik kalsifikasyonda özellikle bazı dokulara nedeni bilinme- yen bir meyil vardır. Böbrek tübulusları, akciğer alveolleri, mide mukozası ve kan damarları- nın mediası sıkça etkilenen organlardır. Bu organlarda yetmezlikler nedenidir. Metastatik kalsifikasyona neden olan hiperkalseminin nedenlerini daha önce de değindi- ğimiz gibi, şu şekilde sıralayabiliriz; (1)aşırı paratiroid hormonu salgısına neden olan, parati-roid tümörleri ve primer hiperparatiroidizm gibi, endokrin bozukluklar, (2)kemik yıkımını arttıran multipl myeloma, metastatik kanserler ve lösemi gibi tümörler ve (3)vitamin D fazla-lığı (intoksikasyonu) ve süt- alkali sendromu ile sarkoidozdur. Hatta hiperkalsemi, (4)ileri saf-hadaki böbrek yetmezliğinde ortaya çıkan sekonder hiperparatiroidizm’e bağlı olarak da geli-şebilir. Histolojik olarak kalsifikasyon intrasellüler, ekstrasellüler veya her iki lokalizasyonda da depolanabilir. Bu birikim bazofilik, amorfös (şekilsiz) granüler görünümdedir. Kalsifikasyon odağında zaman içinde, kemik gelişebilir, buna “heterotopik kemik” denir. KEMİK HASTALIKLARIİnsan iskeleti kompleks bir sistemdir. Yapısal olarak destek oluşturmaya iyi ayarlanmıştır. İskelet kasının aktivitesini harekete dönüştürür ve hassas iç organlar için, koruyucu bir çevre oluşturur. Ayrıca vücudun kan oluşturan (hematopoetik) elemanları için, iskeletten bir yapı oluşturur ve kalsiyum ile diğer birçok hayati minerallerin ana deposu olarak görev yapar. Pek çok beslenme bozukluğu ile endokrin bozukluklar, iskelet sistemini etkiler. Beslenme bozuk-luklarının neden olduğu kemik hastalıkları; C vitamini eksikliklerinde, skorbüt ve D vitamini eksikliklerinde, raşitizm ile osteomalazi görülen hastalıklardır. Mineralizasyon kaybıyla ka-rakterli bir grup hastalık vardır. Bunlar “osteopenik hastalıklar” adı altında incelenir. Osteo-peni (kemik kaybı), radyolojik olarak mineralize kemik kitlesindeki kayba verilen genel bir terimdir. Bu kolaylaştırıcı bir kavram olup, bunlardaki radyolojik görüntüler, belirli bir patolojiyi işaret etmez. (1)Osteoporoz en sık görülen bir osteopenidir. (2)Osteomalazi ileri yaşlarda, (3)raşitizm çocuklarda görülen kemik matriksindeki mineralizasyon kaybını anla-tır. (4)Osteitis fibroza kistika, hiperparatiroidizmde görülen, kemik kayıpları gösteren bir lezyondur. Osteoklastik kemik rezorbsiyonunda artım vardır. Ortaya çıkmış olan kaviteleri dolduran fibröz doku proliferasyonları görülebilir. Fibröz dokunun tam doldurmadığı kavite-ler, kistik kaviteler olarak tanımlanır. Bazı (5)malign kemik lezyonlu osteopenik hastalarda kemiklerinde bir azalma görülür. Bu artan osteoklastik aktivitenin delilleri olmasına rağmen,bir kısmında anormal osteoklastik aktivite yoktur. Tümör hücrelerinin kendileri kemik rezorb-siyonundan sorumludur. Osteoporoz: Osteoporoz, kemik kitlesinin azalmasıyla mikro- yapı bozulmasına bağlı ola-rak ortaya çıkan kemik inceliği ve zayıflığına bağlı olarak kırık olasılığının arttığı bir kemik hastalığıdır. Burada hem kemik yapımı azalmıştır, hem de kemik yıkımı artmıştır. Kemik in-celiği lokalize olabildiği gibi, tüm iskelet sistemini de tutabilir. Osteoporoz terimi nitelendiril-meden kullanılırsa, primer senil ve postmenopozal şekli anlaşılır. Senil osteoporoz, yaşlılarda ve heriki cinsde şiddeti artarak görülür. Postmenopozal osteoporoz, menopoz sonrası kadın-larda görülür. Yaşlı kadınlardaki femur başı kırığın başlıca komplikasyondur. Primer osteopo-rozis ileri derecede yaygın olarak görülür. Osteoporozisle ilgili kırıklara bağlı ortaya çıkan morbidite ve mortalite analiz edilirse, yıllık maaliyetin çok yüksek olduğu görülür. Patogenezis: Erişkinlerde kemik oluşumu ve rezorbsiyonu arasında dinamik bir denge var-dır. Bu dengenin osteoklastların kemik yıkım tarafına kaydığında olay osteoporoz ile sonuçla-nır. Bu dengesizliğin oluşumu bir sırdır. Gerçi kemik gelişimi ve yeniden modelizasyon (yı-kım- yapım) kontrol mekanizmalarında heyecan verici önemli kavramlar vardır. Bunların merkezinde, tümör nekroz faktörü (TNF) ailesine ait yeni bir molekülün, keşfi vardır. Nükle-er Faktör kB nin Reseptör Aktivatörü (RANK) olarak adlandırılan bu molekülün, osteo-klast fonksiyonunu (işlevini) etkilediği anlaşılmıştır. Bunu, kemik stromal hücreler ile osteo-blastların sentezlediği ve hücrenin membranına yerleşik olduğu bugün artık bilinmektedir. Bu liganların reseptörü, makrofajlarda bulunmaktadır. RANK- sunan (tanıtan) hücreler bu makro-fajlar (böylelikle osteoklastlar) dır. Makrofajların osteoklastlara dönüşebilmeleri için, stromal hücreler veya osteoblastlarda bulunan bu RANK ligandının, makrofajlardaki RANK reseptö-rüne bağlanması gereklidir. Aynı zamanda osteoblastlar ve stromal hücreler, makrofaj koloni stimüle eden faktör (M- CSF) olarak adlandırılan bir sitokin üretir. Bu uyaran faktör, makro-faj yüzeyinde bulunan farklı bir reseptöre bağlanır. RANK ligandı ve makrofaj koloni –stimü-le eden (uyaran) faktör beraberce etki ederek makrofajları, kemik- yiyen osteoklastlara dönüş-türür. Bunun dışında stromal hücreler/osteoblastlar tarafından salgılanan ve osteoprotegerin (OPG) olarak adlandırılan molekül, tuzağa düşürücü “yem reseptör” dür. RANK ligandını kaplayarak, bunun makrofajdaki RANK reseptörüne bağlanmasını önler ve böylece yeni osteoklastların oluşumu ve kemik yıkımı kesintiye uğramış olur. Öyle görülüyor ki, osteoporoz tek bir hastalık olmaktan çok, total kemik kitlesinin ve yo-ğunluğunun azalması gibi, benzer morfolojik görüntüyü veren hastalıklar grubudur. Normal durumlarda bebeklik ve çocukluktan itibaren, kemik kitlesi devamlı artar, genç adült yaşların- da zirveye çıkar. Bunu büyük ölçülerde genetik faktörler belirler. Gerçi fiziksel aktivite, diyet ve hormonal durumlar gibi, eksternal (dış) faktörlerin de büyük rolü vardır. Yaş Faktörü: Kemik dansitesindeki (yoğunluğu) yaşa bağlı değişiklikler, her bireyde görü- lebilir. Kemik dinamik bir dokudur ve yaşam boyu devamlı bir yıkım- yapım şeklinde devam eder. Bu remodelizasyon (yıkım- yapım), kemik rezorbsiyonu ve yeni kemik yapımı değişik- likleriyle karakterizedir. Maksimum kemik yoğunluğuna yaşamın üçüncü on yılında ulaşılır. Bundan sonra dansite giderek azalır. En büyük kayıplar, yoğun süngersi (trabeküler) kemikle- rin olduğu omurga ve femur boynunda ortaya çıkar. Bu nedenle osteoporozlu kişilerde kırıklar bu bölgelerde çok sık görülür. Yaşlı hanımlarda kalça kırıkları kayda değer sayılardadır. Bu tür kırıklardaki tedavide, yaşlı insanların uzun periyodlarda hareketsiz yatmaları gerektiğin- den, hareketsizliğe bağlı olarak pnömoni, akciğer ödemi ve pulmoner tromboembolizm gibi, komplikasyonlar çok sık görülür ve başlıca ölüm nedenidir. Mekanik Faktör: Özellikle beden ağırlığının taşınması normal yeni kemik yapımında önemli bir stimulusdur. Azalmış bir fiziksel aktivitenin, hızlanmış kemik kayıplarıyla yakın ilişkisi vardır. Bunun kötü örnekleri felçli veya hareketten yoksun ekstremiteler örnek verilir. Sıfır yerçekiminde bir müddet kalmış olan astronotlarda da kemik yoğunluğunda kayıplara rastlanır. Pekçok yaşlı insandaki yaşam biçimi, hiç şüphesiz osteoporozun ilerlemesinde kat-kısı olabilir. Diyet Faktörü: Osteoporozun oluşması, korunması ve tedavisinde, kalsiyum ve vitamin D nin alımını da içeren diyetin rolü, halen daha tam anlaşılamamıştır. Raşitizm ve Osteomalazi Raşitizm ve Osteomalazi, her ikisi de vitamin D eksikliğinin birer örneğidir. Başlıca deği- şiklik kemiğin mineralizasyonundaki eksikliktir ve buna bağlı olarak nonmineralize osteoid kitlesindeki artım ortaya çıkar. Kısaca, osteoid matriks kalsifikasyonundaki defekttir. Osteo- malazideki bu özellik, total kemik kitlesindeki azalmaya rağmen, kalan kemik kitlesinde mineralizasyonu normal olan, osteoporozise çelişki oluşturur. Osteoporozisde kemik kaybı vardır, mineralizasyon kaybı yoktur. Raşitizmde mineralizasyon defekti, çocuklarda gelişmekte olan kemiklerde ortaya çıkar. Osteomalazide ise, tamamen normal gelişimini tamamlamış kemikteki bozuk mineralizasyon tarif edilir. PROF. DR. Taha ÜNAL EGE ÜNİVERSİTESİ DİŞHEKİMLİĞİ FAKÜLTESİ 2011 ORJİNAL KAYNAK: dent.ege.edu.tr/dosyalar/kaynak/301_patoloji/11.pdf   documents/11.pdf

http://www.biyologlar.com/hucre-zedelenmesinin-nedenleri-ve-zedelenmeye-karsi-hucrenin-verdigi-uyum-yanitlari-nelerdir-hasara-ugrayan-dokunun-onarilmasi-nasil-gerceklesir

Çok hücrelilerin ortaya çıkışı

Sürekli ikiye bölünerek çoğalan tek hücreli organizmalar arasında, bölündükten sonra ayrılamayan ve bir arada yaşayan hücrelerin oluşturduğu birlikteliğin Prekambriyen de, günümüzden yaklaşık 850 milyon yıl önce (MYÖ) meydana geldiği tahmin edilmektedir. Birlikteliği meydana getiren hücreler arasındaki iş bölümü, dayanışma ve koordinasyonun çevreye uyumda sağladığı avantajların, çok hücreli yaşamın gelişmesine neden olduğu düşünülmektedir. Şekil de gösterilen aktüel canlılardan Gonium, şekil ve işlevleri aynı olan hücrelerin bir araya gelmesiyle meydana gelen en ilkel çok hücreli canlı (homomorf koloni) olarak kabul edilmektedir. Pandorina, bir adım ileri giderek, hücreler tarafından salgılanan jelatin tabakasıyla kuşatılmış ve bireysellik karakteri daha kuvvetlenmiş olan bir kolonidir. Eudorina‟da, koloniyi oluşturan fertlerin bir eksen etrafında sıralanarak, koloninin belli bir yönde hareket etmesine olanak sağlayacak şekilde organize oldukları görülmektedir. Ayrıca bu canlının, anterior ve posteriorunda farklılaşmış bir yapı olarak göz lekelerinin (fotoreseptör) ayırt edilmesi ve anteriordakilerin posteriordakilere oranla daha gelişmiş olmaları, hareketle ilgili organizasyonu tamamlayan bir oluşum olarak dikkat çekicidir. Bu şekilde koloni oluşturan organizmalar arasında en gelişmişi ve çok hücrelilere en yakın olanı Volvox kolonisidir. Yüzlerce kamçılı alg hücresi tarafından meydana getirilen Volvox kolonileri genellikle küre şeklinde olmalarına rağmen, kamçıların koordineli olarak hareket etmeleri nedeniyle belli bir yönde ilerliyebilirler. Koordinasyon, hücreler arasında var olan ve belli uyarıların iletilmesi işlevini yerine getiren protein köprüleriyle sağlanır. Bu yapı ve işlev, sinir sisteminin evriminde, bugünkü bilgimize göre, ilk adım olarak kabul edilebilir. Volvox kolonisinin bir başka özelliği koloniyi meydana getiren hücreler arasında farklılaşmanın ortaya çıkmasıdır (= heteromorf koloni). Koloninin posterior bölgesinde bulunan az sayıdaki hücre (=germ hücreleri), koloninin üreme fonksiyonunu üstlenerek, koloniyi oluşturan diğer hücrelerden (=somatik hücreler) şekil ve fonksiyon bakımından farklılaşmışlardır. Çoğalma işlevinin organizmanın belli bir bölümü tarafından üstlenilmesiyle, yaşlanan organizmaların ölümü söz konusu olmuştur. Evrimin bu aşamasına kadar görülmeyen ölümlülük, bu canlılarla birlikte ortaya çıkmıştır. Volvox kolonisi, hem hareketli ve hem de klorofil içermeleri dolayısıyla bitki ve hayvan özelliklerini bir arada bulunduran en gelişmiş canlılardır. Bundan sonraki gelişmenin ototrof olan bitkiler ile heterotrof olan hayvanlar şeklinde olduğu görülmektedir. Bugün yaşayan çok hücreli bitki ve hayvanların atasının kamçılı ve ökaryot hücreler olduğu düşünülmektedir. Bu hücrelerin fotosentetik özelliğe sahip olanlarından bitkiler, hücre duvarları olmayan hareketli hücrelerden ise hayvanlar gelişmiştir.

http://www.biyologlar.com/cok-hucrelilerin-ortaya-cikisi

Sularda renk ve koku tespiti

Su arıtımında her iki özellikte önemlidir. bulanıklık gibi bu özellikler de suyun fiziksel parametreleri olarak tanımlanır. Renk ve koku estetik bakımdan önemlidir. Şeyet bir su kaynağı renkli veya kötü kokulu ise, halk sağlığı açısından bir zararı olmasa bile insanlar o su kaynağını kullanmaktan kaçınacaklardır. Hem renk hemde koku alg veya hümik maddeler gibi organik maddeler nedeniyle ortaya çıkar. Renk, stardartlar ile kıyaslanarak ölçülür. Renkli su doğal ortamlardaki suyun rengine benzer olan potasyum platin klorür ve renk oluşumunu sağlayan kobalt klorürden yararlanarak elde edilir. Çok renkli endüstriyel atık sularda renk ölçümünün ise bir anlamı yoktur. Bu şekilde hazırlanmış standart seriler ile kıyaslanan su örneklerinin rengi platin klorür düzeyleri üzerinden birimlendirilir. Koku ölçümleri ise, su örneğinin koku alınmayacak düzeye kadar yapılan ardışık seyreltmeleri ile saptanır. Bu test şüphesiz subjektif bir değerlendirmedir.

http://www.biyologlar.com/sularda-renk-ve-koku-tespiti

Karaciğerin görevleri

Karaciğerin görevleri

Karaciğer 2500 yakın görevi yerine getirir.

http://www.biyologlar.com/karacigerin-gorevleri

STOMALAR ve GÖREVLERİ

Bitkilerin epidermis dokusunda bulunan, gaz alış verişinde rol oynayan, yaprak ayasından su buharının geçişini hızlandıran, klorofil içeren, genellikle böbrek şeklinde iki hücrenin karşılıklı gelen yüzleri arasında açıklık bırakarak oluşturdukları yapıya stoma denir. Stomalar yeşil bitkilerin toprak üstü organlarında; özellikle yaprak epidermasında, çiçek kısımlarında ve otsu gövdelerde bulunurlar. Genellikle kökte stoma bulunmaz. Bitkilere göre oldukça değişken olan stomanın esas yapısını genellikle böbrek şeklinde iki hücre oluşturur. Bunlara stoma hücreleri ya da bekçi hücreleri denir. Bu hücreler büyük nukleus, çok sayıda küçük vakuol, fazla kloroplast içerirler. Bunların etrafında bulunan ve stoma etkinliğine katılan epiderma hücrelerine de komşu hücreler veya yardımcı hücreler adı verilir. Stoma hücrelerinin çeperleri farklı şekilde kalınlaşır. Amaryllis tipi stoma hücrelerinde ventral (stoma deliğine bakan) çeper kalın, dorsal (komşu hücrelere bakan) çeper incedir. Stoma hücrelerinin bakışık yüzleri arasında bulunan, genişleme ve daralma yeteneğinde olan açıklık, stoma poru (ostiol) veya stoma deliğini oluşturur. Stoma altında içi hava ile dolu boşluğa solunum boşluğu veya stoma altı boşluğu denir. Bu boşluk bir çeşit gaz deposu işini görür ve mezofıl dokusunun tüm hücre arası boşluk sistemi ile bağlantılıdır. Stomalar bitkilerin toprak üstü organlarında; özellikle yaprak epidermasında, otsu gövdelerde, çiçek kısımlarında bulunurlar. Genellikle kökte stoma bulunmaz. Kauçuk (Ficus) ve çöpleme (Helleborus) ‘de olduğu gibi, bazı bitkilerde stomalar yaprağın alt yüzeyinde bulunur, bu tür yapraklara hipostomatik yaprak denir. Nilüfer yapraklarında (.Nymphaea) olduğu gibi stomalar yaprağın üst yüzeyinde bulunursa, bu tip yapraklara epistomatik yaprak denir. Okaliptüs (Eucalyptus) bitkisinin yapraklarında olduğu gibi, yaprağın her iki yüzünde de stoma varsa böyle yapraklara amfistomatik yapraklar denir. Stomaların bu şekilde ayırımlı düzeyde gelişmeleri, bitkilerdeki su durumunu ayarlamaktadır. Bitkilerdeki stomalar değişik yönleriyle sınıflandırılabilir. Bunlar aşağıda verilmiştir. Bitkilerin yaşadıkları ekolojik koşullara göre stomalar komşu epidermis hücreleri ile aynı düzeyde (mezomorf stoma tipi), daha yukarıda (higromorf stoma tipi), ya da daha aşağıda (kseromorf stoma tipi) gelişebilir. Stomalar, stoma hücrelerindeki farklılığa göre Mnium, Amaryllis ve Gramineae olmak üzere üçe ayrılır. Bunlar aşağıda verilmiştir. Mnium Stoma Tipi: En basit stoma tipi olarak kabul edilir. Stoma hücrelerinin ventral çeperleri ince, dorsal çeperleri kalındır. Eğrelti otlarında görülür. Amaryllis (Amarillis) Stoma Tipi: Monokotil ve dikotil bitkilerde görülen yaygın bir stoma tipidir. Stoma hücrelerinin ventral çeperleri kaim, dorsal çeperleri incedir. Gramineae (Buğdaygiller) Stoma Tipi: Kağıtotugiller (Cyperaceae) ve buğdaygillere (Gramineae, Poaceae) ait bitkilerde görülür. Stoma hücreleri uzun kol kemiği şeklinde olup, uçları ince çeperli ve geniş başçıklar halindedir. Orta kısımları düz, dar ve çeperler kalındır. İki komşu hücresi bulunmaktadır Komşu hücrelerine göre stomalar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir: 1.Anomositik Stoma (Düzensiz Komşu Hücreli Tip): Bu tip stomaların özelleşmiş komşu hücreleri bulunmaz. Stomaları normal epidermis hücreleri kuşatır. Bu stomalara Ranunculaceae (Düğünçiçeğigiller) tipi stoma da denir. Tumagagasıgiller (Geraniaceae), kabakgiller (Cucurbitaceae), ebegümecigiller (Malvaceae) ve haşhaşgiller (Papaveraceae) familyaları bitkilerinde de görülür. 2.Anizositik Stoma (Komşu Hücreleri Eşit Olmayan Stoma Tipi): Bu tip stomaları çevreleyen 3 özel komşu hücresinden biri diğer iki komşu hücresine göre küçüktür. Diğer iki komşu hücre benzer büyüklüktedir. Crusiferae (Lahanagiller) tipi stoma da denir, bu familyanın üyeleri ile tütün (Nicotiana), patlıcan (Solanum) ve damkoruğu (Sedum) gibi cinslerde bulunur. 3.Parasitik Stoma (Paralel Hücreli Tip): Bu tip stomalarda, stoma hücrlerinin etrafında, stoma hücrelerinin boyuna ve stoma poruna paralel bir veya daha fazla komşu hücre bulunabilir. Rubiaceae (Kökboyasıgiller) tipi stoma da denir. Ayrıca Manolyagiller (Magnoliaceae), adisarmaşıkgiller (Convolvulaceae) ve küstümotugiller (Mimosaceae) gibi familya bitkilerinde de bulunur. 4.Diasitik Stoma (Çapraz Hücreli Tip): Bu tip stomalarda bir çift komşu hücre enine çeperleri ile stoma hücrelerini kuşatır. Bu tip stomalara Caryophyllaceae (karanfilgiller) stoma tipi de denir. Ayrıca Ayıpençesigiller (Acanthaceae) ve diğer bazı familya bitkilerinde de görülür. 5.Tetrasitik Stoma: Stoma çevresinde i kisi yanal, ikisi terminal olmak üzere dört adet komşu hücre bulunur. Bu tip birçok Monokotil bitki için karakteristiktir 6.Siklositik Stoma: S toma h ücreleri etrafında halka oluşturan dört veya daha fazla yardımcı hücreler tarafından çevrelenmiştir. 7. Aktinostik Stoma: Uzun eksenleri stoma hücrelerine dikey olan çeşitli yardımcı hücreler stomayı kuşatır. Aşağıdaki işlemleri Yaparak Stoma Çeşitlerini inceleyiniz: 1. Geyikdili eğreltisi (Asplénium scolopendrium) veya herhangi bir eğrelti otu yaprağından yüzeysel bir kesit alarak minumum tipi stomaları inceleyiniz ve komşu hücreleriyle birlikte şeklini çiziniz. 2.Sardunya (Pelargonium) ve telgraf çiçeği (Tradescantia) yapraklarından ayrı ayrı yüzeysel kesitler alarak amaryllis tipi stomaları inceleyiniz ve komşu hücrelerle birlikte stomaları çiziniz. Komşu hücrelerine göre stoma tipini yazınız. 23.Çim- çayır (Lolium) veya suudotu (Cyperus) yaprağından alacağınız enine kesitlerde Gramineae tipi stomaları inceleyiniz ve komşu hücrelerle birlikte şekillerini çiziniz. Mantarlaşmış Koruyucu Doku Mantarlaşmış korucu doku kendisini oluşturan hücrelerin çeperlerine suberin (mantar maddesi) maddesinin girmesiyle oluşan koruyucu dokudur. Primer mantarlaşmış koruyucu doku ve sekonder mantarlaşmış koruyucu doku olarak ikiye ayrılabilir. Primer mantarlaşmış koruyucu doku epiderma veya hipodermanın hücre çeperlerinin mantarlaşmasıyla oluşur. Örneğin kök emici tüylerinin döküldüğü bölgede epidermanın yerini alan eksoderma ve primer kökte bir sıra hücre dizisinden oluşmuş ve çeperleri çoğunlukla at nalı şeklinde kalınlaşmış endodermis böyle bir dokudur. Yaşlanan ve sürekli enine büyüme gösteren odunsu bitkilerde epiderma bu büyümeye ayak uyduramaz, zamanla parçalanır ve koruma işini yapamaz. Bu durumda epidermanın ve hipodermanın görevini yapacak yeni bir koruyucu doku gelişir. Buna sekonder mantarlaşmış koruyucu doku veya periderma adı verilir. Peridermanın oluşmasıyla stomaların yerini lentiseller alır. Periderma, e piderma ve epiderma altındaki dokulardan gelişir. Kök ve gövde epidermasının yerini alır. Fellem (mantar tabaka), fellojen (peridermayı üreten sekonder meristem) ve fellodermadan oluşur. Fellojen, mantar kambiyumudur. Epiderma, hipoderma veya bunların altındaki hücrelerin bölünme yeteneği kazanmasıyla oluşan sekonder meristemdir. Dikdörtgen şeklindeki sıkı dizilmiş hücrelerden ibarettir. Felloderm, fellojenin içeriye doğru oluşturduğu dokudur. Bir veya birkaç sıra canlı hücrelerden oluşur. Bu tabaka korteks parankimasına benzemekle birlikte, hücrelerinin üst üste düzenli sıralar oluşturmasıyla ayrılır. Hücreleri kloroplast taşıyabilir ve fotosentez yapabilir. Fellem, fellojenin dışarıya doğru oluşturduğu mantar dokusudur ve hücre arası boşlukları bulunmaz. Hücreleri ölüdür ve düzenli sıralanırlar. Bitkilerin gazlara ve suya karşı olan geçirgenliklerini azaltır. Lentiseller: Peridermanın oluşmasıyla stomalar ortadan kalkar. Bunların yerine gövde üzerinde gevşek dizilmiş, hücreler arası boşlukları fazla olan, mercek şeklindeki lentisel denen gözenekler oluşur. Lentiseller de stomalar gibi bitkinin gaz alış verişi ile ilgilidirler. Bitkide bir miktar suyun buhar halinde kaybolmasında da (terleme) iş görürler. Bunlar gövde ve dallar üzerinde, köklerde ve seyrek de olsa meyve yüzeylerinde bulunurlar. Lentiseller ya gövde primer olarak büyürken veya periderm oluşmaya başlamadan önce gelişmeye başlarlar. Bazen de lentisel ve periderm aynı anda, primer büyümenin bitiminde oluşur. İlk gelişen lentisel stoma altında ortaya çıkar. Lentisel fellogeni stoma altında gelişerek, komplementer hücrelerin oluşmasıyla epidermis parçalanır. Epidermisi parçalayıp dışarı doğru taşan komplementer hücreler ince çeperlidir ve dağınık dizilmişlerdir, hücreler arası boşlukları bol bir yapıya sahiptirler. Fellogene yakın olanlar ise oldukça sık düzenlenmişlerdir. Aşağıdaki İşlemleri Yaparak Peridermi ve Lentiselleri İnceleyiniz: 1.Kolyos (Coleus) gövdesinden enine kesit alarak epidermanın altında gelişen periderma tabakalarını inceleyiniz ve şeklini çiziniz. 2.Huş (.Betula) veya mürver (Sambucus) gövdesinin lentisel içeren kısmından b ir m iktar p eriderma a larak, ü zerindeki yatay v eya d ikey d oğrultuda sıralanmış kahve renkli şeklinde gözüken lentiselleri önce binoküler mikroskop altında makroskobik olarak inceleyiniz ve şeklini çiziniz, daha sonra yüzeysel ve enine kesitler alarak ışık mikroskobunda inceleyiniz ve lentisellerin şeklini çiziniz.

http://www.biyologlar.com/stomalar-ve-gorevleri

Alyuvarların Özellikleri

Alyuvarların Özellikleri

İnsan kanında mikroskopla görülebilen, çapı 7 mikronu geçmeyen disk şeklindeki hücrelere alyuvar veya eritrosit adı verilir.

http://www.biyologlar.com/alyuvarlarin-ozellikleri

Ökaryotlarda Homolog rekombinasyon

Homolog rekombinasyonun olması çoğu ökaryotik hücrede mitoz ve mayoz için esastır. Mitoz sırasında homolog rekombinasyon, iyonlaştırıcı radyasyon veya DNA'ya hasar verici kimyasalların neden olduğu çift iplikli kırıkları tamir etmeye yarar.[21] Bunların tamir edilmemesi durumda somatik hücrelerde kromozom parçaları arasında büyük ölçekli yer değişimlerine (rearrangement) yol açar,[22] bu da kansere neden olabilir. Mayozda homolog rekombinasyon, profaz I evresindeki kromozom krosoverini kolaylaştırır.[23] Mayotik homolog rekombinasyon Spo11 proteininin programlanmış olarak DNA'da çift iplikli bir kırık yapması ile başlar.[24] Bu kesilme yerleri öoğunlukla rekombinasyon "hotspotlarında" meydana gelir, bunlar kromozom üzerinde rekombinasyon sıklığını yüksek olduğu 1000-2000 baz çiftlik bölgelerdir. Aynı kromozomdaki iki gen arasında rekombinasyon hotspotunun olmazsa bu demektir ki bu iki gen gelecek kuşaklarda eşit oranda kalıtılacaktır, yani bu iki gen, bağımsız assorti olan genlerden beklenecek bağlantıdan daha yüksek bir bağlantıya sahip olacaktır.[25] Ebeveyn kromozomlarındaki genetik malzemenin karışması (karılması?) sonraki kuşaklardaki genetik çeşitliliğin önemli bir kaynağıdır. Çift iplikli kırık tamiri HR ve NHEJ arasında seşim Çift iplikli kırıklar homolog rekombinasyon veya homolog olmayan (non-homolog) uç birleştirme (NHUB) ile tamir edilebilir. NHUB, homolog rekombinasyondan farklı olarak, onarıma kılavuzluk yapmak için uzun homolog bir diziye gerek göstermez. çift iplik kırıklarının tamiri için homolog rekombinasyon mu, NHUB mu kullanılacağı hücre döngüsünün evresine bağlıdır. Kardeş kromatitlere kolayca erişilebildiği hücre döngüsünün S ve G2 evrelerinde ve homolog rekombinasyon yukarı ayarlanır. Kardeş kromatitler birbirlerinin tam bir kopyası olduklarından homolog rekombinasyon için ideal birer substrattır, buna karşın homolog kromozomlar birbirlerine benzer olmakla beraber tıpatıp aynı değildirler. NHUB G1 evresinde hakimdir, ondan sonra aşağıa ayarlanır ama tüm hücre döngüsü boyunca bir miktar etkinliğini sürdürür. Homolog rekombinasyon ve NHUB'nin hücre döngüsüne dayalı düzenlenmeleri türlere göre çarklılık gösterir. Siklin-bağımlı kinazlar (CDK) tomurcuklanan mayalarda ve memelilerde homolog rekombinasyonun özellikle önemli düzenlenyicileridir, ama çalışma mekanizmaları bu iki taksada farklıdır.[26] Tomurcuklanan mayalarda, S evresine girince, Cdc28 adlı CDK, Sae2 proteinini fosforile ederek homolog rekombinasyonu başlatır.[27] Modeller Homolog rekombinasyonun çift iplikli kırık tamirine nasıl yardım ettiği hakkında iki ana model, çift iplikli kırık tamir yolağı (çifte Holliday bağlantı modeli olarak da değinilir) ve sentez-bağımlı iplik tavlama (SBİT) yolağıdır.[28] Bu iki yolak ilk birkaç adımlarında benzerdirler. Çift iplikli bir kırık meydana geldikten sonra, MRX kompleks (insanlarda MRN kompleksi) olarak adlandırılan bir heterotrimerik potein, kırığın iki tarafındaki DNA'lara bağlanır. Sonra bir çift iplikli kırığın bir "rezeksiyon"u olur, yani her iki zincirde de kırığın hemen akış yukarısındaki (yani 5' ucu tarafındaki) DNA çıkartılır. Resekziyonun ilk adımında MRX kompleksi Sae2'yi seferber eder, bunlar beraberce kırığın iki tarafındaki 5' uçları kırparak tek iplikli kısa 3' çıkıntılar yaratırlar. İkinci adımda, üç diğer enzim ile 5'→3' rezeksiyon devam eder: Sgs1 helikaz (bakteriyel RecQ helikazın bir homoloğu, bkz. yukarıdaki bölüm), Exo1 ve Dna2 nükleazları.[27]. İkileşme proteini A (İng. Replication protein A veya RPA), tek iplikli DNA'ya yüksek afiniteli bir proteindir, ilk aşamada 3' çıkıntılara bağlanır.[29] Sonra, birkaç aracı proteinin de yardımıyla, Rad51 (ve mayoz sirasinda Dmc1) RPA ile kaplanmış tek iplikli DNA üzerinde bir nükleoprotein filaman oluşturur ve 3' çıkıntıya benzer diziye sahip DNA dizileri aramaya başlarlar. Böyle bir dizi bulunca, iplik işgali denen bir süreç başlar, tek iplikli nükleoprotein filaman, homolog kromozomun içine girer, onu "işgal" eder. İplik işgali sırasında, işgalci 3' çıkıntı ipliği ile homolog kromozom arasında bir deplasman (yerinden çıkma) ilmiği (İng. displacement loop veya D-ilmiği) oluşur. İplik işgalininin ardından, bir DNA polimeraz işgalci 3' ipliği uzatır ve D-ilmiğini, Holliday bağlantısı olarak adlandırılan, haç şekilli bir yapıya dönüştürür. Bunun ardından, işgalci iplik (yani orijinal 3' çıkıntılardan biri) üzerinde DNA sentezi olur, böylece iplik işgali sırasında yerinden çıkarılan iplik yerine yenisi getirilmiş olur.[28] Çift ipliklikçikli kırık tamir yolağı Rezeksiyon, iplik işgali ve DNA sentez aşamalarının ardından, ÇİKT ve SBİT yolakları ayrışırlar.[28] ÇİKT yolağının farklı olan yönü, ikinci 3' çıkıntının (iplik işgaline rol oynamayan çıkıntının) da homolog kromozom ile bir Holliday bağlantısı oluşturmasıdır. Çifte Holliday bağlantıları sonra kertici endonükleazlar (İng. nicking endonükleaz; DNA'nın tek ipliğini kesen (kerten) bir restriksiyon endonükleaz tipi) tarafından rekombinasyon ürünlerine dönüştürülür. ÇİKT yolağında rekombinasyon ürünü kromozomda krosover olma olasılığı olmama olasılığından çok daha yüksek olduğu bulunmuştur.[30] ÇİKT yolağı çoğu zaman kromozom krosoveri ile sonuçlandığı için, mayozda homolog rekombinasyonun nasıl olduğunun esas modelidir. ÇİKT yolağında rekombinasyonun kromozomal krosoverine yol açması çifte Holliday bağlantısının nasıl çözüldüğüne bağlıdır. Eğer iki Holliday bağlantısı kesişen ipliklerde kesilirse (yandaki şekildeki siyah ok uçlarında), krosoversiz kromozomlar meydana gelir. Alternatif olarak, eğer bir Holliday bağlantısı kesişen iplikte kesilir, öbür bağlantı ise kesişmeyen iplikte kesilirse (yani şekilde görülen bir Holiday bağlantısındaki siyah okta, ve öbüründeki turuncu okta), kromozomal krosover meydana gelir.[31] SBİT yolağı sentez-bağımlı iplik tavlama (SBİT) yolağı üzerinden homolog rekombinasyon mitozda olur ve krosoversiz ürünlerle ile sonuçlanır. Bu modelde, Holliday bağlantısının DNA ipliği üzerindeki hareketi (dal ilerlemesi, branch migration olarak adlandırılan bir süreç ile), uzatılmış işgalci ipliğin serbest bırakılması ile son bulur. İşgalci ipliğin yeni sentezlenmiş 3' ucu, zarar görmüş kromozomdaki öbür orijinal 3' ile komplementer baz eşleşmesi ile tavlanır. Tavlanmadan sonra 3' uçta kalan fazlalıklar çıkarılır, tek iplikli bölgeler tamir edilir ve SBİT tamamlanır.[32] Tek iplik tavlama yolağı TİT yolağı üzerinden rekombinasyon iki tekrar elemanı (mor) arasında olur, bunun sonucunda aradaki genetik malzeme kaybolur. (Eğer kullandığınız Web tarayıcısı Safari, Opera veya Chrome ise resmi tıklayarak animasyonu izleyebilirsiniz.)Homolog rekombinasyonun tek iplik tavlama (TİT) yolağı, iki tekrar dizisi arasındaki çift iplikli kırıklar tamir edilir.[32][33] Kavram olarak bu yolak görece basittir: DNA ikilisinin iki ipliğinin 5'→3' rezeksiyonunun ardından, meydana gelen iki 3' çıkıntı hizalanır ve Rad50'nin yardımıyla birbirlerine tavlanırlar. Tavlanma tamamlanınca, 3' çıkıntıların homolog olmayan, artık uçları (Slx4 ve Saw1'in eşliğindeki) Rad1/10 nükleaz tarafından sindirilip yok edilir.[34] Kalan boşluklar yeni DNA sentezi ile doldurulur, ligasyon ile DNA ikilisindeki iplikler birleşir.[35] Tekrar dizileri arasındaki DNA dizisi ve tekrar dizilerinden biri bu süreç sonunda kaybolur. Genetik mazlemede delesyonlara neden olmasından dolayı TİT yolağı mutajenik sayılır.[32] Kİİ yolağı DNA ikileşmesi sırasında, DNA helikaz DNA'yı açarken bazen ikileşme çatalında çift iplikli kırıklara rastlanabilir. Bu bozukluklar homolog rekombinasyonun "kırık-indüklenmiş ikileşme" (İng. break-induced replication) (Kİİ) yolağı ile tamir edilir. Bu konuda önerilmiş üç model, iplik işgali ile başlar ama D-ilmiğinin ilerlemesi ve onu takip eden, post-sinaptik (Holliday bağlantısının ayrışması sonrası) evrelerde farklılık gösterirler. [36] Kİİ yolağı, telomerazların yokluğunda (veya onların eşliğinde) telomerlerin uzunluğunu muhafaza etmeye yarayabilir (telomerler ökaryotik kromozomların uçlarındaki DNA bölgeleridir). Telomeraz enzimleri olmayınca telomerle her mitoz bölünmesinin ardından biraz kısalırlar, bu da nihayet hücre bölünmesini engeller ve yaşlanmaya neden olur. Mutasyonlar sonucu telomerazın etkinsizleştirildiği tomurcuklanan maya hücrelerinde, Kİİ yolağını kullanarak telomerlerini uzatan ve beklenenden daha geç yaşlanan iki tip hücre tipi bulunmuştur. Her iki tip hücre Rad52 proteinine gerek duyar, Tip I hücreler ayrıca Rad51'e gerek duyar, Tip II hücreler ise duymaz. Bu iki tip hücrenin spontan mutasyonlar ile ortaya çıkarlar, Tip I hücreler Tip II ücrelere kıyasla daha sık oluşurlar ama daha yavaş büyürler.[36] Telomer uzunluğunun korunması, kanserin anahtar özelliklerinden biri olan hücre ölümsüzleşmesinde kritik bir öneme sahiptir. Çoğu kanser, telomerlerini korumak için telomerazları yukarı ayarlar. Ancak, bazı insan kanser tiplerinde, Kİİ-benzeri bir yolak, telomer muhafazası için alternatif bir mekanizma olarak çalışarak tümörlerin varlıklarını sürdürmelerini sağlar.[37] Rekombinasyona dayalı bir telomer muhafaza mekanizması yüzünden telomeraz inhibitörlerine dayanıklılık oluşabileceği hâlen araştırılmaktadır.[38] İşlevsizliğin etkileri Homolog rekombinasyonda yetersizlik insanlarda kanser oluşumu ile bağlantılı olduğu görülmüştür. Örneğin kanserle ilişikli Bloom sendromu, Werner sendromu ve Rothmund-Thomson sendromu, RecQ helikaz genlerinden birinin (sırasıyla BLM, WRN ve RECQ4) hatalı çalışmasından kaynaklanır.[39] BLM proteinin eksik olduğu Bloom sendrom hastalarında homolog rekombinasyon sıklığında bir artma vardır.[40] BLM'siz farelerde yapılan deneylerde, bu mutasyonun neden olduğu homolog rekombinasyon sonucu meydana gelen heterozigotluk kaybı kansere yol açmaktadır.[41] Homolog rekombinasyon sıklığının azalması da kansere yol açabilir.[42] BRCA1 bunun bir örneğidir. Bir tümör baskılayıcı gen olan BRCA1'nın kötü çalışmasının göğüs ve yumurtalık kanserine yatkınlığını artırdığı gösterilmiştir. BRCA1 geni olmayan hücrelerde homolog rekombinasyon vakaları 5 kat daha azdır; iyonlaştırıcı radyasyona daha duyarlı olmaları DNA'da daha çok sayıda çift iplikli kırık hasarının meydana geldiğini gösteri.[42] BRCA1 ile yakın ilişkili bir gen olan BRCA2'nin tek bilinen işlevi homologrekombinasyonu kolaylaştırmaktır. Bu genin ürünü olan 3418 amino asit uzunluğundaki büyük protein, tek iplikli DNA'ya bağlanarak ve RAD51 uzamasi için bir platform sağlayarak homolog rekombinasyonu kolaylaştırır. Bu filaman homolog rekombinasyonun başlamasında önemli bir adımdır ve BRCA2 mutasyonları yüzünden bu süreci eksik olak hücrelerde BRCA1 mutanlarındakine benzer bir fenotip görülmüştür: azalmış homolog rekombinasyon ve radyasyona karşı artmış bir duyarlılık. [42] Evrimsel köken Homolog rekombinasyonla ilişkili proteinleri canlıların üç üst-aleminde (arkeler, bakteriler ve ökaryotlar) korunmuştur.Amino asit dizilerindeki benzerliklere dayanarak homolog rekombinasyon (HR) ile ilişkili proteinlerin ortak evrimsel kökenlere sahip olduğu düşünülmektedir.[43] HR-ilişkili protein gruplarından biri RecA/Rad51 protein ailesidir, bunun içinde bakterilerdeki RecA proteini, arkelerdeki benzer proteinler (RadA ve RadB) ve ökaryotlardaki proteinler (Rad51, Rad51B, Rad51C, Rad51D, Dmc1, XRCC2 and XRCC3). Tüm bu proteinler, RecA/RAD51 olarak adlandırılan yaklaşık 230 amino asit uzunluğunda korunmuş bölgeye sahiptir. Bu protein bölgesi içinde iki dizi motifi vardır, Walker A ve Walker B, bunlar bu gen ailesinin protein ürünlerine ATP hidroliz etkinliği sağlar.[43] Filogenetik ağaçlarda RadA, Rad51 ve Dmc1'in aynı monofiletik gruba ait olması, bu proteinlerin ortak bir ataya ait olduğunu ima eder. Bu protein ailesinde Rad51 ve Dmc1 beraberce gruplandırılır, RadA'dan ayrı bir klad olarak. Okaryotik bir RecA geninde kadim bir gen ikileşme olayının modern RAD51 ve DMC1 genlerinin kökeni olduğu öne sürülmüştür.[43] Bu üç proteinin beraberce gruplandırılma kıstaslarından biri, herbirinin N-uçlarında bir sarmal-kıvrım-sarmal (helix-turn-helix) motifine sahip olmalarıdır, bu motif DNA'ya bağlanma özelliği sağlar. Ökaryotlardan en erken ayrılan protistalardan biri olan Giardia 'da Dmc1'in keşfedilmesi, mayotik homolog rekombinasyonun (ve mayozun kendisinin) ökaryotik evrimde erken ortaya çıkmış olabileceğini göstermektedir.[44] Dmc1 üzerine yapılan araştırmalara ek olarak, Spo11 protein ve homologlarının moleküler ve filogenetik analizi de mayotik rekombinasyonun orijini hakkında bilgi vermektedir.[45] Spo11, mayozda homolog rekombinasyonu başlatmak için çift iplikli kırıkları katalizleyen bir tip II topoizomerazdır.[24] Hayvan, mantar, bazı bitkiler, protistalar ve arkelerde Spo11 protein dizilerine dayanarak inşa edilen filogenetik ağaçlar, ökaryotik Spo11'in ökaryot ve arkebakterilerin en osn ortak atasında ortaya çıktığını ine sürmektedir.[45] Teknolojik uygulamalar Gen hedeflemesi Gelişiminin ambiryo aşamasında bu kimerik farenin DNA'sına gen hedefleme tekniği ile aguti renk kürk rengi geni dahil edilmiştir. Yavruları aguti geni için homozigottur.Ana madde: gen hedeflenmesi Canlıların içine DNA dizileri sokup rekombinant DNA ve genetik değişime uğramış canlı üretmekte kullanılan pekçok yöntem homolog rekombinasyon sürecini kullanır.[46] Gen hedeflemesi olarak da adlandırılan bu yöntemler maya ve fare genetiğinde özellikle yaygın kullanılır. Nakavt farelerde kullanılan gen hedefleme tekniği, yapay genetik malzemenin aktarılması için fare embriyonik kök hücreleri kullanır. Homolog rekombinasyon yoluyla hedef genin yerine dışardan eklenen gen gelir. Dolayısıyla fare, belli bir memeli genin etkilerini anlamak için bir model olarak kullanılır. Homolog rekombinasyon kullanarak embriyonik kök hücreler farelerde nasıl genetik değişim yaratılabileceğini keşfettikleri için Mario Capecchi, Martin Evans ve Oliver Smithies 2007 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü kazanmışlardır.[47] Protein mühendisliği Homolog rekombinasyon ile protein mühendisliğinde iki proteindeki parçalar yer değiştirerek kimera protein meydana getirir. Bu tekniklerde rekombinasyon kullanarak proteinin birincil dizisinde yüksek düzeyde çeşitlilik yaratılsa da proteinin katlanarak üçüncül yapısını oluşturma yeteneği korunur.[48] Buna karşın diğie rprotein mühendislik tekniklerinde, örneğin rassal noktasal mutagenezde, proteinin işlevinin muhafaz olasılığı, artan amino asit substitusyonlarında artmayla üssel olarak olarak azalır.[49] Rekombinasyon teknikleri ile üretilen kimeralar katlanma yeteneklerini muhafaza ederler çünkü yer değiştiren parçaları yapısal ve evrimsel olarak korunmuştur. Rekombinasyon yapabilen yapısal "bloklarda" amino asit kalıntıları arasındaki etkileşimler korunmuştur. SCHEMA gibi yöntemler ve istatistik bağlaşım analizi (statistical coupling analysis) rekombinasyona uygun yapısal birimlerin tespitini mümkün kılar.[50][51][52] Homolog rekombinasyona dayana teknikler protein mühendisliğinde kullanılmıştır.[50] 2007'de yayımlanan bir çalışmada, isoprenoid bileşiklerin biyosenteziyle ilişkili iki enzimin kimeraları üretilmiştir. Ebeveyn proteinler isoprenoid biyosentezindeki gerekli bir adımı sentezleme yetneğine sahip değilken, kimerada bu yetenek bulunmuştur.[53] Recombinasyonlu protein mühendisliği ile üretilen sitokrom P450 proteinleri de ebeveyn proteinlerin kullanamadığı substratları kabul ettiği bulunmuş böylece tasarımlı kimeralarda önemli derecede işlevsel çeşitlilik olabildiği gösterilmiştir.[54] Kaynakçalar Bu maddenin 30 Ekim 2009 tarihli bu sürümü tamamen, İngilizce Vikipedi'deki Homologous recombination maddesinin 22 Ekim 2009 tarihli bu sürümünden çevrilmiştir. 1.^ Alberts, B et al (2002). “Chapter 5: DNA Replication, Repair, and Recombination”, Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. OCLC 145080076 48122761 57023651 69932405. 2.^ Kowalczykowski, SC et al. (September 1994). "Biochemistry of homologous recombination in Escherichia coli". Microbiology and Molecular Biology Reviews 58 (3): 401–465. PMID 7968921. 3.^ Rocha, EPC et al. (August 2005). "Comparative and evolutionary analysis of the bacterial homologous recombination systems". PLoS Genetics 1 (2): e15. doi:10.1371/journal.pgen.0010015. PMID 16132081. 4.^ Singleton, MR et al (11 November 2004). "Crystal structure of RecBCD enzyme reveals a machine for processing DNA breaks". Nature 432: 187-193. doi:10.1038/nature02988. PMID 15538360. www2.biochemtech.uni-halle.de/xray/seminars/8_3.pdf. 5.^ a b Dillingham, MS; Kowalczykowski, SC (December 2008). "RecBCD enzyme and the repair of double-stranded DNA breaks". Microbiology and Molecular Biology Reviews 72 (4): 642-671. doi:10.1128/MMBR.00020-08. PMID 19052323. 6.^ Spies, M et al (5 September 2003). "A molecular throttle: the recombination hotspot chi controls DNA translocation by the RecBCD helicase". Cell 114 (5): 647-654. doi:10.1016/S0092-8674(03)00681-0. PMID 13678587. 7.^ Donaldson, JR et al (2006). "RuvABC is required to resolve Holliday junctions that accumulate following replication on damaged templates in Escherichia coli". Journal of Biological Chemistry 281 (39): 28811-28821. doi:10.1074/jbc.M603933200. PMID 16895921. www.jbc.org/cgi/content/full/281/39/28811. 8.^ Gumbiner-Russo, LM; Rosenberg, SM (2007). "Physical analyses of E. coli heteroduplex recombination products in vivo: on the prevalence of 5′ and 3′ patches". PLoS One 2 (11): e1242. doi:10.1371/journal.pone.0001242. PMID 18043749. 9.^ Hiom, K (July 2009). "DNA Repair: Common Approaches to Fixing Double-Strand Breaks". Current Biology 19 (13): R523-R525. doi:doi:10.1016/j.cub.2009.06.009. 10.^ a b Handa, N et al (2009). "Reconstitution of initial steps of dsDNA break repair by the RecF pathway of E. coli". Genes and Development 23: 1234-1245. doi:10.1101/gad.1780709. PMID 19451222. 11.^ Kowalczykowski, SC et al (1987). "Effects of the Escherichia coli SSB protein on the binding of Escherichia coli RecA protein to single-stranded DNA. Demonstration of competitive binding and the lack of a specific protein-protein interaction". Journal of Biological Chemistry 193 (1): 81-95. doi:10.1016/0022-2836(87)90629-2. PMID 3295259. 12.^ a b c Sakai, A; Cox, MM (2009). "RecFOR and RecOR as distinct RecA loading pathways". Journal of Biological Chemistry 284 (5): 3264-3272. doi:10.1074/jbc.M807220200. PMID 18986990. PMC: PMC2631980. www.biochem.wisc.edu/faculty/cox/lab/publications/pdfs/118.pdf. 13.^ Inoue, H et al (January 2008). "The process of displacing the single-stranded DNA-binding protein from single-stranded DNA by RecO and RecR proteins". Nucleic Acids Research 36 (1): 94–109. doi:10.1093/nar/gkm1004. PMID 18000001. 14.^ a b West, SC (July 2003). "Molecular views of recombination proteins and their control". Nature Reviews Molecular Cell Biology 4: 435-437. doi:doi:10.1038/nrm1127. PMID 12778123. 15.^ a b c Watson, JD et al (2003). Molecular Biology of the Gene, 259-291, Pearson/Benjamin Cummings. ISBN 978-0805346350. 16.^ Gumbiner-Russo, LM; Rosenberg, SM (28 November 2007). "Physical analyses of E. coli heteroduplex recombination products in vivo: on the prevalence of 5′ and 3′ patches". PLoS One 2 (11): e1242. doi:10.1371/journal.pone.0001242. PMID 18043749. 17.^ Thomas, CM; Nielson, KM (September 2005). "Mechanisms of, and barriers to, horizontal gene transfer between bacteria". Nature Reviews Microbiology 3 (9): 711-721. doi:10.1038/nrmicro1234. PMID 16138099. molecular.biosciences.wsu.edu/academics/...%20and%20Nielsen.pdf. 18.^ Vulic, M et al (2 September 1997). "Molecular keys to speciation: DNA polymorphism and the control of genetic exchange in enterobacteria". Proceedings of the National Academy of Sciences USA 94 (18): 9763–9767. PMID 9275198. 19.^ Majewski, J; Cohan, FM (January 1998). "The effect of mismatch repair and heteroduplex formation on sexual isolation in Bacillus". Genetics 48 (1): 13–18. PMID 9475717. 20.^ Majewski, J et al (February 2000). "Barriers to genetic exchange between bacterial species: Streptococcus pneumoniae transformation". Journal of Bacteriology 182: 1016–1023. PMID 10648528. 21.^ Lodish H et al. (2000). “12.5: Recombination between Homologous DNA Sites: Double-Strand Breaks in DNA Initiate Recombination”, Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-3136-3. 22.^ Griffiths, Anthony J.F. et al. (1999). “8: Chromosome Mutations: Chromosomal Rearrangements”, Modern Genetic Analysis. W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-3118-5. 23.^ Marcon, E; Moens, PB (August 2005). "The evolution of meiosis: recruitment and modification of somatic DNA-repair proteins". Bioessays 27 (8): 795–808. doi:10.1002/bies.20264. PMID 16015600. 24.^ a b Keeney, S et al (7 February 1997). "Meiosis-specific DNA double-strand breaks are catalyzed by Spo11, a member of a widely conserved protein family". Cell 88 (3): 375–384. doi:10.1016/S0092-8674(00)81876-0. PMID 9039264. 25.^ "A DNA recombination “hotspot” in humans is missing in chimps". PLoS Biology 2 (6): e192. June 2004. doi:10.1371/journal.pbio.0020192. 26.^ Shrivastav, M et al (January 2008). "Regulation of DNA double-strand break repair pathway choice". Cell Research 18: 134–147. doi:10.1038/cr.2007.111. PMID 18157161. www.nature.com/cr/journal/v18/n1/full/cr2007111a.html. 27.^ a b Mimitou, EP; Symington, LS (May 2009). "Nucleases and helicases take center stage in homologous recombination". Trends in Biochemical Science 34 (5): 264-272. doi:10.1016/j.tibs.2009.01.010. PMID 19375328. 28.^ a b c Sung, P; Klein, H (October 2006). "Mechanism of homologous recombination: mediators and helicases take on regulatory functions". Nature Reviews Molecular Cell Biology 7 (10): 739–750. doi:10.1038/nrm2008. PMID 16926856. 29.^ Wold, MS (1997). "Replication protein A: heterotrimeric, single-stranded DNA-binding protein required for eukaryotic DNA metabolism". Annual Review of Biochemistry 66: 61–92. doi:10.1146/annurev.biochem.66.1.61. PMID 9242902. 30.^ McMahill, MS et al (November 2007). "Synthesis-dependent strand annealing in meiosis". PLoS Biology 5 (11): e299. doi:10.1371/journal.pbio.0050299. PMID 17988174. 31.^ Alberts B et al. (2008). Molecular Biology of the Cell, 5., 312–313, Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5. 32.^ a b c Helleday, T et al (1 July 2007). "DNA double-strand break repair: from mechanistic understanding to cancer treatment". DNA Repair (Amst.) 6 (7): 923–935. doi:10.1016/j.dnarep.2007.02.006. PMID 17363343. 33.^ Şablon:Cite web kullanımında hata: Parametreler url ve başlık tanımlanmalı. 34.^ Mimitou, EP; Symington, LS (September 2009). "DNA end resection: Many nucleases make light work". DNA repair 8 (9): 983-995. doi:10.1016/j.dnarep.2009.04.017. 35.^ Pâques, F; Haber, JE (June 1999). Multiple pathways of recombination induced by double-strand breaks in Saccharomyces cerevisiae. 63. pp. 349–404. PMID 10357855. 36.^ a b McEachern, MJ; Haber, JE (2006). "Break-induced replication and recombinational telomere elongation in yeast". Annual Review of Biochemistry 75: 111–135. doi:10.1146/annurev.biochem.74.082803.133234. PMID 16756487. 37.^ Morrish, TA; Greider, CW (January 2009). "Short telomeres initiate telomere recombination in primary and tumor cells". PLoS Genetics 5 (1): e1000357. doi:10.1371/journal.pgen.1000357. PMID 19180191. 38.^ Muntoni, RR; Reddel (October 2005). "The first molecular details of ALT in human tumor cells". Human Molecular Genetics 14 (Review Issue 2): R191-R196. doi:10.1093/hmg/ddi266. PMID 16244317. 39.^ Cold Spring Harbor Laboratory (2007). "Human RecQ Helicases, Homologous Recombination And Genomic Instability". ScienceDaily. 18 Aralık 2008 tarihinde erişilmiştir. 40.^ Modesti, M; Kanaar, R (2001). "Homologous recombination: from model organisms to human disease". Genome Biology 2 (5): REVIEWS1014. doi:10.1186/gb-2001-2-5-reviews1014. PMID 11387040. 41.^ Luo, G et al (December 2000). "Cancer predisposition caused by elevated mitotic recombination in Bloom mice". Nature Genetics 26 (4): 424–429. doi:10.1038/82548. PMID 11101838. 42.^ a b c Powell, SN; Kachnic, LA (September 2003). "Roles of BRCA1 and BRCA2 in homologous recombination, DNA replication fidelity and the cellular response to ionizing radiation". Oncogene 22 (37): 5784–5791. doi:10.1038/sj.onc.1206678. PMID 12947386. 43.^ a b c Lin, Z et al (2006). "Origins and evolution of the recA/Rad51 gene family: evidence for ancient gene duplication and endosymbiotic gene transfer". Proceedings of the National Academy of Sciences USA 103 (27): 10328–10333. doi:10.1073/pnas.0604232103. PMID 16798872. 44.^ Ramesh, MA et al (26 January 2005). "A phylogenomic inventory of meiotic genes; evidence for sex in Giardia and an early eukaryotic origin of meiosis". Current Biology 15 (2): 185–191. doi:10.1016/j.cub.2005.01.003. PMID 15668177. 45.^ a b Malik, SB et al (December 2007). "Protist homologs of the meiotic Spo11 gene and topoisomerase VI reveal an evolutionary history of gene duplication and lineage-specific loss". Molecular Biology and Evolution 24 (12): 2827–2841. doi:10.1093/molbev/msm217. PMID 17921483. 46.^ Lodish H et al. (2000). “8.5:Gene Replacement and Transgenic Animals: DNA Is Transferred into Eukaryotic Cells in Various Ways”, Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-3136-3. 47.^ "The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2007". The Nobel Foundation. 15 Aralık 2008 tarihinde erişilmiştir. 48.^ Drummond, DA et al (12 April 2005). "On the conservative nature of intragenic recombination". Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102 (15): 5380-5385. doi:10.1073/pnas.0500729102. PMID 15809422. 49.^ Bloom, JD et al (15 January 2005). "Thermodynamic prediction of protein neutrality". Proceedings of the National Academy of Sciences USA 102 (3): 606-611. doi:10.1073/pnas.0406744102. PMID 15644440. 50.^ a b Carbone, MN; Arnold, FH (August 2007). "Engineering by homologous recombination: exploring sequence and function within a conserved fold". Current Opinion in Structural Biology 17 (4): 454-459. doi:10.1016/j.sbi.2007.08.005. PMID 17884462. 51.^ Otey, CR et al (May 2006). "Structure-guided recombination creates an artificial family of cytochromes P450". PLoS Biology 4 (5): e112. doi:10.1371/journal.pbio.0040112. PMID 16594730. 52.^ Socolich, M et al (22 September 2005). "Evolutionary information for specifying a protein fold". Nature 437: 512–518. doi:10.1038/nature03991. PMID 16177782. 53.^ Thulasiram, HV et al (6 April 2007). "Chimeras of two isoprenoid synthases catalyze all four coupling reactions in isoprenoid biosynthesis". Science 316 (5821): 73-76. doi:10.1126/science.1137786. PMID 17412950. 54.^ Landwehr, M (March 2007). "Diversification of catalytic function in a synthetic family of chimeric cytochrome P450s". Chemistry and Biology 14 (3): 269-278. doi:10.1016/j.chembiol.2007.01.009. PMID 17379142.

http://www.biyologlar.com/okaryotlarda-homolog-rekombinasyon

KÖK HÜCREARAŞTIRMALARI VE ETİK BOYUTU

1. KÖK HÜCREARAŞTIRMALARI VE ETİK BOYUTU AYSEL KARAGÖZ DOKU MÜHENDİSLİĞİ BIOTECHNOLOGY 2. İÇERİK• Kök hücre (KH) ve kullanım alanlarına ait genel bilgiler - Kök hücre nedir? - KH çeşitleri ve kaynakları (elde edilme şekilleri) - Kullanım alanları • Kök hücre araştırmalarına dair Etik sorular • Kök hücre araştırmalarının yasal boyutu • Kök hücre ve Doku mühendisliği • Görüş, öneri ve tartışmalar 3. KÖK HÜCRE (KH) Kök hücreler vücudumuzda bütün doku ve organları oluşturacak şekilde farklılaşabilme ve sınırsız bölünebilme potansiyeline sahip, kendi kendini yenileyebilen ana hücrelerdir. 4. Herhangi bir organa ait olan hücreler yaşamlarını o doku ya da organa aithücre olarak geçirirken ve çoğalırken, KH aldıkları sinyallere göre istenilen hücreyi oluşturabilirler. 1. Sınırsız bölünebilme ve çoğalma 2. Herhangi bir işlev için özelleşmemiş olma 3. Özelleşmiş hücrelere dönüşebilme 5. KH ÇEŞİTLERİ KH Elde Farklılaşma edildikleri potansiyeli doku 6. • Elde edildikleri dokuya göre KH; Embriyonik kök hücreler; 4-5 günlük embriyohücrelerinden, blastosist denilen iç hücre kitlesinden, Fetal KH; gebeliğin istemli ya da istemsiz olaraksonlanmasıyla elde edilen fetal dokudan, Kordon kanı KH; doğumun hemen ardındangöbek kordonunun bebeğe yakın kısmındaki kandan, Yetişkin KH; kemik iliği, yağ doku, karaciğer, dalak gibi yetişkin doku ve organlarından, 7. • Farklılaşma potansiyellerine göre KH; 1. Totipotent KH 2. Pluripotent KH 3.Multipotent KH Tüm doku ve Birçok doku ve Özelleşmiş hücrelere organlara organa dönüşebilen dönüşebilen KH. dönüşebilirler. KH. Fetal, kordon kanı, (1-4 günlük embriyo) Döllenmeden yetişkin KH. sonraki 5. günden itibaren oluşan embriyonik kök hücreler. 8. EMBRİYONİK KÖK HÜCRELER• Embriyonik KH‟ler, in vitro fertilizasyon merkezlerinde, döllenmeden 4-5 gün sonra oluşan embriyoların, blastosist adlı yapılarındaki iç hücre kütlesinden elde edilir. 9. • EKH „ler genellikle in vitro fertilizasyon (tüp bebek) ünitelerinden elde ediliyor.• Başarı oranını arttırmak adına hazırlanan ve dondurularak saklanan embriyolardan kullanılmayacak olanlar ailenin izni alınarak KH kaynağı olarak kullanılıyor. 10. EMBRİYONİK KÖK HÜCRELER• Hızlı çoğalma yetenekleri diğer KH tiplerine göre daha fazladır.• Çoğalma çeşitliliği çok fazladır, yani farklılaşma potansiyelleri oldukça yüksektir.• Telomerleri çok uzun olduğundan daha uzun yaşayabiliyorlar (laboratuvar ortamında 2 yıl kadar). 11. FETAL KÖK HÜCRELER • Embriyo döllenmeden sonra yaklaşık 7-8 haftalık iken fetüs adını alır. • Fetüs dokularında bulunan KH fetal kök hücrelerdir. • İstemli ya da istemsiz olarak sonlanan gebeliklerden elde edilir. • Fetüs KH farklılaşarak kromozom sayısını yarıya indirip yumurta ya da sperm hücresine dönüşebilir, ancak tek başına bir organizmayı oluşturabilme yeteneğine sahip değildir. 12. Fetüsten elde edilen kök hücreler gelişimin daha geç safhasında elde edildiği için çoğalma potansiyeli embriyonik kök hücreye göre daha azdır. Hasarlı fare beyinine insan fetal kök hücre nakli sonrası makroskopik görünüm (sağda) 13. KORDON KANI KH • 1980li yılların başında, kordon kanında kök hücrelerin bulunduğu ve bu hücrelerin tedavide kullanılabileceği fikri ortaya atılmıştır. • Kordon kanından elde edilen kök hücrelerin avantajı, hücreleri etkileyen dış etmenlerle henüz karşılaşmamış olmalarıdır. • Kordon kanı alınan bebeğin, doku grubu uyduğu takdirde anne, baba ve diğer kardeşleri için kullanılabilir.• Kordon kanı KH ile kanser, bağışıklık sistemi hastalıkları, bazı kan hastalıkları gibi hastalıkların tedavisinde kullanılabileceği düşünülmektedir. 14. • Kordon kanı doğumdan sonraki ilk 3 dk lık periyotta alınabilirse uzunyıllar dondurularak saklanabilir.• İlk kez 1992 kordon kanı laboratuvarda dondurularak saklanmış, 1994dünyadaki ilk kordon kanı bankası ABD‟ de oluşturuldu. 15. ERİŞKİN KH• Farklılaşmış dokularda bulunan ancak farklılaşmamış hücrelerdir. • Her yaştaki insanda bulunur. • İhtiyaç duyulduğunda bulundukları dokudaki değişik hücre türlerine dönüşüyorlar.• Doku ve organ hasarının giderilmesi ve devamlığını sağlar. 16. • Erişkin KH, organizma yaşadığı sürece kendi kopyalarını üreterek çoğalıyorlar.• Bulundukları dokulardaki görevini tamamlayan, hastalanan veya ölen hücrelerin yerine yenilerini üreten yedek parça kaynakları olarak görev yapıyorlar.• Erişkin KH tüm hücreler elde edilemiyor.• Ayrıca erişkin kök hücrelerinin kültür ortamında yetiştirilmesi embriyonik kök hücrelerinin yetiştirilmesinden oldukça zor, çünkü erişkin kök hücrelerinin büyümeleri ve çoğalmaları daha uzun zaman gerektiriyor. 17. • Erişkin kök hücre kaynakları: periferik kan, beyin, diş, çizgili kas, derinin epitel tabakası, göz, karaciğer, dalak ve pankreas. •En iyi bilinen erişkin KH kaynağı kemik iliğidir İki tip KH bulunur. Mezenkimal kök hücreler Hematopoietik kök hücreler 18. KH KULLANIM ALANLARI• Hücre ve gen terapisi Kalp-damar ve akciğer hastalıkları Sinir sistemi hastalıkları Kas - iskelet sistemi hastalıkları Endokrin sistem hastalıkları• Doku mühendisliği• İlaç endüstrisi 19. KH ve Doku Mühendisliği• DM kaybedilmiş ya da hastalıklı doku veya organların geri kazanılması/rejenerasyonu amacıyla yeni biyolojik eşdeğerinin getirilmesini sağlayan multidisipliner bir çalışma alanıdır.• Bu işlem hastanın kendine ait doku veya organlarla yapılabildiği gibi (otogreft), gönüllü donörlerden alınan biyolojik materyallerle (allogreft) de uygulanabilir.• Otogreft örn;kemik greftleme başarıyla uygulanabilse bile dokunun alındığı bölgede hasar oluşmakta ve hastaya acı vermektedir.• Allogreftlemede ise kaynak yetersizliğine bağlı olarak yaygın bir uygulama değildir.• Bu noktada hücresel tedavi ve indüklenmiş rejenerasyon yaklaşımı önemlidir.• İzole edilmiş kök hücrelerin (ex vivo) şartlarda 3 boyutlu hücre dışı matrix molekülleriyle benzerlik gösteren yapı iskeleleri üzerinde farklılaştırılarak organoid denilen yapıların oluşturulması esasına dayanır. 20. KH ARAŞTIRMALARI VE ETİK SORUNLAR• Kök Hücre Kaynağı Olarak Embriyoların Kullanımına İlişkin Etik Sorunlar• Fetal KH kullanımı• Kordon kanı KH kullanımı• Erişkinlerden Elde Edilen Kök Hücreler ve Araştırma Etiği• Kök Hücre Araştırmaları ve Bilim İnsanlarının Sorumlulukları 21. • Kök Hücre Kaynağı Olarak Embriyoların Kullanımına İlişkin Etik Sorunlar• Farklılaşma potansiyeli yüksek olması nedeniyle tercih edilen embriyonik KH alındıktan sonra embriyonun hayatına son verilmektedir. Bu nedenle verimli oluşunun yanında pek çok tartışmayı da beraberinde getirmiştir.• Bu tartışmanın temel nedeni embriyoya yüklenen anlamlardır. 22. • ‘Embriyo ne zaman insan olur, Yaşam ne zaman başlar?‟ soruları kafa kurcalamış ve gerek dini gerek sosyal ayrılıklar sebebiyle farklı görüşleri ortaya çıkarmıştır.• Embriyo hiçbir anlam ifade etmeyen bir hücre kitlesi midir yoksa insan olmanın bütün haklarına sahip mi olmalıdır? 23. • Zigot, eşey hücrelerinin birleşmesi ile yaşam hakkını elde etmiştir ve erişkin bir insan gibi saygı görmesi gerektiğini düşünenler için embriyo üzerinde kök hücre çalışması kabul edilemez bir durumdur.• Diğer taraftan ana rahminde olmayan bir embriyonun artık büyüme ve gelişme gibi bir şansı olmayışı bu çalışmalara en azından kuramsal boyutta etiklik kazandırmaktadır.• Embriyonik kök hücrelerle çalışıldığında, kök hücrelerin çoğalmaları kontrol altına alınamazsa kanser oluşturma riski oluşabilir. 24. • Bu durumda çözüme ulaşmak adına yapılan yorumlar; İsrafın önlenmesi yaklaşımı, Üçüncü şahısların yararı söz konusu olduğunda, gelişimin belli bir aşamasındaki embriyonun ahlaki statüsüne, bu yarar durumu ile muhakeme edilerek karar verilir. Başkalarının bundan yarar görebilmesi koşuluyla, etik yönden kabul görmektedir. Ama 14. günden sonra (14. günden sonra bölünme gerçekleşmez ve sistemler oluşmaya başlar) bir “insan” kimliği taşıyan embriyonun ahlaki statüsü başkalarının göreceği yarardan daha ağır basar. 25. • Fetal KH kullanımı• KH kaynağı olarak fetüsün kullanımı düşük/kürtaj gibi suistimallere neden olabileceğinden sıkıntılıdır.• Ayrıca uygun doku gruplarına ait fetüs kaynakların oluşturulması gibi sıradışı olaylara yol açabilir. 26. • Kordon kanı KH kullanımı• Göbek kordonunun doğumdan sonra atılması yerine saklanması ve kullanılmasının önünde doğrudan bir engel bulunmamakla beraber, kullanım amaçlarına yönelik etik problemler ortaya çıkabilir; Hasta kardeşi tedavi için kordon kanı elde etmek amacıyla yeni bir çocuk dünyaya getirilmesi. • bu amaç için dünyaya gelmiş bebeğin sosyal pozisyonu, • bir insanın, başka bir insan için araç haline getirilmesi 27.  Hasta kardeşin dokusuna uygun doku grubunu taşıyan yeni bebeğindünyaya gelmesi için kullanılan IVF işleminde embriyolar arasından seçimyapılması; • diğer embriyoların yok edilmesi yada araştırma amaçlı kullanımı, • özel nitelikte bebek seçimi (cinsiyetine göre) 28.  Kordon kanının ileride ortaya çıkabilecek hastalıklara karşı uygun koşullarda saklanması; • Kordon kanının bir “yaşam sigortası” olduğu şeklinde propaganda yapılması ve insanlara umut verilmesi ile istismar haline getirilmesi. 29. • Erişkinlerden Elde Edilen Kök Hücreler ve Araştırma Etiği• Erişkinlerden kök hücre elde edilmesinde herhangi bir etik problemle karşılaşılmamaktadır.• En önemli nokta KH elde edilecek bireyin gönüllü olması, mahremiyetine saygı gösterilmesi, bilgilerinin saklı tutulması ve kullanılma amacı kişinin izni doğrultusunda olmalıdır. 30. KH ÇALIŞMALARINDA YASAL DURUM KH araştırmalarının felsefi ve etik açıdan tartışıldığı biyoetik gibi pek çok alanda embriyonik KH araştırmaları ile erişkin KH araştırmaları ayrımı önem taşımaktadır.• Erişkin kök hücre araştırmalarında herhangi bir engel bulunmamaktadır.• Embriyonik kök hücrelerinin kullanımında ülkelere bağlı olarak görüşler değişmektedir. 31. • EKH ile çalışmalar konusunda yasal düzenlemeler düşünülürken klonlama da göz önünde bulundurulmalıdır.• Tüm dünyada insanlarda klonlamanın yasaklanması hususunda ortak bir görüş bulunurken, araştırma ama amaçlı EKH eldesi konusunda görüşler farklıdır.• Önemi nedeniyle Avrupa, ABD, Japonya, Avustralya gibi ülkelerde konu cumhurbaşkanları tarafından oluşturulan komiteler tarafından ele alınmaktadır.• Ülkemizde de Türkiye Bilimler Akademisi ve Sağlık Bakanlığı konuyla ilgili çalışma grupları oluşturmuştur. 32. • Bu bilgilerin ışığında EKH kullanımı için yasal düzenlemeler;1. Etik kurul izni ile embriyolojik gelişimin 14. gününe dek blastosistlerden EKH eldesinin serbest olması,2. IVF sonucu kullanılmayan embriyoların etik kurul izni ile kullanılması,3. „‟Fetus çiftliği‟‟ olarak bilinen ticarileşmenin sakıncaları nedeniyle belirlenecek belli bir tarih öncesinde IVF ile elde edilmiş ve hala dondurulmuş halde bekletilen embriyoların etik kurul ve ebeveyn izni ile kullanılması,4. Yurt dışından ithal edilen EKH üzerinde araştırma yapılmasına izin verilmesi,5. EKH eldesinin yasak olması,6. Kamu finansmanı ile çalışmaların desteklenmesi. 33. • Avrupa Birliği Komisyonu‟nda embriyo üzerindeki araştırmaların sınırının nerede olduğu ve koşullarının neler olması gerektiği konusunda henüz bir görüş birliği yoktur.• AB‟ye üye ülkeler arasında embriyoyu laboratuvar ürünü olarak gören yoktur.• KH eldesi için insan embriyosu oluşturulmasına izin veren ülke İngiltere!!! 34. TÜRKİYE‟DE YASAL DURUM;• Türkiye‟de erişkin KH çalışmaları ile embriyonik KH çalışmaları konusunda açık hükümler içeren yasal düzenlemeler bulunmamaktadır.• Bakanlığın 2005 yılında yayınladığı genelge ile 2006 yılında yayınladığı kılavuz bir arada değerlendirildiğinde, erişkin KH araştırmaları konusunda yeterli olmasa da belirginleşmiş bir yaklaşımın olduğu söylenebilir. 35. • Ancak embriyonik KH çalışmaları konusunda, araştırmaların durdurulması dışında herhangi bir kural yer almamaktadır.• Bunların dışında, üremeye yardımcı merkezlerde üretilen embriyoların her ne şekilde olursa olsun taraflar razı bile olsa KH kaynağı olarak kullanılamayacağı ve belli bir prosedüre göre imha edilmesi gerektiği belirtilmektedir. 36. • Dünyadaki gelişmelere paralel olarak Türkiye‟ de de EKH eldesi ve/veya bu hücre hatlarının kullanımı ile yürütülecek bilimsel araştırmaları düzenleyen bir yasaya ülkemizin acil gereksinimi bulunmaktadır. 37. Kök hücre ve Doku Mühendisliği• Teorik açıdan değerlendirilecek olursa antropolojik ve sosyoekonomik açıdan etik konular ortaya çıkmaktadır. DM çok pahalı bir işlem, DM ilerlemesi bazı temellere dayanmaktadır; kullanılan KH çeşidi, özel dokular (hayvan kalp kapakçıkları), pediatrik uygulamalar, İnsan vücudunun değeri, Yaşam uzunluğu (hasarlı ve yaşlanan doku veya organların yenileri ile değiştirilmesi, nüfus artışı) 38. Bilim insanına düşen sorumluluklar;• KH çalışmalarının kötüye kullanımı mümkündür, bilim insanının bu noktada çeşitli medya kuruluşlarının da desteğiyle, KH mucize tedavi şeklinde öne sürüp insanların umutlarının sömürmemesi, kesinliği tartışılan sonuçlar hakkında net bilgilendirme yapmaması gerekir.• Özellikle bazı ticari kuruluşlar kordon kanı KH saklanmasının hayati olduğunu savunup bundan rant sağlamaya çalışmaktadır. 39. Referanslar• TÜBA Raporlar, „Kök hücre biyolojisi ve klinik uygulamalar‟, 2009,• Türkiye Biyoetik Derneği, Kök Hücre Araştırmalarının Etik ve Hukuk Boyutuna İlişkin Rapor, Mart 2009,• Andrews and Nelkin, 1998.• Youngner, 2004; Bovenberg, 2005)• www.tuba.gov.tr• stemcells.nih.gov/info/ethics.asp• www.eurostemcell.org/factseet/embyronic-stem-cell-research-ethical- dilemma• Alex Faulknera, Julie Kentb, Ingrid Geesinkc, David FitzPatrick „‟Purity and the dangers of regenerative medicine: Regulatory innovation of human tissue-engineered technology „‟, Social Science & Medicine 63 (2006) 2277–2288

http://www.biyologlar.com/kok-hucrearastirmalari-ve-etik-boyutu

Dünyanın klon insanlara ihtiyacı var!

Rum asıllı ABD'li doktor Panayiotis Michael Zavos, son yıllarda insan klonlama çalışmalarıyla tüm dünyada dikkatleri üzerine çekti. İnsan klonlamanın zamanla tıbbi bir prosedür olması gerektiğini belirten Prof. Zavos, büyük gizlilik içinde yürüttüğü çalışmalarını, insan klonlamanın amacını ve gelecekteki klon insanları Medical Tribune Yayın Yönetmeni Zuhal Demirarslan’a anlattı. MT: İnsan klonlanma çalışmaları çok tartışılan ve özellikle dini kesimlerden tepki gören bir konu. Siz insan klonlamanın ne gibi faydaları olduğunu düşünüyorsunuz?İnsan klonlamanın birçok yönden insanoğluna faydalı olması beklenmekte. Öncelikle insanlığın geleceğine ve çeşitli teknolojilerin gelişimiyle tıp dünyasının geleceğindeki devrimlere bakarak çeşitli faydalar sağlayacağını görebilirsiniz. Klonlama tekniği, mevcut tekniklerle birleştirildiğinde, tıbbın bugün ve gelecekte sunması gereken en etkili ve güçlü araçlarından biri haline gelebilir. Bu gücün anahtarı, vücudumuzdaki bir ‘’germinal’’ hücrenin varlığından ilk kez yararlanabilmemiz ve bunu istediğimiz herhangi bir doku haline getirebilmemizdir. Örneğin yaşlanan bir vücutta, bedenin yaralanmış bir bölümünde kullanılmak üzere veya bir organ ve hatta yeni bir yaşam meydana getirmek üzere yönlendirebilmemizdir. Size birkaç örnek vermem gerekirse, üreme tıbbı üzerine yaptığım uzmanlığımda, infertil çiftlerin klonlama ile çocuk sahibi olabildiklerini gördüm. İnfertilitedeki mevcut tedaviler için makul sayıda yapılan tanıtım haberlerine rağmen, yüzdeler açısından çok başarılı değildi. Mevcut infertilite tedavileri kombine edildiğinde yüzde 10’dan daha az başarılı olarak değerlendirilmiştir. Çifler, çocuk sahibi olabilmenin küçük bir şansı için fiziksel ve duygusal olarak acılı bir süreçten geçiyorlar. Birçok çiftin zamanı ve parası başarılı bir şekilde çocuk sahibi olamadan tükeniyor. Müslüman dünyasında ise bu ihtimaller çok daha düşük. İnsan klonlama çok daha fazla infertil çiftin daha önce mümkün olmadığı şekilde çocuk sahibi olmalarını mümkün kılabilir.  Enerjimin çok fazlasını, sağlıklı bir çocuk üretebilme sürecini yakın zamanda mükemmelleştirme umuduma adadım. MT: Klonlama sayesinde yaşlanma süreci tersine çevrilebilir mi? Klonlamadan öğrendiklerimiz sayesinde, tıbbın diğer alanları arasında klonlama ve embriyonik ya da erişkin kök hücreler insan vücudunu ‘’yenilemek’’ için kullanılabilir ve bir gün sizin de dediğiniz gibi yaşlanma sürecini tersine çevirmeye imkan sağlayabilir. Bunun yanı sıra insan klonlama teknolojisi kalp krizlerini geri çevirmek için kullanılabilir. Bilim adamları hali hazırda kalp krizi geçiren hastaları tedavi etmede sağlıklı kalp kök hücrelerinin hasarlı kalp bölgelerine injekte edilmesiyle kullanılabilirliğini göstermişlerdir. Kalp hastalıkları Amerika Birleşik Devletleri’nde ve birçok gelişmiş ülkede ölüm sebepleri arasında birinci sıradadır. Benzer teknolojilerin inme hastalarının tedavisinde, karaciğer hastalıklarının tedavisinde kullanıldığı gibi gün geçtikçe de başka hastalıkların tedavisinde kullanımı katlanarak artmaktadır. Başka bir deyişle bu hücreler, vücuttaki yaralanmış veya hasar görmüş dokulara veya organlara hatta tüm vücuda, vücudu ‘’yenileştirme’’ amacıyla aşılanarak kullanılabilmektedir.  Vücudun dışında, bir ‘’petri kabı’’nda dokuların gelecekteki transplantasyonu için oluşturulması alanı ise plastik, estetik ve kozmetik ameliyatlar, karaciğer ve böbrek yetersizlikleri, lösemi, kanser, kistik fibrozis ve sayamayacağım kadar sınırsız alan için yankı uyandırmaya başlayacak. MT: İnsan klonlama tekniğinizden bahseder misiniz? Klonlanmış insan embriyoları için kullandığımız yöntem kesinlikle bir sır değil. İnsan embriyolojisi ve embriyo kültürü gibi konulara hakim olan ve memeli vücut hücrelerinde çekirdek nakli yapabilen herkes için bu yöntem oldukça kolay. Klonlanmış insan embriyolarını elde etmek için kullandığımız tekniği birçok hakemli dergide de yayımladık. Detaylı bilgiye www.zavos.org sitemizden ulaşılabilir.   MT: Sizce klonlamanın birçok ülkede yasak olmasının nedenleri neler? Rasyonel nedenler var mı, varsa bunlar neler olabilir? Siz bunlardan herhangi birine katılıyor musunuz? Dünyadaki insan klonlama ya da reprodüktif klonlama politikaları, tamamen yasaklama ile kayda geçmiş hiçbir yasaklamanın olmaması arasında değişen bir çeşitliliktedir. Fransa, Almanya ve Rusya Federasyonu’nu da içeren 30’dan fazla ülkede insan klonlama tamamen yasaklanmıştır. Japonya, Birleşik Krallık ve İsrail gibi 50 ülke, insan reprodüktif klonlamayı yasaklamıştır fakat terapötik klonlama ya da bir çeşit ‘’embriyonik klonlama’’ya izin vermektedir. Macaristan ve Polonya gibi birkaç ülkede ise embriyonik kök hücre çalışmaları veya terapötik klonlama, bariz bir şekilde değil fakat kısmen yasaklanmıştır, çünkü mevzuatları, embriyonik kök hücrelerin ilk üretim tarihinden (1998) daha önce hazırlanmıştır. Diğer birçok ülke ise Amerika Birleşik Devletleri’ne benzer şekilde insan klonlamaya izin veren tüm kök hücre ve klonlama araştırmaları ile ilgili henüz herhangi bir resmi mevzuat oluşturmamıştır.  Ülkelerin kendi politikalarını geliştirmelerinin yanında, Birleşmiş Milletler, Avrupa Konseyi ve Avrupa Birliği gibi çeşitli uluslararası organizasyonlar da herhangi bir gerekçe olmadan,  insan klonlama politikaları ve tavsiyeleri yayınlamıştır. Afrika Birliği ve Arap Birliği konuyu tartışmıştır fakat henüz herhangi bir resmi deklarasyon çıkmamıştır. Dahası bazı gruplar insan embriyonik kök hücrelerin kullanımıyla ilgili uyum ve işbirliği içinde uluslararası kural taslakları üzerinde çalışmaktadırlar. Asıl önemli olan, dünyada klonlamaya dinsel ve siyasi çekinceler ve diğer faktörler açısından farklı bir gözle bakılmasıdır. Klonlama ile ilgili çeşitli düzenlemeler yapılmalıdır fakat tamamen yasaklanmamalıdır. Bu bir medikal prosedürdür, dinsel ya da siyasi olmamalıdır ve bu yönde işlenmelidir. Dünyanın buna ihtiyacı var! MT: İnsan klonlama çalışmalarınız şu an ne aşamada? Geçtiğimiz yıllarda klonlama tekniğiyle oluşturduğumuz insan embriyolarını 4 kadına naklettik ancak bu kadınların hiçbirinde gebelik gerçekleşemedi. Henüz devam etmekte olan sağlıklı bir gebeliğimiz yok. MT: Şayet gelecekte insan klonlama çalışmalarınız başarılı olursa klon insanın normal insandan ne gibi farkları olacak? Öncelikle hem annenin hem de babanın genetik bilgisi yerine yalnızca tek bir bireyin genetik bilgisine sahip bireyler olacak. Bir klon, klonlanan kişinin genlerinin tamamına sahip olacak (yaklaşık 35 bin gen). Ancak fetüs gelişimi sırasında gen ifadelerinde çeşitlilik olacaktır. Bu nedenle de dış görünümleri çok benzeseler bile birebir aynı olmayabilir ancak arkada yatan genetik yapı birebir aynı olacaktır. MT: Size klonlama yöntemi için başvuran gönüllüler var mı? Dünyanın her yerinden başvurular alıyoruz. Programımıza kabul edeceğimiz kişilerde üç ön şart arıyoruz. Bize gelmeden önce tüp bebek yöntemi gibi diğer yardımcı üreme tekniklerini denemiş olmaları, bu yollardan bir sonuç almamaları, yaşlarının çok ilerlemiş olmaması aradığımız ve ödün vermediğimiz üç ön şart. Ünlü kişileri kabul etmiyoruz. Her zaman söylediğim gibi bir Michael Jackson klonlamakla ilgilenmiyoruz.    MT: Klonlama araştırmalarının yürütülmesinde karşılaştığınız güçlüklerden bahseder misiniz? Açıkça görülüyor ki klonlama ile ilgili birçok zorluk mevcut. Araştırmalar, klonlanmış hayvanlarda normal gebeliği sürdürmeyi sağlayacak, koruyucu ve iyileştirici bakımı geliştirecek tedavilerin bulunmasıyla klonlamanın etkililiğini geliştirecek şekilde devam etmelidir. İnsanlara gelindiğinde, biz asla bir insan klonu üretmedik fakat bizim grubumuz, normal görünen ve normal bir doğum meydana getirebilecek birçok klonlanmış embriyo üretmeyi başardı. Bu konu üstünde devam etmek zorundayız. En fazla zorluk araştırma yapmada ve insanlarda klonlamayı geliştirmede yaşanmaktadır. Bana göre insan klonlama konusunda en zor olan özellikle dini, etik ve politik karşı duruşlardır. Dünya klonlama hakkında daha çok şey öğreniyor ve büyük olasılıkla bu, tıbbi bir prosedür olarak kabul edilecektir. Zaman gösterecek! MT: Yakında gelişmiş ülkelerde birkaç insanın destekleyebileceği bu teknoloji, temel sorunun sanitasyon ve aşılama olduğu gelişmekteki ülkelerde de uygulanabilir mi?   Bu teknoloji gelecekte ilaçların maliyetini düşürür mü? Klonlama, aşı üretimini kesinlikle hızlandırabilir ve aşıları daha etkili hale getirebileceği gibi üretimdeki bu hızlanmayla da bunları daha ekonomik kılabilir. Bu metodlar ve yararları, sanayileşmiş dünyadan gelişmekte olan ülkelere hızla taşınabilir ve aşılanmaya ‘asıl’ ihtiyacı olan insanlara uygulanabilir. Buradaki alan çok geniş ve yaklaşımları tartışacak çeşitli kitaplar yazılabilir. MT: Araştırmalarınız için finansman desteği bulmakta zorlanıyor musunuz? İnsan klonlama ile ilgili herhangi bir araştırmaya fon bulmak oldukça zor. Bu araştırmalar hakkındaki sosyal ‘endişeler’ nedeniyle  hiçbir devlet  fon sağlamıyor, özel şirketler de bu tür çalışmalara para yatırmak istemiyor. Bu gibi durumlar, bu araştırmaların yürütülmesini zorlaştırıyor fakat her şeye rağmen bir şekilde özel paralar toplamayı başarıyoruz  ve kendimize ait fonları da kullanarak bugüne kadar çalışmalarımızı gerçekleştirdik. Bunları başarmamızın daha kolay olacağı zamanları görebiliyorum fakat o aşamaya henüz gelemedik! MT: Türkiye’de beraber çalıştığınız herhangi bir proje partneri var mı? Türkiye’de insan klonlama ile ilgili herhangi bir enstitü ile birlikte çalışmamız yok. Türkiye insan klonlama ile ilgili araştırmaları ‘Avrupa’  standartlarında hayata geçirmek istiyor. Diğer Müslüman ülkeler insan klonlama hakkında daha liberal bir görüşteler. “Dr. Zavos, 10 yaşında trafik kazasında yaşamını yitiren Cady adlı bir kız çocuğu dahil olmak üzere, ölmüş 3 kişiden kopyalanmış embriyolar ürettiğini ve bunları çalışmalarında kullanmak üzere sakladığını belirtiyor.”http://www.medical-tribune.com.tr

http://www.biyologlar.com/dunyanin-klon-insanlara-ihtiyaci-var

Bu Karınca Türü Hiç Yaşlanmıyor

Bu Karınca Türü Hiç Yaşlanmıyor

Bilim insanları bazı karınca türlerinin yaşlanmadığını buldu .  Yaşlanmak hiç de eğlenceli olmasa gerek, vücudumuz iflas etmeye başlar, giderek küçülmeye başlarız ve hayatımızın son baharına gireriz. Yaşlanmak kaçınılmaz olsa da yıllar süren araştırmalar sonucundan yaşlanmak çok az geriletebildi.Fakat bir karınca türü için zaman fiziksel kabiliyetin azalması anlamına gelmiyor. Boston Üniversitesi’nden Prof.  James Traniello bir Amerikan karıncası türü olan Pheidole dentata’yı araştırarak işçi karıncaların yaşlansalar bile sağlık ve zindelik açısından hiçbir zayıflama gözlenmediğini gösterdi.  Araştırma geçenlerde Proceedings of the Royal Society B dergisinde yayınlandı.Yaşlandıkça iyileşiyorBilim insanları laboratuvardaki karıncaları gözlemleyerek, onlarında larvaları beslerken, yiyeceklerini koruduklarını gösterdi. Araştırmacılar karıncaları yumurtaların taşıma ve besleme, feromon izleyerek yiyecek bulma ve esir düşmüş meyve sineklerine karşı agresif bir şekilde savaşma gibi kabiliyetlere göre değerlendirdi. Yaşlanan karıncaların bu gibi görevlerde giderek yavaşlaması ve giderek daha kötüleşmesi beklendi.Bir sonraki aşamada hem genç , hem yaşlı karınca beyinleri rastgele incelenerek, yaşlanmaya dair hücre ölümleri, serotonin ve dopamin seviyelerindeki düşüş izlenmek istendi. Fakat bütün testler gösterdi ki, yaşlı ve genç karıncalar arasında bir fark görülmedi. Öyle görünüyor ki karıncalar tüm hayatları boyunca işlerini aynı kuvvetle sürdürüyor. Hatta yaşlanan karıncalarda, feromon izleme gibi tecrübeye dayalı görevlerin geliştiği görüldü.Pheidole dentata’da hiçbir yaşlanma görülmemesi böcek dünyası için bir anomali teşkil ediyor, diyor New York Eyalet Üniversitesi biyoloji bilimlerinden Prof. Joel Parker.Diğer böcek türlerinde insanlara benzer ilerleyen bir ölüm oranı mevcut.“ Otuzlara geldikçe her 8 senede bir mortalite oranı ikiye katlanıyor.(örneğin 62 yaşında, 56 yaşındakine göre iki kat ölüm  riski vardır) diyor bu çalışmada yer almayan Parker. “ Bu 100 yaşlara kadar stabil olarak ilerleyen bir artış. Çoğu hayvan benzer bir şablon içeriyor, solucanlar  ve meyve sinekleri de buna dahil, fakat gerçek artış hızı farklı.”Araştırmacılar halen neden bu karınca türünün yaşlanmaya başarıyla savaştığını bilmese de , belki karıncaların sosyal olmasıyla alakalı olabileceğini düşünüyorlar. Parker’a göre sosyal böceklerin zamanla evrilerek, kraliçelerini korumak ve beslemek için daha uzun ömre sahip oldukları gösteriyor.  Bir karınca kolonisi sadece kraliçe ürediği sürece hayatta kalabilir ,bu 1 -2 yıl arası değişebilir yani yaklaşık 30 yaşa denk geliyor.Sosyal Yapı Yaşam Süresini Etki Edebilir  Karınca kolonileri hayli yapılaşmış topluluklardır ve her karınca bir ya da birkaç iş grubunun karışımı olarak doğarlar : işçi, erkek arı, asker veya kraliçe.  Ayrıca işin türüne göre farklı hayat süreleri doğuyor ki, bu da kolonideki işin önemine göre değişiyor. Erkekler üremeyle görevliler ve birkaç ay yaşıyorlar, fakat bazı işçiler bir yıldan fazla yaşayabiliyor. Ayrıca önceki çalışmada Traniello koloni yapısı kendiliğinden boyutsal olarak hayati yararlar sağlayabileceğini buldu. Sonuç olarak, daha fazla besin ve korunma sayesinde yırtıcılar ve enfeksiyonlara karşı pek çok faktör geliştirilebilir.Çalışmadaki bu ufak işçi karıncalar laboratuvarda yaklaşık 140 gün yaşıyorlar , sonra durup duruken ölüyorlar. Karıncaların kolonilerin üretici bir üyesiyken,  neden birden taş kesilip öldükleri halen belli değil.Parker’a göre , bunun diğer bir açıklaması da sosyal böcek kolonilerindeki yaş pratiği polietizmin bulunması olabilir.  İşçi karıncalar farklı roller üstlenerek yetişiyor ve olgunlaşıyorlar, ilk başlarda kreşte çocuk bakıcı gibi başlıyorlar, sonrasında orta yaşlarda yuvanın bakımına geçiyor, ve sonunda avcı toplayıcı, koruyucu ve en tehlikeli görevleri üstleniyorlar. İnsanlar gibi düşünülürse, en tehlikeli görevlere en kıdemli yurttaşlarını yolluyorlar ve bunlar aynı zamanda en harcanabilir bireyler oluyor.Her ne kadar bu karar iş gücü paylaşımı açısından vahşice görülse de bu tümüyle grubun ömrüne ve kraliçenin üretkenliğine etki ediyor. Bir işçinin  hayatı bir koloninin hayatına göre önemsizdir. Evrimsel persfektifte işçilerin faydasını maksimize etmek, yaşlı olanları azaltarak sınırlandırmak, sağlam bir koloni yaratması açısında  önemlidir.Laboratuvarda beslenen karıncalar vahşi yaşamdakine göre daha uzun yaşıyorlar ve fakat biyolojik kıyamet saati türünden bir mekanizmaya avlanıyorlar. Bilim insanları bütün karıncaların aynı yaşta ölmesinin vücutlarında bulunan bilinmeyen bir moleküler yıkımdan kaynaklanabileceğini düşünüyorlar.Kaynak: http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2016/02/04/an-ant-species-that-never-gets-old/#.VsSUxvmLTcvhttp://www.gercekbilim.com/yaslanmayan-karinca-olumsuz-ani-olum/

http://www.biyologlar.com/bu-karinca-turu-hic-yaslanmiyor

Bitki hücrelerinde lizozom varmıdır ? Bitki Hücrelerinde Neden Lizozom Yoktur. ?

Hayvan Hücresi: Sentrozom vardır. Hücre çeperi ve plastitler yoktur. Kofullar küçük ve az gelişmiştir. Fagositoz ve Pinositoz olayları görülür. ----· Bitki Hücresi: Sentrozom yoktur. Hücre çeperi ve plastitleri vardır. Kofulları büyük ve gelişmiştir. Yüksek yapılı bitkilerde lizozom yoktur. Fagositoz ve Pinositoz görülmez. Alyuvar hücresi dışında bütün hayvan hücreleri bulunur. Bitki hücrelerinde bulunmaz. Zarla çevrili bir organeldir.İçinde sindirim enzimleri bulunur. Hücre içi ve dışı sindirimi gerçekleştirir.Yaşlanmış organellerin ve hücrelerin parçalanmasını sağlarlar. Bu yüzden akyuvar ve karaciğer hücrelerinde bol miktarda bulunur.Hücre savunmasında etkilidirler.Spermin baş kısmında bulunurlar yumurtayı delmesini sağlarlar. Lizozom bozulmaları sonucu hücrelerde mutasyon meydana gelebilir. Eğer lizozom zarı patlarsa hücre kendini sindirir ve eritir.Buna otoliz denir. Ölümden bir süre sonra görülen kokuşma bunun sonucudur. ""Bitki hücrelerinde lizozom var mı? Sitenizde olmadığı yazıyor. O zaman bitki hücrelerinde eskiyen enzim, mitokondri ve ribozomlar ne oluyor? Dışarı mı atılıyor? Kofullarda mı depo ediliyor? Sindiriliyor mu sindiriliyorsa nasıl? (Osman Yılmaz) Bitki hücrelerinde lizozom bulunmuyor. Yaşlanan organellerin ve makromoleküllerin sindirimi gibi litik görevler, bitki hücrelerinde “vakuol” adı verilen yapılarca gerçekleştiriliyor. Bu sindirilen iç ve dış elemanlar da, hücre içeriğinde yeniden kullanılabilecekse depolanıyor ve gerektiğinde kullanılıyor, eğer hücre içinde kalması zararlı olacaksa da hücre dışına atılıyor. Depolama işlemi, daha sonra ortaya çıkabilecek gereksinimin türüne göre farklı organellerde yapılabiliyor. Ancak, yıkım ürünleri sıklıkla sitoplazmada ve kofullarda biriktiriliyor. Kaynak: Tubitak "" ''Bitki hücrelerinde de lizozomlara benzer organeller bulunur.Bunlara sferozom veya fitolizozom adı verilir. Bu organeller bitkilerde hayvan hücrelerine analog olarak (kökenleri farklı görevleri aynı) hücrenin eriyerek parçalanmasında iş görürler.'' yukarıdaki ifadeler Prof.Dr.Neriman Ozban ın HÜCRE isimli kitabından alınmıştır." Bu parafraflarda yer alan verileri kullanarak kendi yorumunuzu veya makalenizi hazırlaya bilirsini....

http://www.biyologlar.com/bitki-hucrelerinde-lizozom-varmidir-bitki-hucrelerinde-neden-lizozom-yoktur-

GENEL BİYOLOJİ SORU VE CEVAPLARI

1.Hücre zarının görevi nedir? - Hücre içi ile hücre dışı arasında madde alış verişini sağlayan esnek, canlı ve seçici geçirgen bir zardır. 2.Endoplazmik retikulum kaç çeşittir ve görevi nedir? - Üzerine ribozom taşıyan granüllü ve granülsüz olmak üzere iki çeşittir. Hücre içinde maddelerin taşınması, depolanması ve kimyasal reaksiyonların yapıldığı yerdir. 3.Sentrozomun görevi nedir? - Kendini çoğaltmak ve bölünme sırasında iğ ipliklerini meydana getirmek. 4.Çekirdeğin görevleri nelerdir? - Metabolizmayı kontrol etmek - Karakterleri oğul canlılara aktarmak. 5.Yaşlanan bitki hücrelerinde bir tek büyük kofulun bulunmasının nedeni nedir? - Bitkilerde metabolizma artığı ürünlerin kofullarda depolanması. 6.Hücre çeperinin yapısı nasıldır? - Selülozdan meydana gelir. Çeper üzerinde kütin, lignin, süberin, kalsiyum ve silisyum gibi maddeler birikerek çeperin farklılaşmasına neden olur. 7.Bitkilerde çiçek ve meyvelerin renklerini ne verir? - Plastidler ve koful özsuyunda bulunan antokyan denilen madde. 8.Hücrenin bölünme nedenlerini yazın. - Hücre yüzeyini artırmak ve hacmini küçültmek için -Hücrenin büyümesi çekirdeğin etki alanını sınırlar. Çekirdeğin etki alanını artırmak için hücre bölünür. 9.Kloroplast ve mitokondrinin ortak özellikleri nelerdir? - Çift zarlıdırlar - Kendilerine ait DNA’ları vardır. ATP’nin sentezlendiği yerlerdir. 10.Mitoz olayının en önemli sonucu nedir? - Hücreden hücreye kalıtsal devamlılığı sağlar. Mitoz sayesinde, yeni meydana gelen hücreler ana-baba hücrenin sahip oldukları yeteneğin aynısına sahip olurlar. Bu da kendini eşleyen DNA moleküllerinin her oğul hücreye tam bir takım halinde geçmesiyle mümkün olur. 11.Ökaryot hücrelerde hücre bölünmesi hangi iki evreden oluşur? - Mitoz olarak adlandırılan çekirdek bölünmesi ve sitokinez olarak adlandırılan sitoplazma bölünmesi. 12.Mitoz bölünmenin safhalarının isimleini sırasıyla yazın. - Profaz, metafaz, anafaz, telofaz 13.İnsan gametinde kaç kromozom bulunur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur? Bunların kaç tanesi otozom, kaç tanesi gonozomdur? - İnsan gametinde 23 kromozom bulunur. Bunlardan 22 tanesi otozom, 1 tanesi gonozomdur. 14.İnsanlarda erkeklerin ve dişilerin vücut hücrelerindeki kromozom formülünü yazınız. - Erkeklerde (44 + XY), Dişilerde (44 + XX) 15.Bitki hücresinin mitoz bölünme sırasında ara plağı ile ikiye bölünmesinin nedeni nedir? - Hücre zarının dışında selüloz çeperin bulunması. 16.Mayoz bölünme hangi hücrelerde görülür? - Üreme organlarında üreme ana hücrelerinde (Yumurtalık ve testislerde) görülür. 17.Mayoz bölünme ile ne sağlanır? - Dölden döle kromozom sayısının sabit kalması korunur. - Gen çeşitliliğine sebep olur. 18.Oogenezde aktif olmayan hücrelere ne ad verilir? - Kutup hücreleri. 19.İnsanlar ve amipler arasında mitoz bölünme hangi yönden farklıdır? - İnsanlarda mitoz bölünme büyüme, gelişme ve eskiyen yerlerin onarımını sağlar. Amiplerde mitoz bölünme çoğalmayı sağlar. 20.Bir insanın bazal metabolizması ölçülürken hangi şartlara dikkat edilmelidir? - En son alınan besinin ölçme işleminden 12 saat önce alınmasına - Ölçme sırasında kişinin tam dinlenme halinde tutulmasına - Ölçme sırasında ortam sıcaklığının belirlenmesine - Vücut yüzeyinin hesaplanmasına 21.ATP’nin molekül yapısı nasıldır? - Adenin denilen azotlu bir organik baz, Riboz denilen 5 karbonlu bir şeker ve üç fosfat grubundan yapılmış bir moleküldür. 22.ATP sentezi kaç yolla olur? - Oksijenli solunum - Oksijensiz solunum - Fotosentez 23.Eğer organizmalar enerjiyi karbonhidratlarda değil, ATP de depolasalardı ne gibi problemler olurdu? - Hücre içi daha asidik olurdu. - Fosfor şu an bulunduğundan daha çok kullanılırdı. 24.Bir nükleotidin yapısında 5 karbonlu şekerle azotlu organik bazın oluşturduğu kısma ne denir? - Nükleozit 25.mRNA’nın görevi nedir? - Hücredeki RNA miktarının % 5’ini oluşturur. DNA da bulunan genetik bilgiyi belli şifreler (kodon) halinde çekirdekten sitoplazmaya aktarır. 26.Hücre hayatında DNA’nın iki önemli görevini açıklayın. - Temel hücresel görevleri kontrol etmek - Genetik direktiflerin oğul döllere aynen iletilmesini sağlamak. 27.DNA modelinden faydalanılarak hangi biyolojik olaylar açıklandı? - DNA’nın hücre bölünmesinden önce kendini nasıl eşlediği - Protein sentezi için nasıl şifre taşıdığı - Mutasyonun nasıl meydana geldiği açıklandı. 28.Genetik şifre nedir? Genetik şifre bütün canlılarda aynı mıdır? - DNA’dan gönderilen hücre içindeki bütün olayları etkileyen mesajlara denir. - Genetik şifre her canlıda farklıdır. 29.DNA’nın neden mRNA gibi bir aracı yardımıyla çalışmak zorunda olduğu düşünülür? - DNA büyük bir molekül olduğu için çekirdekten dışarı çıkmaz. Proteinler çekirdek dışında, endoplazmik retikulum boyunca dağılmış olan ribozomlarda sentezlenirler. Direktiflerin çekirdekten sitoplazmaya taşınabilmesi için bir aracıya ihtiyaç vardır. 30.tRNA’nın protein sentezindeki görevi nedir? - tRNA hücre içindeki Amino asitleri tanır ve bunları proteinlerin sentezlendiği ribozomlara taşır. 31.DNA’nın Replikasyon yapması hücre bölünmesi açısından neden önemlidir? - Hücre bölünmesi ile özellikler yeni hücrelere geçer. Bir türün bütün bireylerindeki hücreler aynı tip ve sayıda kromozoma sahip olur. 32.Virüsler, canlılara has özelliklerden hangilerine sahiptirler? - DNA veya RNA içermeleri - Konak hücre içinde üremeleri - Mutasyona uğramaları - Üremeleri sırasında yeni gen kombinezonları oluşturmaları 33.Virüslerin çoğalmasını hangi faktörler sınırlamaktadır? - Virüslerin üremeleri konak hücrelere yayılma ve orada çoğalma yetenekleri ile sınırlıdır. 34.DNA içeren virüslere örnek veriniz? - Bakteriyofaj, çiçek hastalığı, suçiçeği ve uçuk (herpes) virüsü. 35.RNA içeren virüslere örnek veriniz? - Tütün mozaik virüsü, çocuk felci, grip, AİDS, kızamık, kabakulak ve patates, salatalık, marul bitkilerinde hastalık yapan virüsler. 36.Virüslerle mücadele etmek neden zordur? - Çeşitleri fazladır, - Çok küçüktürler - Antibiyotikten etkilenmezler. - Çabuk ürerler ve konakçı canlıyı kullanırlar. 37.Işık enerjisi kullanarak besin sentezleyen bakteriler nasıl adlandırılır? - Fotoototrof bakteriler 38.Şekillerine göre bakterilerin isimlerini yazın. - Yuvarlak (Coccus), çubuk (bacillus), spiral (spirillum), virgül (vibriyon) 39.Bakteriler oksijen ihtiyaçlarına göre nasıl adlandırılırlar? - Oksijen varlığında yaşayanlar (aerob bakteri), oksijensiz ortamda yaşayanlar (anaerob bakteri), her iki ortamda da yaşayanlar (geçici aerob ve geçici anaerob bakteriler) 40.Bakterilerde solunum enzimleri nerelerde bulunur? - Sitoplazmada veya hücre zarında bulunur. 41.Bakteri populasyonunda geometrik dizi şeklinde çoğalma neden sürekli olmaz? - Bakteriler çoğalmaları için ortamdaki su ve besin maddelerini bitirirler. Bu sırada ortamda alkol ve asitli bileşiklerle beraber zehirli atıklar da meydana gelir. Bu durum bakterilerin sayıca artışını engeller. 42.Bakterilerde endospor nedir ve hangi şartlarda meydana gelir? - Endospor bakteri sitoplazmasının su kaybederek büzülmesi ve etrafının dayanıklı bir zarla çevrilmesiyle bakterinin içinde oluşur. Bu olay üreme değildir. Bakterinin elverişsiz ortamlarda uzun zaman canlı kalabilmesini sağlar. Endospor yüksek sıcaklıkta ve kurak ortamlarda oluşur. 43.Ototrof ve saprofit bakterilerin parazit bakterilere üstün olmasını sağlayan özellik hangisidir? - Gelişmiş enzim sistemine sahip olmaları. 44.Prokaryot bir hücredeki protein sentezinin ökaryot hücreye göre daha hızlı olmasının nedeni nedir? - Çekirdek zarının bulunmaması. 45.Tatlı sularda yaşayan bazı bir hücrelilerdeki Kontraktil kofulların temel görevi nedir? - Fazla suyu aktif taşıma yaparak difüzyonun tersi yönde boşaltmak. 46.Çok hücreli organizmalarda doku, organ ve organ sistemlerine niçin ihtiyaç duyulur? - Organizmanın bütünlüğünün devamı için - Enerjinin korunumu için. 47.Hücrelerin özelleşmesi bir canlıya nasıl üstünlük sağlar. - Enerjinin daha verimli kullanılmasına yol açar. - İri parçalar halinde besinlerden yararlanma imkanı doğar 48.Çok hücreli organizmaların gelişimine bağlı olarak, bir hücreli organizmalarda bulunmayan ne gibi bir özel problem vardır? - İç çevreden atıkların uzaklaştırılması - Besin maddelerinin bütün hücrelere dağıtılması - Organizmanın kendini eşleme olayı - Hücre içi ve hücreler arası kontrol ve koordinasyon. 49.Özelleşmiş hücre nedir? - Belirli görevleri yapmak üzere farklılaşmış, şekil ve yapı bakımından benzer hücrelerdir. Kas ve sinir hücreleri özelleşmiş hücrelerdir.Özelleşmiş hücreler dokuları, organları ve sistemleri meydana getirir. 50.Aktif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanır - Taşıma az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğrudur - Canlı hücrelerde görülür. - Enzimler kullanılır. 51.Pasif taşımanın özellikleri nelerdir? - Enerji harcanmaz - Taşıma çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğrudur. - Canlı ve cansız hücrelerde görülür. - Sıcaklık ve hareket difüzyonu artırır. 52.Hücrenin çok yoğun ortama konması halinde su kaybetmesi olayına ne ad verilir? - Plazmoliz. 53.Hücrenin az yoğun ortama konması halinde su alarak şişmesi olayına ne ad verilir? - Deplazmoliz 54.Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Fagositoz 55.Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine aktif taşıma ile alınmasına ne denir? - Pinositoz 56.Deplazmoliz halindeki bir bitki hücresini saf suda bekletmeye devam edildiğinde koful sürekli su alarak büyür ve sitoplazmayı hücre çeperine doğru iter bu olaya ne denir? - Turgor 57.Bitki hücrelerine giren suyun hücrenin içinden dışına doğru yaptığı etkiye ne denir? - Turgor basıncı 58.Doğadaki canlıların özelliklerine, yaşayışlarına ve akrabalık derecelerine göre gruplandırılmasına ne denir? - Sınıflandırma (Taksonomi), 59.Ortak bir atadan gelen, yapı ve görev bakımından benzer özelliklere sahip, yalnızca kendi aralarında serbestçe üreyebilen ve verimli (kısır olmayan) yavrular oluşturan bireyler topluluğuna ne denir? - Tür 60.Sınıflandırmada kullanılan basamaklar (sınıflandırma) en küçük topluluktan en büyüğüne doğru nasıl sıralanır? - Tür, cins, familya, takım, sınıf, şube, alem olarak sıralanır. 61.Sınıflandırmada alemden türe doğru inildikçe birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı azalır, ortak özellikler artar. 62.Sınıflandırmada türden aleme doğru çıkıldıkça birey sayısı ve ortak özellikler nasıl değişir? - Birey sayısı artar, ortak özellikler azalır. 63.Havanın serbest azotunu yakalayarak toprakta azotlu bileşikleri oluşturan ve toprağın verimini artıran canlı grubu hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 64.Basit bölünme ile çoğalan ve basit beslenme ihtiyaçları olan öncü organizma hangisidir? - Mavi-yeşil algler. 65.Bakterilerin antibiyotiğe ve kimyasal maddelere karşı kazandığı direnci nesiller boyu aktaran DNA kısmına ne denir? - Plazmid 66.Heterotrof bakteri çeşitlerinin isimleri nedir? - Parazit bakteriler - Saprofit (Çürükçül) bakteriler. 67.Güneş enerjisini kullanmadan inorganik maddeleri oksidasyonla elde ettikleri enerji ile su ve karbondioksitten besin üreten bakterilere ne denir? 68.Protozoaların çeşitleri nelerdir? - Kamçılılar (flagellata), Kökayaklılar (Rhizopoda), Sporlular (sporozoa), Sililer (cilliata) 69.Protistlerden olan öglenanın özelliği nasıldır? - Kamçılı olduklarından hareketlidirler bu nedenle hayvan olarak değerlendirilirken, klorofil taşıdıklarından dolayı da bitki olarak değerlendirilirler. 70.İnsanlarda uyku hastalığına sebep olan ve Çeçe sineği tarafından taşınan sporlu canlının adı nedir?

http://www.biyologlar.com/genel-biyoloji-soru-ve-cevaplari

Neden Her İnsan Aynı Hızla Yaşlanmamaktadır?

Neden Her İnsan Aynı Hızla Yaşlanmamaktadır?

2015’in en iyi bilimsel gelişmelerinden biri olarak gösterilen bu araştırmada , insanların yaşlanırken birbirinden farklı hızlarda yaşlandığı gösterildi. Duke Üniversitesi’nde yapılan araştırmada 38 yaşında 1000’e yakın insan incelenerek,  aralarında 10 yaştan daha fazla genç görünenler olduğu görüldü( SN: 8/8/15, p. 10).  Araştırmacılar biyolojik yaşı; vücut kitle indeksi, tansiyon ve kolesterol seviyesini sağlık belirtisi olarak inceledi. Sonuç ise yıllardır bilim insanları ve insanların merak ettiği;” neden bazı insanlar 120 yaşına kadar hastalıksız yaşadığını ya da 70 yaşında neden kötü bir şekil aldığını,” ortaya çıkardığını belirtiyor, moleküler biyolog Martin Hetzer.Gerçek YaşYeni Zelandalılar arasında yapılan araştırmada 38 yaşındaki katılımcıların , biyolojik yaşlarının oldukça farklı olduğu görüldü. Sağlıklı genç insanlarda DNA paketleri uzun zincirler halinde sıkı paketler halinde bulunur. Bu düzenli paketlere heterokromatin denir. Yaşlı ve genç insanların dişlerinin DNA’sını incelendiğinde, yaşlılarda DNA paketlerin iyice sıkışmadığı görüldü(SN: 5/30/15, p. 13). Araştırmacılar DNA organizasyonundaki bozulmasının , Werner Sendromu olarak da bilinen erken yaşlanma bozukluğundan kaynaklandığını belirledi. Genom yapısındaki 3-D yapıdaki değişim nedeniyle , proteinlerin DNA dizinlerine kolayca erişerek onu gizlediği düşünülüyor.İşte protein ve DNA paketleme kötüleştiğinden vücudun temel bariyerleri yıkılarak yaşlanmaya başlayabilir. Beyindeki genç kök hücreler bölünmeye başladığında, araya bir duvar örerek yavru hücrelerin içindeki atık proteinleri ayırır. Bu atık hücresel mekanizmayı kirleterek, kök hücrelerin yeni hücreler üretmesini engeller. Fakat yaşlanan kök hücrelerde endoplazmik retikulumun duvarları zayıflamaya başlar.( SN: 10/17/15, p. 10). Zayıflayan duvarlardan, hücresel atıklar sızarak bölünme esnasında kök hücrelerin yeni hücreler üretmesini engeller.Diğer bir koruyucu duvar ise kan-beyin bariyeridir ve zamanla eriyebilir. Bu bariyer genel olarak, beyni kandaki zararlı toksinlerden koruma görevi üstlenir. Fakat beyin emarı taramalarında, bu bariyerin nefes alabilirliği ölçülerek, yaşlı insanların hipokampüslerinin etrafında sızdıran duvarlar bulundu (SN: 2/21/15, p. 8).Beynin bu bölümü öğrenme ve hafıza ile alakalıdır. Duvarlardaki bu sızdırmalar kan-beyin bariyerinin oluşumunda büyük önem arz eden perisit adı verilen hücrelere zarar vermektedir.Kaydedilen bu gelişmelere ilave olarak araştırmacılar büyük yaşlanmaya dair gizemleri çözmeye devam  ediyor. Yeni keşfedilen bulgular, telomer kısalması gibi önceki çalışmalara eklendi. Fakat yapboz henüz tamamlandı, çünkü göründüğü kadar basit değil. Halen akılda büyük soru işaretleri var; sağlıklı yaşlanmayı hastalıktan nasıl ayıracağımız ya da genetik mi yoksa çevresel faktörler mi olacağına dair.Bir sonraki büyük zorluk, Hetzer’e göre ; hücresel değişimlerin neden yaşlanmayı ve etkenlerini açıklamada tek işaret olduğunu açıklayabilmeliyiz.“Bu detayları anlamak bilim insanlarına yeni antiaging (yaşlanma karşıtı) ilaçlar tasarlamada yardımcı olacaktır,” diyor Bethesda Ulusal Yaşlanma Enstitüsü’nden geriatrist Dr. Felip Sierra . “Nasıl yaşlandığımızı biz kontrol edebilmeliyiz. İnsanları spora veya daha iyi beslenmek için kandırmayı denemek işe yaramıyor, alternatife ihtiyacımız var, “Bir gün doktorlar aynı yüksek kolesterol ilacı gibi yaşlanma karşıtı ilaçlar yazabilecek.Kaynak : https://www.sciencenews.org/article/year-review-not-all-bodies-act-their-ageAtıflar :L. K. Smith et al. β2-microglobulin is a systemic pro-aging factor that impairs cognitive function and neurogenesis. Nature Medicine.Published online July 6, 2015. doi:10.1038/nm.3898D. W. Belsky et al. Quantification of biological aging in young adults. Proceedings of the National Academy of Sciences. Published online July 6, 2015. doi: 10.1073/pnas.1506264112.A. Ori et al. Integrated Transcriptome and Proteome Analyses Reveal Organ-Specific Proteome Deterioration in Old Rats. Cell. Vol. 1, September 23, 2015, p. 224.D. L. Moore et al. A mechanism for the segregation of age in mammalian neural stem cells. Science. Vol. 349, September 18, 2015, p. 1334.A. Montagne et al. Blood-brain barrier breakdown in the aging human hippocampus. Neuron. Vol. 85, January 21, 2015, p. 1. doi: 10.1016/j.neuron.2014.12.032W. Zhang et al. A Werner syndrome stem cell model unveils heterochromatin alterations as a driver of human aging. Science. Published online April 30, 2015. doi:10.1126/science.aaa1356.İleri Okuma :T.H. Saey. Age isn’t just a number. Science News. Vol. 188, August  8, 2015, p. 10.T.H. Saey. Old stem cell barriers fade away. Science News. Vol. 188, October 17, 2015, p. 10.A.  Yeager. Brain’s protective barrier gets leakier with age. Science News. Vol. 187, February 21, 2015, p. 8.R. Ehrenberg. DNA disorganization linked to aging. Science News. Vol. 187, May 30, 2015, p. 13.http://www.gercekbilim.com

http://www.biyologlar.com/neden-her-insan-ayni-hizla-yaslanmamaktadir

Rejeneratif biyoloji ve tıp uygulamaları

Rejeneratif biyoloji ve tıp uygulamaları

Seden Bedir, Fatih KocabaşYeditepe Üniversitesi Rejeneratif Biyoloji Araştırma LaboratuvarıYaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmesi için bakterilerden insanlara tüm canlılar bir ölçüde rejenerasyon (yenilenme) kabiliyetine sahipler. Hızla değişen ve yaşlanan dünyamızda, nakil için gittikçe artan organ ihtiyacını karşılamak amacıyla yeni ve farklı organ-doku yenilenme teknolojileri geliştirilmesi gerekmektedir. Önceki yazımızda bahsettiğimiz rejenerasyon mekanizmalarını kullanarak ihtiyacımız olan doku ve organı üretmek veya hasarlı dokuları kendilerini onarmaları için uyarmak, rejeneratif tıbbın temel amacıdır. Bu amaçla yapılan çalışmaların sonucunda yeni organ basım teknolojileri geliştirilmektedir. Ayrıca, son gelişmeler ilerde hasarlı doku ve organlarımızı, kendi hücrelerimizden üretebileceğimiz organlarla veya dokularla organ reddi ihtimalini yok ederek tamamlayabileceğimizi vaad etmektedir. Rejeneratif tıbbın amacıRejeneratif tıp, organ nakline ihtiyaç duyulmadan vücuttaki bozuklukları gidermek amacıyla yeni stratejiler geliştirmeyi amaçlar. Bazı hastalıklar dokulara o kadar büyük ölçüde zarar verir ki organ nakli gerçekleştirilmeden hastanın iyileşmesi mümkün olmamaktadır. Örneğin kalp hastalıkları, dünya nüfusunun çoğunu etkilemektedir ve genellikle kalp yetmezliğinde son çözüm kalp naklidir. Kalp naklinin yeterince riskli bir operasyon olmasıyla birlikte, iyileşme sürecinde hastanın vücudunun yeni organı reddetmeyeceği kesin değildir [1]. Ayrıca bazı kalp rahatsızlıklarında kapakçıklar hasar gördüğünde, kapakçık onarımı ya domuz kapakçığı eklemekle ya da mekanik bir cihaz yerleştirmeyle sağlanabilmektedir. Kapakçık onarımı sonrasında da komplikasyon ihtimali yüksektir. Ayrıca, mekanik cihazların etrafında kan pıhtılaşabileceğinden, hasta kan sulandırıcı ilaç kullanmak durumunda kalmaktadır. Bu gibi durumları azaltmak rejeneratif tıbbın amaçları arasındandır ve bunu gerçekleştirmek için birbirinden yeni uygulamalar geliştirilmektedir.Rejeneratif tıp yaklaşımı olarak doku mühendisliğiResim 1. Temel doku mühendisliği uygulaması (Kaynak)Resim 1. Temel doku mühendisliği uygulaması (Kaynak)Doku mühendisliği, temel olarak uygun biyomateryallerden ve kök hücrelerden nakillerde kullanmak için yapay doku ve organ üretilmesini amaçlayan, uygulamalı bir bilim dalıdır (Resim 1). Hücreler ve biyomalzemeler, doku mühendisliği uygulamalarında kullanılan temel yapı taşlarıdır. İskeletlerde kullanılan biyomalzemeler, doku mühendisliği uygulamarında çok önemli bir yer kaplar. Öncelikle doku üretmek için ilk adım olarak “iskelet” oluşturulur. İskelet uygun hücrelerle doldurulur ve istenilen dokuya benzer yapıların oluşumu için bu hücreler çeşitli yollarla uyarılır. Sonrasında hücrelerin 3 boyutlu bir iskelette ve uygun biyoreaktörde hücre farklılaşması ve doku gelişimi tamamlanır. İskelet, sağlıklı dokunun in vivo ortamda rejenerasyonuna yardımcı olmakla birlikte vücut içi (in vivo) ve vücut dışı (ex vivo) ortamda ekilen ve birbirleriyle bağlantısı olmayan hücrelerden doku oluşumuna da yardımcı olur. Bu sebeple uygun işlem için doğru iskelet yapısını seçmek doku mühendisliği çalışmalarında önemlidir. Uygun bir iskelet; biyolojik açıdan uyumlu ve kontrol edilebilir seviyede parçalanabilme özelliğine sahip olmalıdır. Parçalandığı zaman oluşan ürünler toksik olmamalıdır. Ayrıca, besin, oksijen ve atık madde transferini hızlı bir şekilde sağlamak amacıyla yüksek oranda porlu bir yapıya sahip olmalıdır. Bunun yanında, iskelet çevresel mekanik etkilere karşı da dayanıklı olması gerekmektedir.Hücreler, canlılık faaliyetlerini gösteren en küçük yapı birimi olduğundan üretilecek organın veya dokunun fonksiyonel olabilmesi için 3 boyutlu iskelete ekilecek hücreleri doğru bir şekilde belirlemek çok önemlidir. Doku mühendisliğinde kullanılan hücrelerin başında istenilen özelleşmiş dokuya farklılaşma ve sürekli bölünme yeteneği olan henüz farklılaşmamış kök hücreler gelir. Elde edilişlerine göre ana iki çeşit kök hücre vardır: embriyonun iç kütlesinden elde edilen sınırsız bölünme ve 3 germ tabakasına da vücut içinde (in vivo) ve vücut dışında (ex vivo) farklılaşma özelliğine sahip embriyonik kök hücreler (EKHler) ve dokularda ve organlarda hali hazırda bulunan ve bulunduğu bölgenin rejenerasyonundan sorumlu yetişkin kök hücreler, örneğin mezenkimal kök hücreler (MKHler) ve hematopoetik kök hücreler (HKHler).Gün geçtikçe artan organ ihtiyacı, doku mühendisliği uygulamalarına olan ihtiyacı dolayısıyla bu alandaki araştırmaları artırmıştır. Son zamanlarda doku mühendisliği bir birinden farklı sağlık sorunlarına yeni yaklaşımlar sunmuştur. Bunlar arasında 3 boyutlu yazıcıların geliştirilmesi, yapay mesane üretimi, yapay kulak ve trake üretimi çalışmaları verilebilir.Rejeneratif tıp alanında öncü çalışmalar3 Boyutlu BiyoyazıcılarResim 2. 3 boyutlu biyoyazıcı (Kaynak)Organ yetmezliği günümüzün, en büyük sorunlarından birisidir. Birçok hasta için tek tedavi, hasar gören doku ve organları için nakil listesinde kendilerine uyan doku veya organın belirmesini umutla beklemektir. Gelişen doku mühendisliği prosedürleri ve yapay organ teknolojileri, klasik organ naklindeki doku reddi ve benzeri sorunların da bir yandan çözüme ulaşmasını sağlamakta çığır açacak niteliktedir. Bu açıdan, 3 boyutlu yazıcılar, sanal olarak tasarlanan belgelerden 3 boyutlu katı objeler üretmeyi sağlayan, çok hızlı gelişen bir teknolojidir (Resim 2). Neredeyse bilimin her alanında kullanılan 3 boyutlu yazıcılar, 3 boyutlu biyoyazıcı olarak tıp alanında doku ve organ üretimini hedefleyen çalışmalarda öne çıkmıştır.Günümüze kadar 3 boyutlu yazıcılarda hasar gören dokulara ve organlara destek sağlamak amacıyla, kaybedilen veya zarar görmüş vücut parçalarının yerini doldurmak için 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş protezler ve materyaller başarıyla kullanılmıştır [3]. Bu işlemler sırasında örneğin vücutla istenmeyen tepkime vermeyen ve vücuda adapte olması kolay materyaller ve metaller kullanılmaktadır. Bununla birlikte 3 boyutlu yazıcılar, hastalıkların tanı ve tedavisine yardımcı olmak amacıyla da modelleme yaparken de sıkça kullanılan bir araçtır.3 boyutlu yazıcı teknolojisinde ürünün hangi materyalden elde etmek istiyorsak mürekkep olarak o materyali kullanırız. Amacımız 3 boyutlu biyoyazıcılarda doku ve organ üretmek olduğundan, mürekkebimiz hücrelerarası iskeleti oluşturan maddeler ve/veya fonksiyonel en küçük parçamız olan hücrelerimizdir. Mürekkep olarak hücrelerimizi kullanıp biyoyazıcılarda doku ve organ üretmeyi günümüz teknolojisi bir ölçüde başarmış durumda; bu duruma farklı metotlarla yapay kalp, trake ve mesane üretimi örnek verilebilir [4]. Asıl amaç ise organ ihtiyacını 3 boyutlu biyoyazıcılarla sağlayarak kendi hücrelerimizden, kendi kök hücrelerimizden organlar ve dokular üreterek doku reddi ihtimalini yok etmek.3 boyutlu biyoyazıcıyla organ üretirken uygulanması gereken adımlar şöyle sıralanabilir:◾İlk olarak 3 boyutlu biyoyazıcı kullanılarak organı oluşturacak yapı iskeleti oluşturulur.◾Yeni hücrelere farklılaşacak kök hücreler iskelet üzerinde dağıtılır.◾Organın şeklini alması için proteinler ve uyaranlar eklenir.◾Organın oluşması için gerekli ortam (37 °C, vücut sıcaklığı) sağlandıktan sonra kök hücrelerin ve iskeletin gerekli organa dönüşmesi beklenir.Yapay kulak kepçesi çalışmalarıResim 3. 3D biyoyazıcıyla üretilmiş yapay kulak kepçesi (Kaynak)2013’te Lawrance Bonassar ve bir grup bilim insanı, yapay kulak kepçesi üretmeyi başardı (Resim 3) [6]. 3 boyutlu biyoyazıcı kullanılarak uygulanan prosedürde ilk olarak kulağın anatomisi tespit edildi. Daha sonra, fareden elde edilen kollajenle ve inek kulağından elde edilen kıkırdak hücreleri uygun kalıba dökülerek hidrojel elde edildi. Bu yapıda kollajen, iskelet görevini üstlenirken, kıkırdak hücreleri de doku gelişimi görevini üstlendi. Kıkırdak doku, gelişmek için kan desteğine ihtiyaç duymadığından kan damarlarının 3 boyutlu biyoyazıcıda üretilmesine ihtiyaç duyulmadı. Bu durum kıkırdak hücrelerini yapay kulak üretimi için uygun bir mürekkep haline getirdi. Nakil öncesi kıkırdak hücrelerinin uygun bir şekilde gelişebilmesi için doğal ortama ihtiyaç duyduğundan biyoreaktör olarak fare vücudu kullanıldı. Böylece yapının bir canlı vücudunda sağlamlığı ve işlevselliği de test edildi. Tüm bu işlemler sonucunda yapay kulak kepçesi, başarıyla fonksiyonel yapay bir kulak kepçesine dönüştürüldü.Rejeneratif tıp uygulaması olarak yapay mesane üretimiResim 4. Yapay mesane (Kaynak)Diğer bir rejeneratif biyoloji ve tıp uygulaması bulan organımız olarak hastalık sonucunda alınması gereken mesanelerin yerine yapay biyouyumlu mesanelerin üretilmesi verilebilir. 2006’da ilk olarak Anthony Atala ve bir grup bilim insanı, 7 farklı spina bifida hastası çocuktan kendi mesane hücrelerinin bir kısmını alarak yapay mesane üretmeyi başardıklarını açıkladı (Resim 4) [8]. Üretilen bu mesane, ilk kez laboratuvar ortamında oluşturulan ve insanlara nakledilen komplike organ sayılabilir. Bu çalışmada kollajen ve poliglikolik asit iskeletlerinden oluşan yapay bir yapıya otogenik urotal ve düz kası hücreleri ekilmesi ile yapay mesane üretilmiştir. Sonuç olarak, nakil yapılan hastalarda nakil başarılı olup mesane fonksiyonu artmıştır ve organ üretiminde öncü bir çalışma olmuştur.Nefes borusuResim 5. Yapay nefes borusu (Kaynak)Solumun yolunda, özellikle nefes borusunda, hasar sonrası rejenerasyonun olmaması rejeneratif tıp yaklaşımlarının geliştirilmesini gerektirmektedir. Bunun için yapay nefes borusu üretimi çalışmaları yapılmaktadır. Bu ancak son zamanlarda başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Sentetik nefes borusu üretimi ve nakli ilk kez 2011’de uygulandı (Resim 5) [10]. Bu uygulamada 40 yaşın altındaki hastaya, son seviye nefes borusu kanseri teşhisi konmuştu ve bu hasta için kanserli nefes borusunun yerine sağlam nefes borusu nakli yaşamsal öneme sahip bir hale gelmişti. Organ beklemek için yeterli zaman olmadığı için beklemek yerine laboratuvar ortamında hasta için yeni bir yapay iskelet içeren nefes borusu üretildi ve sonrasında hastanın kök hücrelerinin gerekli hücrelere farklılaşması sağlandı. Aslında daha önce de yapay nefes boruları nakil için kullanılmıştı fakat o zaman nefes borusunun kıkırdak iskeleti doğal iskelet olarak kullanılmış, yani iskelet donör olarak elde edilmiş, nefes borusunun içindeki hücreler ise hastanın kemik iliğindeki kök hücrelerden farklılaştırılarak oluşturulmuştu. Yapay nefes borusu 12 saat süren bir operasyonun sonucunda Dr. Paolo Macchiarini tarafından hastaya nakledildi ve operasyon başarıyla sonuçlandı.Kaynaklar[1] Tissue Engineering. http://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering’ den alınmıştır.[2] 3D Printing – A Biological Revolution? http://rapidprototyping.blog.quickparts.com/2012/06/21/3d-printing-a-biological-revolution/’ den alınmıştır.[3] How 3D Printing Could End The Deadly Shortage Of Donor Organs? http://www.huffingtonpost.com/2015/03/01/3d-printed-organs-regenerative-medicine_n_6698606.html’ den alınmıştır.[4] 3D bioprinting of tissues and organs. http://www.nature.com/nbt/journal/v32/n8/full/nbt.2958.html’ den alınmıştır.[5] An Artificial Ear Built By a 3D Printer and Living Cartilage Cells. http://www.smithsonianmag.com/science-nature/an-artificial-ear-built-by-a-3d-printer-and-living-cartilage-cells-23720427/’ den alınmıştır.[6] Artificial Ear Grown in Lab: Scientists. http://www.telegraph.co.uk/news/health/news/9882919/Artificial-ear-grown-in-lab-scientists.html’ den alınmıştır.[7] Tony Atala (Artificial Bladder). http://openwetware.org/images/f/ff/Bladder.jpg’ den alınmıştır.[8]  Atala, A., Bauer, S. B., Soker, S., Yoo, J. J., & Retik, A. B. (2006). Tissue-engineered autologous bladders for patients needing cystoplasty. The Lancet, 367(9518), 1241-1246. [9] Man’s Life Saved With Artificial Trachea Using Stem Cells. http://www.lifenews.com/2012/01/16/mans-life-saved-with-artificial-trachea-using-stem-cells/’ den alınmıştır.[10] Cancer Patient Gets World’s First Artificial Trachea. http://healthland.time.com/2011/07/08/cancer-patient-gets-worlds-first-artificial-trachea/’ den alınmıştır.Kapak fotoğrafı: Steve Jurvetson, Flickr. Kimyasal olartak hücresizleştirilmiş, kök hücre ekimini bekleyen bir kalp. http://www.acikbilim.com/2015/08/dosyalar/rejeneratif-biyoloji-ve-tip-uygulamalari.html

http://www.biyologlar.com/rejeneratif-biyoloji-ve-tip-uygulamalari

Rejeneratif biyoloji

Rejeneratif biyoloji

Seden Bedir, Fatih KocabaşYeditepe Üniversitesi Rejeneratif Biyoloji Araştırma LaboratuvarıHayatımız boyunca vücudumuz sayısız yaralanma ve zedelenmelere maruz kalır fakat vücudumuzun rejeneratif (yenilenme) kabiliyeti sayesinde bu yaraların çoğu biz fark edene kadar kapanır. İşte bu noktada vücudumuzun rejenerasyon mekanizması devreye girer. Rejenerasyon; kaybedilmiş veya zarar görmüş hücrenin, dokunun, organın veya uzvun yeniden üretilebilme yeteneğidir ve rejenerasyon genellikle değişik dokulara farklılaşabilen kök hücreler sayesinde yürütülür. Bakterilerden insanlara tüm türler belli bir ölçüde rejenerasyon kabiliyetine sahiptir. Bu yetenek organizmaların gelişmişlik seviyesiyle genelde ters orantılıdır; canlı geliştikçe, canlının yenilenme yeteneğinin gittikçe azaldığı görülmektedir. Yeni bilimsel çalışmaların ve gelişmelerin ışığında; canlıların, rejenerasyon mekanizmasını moleküler, hücresel, doku ve organ düzeyinde inceleyen bir bilim dalı olan rejeneratif biyoloji ortaya çıktı. Rejeneratif biyoloji alanındaki çalışmaların sonucunda elde edilen sistematik bilgilerin pratiğe geçirilmesiyle, hastaların zarar görmüş veya görevini yapamayan organlarının ve dokularının tedavisine yeni bir çözüm arayışından hareketle rejeneratif tıp geliştirildi. Rejeneratif tıp, doku yenilenmesinde rol alan mekanizmaların rejeneratiften yoksun yapılara aktarılarak yenilenme yeteneğinin kazanılmasını amaçlar. Ayrıca, hızla yaşlanan insan popülasyonunda artan organ nakli ihtiyacı, rejeneratif tıp alanındaki çalışmaların hızlanmasına ve gelişmesine ortam hazırlamıştır. Bu çalışmalara ilham kaynağı olan bazı organizmalar ve onlarda gözlemlenen rejenerasyon yeteneklerine birçok örnek bulunmaktadır.Planaryadaki organizma seviyesindeki rejenerasyon kabiliyetiPlanaryalar, çoğunlukla denizde veya tatlı suda yaşayabilen, yassı solucanlar şubesine ait bir çeşit omurgasızların genel adıdır. Planarya parçalara ayrıldığında her bir parça yeni bir planarya oluşturur, yani tüm vücut rejenere olur. Böylece planarya ikiye bölünerek eşeysiz olarak çoğalmış olur  Hatta bu yetenek o kadar fazla ki, planaryanın 279 parçaya böldüğü deneylerde bile planaryanın yenilenebildiği görülmüştür [2]. Peki nasıl oluyor da böldüğümüz her bir planaryanın parçasından genetik olarak aynı özelliklere sahip yeni bir planarya oluşuyor?Planaryaların yüksek rejenerasyon kabiliyeti yüz yıllardır biliniyordu fakat rejeneratif biyolojinin gelişmesiyle rejenerasyon mekanizması aydınlatılmaya başlandı. Bilimsel araştırmaların sonucunda bilim insanları neoblast adını verdikleri, küçük boyutlu kök hücreler keşfettiler. Bununla birlikte; neoblast hücrelerinin, neredeyse planaryanın tüm vücunda bulunduğunu, ayrıca değişik hücrelere farklılaşabildiklerini, bölünüp, kesilme sonucundaysa yenilenebildiklerini keşfettiler. Planaryalar vücutlarının bir parçasını kaybettiklerinde veya kuyruklarını eşeysiz üreme için bıraktıklarında neoblastlar aktifleşip kesilen veya kaybedilen bölgeye doğru hareket eder. Neoblastlar orada mitoz bölünme geçirir ve blastema oluşur [3]. Blastema, rejeneratif özellik gösterebilen farklılaşmamış hücre topluluğudur. Blastema çeşitli iç ve dış faktörler sonucunda ihtiyaç duyulan hücreyi oluşturur, böylece planarya aynı zamanda eşeysiz üremeyi ve kaybettiği parçanın yenilenmesini gerçekleştirir.Deniz yıldızının kollarını rejenere etme yetisiDeniz yıldızı, hayvanlar aleminin derisidikenliler şubesinde bulunan bir çeşit omurgasızların genel adıdır (Resim 2). Çoğu deniz yıldızının 5 tane kolu ve bir de kolların birleştiği merkezi diski vardır. Şu ana kadar, fosil kayıtlarına göre 13.000 farklı türde deniz yıldızı keşfedilmiştir [4].Deniz yıldızı da planarya gibi rejenerasyondan bahsedildiğinde akla gelen ilk canlılardandır. Tüm türler olmasa da, bazı deniz yıldızı türleri kopan kolunu tamamen yenileme özelliğine sahiptir. Deniz yıldızındaki bu mekanizmada parçanın koptuğu bölgede coelomocytes adı verilen bağışıklık sistemi hücreleri aktif görev almaktadır [6]. Daha sonra değişik kökenli progenitör hücreler yaralı bölgeye göç ederler. Progenitör hücreler, kök hücrelere benzer ama sınırlı farklılaşma ve bölünme yeteneğine sahip hücrelerdir. Progenitör hücreler orada hücre kaybını telafi etmek amacıyla bölünür ve deniz yıldızının yeni bir kolu oluşur. Ayrıca deniz yıldızında eşeysiz üreme de rejenerasyon sayesinde gerçekleşir; kopan parça aynı şekilde yeni bir deniz yıldızı oluşturur.Bir diğer rejenerasyon şampiyonu: AksolotlAksolotllar, Meksika civarlarındaki soğuk göllerde yaşayan, kaplan semenderi grubuna ait, başkalaşım geçirmeyen etçil canlılardır . Aksolotllar anatomik olarak semenderlere benzemenin yanında kafalarının yanında solungaçlarının olmasıyla semenderlerden ayrılır.Aksolotlların en dikkate değer özelliklerinden biri oldukça gelişmiş rejenerasyon kabiliyetleridir. Aksolotllar daha önce bahsettiğimiz kertenkele, deniz yıldızı gibi canlılardan çok daha fazla rejeneratif kabiliyete sahiptir. Öyle ki tüm organlarını, tüm vücudunu, hatta -bizim yenileyemediğimiz- beyin hücrelerini bile yenileyebilen canlılardır. Bu sebeple rejeneratif biyoloji çalışmalarında çok önemli bir yere sahiptir. Aksolotllarin rejenere olan organlarına örnek olarak gözleri, kuyrukları ve gözleri verilebilir.Aksolotllarda göz rejenerasyonu ve lens rejenerasyonu ancak embriyonik veya erken larval evrelerde gözlemlenmektedir. Bununla birlikle; diğer bir semender çeşidi olan newt, ergin halde lensini rejenere etme kabiliyetine sahip tek semender çeşididir. Gözbebeğindeki pigmentli hücreler, pigmentsiz hücreleri oluşturmak amacıyla farklılaşır. Daha sonra bu yapı lens kesesini oluşturur, lens kesesi diğer hücre türlerini oluşturmak üzere farklılaşır[8].Semender türlerinden aksolotllar ve newtler, tetrapod omurgalılarda kol rejenerasyonunu her seviyesinde tamamlayabilme kabiliyeti açısından özel canlılardır. Bu canlılarda kol rejenerasyonu farklılaşmamış hücrelerden blastema adı verilen yapının kesilen bölgede oluşmasıyla başlar. Blastemanın etrafında apikal epidermal kep (AEC) adı verilen, blastemayı koruyan bir yapı oluşturulur. Blastemadaki hücreler apikal epidermal kepten ve sinir hücrelerinden gelen sinyallerin uyarımıyla, kaybedilen dokuya farklılaşır [9]. Bütün bu bahsettiğimiz rejenerasyon kabiliyetinden dolayı aksolotllar ve newtler rejeneratif biyoloji çalışmalarında en çok tercih edilen model organizmalardandır.İnsan vücudunda rejenerasyonVücudumuzun fonksiyonelliğini ve bütünlüğünü sağlamak amacıyla diğer gelişmemiş organizmalara kıyasla daha az oranda olsa da kendi kendini belirli sürelerde yeniler, kimi hücreleri ve dokuları belirli periyotlarda yıkıp tekrar oluşturur. Bu durumla ilgili verilebilecek başlıca en güzel örnekler, bir kısmı alınınca bile kendisini yenileyebilen karaciğerimiz, 5 günde bir epitel dokusunu yenileyen ince bağırsağımız, vücudumuzun taşıma sıvısı kanın yenilenmesi ve her ay endometrium (rahimin iç katmanı) dokunun yenilenmesidir. Her dokunun rejenerasyon kabiliyeti doku çeşidinin gereklerine göre farklılık gösterir ve insan organ ve dokularının bu sınırlı rejenerasyon kabiliyetini artırmak, rejeneratif biyolojinin temel araştırma konularındandır. [10]Beş günde bir yeni ince bağırsak epiteliRejenerasyon yeteneği ile göze çarpan dokulardan birisi, ince bağırsak epitelidir. Sindirim kanalında kalın bağırsak ve mide arasında kalan bölge ince bağırsak olarak adlandırılır ve duodenum, ileum ve jejunum adı verilen 3 farklı bölgeden oluşur. İnce bağırsak epiteli her 3-5 günde sürekli yenilenir (Resim 4). Bağırsak epitelin farklılaşmış hücreleri, kritptlerin adı verilen alt kısmındaki bağırsak kök hücreleri (BKH) tarafından üretilir. Ayrıca kript hücreleri kimyasal yaralanmalardan sonra epitel dokuyu oluşturabilir. LGR5+ bağırsak kök hücreleri, ilerde farklı çeşitlerde kript hücrelerine dönüşecek prekursör hücreleri oluşturur ve prekursör hücreler de ihtiyaç duyulan hücreye dönüşür.Hayat sıvısı kanımız ve sürekli yenilenmesiKan, damarlarımızın içinde dolaşan vücudumuzun taşıma sıvımızdır. Kan plazma ve çeşitli hücrelerden oluşur. Kanı oluşturan bu hücrelerden akyuvarlar vücut savunmasından, kan pulcukları kan pıhtılaşmasından ve alyuvarlarsa oksijen ve karbondioksit naklinden sorumludur.Vücudumuz neredeyse her saniye milyonlarca kan hücresi üretir. Örneğin kan bağışında bulunduğumuzda vücudumuz kan hücrelerinin bir kısmını kaybeder. Bu durum üzerine böbrekteki bazı özel hücreler kan hücrelerinin seviyesinin düştüğünü kandaki oksijen seviyesinin azalmasından algılar ve buna yanıt olarak kan yapıcı hormonlar salgılar. Bu hormonların kemik iliğine ulaşmasıyla hematopoetik kök hücreler (HKH) uyarılır (Resim 5). HKHler, kan hücrelerinin oluşumundan sorumlu kök hücrelerdir. Diğer kan hücrelerinin oluşumu HKHlerin farklı uyaranlar (protein ve hormon benzeri) tarafından uyarılmasıyla gerçekleşir. Bu süreçte kemik iliğindeki HKHler öncelikle kan projenitör hücrelerini oluştururlar. Bu projenitörler daha sonra farklılaşmış kan hücrelerinden eritrositler, kan pulcukları ve granülositler, monositler, T ve B hücreleri gibi hücreleri oluşturur. Hafıza B ve hafıza T hücreleri dışında, olgun hücrelerinin ömürleri oldukça kısadır ve kanımızdaki bu hücreler sürekli yenilenmektedir [14].Türkiye’de rejeneratif biyoloji ve tıp çalışmalarıRejeneratif biyoloji ve tıp tüm dünyada son zamanlarda ivme kazanan bir alandır. Bu konuda Türkiye’de bir çok yatırım yapılmasına ve bilim insanının yetiştirilmesine ihtiyaç vardır. Bu alanda değişik üniversite ve hastenelerde rejeneratif tıp ve kök hücre merkezleri, rejeneratif biyoloji araştırma laboratuvarları, kök hücre merkezleri kurulmuş ve kurulmaya devam etmektedir. Bunlar arasında Yeditepe Üniversitesi, Genetik ve Biyomühendislik bölümünde kendi kurduğumuz Rejeneratif Biyoloji Araştırma Laboratuvarı ve kurulumu devam etmekte olan GMP standardında üretim ve uygulama yapacak olan Kök Hücre ve Mükemmeliyet Merkezi verilebilir. Rejeneratif Biyoloji Araştırma Laboratuvarı rejeneratif kardiyoloji, rejeneratif küçük moleküllerin belirlenmesi ve ex vivo ortamda kök hücre büyümesi konuları üzerine çalışmalar yapmaktadır (daha fazla bilgi için bakınız http://regbio.yeditepe.edu.tr/).Kaynaklar[1] Gallery Images For Regeneration Reproduction Examples’dan alınmıştır.[2] Newmark, P. A., & Alvarado, A. S. (2002). Not your father’s planarian: a classic model enters the era of functional genomics. Nature Reviews Genetics, 3, 210-219.[3] Reddien, P. W., & Alvarado, A. S. (2004). Fundamentals of planarian regeneration. Annual Review of Cell and Developmental Biology, 20, 725-757.[4] Wray, Gregory A. 1999. Echinodermata. Spiny-skinned animals: sea urchins, starfish, and their allies. Version 14 December 1999. http://tolweb.org/Echinodermata/2497/1999.12.14 in The Tree of Life Web Project, http://tolweb.org/[5] Underwater Photography. http://www.salesjo.com/?id=3018&lang=42’ den alınmıştır.[6] Hernroth, B., Farahani, F., Brunborg, G., Dupont, S., Dejmek, A., & Nilsson Sköld, H. (2010). Possibility of mixed progenitor cells in sea star arm regeneration. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution, 314(6), 457-468.[7] Pictures: 5 Animals That Regrow Body Parts. http://voices.nationalgeographic.com/2013/08/28/worms-that-regrow-heads-and-other-regenerators’ den alınmıştır.[8] Tsonis, P. A., Madhavan, M., Tancous, E. E., & Del Rio-Tsonis, K. (2004). A newt’s eye view of lens regeneration. International Journal of Developmental Biology, 48(8-9), 975-980.[9] Kragl, M., Knapp, D., Nacu, E., Khattak, S., Maden, M., Epperlein, H. H., & Tanaka, E. M. (2009). Cells keep a memory of their tissue origin during axolotl limb regeneration. Nature, 460(7251), 60-65.[10] Why Can’t Humans Regenerate Body Parts? http://news.discovery.com/human/evolution/why-cant-humans-regenerate-body-parts-130823.htm’ den alınmıştır.[11] Stem Cells: A unifying theory for the crypt. http://www.nature.com/nature/journal/v495/n7439/images_article/nature11958-f1.2.jpg’ den alınmıştır.[13] WBC lineage. https://www.studyblue.com/notes/note/n/wbc-lineage-/deck/6471500’ den alınmıştır.[14] Kondo, M. (2010). Lymphoid and myeloid lineage commitment in multipotent hematopoietic progenitors. Immunological Reviews, 238(1), 37-46. Kaynak: http://www.acikbilim.com/2015/07/dosyalar/rejeneratif-biyoloji.html Temmuz 2015

http://www.biyologlar.com/rejeneratif-biyoloji


Rejeneratif biyoloji ve tıp uygulamaları

Rejeneratif biyoloji ve tıp uygulamaları

Yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmesi için bakterilerden insanlara tüm canlılar bir ölçüde rejenerasyon (yenilenme) kabiliyetine sahipler.

http://www.biyologlar.com/rejeneratif-biyoloji-ve-tip-uygulamalari-1

<b class=red>Yaşlanan</b> Beyinde Sızıntılar Oluşuyor

Yaşlanan Beyinde Sızıntılar Oluşuyor

İnsan beyni yapısal ve işlevsel olarak şu an vücudun en karmaşık ve en önemli organları arasında en üst sırada yer almaktadır.

http://www.biyologlar.com/yaslanan-beyinde-sizintilar-olusuyor

Kansere Karşı Savaşta, Yapay Zekâ: Nanodiskler

Kansere Karşı Savaşta, Yapay Zekâ: Nanodiskler

Kanser araştırmaları, tıp biliminin haklı olarak dikkat çeken bir haline geldi. Ocak 3rd, 2017

http://www.biyologlar.com/kansere-karsi-savasta-yapay-zek-nanodiskler

Telomer Nedir?

Telomer Nedir?

Telomerler, kromozomların uçlarında bulunan farklılaşmış yapılardır. Aynı kısa DNA diziliminin defalarca yinelenmesinden oluşurlar.

http://www.biyologlar.com/telomer-nedir

İnsan Kalp Atışlarının Kaynağı 3D Olarak Çözümlendi

İnsan Kalp Atışlarının Kaynağı 3D Olarak Çözümlendi

Scientific Reports‘da 3 Ağustos 2017 tarihinde yayımlanan bir araştırma; doktor ve cerrahlara, kalbin dokusuna zarar vermeden kalbi onarmanın yolunu açıyor.

http://www.biyologlar.com/insan-kalp-atislarinin-kaynagi-3d-olarak-cozumlendi

Böcek Biyolojisiyle Oynayarak Üç Gözlü Böcek Üretildi.

Böcek Biyolojisiyle Oynayarak Üç Gözlü Böcek Üretildi.

National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan habere göre Indiana Üniversitesi biyologları böceklerde genetik yapı taşlarının kafa yapısını nasıl etkilediğini araştırırken 3 tane göze sahip böcek oluşumunu başardı.

http://www.biyologlar.com/bocek-biyolojisiyle-oynayarak-uc-gozlu-bocek-uretildi-

Büyük Keşif Sayesinde <b class=red>Yaşlanan</b> Hücreler Yeniden Gençleştirildi

Büyük Keşif Sayesinde Yaşlanan Hücreler Yeniden Gençleştirildi

Exeter Üniversitesi’nden moleküler genetik profesörü Lorna Harries liderliğindeki bir ekip, yaşlanan hücreleri yeniden gençleştirebilecek devrimsel bir yol keşfetti.

http://www.biyologlar.com/buyuk-kesif-sayesinde-yaslanan-hucreler-yeniden-genclestirildi

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0