Sinonim: Ovogenezis.
Yumurtanın olgunlaşma sürecidir. (Bkz; O-o-genez)
Oosit
Yumurta hücresi. (Bkz; o-o-sit)
Yumurta hücreleri, mayoz bölünme yoluyla ilkel üreme hücrelerinden ortaya çıkan dişi üreme hücreleridir. Yumurta hücreleri, bir kadının çocuklarına geçen tüm genetik yapısını içerir.
Temel bilgiler
- Yumurta hücreleri, heterogam canlıların bir özelliğidir.
- Somatik hücrelerin aksine, sadece bir haploid kromozom seti içerirler. Döllenme sırasında haploid bir erkek gamet (sperm) ile kaynaştıklarında, yumurta hücreleri bir zigot haline gelir. Bunu yaparken, yine tam bir kromozom seti elde ederler ve bölünebilirler.
- Mitokondri ve onların DNA‘sına sadece anne katkıda bulunur.
Embriyoloji
Yumurta hücreleri, oogenez sırasında, diploid öncü hücreleri olan oogonia’dan iki olgunlaşma bölünmesiyle oluşur.
- İlk olarak, birincil oositin ortaya çıktığı bir ilk mayoz vardır. Başlangıçta, I. peygamberin sonunda olgunlaşmasıyla tutuklanır. Bu kilit onlarca yıl dayanabilir ve buna diktiyoten denir.
- LH’nin etkisi altında, cinsel olgunluktan sonraki olgunluğun ilk bölünmesi tamamlanır ve ilk kutup gövdesi sıkışır. İkincil oosit oluşturuldu. Bu, ikinci miyotik bölümdeki yumurtlama sırasında meydana gelir ve şimdi metafazda tutuklanır. Bu haliyle döllenme kabiliyetine sahiptir.
Daha önce kadınların sabit sayıda yumurta hücresiyle doğduğu varsayılırken, daha yeni çalışmalar, yetişkin kadınların yumurtalıklarında da bölünebilen kök hücrelerin oluştuğunu göstermiştir. Bu yumurta kök hücreleri (‘oogonial kök hücreler’, OSC) prensip olarak yetişkinlikte bile yeni yumurta hücrelerinin üretilmesini sağlar.
Disjenezi
Neden Bronzlaşırız?
Tatil sezonun bitimine yaklaştıkça, önceden sarışın olan birçok insanın artık etrafta esmer dolaşmaya başladığına daha da çok şahit oluruz. Bunun sebebinin ne olduğunu tabii ki biliyoruz, güneşlenerek ya da bir şekilde güneş ışığına maruz kalarak bronzlaşıyorlar. Yalnızca çevrenizle de sınırlı değil; eğer tatile gidebilen şanslı kişilerdenseniz ve güneşlenmeyi seviyorsanız, teninizdeki bu renk değişimine doğrudan tanıklık etmişsinizdir. Peki nasıl oluyor da güneş ışığına maruz kaldığımızda tenimizin renginde değişim meydana geliyor?
Konuya geçmeden önce, güneş ışığının ne olduğunu detaylandırmak gerekiyor.
Güneş ışığı, Dünya’ya 3 farklı formda ulaşır: kızılötesi, görünür ışık ve morötesi ışık. Morötesi ışık da 3 kategoriye ayrılır.
- 315-400 nm aralığında olan, bronzlaşma ile ilişkili olan ve siyah ışık olarak da bilinen UVA.
- 280-315 nm aralığında olan, güneş yanıklarına sebep olabilecek UVB.
- 100-280 nm aralığında olan ve bize hiç ulaşamadan Dünya’nın atmosferi tarafından filtrelenen UVC.
Deniz seviyesindeki morötesi ışımanın %99’u aslında UVA’dır. Genellikle UVB’nin güneş ışığına maruz kalındığında meydana gelebilecek tehlikelerden sorumlu olduğunu görüşü yaygın olsa da; kırışıklıklar, kanser ve yaşlanma gibi bu tehlikeli sonuçları yaratmada UVA’nın da etkili olabileceği düşünülüyor. Morötesi ışıma ile ilgili ilginç şeylerden birisi de, değişik yüzeyler tarafından yansıtılabiliyor olması. Bu yansımalar, morötesi ışığa maruz kalındığında ortaya çıkacak etkileri artırıyor. Mesela kar, morötesi ışığı %90’a kadar yansıtabiliyor. Güneşli bir günde kayak yapanların vücutlarında oluşan güneş yanıklarının ve kar körlüğünün sebebi de bu. Kum da UVB ışığı %20’ye kadar yansıtabiliyor. Yani deniz kenarındayken daha çok morötesi ışığa maruz kalıyorsunuz.
Diğer bir taraftan da, bazı maddeler morötesi ışımayı kısmen ya da tamamen absorbe edebiliyorlar. Cam da bu maddelerden birisi. Cam çeşitlerinin birçoğu, morötesi ışığı iyi absorbe eder. Cam sera içerisinde güneş yanığı olmamanın sebebi de budur. Birçok güneş kremi içerisinde de, güneş ışığını absorbe eden kimyasallar kullanılır.
Güneş ışığı ile ilgili bilgilerin yer aldığı bu kısa girişin ardından, neden bronzlaştığımız sorusunun cevabına geçebiliriz. Çünkü bronzlaşma, derimizin morötesi ışığa verdiği tepkiden kaynaklanıyor. Güneş ışığına ışığa maruz kalan melanositler, bu ışığın içerisindeki morötesi ışığa tepki olarak melanin pigmenti üretiyor. Yani morötesi ışığın melanin üretimini tetiklediğini söyleyebiliriz. Vücudumuzun tepki olarak ürettiği melanin pigmenti, güneş ışığı içerisindeki morötesi ışığı absorbe edebiliyor ve hücreleri morötesi ışığın zararlarından koruyor.
Melanin üretimi de tabii ki bir anda gerçekleşmiyor ve belirli bir zaman alıyor. Bu sebeple, insanların çok büyük bir çoğunluğu tek günde bronzlaşamaz. Yani melanositleri aktifleştirmeniz için kendinizi morötesi ışığa kısa bir süre maruz bırakırsınız ve melanositlerin melanin üretimi saatler sürer. Bu süreci 5 ila 7 gün arasında tekrar ettiğinizde, hücrelerinizin içerisindeki pigment sayısı koruyucu seviyeye gelir.
Bir önceki paragrafın genel olarak beyaz ırk için geçerli olduğunu söyleyebiliriz. Fakat, farklı birçok ırkta, melanin üretimi devamlıdır. Bundan dolayı, deride her zaman bir ölçüye kadar pigment bulunur. Bu ırklarda deri kanseri riski de oldukça düşüktür. Çünkü hücrelerdeki melanin seviyesi, morötesi ışığa karşı sürekli bir koruma sağlar.
Melanositler aslında iki farklı pigment üretirler, eumelanin(kahverengi) ve phaeomelanin(sarı ve kırmızı). Kızıl saçlılar daha çok phaeomelanin ve daha az eumelanin üretmeye yatkındırlar. Bu sebeple, iyi bronzlaşamadıklarını söyleyebilir. Aynı zamanda albinolarda da, tirozinaz enzimi olmadığından melanin üretiminin kimyasal yolu işlemez. Albinoların saçlarında, derilerinde ya da irislerinde melanin bulunmaz.
Melanosit uyarıcı hormon da(MSH) hipofiz bezi tarafından üretilir. MSH kan dolaşımı boyunca akıp melanositlere ulaşarak melanin üretiminin gerçekleşmesi için uyarımda bulunur. Örneğin eğer bir insana yüksek dozda MSH enjekte ederseniz, esmerleşmeye başladığına şahit olabilirsiniz.
Bu yazı HowStuffWorks’de yayımlanan How Sunburns and Sun Tans Work yazısından derlenmiştir.
Orjinal yazı: Bilimfili
En Garip Antibiyotik Kaynakları
Antibiyotikler sayesinde insan hayatı eskiye göre artık daha uzun. Bilim insanları, insanların hastalıklara yakalanmalarını ve ölmelerini engellemek için çoğu kişinin aklına bile gelmeyecek çoğunlukla kirli ve pislik içindeki yerlerde bakterileri öldürecek ilaçları arıyorlar.
Günümüzde kullanılan birçok ilaç acayip diyebileceğimiz yerlerde keşfedildi. Bu gelenek, Alexander Fleming’in 1928’de ilk antibiyotik olan penisilini keşfetmesine dayanır. Fleming yanlışlıkla bir petri kabının kapağını açık bırakınca bakterileri öldüren bir çeşit küfün bu ortamda geliştiğini fark etmişti. Bir başka önemli antibiyotik olan vankomisin 1952’de Borneo’dan gönderilen bir çamur örneğinin içinde bulundu. Çok kullanılan bir başka antibakteriyel ilaç olan sefalosporinler 1948’de Sardinya’daki lağımlarında bulundu.
Biz de bilim insanlarının beyaz önlükler içinde, pırıl pırıl laboratuvarlarda çalıştıklarını sanıyorduk.
Uzun zamandır kullanılan antibiyotiklere dirençli bakterilerin hızla yayılması, yeni antibiyotiklerin bulunmasını önemli hale getirdi. Araştırmacıların büyük çaba sarf ederek kimsenin aklına gelmeyecek yerlerde antibiyotikleri aramasının asıl sebebi de bu. Araştırmaların pis yerlerde yaşayan hayvanlara veya bakterilere yoğunlaşması, bu canlıların o ortamlarda yaşamaları için bazı özelliklere sahip olması gerektiği fikrinden kaynaklanıyor. Bu özelliklere doğuştan sahip olabilirler ya da bazı antibiyotik canlılarla birlikte yaşıyor olabilirler. Örneğin kedi balığının yaşadığı ortamlarda yediği yiyeceklerden bakteri kapmaması için antibakteriyel özelliği olan mukus (sümük) sıvısına ihtiyacı vardır. Kedi balığının bu tür ortamlarda hayatta kalabilmesi doğal olarak araştırmacıların dikkatini çekmiş ve sonucun bazı antibiyotikler keşfedilmiş.
Hamam böceği beyni
Hamam böceklerini seven var mıdır? Sevmeseniz de sizi bazı tehlikeli hastalıklardan koruyabilirler. 2010’da yapılan bir araştırmaya göre , İngiltere’deki Nottingham Üniversitesi’ndeki araştırmacılar ezilmiş hamam böceği beyninden çıkan bir salgının bazı tehlikeli bakterileri öldürdüğünü açıkladı. Beyin zarı iltihabına yol açan ve metisiline karşı dirençli Staphylococcus aureus (MRSA)’a sebep olan Escherichia coli (E. Coli) de bu bakterilere dahil. Bu salgının MRSA’ya olan etkisi iyi haber, çünkü ‘”süper mikrop” olarak bilinen bakteri çoğu antibiyotiğe karşı dirençli.
Araştırmanın yazarlarından Naveed Khan’a göre arkadaşlarıyla böcekler üzerine çalışma fikrini geliştirmeleri Ortadoğu’dan dönen askerlerde görülen sıra dışı enfeksiyonların aynı bölgede yaşayan çekirgelerde görülmediğini fark etmelerine dayanıyor. Khan hamam böceklerinin yaşadıkları pislik dolu kanalizasyonlarda bakterilerle ve parazitlerle nasıl başa çıktıklarını hayretler içinde izlediklerini söylüyor.
Hamam böceği deyip geçmeyin. Hayatınızı kurtaran ilacın kaynağı olabilirler.
Yayın Balığı Sümüğü
Bir dip balığı olan yayın balığı sürekli olarak hastalığa sebep olan mikroorganizmalara maruz kalır. Pis çamurun içinde mikroplardan etkilenmemesi bilim insanlarının dikkatini çekmiş. Sonunda, derisinden salgıladığı sümüğün yaşadığı çevrede bulunan gizemli mikroplara karşı yayın balığını koruduğunu keşfetmişler.
World Applied Sciences Journal’da 2011’de yayınlanan bir çalışmada, Hintli araştırmacılar ülkenin Parangipettai kıyı bölgesinde yaşayan yayın balıklarının derilerindeki mukus sıvısını (sümüğü yani) toplamışlar ve 10 farklı tipteki hastalık bulaştırıcı bakteri ve10 farklı mantar türü üstündeki etkisini denemişler. Yayın balığı sümüğünün, E. Coli ve akciğerlere zarar veren Klebsiella pneumoniae bakterileri de dahil olmak üzere, çeşitli bakterilerin insanlara olan zararlarını azaltmakta çok etkili olduğu sonucuna varmışlar.
Timsah Kanı
Timsahlardan korkar mısınız? Peki, timsahların bağışıklık sistemlerinin çok güçlü olduğunu biliyor muydunuz? Timsahlar bölgelerini korumak için diğer timsahlarla sürekli savaşır ve yaralanır. Bu yaralanmaların enfeksiyona neden olması gerekir, ama hiç bir şey olmaz. Bu yaraların bu kadar hızlı iyileşmesi bilim insanlarının dikkatini çekmiş. Timsahları deri çanta ya da kemer olarak değil, şeker hastalığı yaralarının, ileri derece yanıkların, hatta süper mikropların neden olduğu enfeksiyonlarla savaşmak için kullanılabilecek güçlü yeni antibiyotiklerin değerli kaynağı olarak görmeye başlamışlar.
2008’de McNeese State Üniversitesi ve Louisiana State Üniversitesi araştırmacılarının gerçekleştirdiği bir çalışmada timsahlarınakyuvarları incelenmiş. Timsah akyuvarından alından proteinlerin, bilinen ilaçlara son derece dirençli olan MRSA’nın da aralarında bulunduğu insanları tehdit eden birçok bakteriyi öldürebildiğini ortaya çıkarmışlar. Şimdi ise, mikropların yüzeyine cırt cırt gibi yapışıp, mikropların dış çeperinde delik açarak onları öldürdüğü söylenen özel bir timsah kanı proteinini çoğaltmaya çalışıyorlar.
Okyanus Çökeltisi
Şarbon mikrobu kurbanının akciğerlerinde ölümcül bir sıvı birikmesine neden olur, korkunçtur. Amerika Birleşik Devletleri’nde 2001’de kötü niyetli bir şahıs tarafından gönderilen bir dizi şarbon mikrobu bulunan mektup 11 kişinin hastanelik olmasına ve nihayetinde beşinin ölmesine neden olmuştu.
Her ne kadar şarbon enfeksiyonları siprofloksasin gibi antibiyotikler tarafından tedavi edilebilse de, dirençli şarbon türlerinin ortaya çıkması mümkün. İşte bu nedenle San Diego’da bulunan Trius Thesapeutics ile birlikte çalışan Scripps Deniz Biyoteknoloji ve Biyotıp merkezindeki araştırmacılar şarbonu öldürebilecek anthracimycin adlı bileşeni keşfettikleri için çok heyecanlılar.Anthracimycin yapılan ilk testlerde hem şarbona hem de MRSA’ya karşı epey etkili olduğu ortaya çıkmış. Anthracimycin’in Santa Barbara, Kaliformiya açıklarındaki okyanus çökeltilerinin içinde gizlenmiş bir mikroorganizma tarafından üretildiği keşfedilmiş.
Hiç beklenmedik bir yerden gelmesinden olacak ki, anthracimycin’in kimyasal yapısı varolan diğer antibiyotiklerinkinden çok farklı. Bu özelliği muhtemelen mikropların direnç göstermesini daha zor hale getiriyor.
Kurbağa Derisi
Büyük patlak gözleri ve uzun dilleri komik gelebilir ama görünüşü sizi aldatmasın. Yaklaşık 300 milyon yıldır ortalarda olan ve kirli atıklı su kanallarında bile gelişebilen kurbağalar, şaşırtıcı derecede dirençli hayvanlardır. (Gerçi bazen küf mantarı salgınından dolayı topluca ölebilirler.) Bu nedenle araştırmacılar, insanları hastalıklara karşı koruyan yeni bir antibiyotiğin potansiyel kaynağı olarak kurbağa derilerini daha doğrusu üzerindeki kimyasalları araştırmaya başlamışlar.
2010’da American Chemical Society’nin bir toplantısında Birleşik Arap Emirlikleri Üniversitesi araştırmacıları 6000 farklı kurbağa türünü inceledikten sonra bakteri öldürme potansiyeline sahip hatta ilaç bile yapılabilecek 100’den fazla madde bulduklarını açıkladılar. Kurbağa derisinin üzerindeki kimyasallardan antibiyotik geliştirmek ince bir ustalık gerektiriyor. Çünkü bu kimyasallardan bazıları insan hücrelerini bakterileri zehirlediği gibi zehirleyebilir. Araştırmacılar bu kimyasalların molekül yapılarını değiştirerek bakteri öldürme özelliklerini koruyup insanlar için daha az tehlikeli yapmaya çalışıyorlar.
Panda
Büyük ve tombul vücutlarıyla, siyah beyaz yüzleriyle sürekli bir gülümseme halinde olan pandalar, sevimlilik ve tatlılığın somut bir örneği. Ama sevimli olmalarının ötesinde antibiyotik kaynağı da olabilirler. Çin Nanjing Tarım Üniversitesi’nde soyları tehlikede olan hayvanların DNA’larını araştırılmış ve kanlarında Cathelicidin-AM adında bakteri ve mantarlara karşı savaşan güçlü bir antibiyotik tespit edilmiş.
Bu kimyasal o kadar güçlü ki bakterileri bir saatten kısa bir süre içinde yok ediyor. Günümüzde kullanılan diğer antibiyotiklerden altı kat daha hızlı yani. Araştırmacılar şimdi bu kimyasalın insanlarda nasıl kullanılabileceği üzerinde çalışıyorlar. Vahşi ortamdaki sayıları tahminen 1600 civarı olan pandalardan kan örneği almak pek uygun değil, bu yönden şanslılar. Ama araştırmacıların da aslında gerçek panda kanına ihtiyaçları yok, çünkü yapay olarak laboratuvarda üretilebiliyor.
Yaprak Kesen Karıncalar
Güney Amerika’daki yağmur ormanlarında yaşayan yaprak kesen karıncaların ünü kendi vücutlarının iki katı büyüklüğündeki yapraklar parçalarını taşıyabilmelerinden gelir. Ama ilaç araştırmacılarının ilgisini çekmelerinin nedeni karıncaların aynı zamanda mikroplara karşı oldukça dirençli olmasıdır. Nasıl oluyor da mikroplara bu kadar dirençli olabiliyorlar? Bu sorunun yanıtı karıncaların yer altına taşıdıkları yaprakların çürüyüp mantar bahçesine dönüşmesinde ve bunun besin kaynağı olarak kullanılmasında saklı.
Karıncaların bedenlerinde yiyeceklerini istenmeyen mikroplardan ve parazitlerden koruyan antibiyotik üreten İngiliz araştırmacılar, doktorların enfeksiyon riski taşıyan hastalara uyguladığı çoklu antibiyotik tedavisine benzer biçimde karıncaların bir çok antibiyotiği ürettiklerini ve kullandıklarını keşfetmişler.
Karıncaların ürettiği kimyasallardan biri antifungal olarak modern tıpta kullanılan ilaçlara benziyor. Araştırmacılar insan hastalıklarına karşı savaşan tamamen farklı yeni bir bileşik bulmayı umuyorlar.
Kaynak:
- Bilimfili,
- HowStuffWorks. “10 Weirdest Sources for Antibiotics“. <http://science.howstuffworks.com/life/cellular-microscopic/10-weirdest-sources-antibiotics.htm#page=0>
- Ramasamy Anbuchezhian. C. Gobinath and S. Ravichandran Antimicrobial Peptide from the Epidermal Mucus of Some Estuarine Cat Fishes World Applied Sciences Journal 12 (3): 256-260, 2011 ISSN 1818-4952 © IDOSI Publications, 2011
- Barke J, Seipke RF, Gruschow S, Heavens D, Drou N, Bibb MJ, Goss RJM, Yu DW, Hutchings MI. A mixed community of actinomycetes produce multiple antibiotics for the fungus farming ant Acromyrmex octospinosus. BMC Biology, 2010, 8:109 DOI:10.1186/1741-7007-8-109
- Donald P. Levine Vancomycin: A History of Medicine, 4201 St. Antoine, Ste. 5C, Detroit, MI 48201 (dlevine@med .wayne.edu). Clinical Infectious Diseases 2006; 42:S5–12 2005 by the Infectious Diseases Society of America. All rights reserved. 1058-4838/2006/4201S1-0003$15.00
Hamamböceği Sütü Geleceğin Süper-Besini Olabilir
Uluslar arası bilim insanlarından oluşan bir araştırma grubu, hamamböceklerinin orta midelerinde bulunan bir protein kristalini sekansladılar. Peki ama neden?
Çünkü hamamböceklerinin çoğu aslında süt üretmeseler de, bilinen tek doğum yapan hamamböceği türü olan Diploptera punctate, protein kristalleri içeren bir çeşit süt ile bebeklerini besliyor. Hamamböceği sütü, besi hayvanlarının sütüne kıyasla 3 kattan daha fazla besin içeriyor. Bilim insanlarına göre; gelecekte büyüyen popülasyonların beslenebilmelerinde, hamamböceği sütü büyük öneme sahip olabilir.
Bir böceğin süt üretmesi gerçekten de oldukça etkileyici. Fakat bilim insanlarını etkileyen gerçek biraz daha farklı; çünkü bu protein kristallerini her biri, aynı miktardaki bufalo sütüne kıyasla üç kattan daha fazla enerji içeriyor. Aynı zamanda yine günlük sütlere kıyasla kalorisi daha yüksek.
Açık bir şekilde, bir inekten süt sağar gibi hamamböceğini sağmak, çok gerçekçi bir seçenek değil. Bu sebeple bilim insanları, bu süt proteini kristallerini üretmekten sorumlu genlerisekansladılar ve laboratuvarda bu sütün üretilip üretilemeyeceğini araştırıyorlar.
Araştırmacılardan Sanchari Banerjee’ye göre; bu kristaller eksiksiz birer besin gibiler. Protein,yağ ve şeker içeriyorlar. Bu protein sekanslarına bakınca, bütün gerekli aminoasitlere sahip oldukları da görülüyor.
Bu süt yalnızca kalori-besin açısından yoğun değil, aynı zamanda yavaş salınımlı. Bu süt içerisindeki protein sindirildiği zaman, kristal eşdeğer oranda daha fazla protein salıyor ve sindirimin devamlılığını sağlıyor.
Bir şeyi bu noktada vurgulamakta fayda var. Bu yoğun protein kaynağı, kilo vermeye çalışanlar için uygun olmayacak gibi görünüyor ve muhtemelen de birçok batı beslenme şekli için bu besine gerek duyulmayacak. Çünkü hali hazırda batı beslenme şeklinde, insanlar günlük çok fazla kalori alıyorlar.
Fakat her gün yeteri kadar kaloriyi almakta güçlük çekenler için, hamamböceği sütü oldukça çabuk ve kolay bir yöntem olabilir. Oldukça küçük porsiyonlarda gerekli kalori ve besinin alınması sağlanabilir. Özellikle spor yapanların kullandıkları protein tozları ve aminoasit haplarına da alternatif olabilir.
Şimdi, bilim insanları sekansa sahipler ve bu kristali oldukça fazla miktarlarda üretmeyi umut ediyorlar. Tabii ki bu yöntem, hamam böceklerinin midelerinden kristalleri çıkartmaktan çok daha verimli.
İlgili Makale: Sanchari Banerjee, Nathan P. Coussens, François-Xavier Gallat, Nitish Sathyanarayanan, Jandhyam Srikanth, Koichiro J. Yagi,f James S. S. Gray, Stephen S. Tobe, Barbara Stay, Leonard M. G. Chavasd, and Subramanian Ramaswamya, Structure of a heterogeneous, glycosylated, lipid-bound, in vivo-grown protein crystal at atomic resolution from the viviparous cockroach Diploptera punctata UCrJVolume 3| Part 4| July 2016| Pages 282-293 ISSN: 2052-2525 doi:10.1107/S2052252516008903 BIOLOGY | MEDICINE
Kaynak: Bilimfili
DAHA YAKIN OLMAK İÇİN: ELEKTRON MİKROSKOPLARI
Artık neredeyse takip etmekte zorlanmaya başladığımız teknolojik gelişmeler ve doğuşuna tanık olduğumuz yeni ürünler (malzeme bilimi ve biyoloji alanındaki gibi), geçmişteki bilimsel çalışmaların, detaylı ve analitik incelemelerindeki titizliğin ve başarının birer ürünüdür. Daha özgün bir keşifte bulunmak ya da üretilmiş olandan daha iyisini üretebilmek için, eldeki sonuçların ve bu sonuçlara ulaşılırken izlenmiş olan yöntemlerin tam olarak anlaşılmış olması birinci kuraldır.
Hızla gelişen teknoloji dünyasında, ilk olarak dilimize yerleşmiş olan mikro-teknoloji yerini hemen hemen her sektörde duymaya başladığımız “nanoteknoloji”ye bırakmış durumda. Teknolojinin başına eklediğimiz “nano” terimi, Yunanca’dan gelmekte ve herhangi bir ölçünün milyarda biri anlamına gelmektedir. Yani aslında nanoteknoloji ürünü olarak karşımıza çıkan ürünler ya da araştırmalar, nanometre (metrenin milyarda biri-10-9) seviyesindeki çalışmalardan ya da nano-malzemelerin katkısı ile geliştirilmiş teknolojilerden oluşmaktadır. Kendi kendini temizleyen kumaşlar, anti-bakteriyel kıyafetler, gün boyu üzerinizde kalan güneş kremlerinin hepsi içerdikleri nano boyuttaki katkılar sayesinde ortaya çıkan ürünler. İşte bu nano katkıların kontrolü, analizi, nerede nasıl davranacağının belirlenmesi, hangi işlevselliğe sahip olduğunun anlaşılabilmesi büyük önem teşkil etmektedir. Hal böyle iken, doğal olarak insan gözü fonksiyonelliğini yitirmekte ve devreye günümüzün kurtarıcı cihazları mikroskoplar girmektedir.
Mikroskop dediğimiz zaman tarih sayfalarında 1590’lı yıllara kadar geri gitmemiz gerekiyor. Zacharias Janssen adlı Hollandalı bilim adamı, ilk olarak bu tarihte bir tüpün içerisine iki adet mercek yerleştirerek, ilk mikroskobu icat etmiştir. 1600’lü yıllardan bugüne geçen neredeyse 500 yıllık bir zaman dilimi ise, her alanda olduğu gibi mikroskopların geliştirilmesine de büyük bir ivme kazandırmış, mikroskopların sağladığı büyütme 1938 yılında Alman fizikçi Ernst Ruska’nın elektron mikroskobunu icadı ile doruğa ulaşmıştır [1].
Elektron mikroskopları, standart mikroskoplardan farklıdır. Standart mikroskopların kendi içerisinde oldukça farklı çeşitleri, dizaynları ve kullanım amaçları olsa da, ortak noktaları temel olarak ışıktan ve merceklerden yararlanmalarıdır. Elektron mikroskopları ise bundan farklı olarak incelemek istediğimiz cisimden saçılan veya içinden geçen elektronların toplanması neticesinde elde edilen görüntüleri incelememize olanak sağlar. Bu temel prensip bizi iki farklı elektron mikroskobu kategorisine götürür ki bunlardan biri Taramalı Elektron Mikroskobu (Scanning Electron Microscope – SEM), diğeri ise Geçirimli Elektron Mikroskobudur (Transmission Electron Microscope – TEM). Elektron mikroskoplarının hangi aşamalarda bize faydalı olduğundan, hangi örnekleri inceleyebildiğimizden ve ilgi çekici örneklerden bahsetmeden önce, gelin kısaca bu mikroskopların nasıl çalıştığına göz atalım.
Elektron Mikroskoplarının Çalışma Prensipleri
Biraz önce bahsettiğimiz SEM, inceleyeceğimiz bir örnek ile gönderilen elektronlar arasındaki etkileşimden yararlanır. Açmak gerekirse, bahsettiğimiz çalışma prensibi vakumlu bir ortam altında, incelenecek olan örneğe elektron göndermek ve bu işlem sonrası cisimden saçılan elektronları toplayarak ekrana görüntüyü yansıtmaktır. Bir elektron mikroskobu, incelediğiniz cismi 300.000 kat büyütebilir, hatta atomik boyutlara kadar görüntü almamızı sağlayabilir.
Bir elektron mikroskobunun (SEM veya TEM) bizlere herhangi bir görüntüyü aktarabilmesinin altında güçlü bir fizik ve mühendislik altyapısı bulunmaktadır. Elektronların oluşturulup gönderilmesinden itibaren başlayan bu zorlu süreç, elektronun mikroskop içindeki davranışlarını kontrol etme, elektronun cisim üzerinde düşeceği yeri belirleme, gönderilen elektronların yoğunluğu, merceklerin kullanımı ve son olarak cisimden saçılan veya geçirilen elektronların toplanması ve yazılım aracılığıyla çözümlenmesi ile beraber zorlu bir süreci kapsamaktadır.
Şekil 1: SEM ve TEM çalışma prensibi (2-3).
Yukarıdaki şekilde de görebileceğimiz üzere, bir elektron mikroskobunda elektronun cisme ulaşması noktasına gelene kadar oldukça detaylı hesaplamalar sonucu belirlenmiş bir sistem bulunmaktadır. İlk olarak ise incelenecek örnek elektron mikroskobuna yerleştirildikten sonra ortam vakuma alınır ve ardından elektron tabancası adı verilen bir tabanca ile elektron üretilerek cisme doğru gönderilir. Buradaki vakumun amacı elektronların hedefe yani örneğe doğruca, saçılmadan ilerlemesini sağlamaktır. Manyetik mercekler elektronların odaklanmasını sağlarken, diyafram açıklığı dediğimiz bölgeler odak uzunluğunu ayarlar. Örnek ile etkileşiminin ardından farklı açılarda saçılan elektronlar dedektör (algılayıcı) tarafından toplanır ve toplanan verilerin mikroskobun yazılımınca analizi neticesinde görüntüleri elde edilir [4].
Yazının başında belirttiğimiz gibi temel olarak 2 tür elektron mikroskobu mevcuttur. İsim farkından da anlayabileceğimiz üzere, SEM (taramalı elektron mikroskobu), cisimden saçılan elektronların toplanması, TEM (geçirimli elektron mikroskobu) ise, numunenin içinden geçirilerek toplanan elektronlar ile işleyen bir mikroskoptur. TEM, SEM’e göre çok daha detaylı bilgi altyapısı ve zahmetli bir numune hazırlama işlemi gerektiren bir mikroskoptur. TEM kullanılarak cisimleri bir kaç angströme (10-10 m) kadar yakınlaştırabilirsiniz ki bu nano seviyenin de altına inmek, bir hücre veya herhangi bir malzeme için, atomik boyutlarda çalışma gerçekleştirebilirsiniz demektir. Özellikle malzeme biliminde atomik kristal yapı (çoğu katı malzemenin sahip olduğu atomların kendi arasındaki tekrarlı düzen) incelemeleri için TEM kullanılmaktadır. Bu tarz yüksek büyütmeleri yapabiliyor olmamız, TEM’i hem biyoloji hem de malzeme bilimi alanında oldukça değerli kılmaktadır [5]. Tabii TEM’in bu kadar detaylı analizleri gerçekleştirebiliyor olması SEM’in değersiz olduğu anlamına gelmemektedir. Zira her malzemeyi atomik boyutta incelemek gerekmez, kimi zaman da malzemelerin yüzeylerinden görüntü almak ve bu yüzeylerindeki yapıları (dağılımları, oluşumları, tabakaları, hataları) incelemek gerekir. İşte bu noktada da TEM yerine SEM daha kullanışlı bir mikroskoptur araştırmacılar için. SEM ve TEM ile yapılacak incelemeler, farklı araştırma amaçlarına hizmet edeceğinden ve farklı çalışma prensiplerine sahip olduklarından dolayı, incelenecek örneklerin (kısaca numune) hazırlama işlemleri de buna göre farklılık göstermiştir. SEM numuneleri biraz sonra daha detaylı bahsedeceğimiz üzere nispeten daha kolay ve pratik bir şekilde hazırlanabilirken, bir TEM numunesi mikron boyutlara kadar inceltilmekte ve ardından mikroskoba yerleştirilmektedir.
Şekil 2: Taramalı Elektron Mikroskobunun (SEM) 1940’lardan bugüne gösterdiği gelişim.
Şekil 3: Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) örneği ve kendini mikroskobuna adamış bir bilim adamımızın TEM’e numune yerleştirme çabası.
Elektron Mikroskoplarının Kullanıldığı Alanlar
Aslında sorunun tam anlamıyla belli kalıplar içerisine yerleştirilmiş bir yanıtını vermek oldukça zor. Zira günümüzde elektron mikroskopları biyolojik numunelerde, seramiklerde, metallerde, polimerlerde, tekstilde, kısacası mikro, nano veya atomik boyutta incelemelere gereksinim duyulabilecek her alanda kullanılabilmekte. Bu nedenle de, bu sorunun cevabını bir elektron mikroskobunda ‘nelere bakamayız’ın cevabını belirleyen limitlerden bahsederek verirsek eğer, çok daha açıklayıcı bir yanıta ulaşmış oluruz. İlk sınırlandırma olarak, eğer bir numuneyi elektron mikroskobunda incelemek istiyorsanız, öncelikle numunenin katı olması gerekiyor. Ayrıca numunelerin yerleştirileceği bölmeler belirli fiziki sınırlamalara sahip olduğundan bizim numunelerimiz de belirli boyutlar içinde olmak durumunda. Bu da örnek olarak SEM için yaklaşık 10 cm uzunluk 40 mm genişlik ile karşılık buluyor. Yani bir tuğlayı elektron mikroskobunda inceleyebiliriz ama bu tuğladan bir parça almamız gerekli. Ayrıca, incelenecek olan numunenin iletken (elektrik iletkenliği) olması gerekiyor. Numunenin kendisi iletken değilse veya iletkenliği zayıf ise SEM numuneleri genellikle karbon veya altın ile kaplanıyor. Bu kaplama için küçük bir ek kaplama cihazı adı verilen cihazlar kullanılıyor. Ancak bu kaplama oldukça ince bir tabakadan ibaret olduğu için numunenizi incelerken bu kaplama sizin aldığınız görüntülerde herhangi bir etki yaratmamakta sadece elektronlarınızın numunelerinizin üzerinde ahenkle dans etmesine yardımcı olmakta [6].
TEM’de incelenecek bir numunenin ise elektron geçirimini sağlaması açısından önce zımparalar yardımıyla inceltilmesi ardından da iyon inceltici de elektron geçirgenliği kazandırılmak üzere işlem görmesi gerekmektedir. İyon inceltici dediğimiz cihaz, SEM için kullandığımız kaplama cihazı gibi TEM için yardımcı cihazlardan birisidir. İyon inceltici, hali hazırda mekanik bir şekilde mikron seviyelere kadar incelttiğimiz numunelerimize, iyon bombardımanı göndererek aşındırmayı sağlamaktadır. Biyolojik numunelerde ise bunlardan çok daha farklı yöntemler uygulanarak numuneler TEM’e hazır hale getirilir [7,9]. Bu saydıklarımız gibi belirli engeller dışında, elektron mikroskobu ile inceleyemeyeceğimiz numune yoktur. Farklı çalışma parametreleri altında (voltaj, çalışma mesafesi gibi) incelenecek numuneler için çeşitli mikroskop modifikasyonları ya da çalışma ayarları mevcuttur (örnek olarak, eklentiler yardımıyla geliştirilmiş bir SEM ile bir malzemenin hangi elementleri içerdiğini bulabilirsiniz).
Bir elektron mikroskobunun temel prensibinden ve nerelerde kullanılabileceğinden yeterince bahsettik. Eğlenceli kısmı sona saklayalım dedim. Elektron mikroskobunda gerçekten her şey incelenir mi sorusunu soran okuyucular için ilk örneklerimiz SEM ile incelenen ve oldukça savaşçı bir görüntü veren bir Avustralya kenesinden geliyor, ardından yine biyolojik bir örnekle ama bu sefer “sıçrayan örümcekler” ailesinden Habronnattus ophrys örümceğinin sevimli surat ifadesi (araknafobisi olan ben söyleyebildim bunu!), vahşi batıdaki kaktüslere benzeyen ama aslında magnezyum oksitin büyüyen bir kristali, her ne kadar çimlerin üzerindeki güller gibi dursa da aslında zirkonyum oksit görüntüsü, adeta çıtır çıtır yemelik duran altın renkli titanyum dioksit parçacıkları ile devam ediyor ve okyanus tabanlarında bulunan sıcak su bacalarındaki sevimli (!) kurdumuz ile son buluyor.
Görebileceğimiz üzere biyoloji alanında SEM, oldukça sıklıkla kullanılan inceleme yöntemlerinden birisi. Ancak SEM, malzeme bilimi alanında da hayati sayılacak bir inceleme yöntemi. Bir tekstil ürününün anti-bakteriyel (bakteri üremesine engel) olması için eklenen gümüş nano parçacıklarından tutun da, bir plastik ambalajın mekanik olarak çok daha dayanıklı olması için eklenen nano parçacıkların incelenmesi gibi çok geniş bir alanda kullanılmakta. Bu arada belirtmekte fayda var ki, SEM incelemeleri gerçekleşirken alınan görüntüler her ne kadar siyah-beyaz olarak elde edilse de, bunların renklendirilmesi yönünde emek sarf eden araştırmacılar da var (bilim ve sanatın ahengi).
Bahsettiğimiz gibi SEM ile numunelerin yüzeylerinden görüntü aldığımız için çok daha ilgi çekici ve dekoratif tablo amaçlı kullanabileceğimiz çalışmalar mevcut. TEM ile yapılan çalışmalarda görüntülerdeki bilimsellik dolu dizgin iken ve sanatsallık ne yazık ki biraz daha azalıyor. Bunlara örnek vermek gerekirse, bir adet Marlburg virüsü ve Zn-Mg-H kristalimsi bizim fikir edinmemize yardımcı olacaktır.
Şekil 4: Marlburg virüsü ve Zn-Mg-H kristalimsisi.
Bahsettiklerimizi toparlamak gerekirse, SEM ve TEM kullanarak, bir kenenin yapısından, seramik bir yapının kırılma yüzeyine, bakterilerden nano parçacıklara, virüslerden, kristal yapılara kadar çok çeşitli numuneleri inceleyebilmekteyiz. Bugün hepimizin diline yerleşmiş olan nanoteknoloji kelimesinin, bu kadar yaygın bir şekilde kullanılabilmesi, ürünlerin ve araştırmaların istenilen seviyelere ulaşabilmesi elektron mikroskoplarında harcanan uzun mesailere ve zahmetli çalışmalara sıkı sıkıya bağlıdır. Bu nedenle “mikroskopçu” yetiştirmenin özellikle bilimsel anlamda büyümek isteyen ülkelerde en önemli unsurlardan biri olduğunun unutulmaması gerekmektedir. Glenn Richards’ın da dediği gibi, “Çok sayıda mikroskop var ama çok az sayıda mikroskop uzmanı var”.
Not: Son resimde hazır atomik düzen, kristal yapı terimleri geçmişken bir gezi tavsiyesi ile yazıyı bitirirsek güzel olur kanaatindeyim. Eğer bir gün yolunuz Brüksel’e düşerse mutlaka ama mutlaka Atomium’a uğrayın derim (yazar burada uktesinden bahsediyor). Atomium demir atomunun kristal yapısını temsil etmekte ve bilim ile mimariyi birleştirme noktasında bizlere güzel bir örnek teşkil etmekte.
Şekil 5: Atomium, Brüksel, Belçika.
Kaynaklar:
[1] http://www.nobelprize.org/educational/physics/microscopes/timeline/index.html
[2] http://www.purdue.edu/rem/rs/sem.htm
[3] http://cbe.ivic.ve/mic250/pdf/thesebook-chap3.pdf
[4] http://www.jeolusa.com/DesktopModules/Bring2mind/DMX/Download.aspx?Command=Core_Download&EntryId=598&PortalId=2&TabId=320
[5] http://www.nobelprize.org/educational/physics/microscopes/tem/
[6] http://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/SEM.html
[7] http://temsamprep.in2p3.fr/fiche/fiche.php?lang=eng&fiche=19
[8] http://merlab.metu.edu.tr/tem-oernek-hazirlama-uniteleri
[9] http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_beam
Orjinal Yazı: AçıkBilim
Tamamen Vegan Olmak Çevreye Sanıldığı Kadar Faydalı Değil!
Vejateryenlik ve veganizm, özünde insanlığın besin açısından sürdürülebilirliğini arttırmak konusunda gerçekten de avantajlı olabilecek yaklaşımlardır. Ancak istisnasız olarak herkesin vegan olup hiçbir şekilde hayvan veya hayvan ürünü tüketmediği bir dünyanın pratikliği son derece tartışmalıdır. Dahası, bu yaklaşımın uzun vadede sürdürülebilirliği arttırabileceği konusunda da ciddi şüpheler bulunmaktadır. Yeni yapılan bir araştırma, “etik beslenme” olduğu iddia edilen veganizmin ahlaki temellerinin bir miktar da olsa değişmek zorunda olduğunu gösteriyor. Zira yapılan incelemeye göre %100 vegan bir Dünya, düzgünce dağıtılmış omnivor (hem etçil, hem otçul) bir diyet örüntüsüne göre daha az sürdürülebilir.
Biyofiziksel simülasyon modellerini kullanarak küresel ölçekte 10 farklı beslenme örüntüsünü analiz eden bilim insanları, daha az hayvan tüketerek tarım alanlarını daha verimli kullanabileceğimizi ve daha fazla insanı doyurabileceğimizi doğrulasa da, hayvancılığı ortadan tamamen kaldırmanın tarım alanlarının sürdürülebilirliğini maksimize etmek açısından faydalı olmadığını gösteriyor. Antroposen Dönem araştırmalarına odaklanan Elementadergisinde yayınlanan araştırmada vegan diyet; 4 ayrı omnivor (hepçil) diyet; biri mandıra ürünlerini içeren, biri mandıra ve yumurta tüketimini içeren 2 vejetaryen diyet; 1 düşük yağ ve şeker tüketen diyet ve 1 de Amerikan diyeti analiz ediliyor.
Araştırmacılar, bu modellemeler sonucunda vegan diyetin, hem her iki vejetaryen diyetten, hem de 4 omnivor diyetten daha az sayıda insanı küresel olarak doyurabileceğini ortaya koymayı başardılar. Anlayacağınız işin özü şu: Hayvan-temelli ürünleri tamamen terk etmek, insanlığın uzun vadeli sürdürülebilirliği için en iyi çözüm değil!
Bu, elbette ki tamamen etçil bir diyete sarılmak için yeterli bir argüman değil. Araştırmanın ortaya koyduğu gerçek, otlara daha fazla ağırlık verirken bir köşede de bir miktar et tüketmenin hem gezegen, hem de insanlık için daha iyi olduğudur. Çünkü günümüzde insan diyeti aşırı miktarda et tüketimine dayanıyor. Dolayısıyla bu gidişattan otlar yönünde yapılacak her sapma, türümüzün sürdürülebilirliğine önemli katkılar sunacaktır. Ta ki etlerden %100 uzaklaşıp, tamamen ot-temelli (vegan, otçul, herbivor) bir diyete geçmeye karar verene kadar! Böylesine uç bir noktaya varmak da, sürdürülebilirlik açısından pek faydalı değil. Bunun yerine daha ortalama bir diyeti tutturmaya çalışmak herkes için daha başarılı ve sürdürülebilir gibi gözüküyor.
Örneğin, ortalama bir Amerikalının şu andaki diyetinin sürdürülebilmesi için 2.5 akreden (yaklaşık 10.000 metrekareden) fazla alan gerekiyor. Ortalama bir Türk’ün şu anki diyeti içinse kabaca 3.000 metrekare alana ihtiyaç var. Eğer ki diyetinize daha az et, daha fazla ot katarsanız bu alan ciddi anlamda düşmektedir. Örneğin, bu araştırmada incelenen 4 vejetaryen diyetten 3’ü 0.5 akreden (2000 metrekareden) daha az alana ihtiyaç duymaktadır. Bu da, Dünya’nın sınırlı olan alanının daha fazla kişiyi doyurmak için kullanılabileceği anlamına gelmektedir.
Peki bu durumda neden çılgınlar gibi veganizme sarılmayalım ki?
Çünkü bu sayıları küresel popülasyona uyarladığımızda, vegan diyet gezegenimizin bize sunduğu alanları fazlasıyla ziyan etmektedir. Yani Dünya üzerinde hayvancılık yapılan her alan aynı zamanda tarımcılık için de uygun değildir. Örneğin otlama alanları çoğu zaman zirai ürün yetiştirmek için iyi değildir; ancak inek gibi hayvanların beslenmesi için harikadır. Benzer şekilde, kalımlı (çok yıllık) zirai alanlar yıl boyu yaşayabilen bitkileri barındırır ve bu bitkiler ölmeden önce birkaç defa hasat edilebilirler. Böylece bunlardan elde edilen tahıl ve saman besi hayvanlarını bolca besleyebilmektedir. Neredeyse istisnasız olarak sebze, meyve ve tohumların bulunduğu alanlarsa kültür alanları olarak bilinmektedir ve bu alanlar yalnızca bitkilerin yetiştirilmesi için uygundur. Dolayısıyla, eğer ki %100 vegan bir diyete geçersek, aksi takdirde kullanabileceğimiz hayvancılık alanlarını çöpe atmış olmaktayız. Bu da, potansiyelimizin altında sayıda insanı doyurabilmemiz anlamına gelmektedir.
Yapılan araştırmada, et tüketimine en fazla ağırlık veren ilk 5 diyet, aynı zamanda tarım ve otlama alanlarının neredeyse tamamını kullanmamızı gerektirmektedir. Eti en az kullanan (veya hiç kullanmayan) 5 diyetse, otlama, kalımlı ve kültür alanlarını değişken miktarlarda kullanmaktadır. Ancak bunlar arasında vegan diyet diğerlerinden farklıdır; çünkü bu diyetin küresel olarak benimsenmesi, yıllık alanların hiç kullanılmamasını gerektirmektedir – bu da, gezegenimizin bize sunduğu alanların çok önemli bir bölümünün kullanışsız hale getirilmesi anlamına gelmektedir.
Araştırma sonucunda, farklı diyetlerin küresel olarak benimsenmesinin farklı sayıda insanı besleyebildiği sonucuna varıldığını söylemiştik. Bunları sıralayacak olursak:
• Mandıra Ürünleri + Vejetaryenlik: 807 milyon insanı besleyebilmektedir.• Yumurta + Mandıra Ürünleri + Vejetaryenlik: 787 milyon insanı besleyebilmektedir.• %20 Etçil, %80 Otçul Diyet: 769 milyon insanı besleyebilmektedir.• %40 Etçil, %60 Otçul Diyet: 752 milyon insanı besleyebilmektedir.• Vegan Diyet: 735 milyon insanı besleyebilmektedir.• %60 Etçil, %40 Otçul Diyet: 669 milyon insanı besleyebilmektedir.• %80 Etçil, %20 Otçul Diyet: 548 milyon insanı besleyebilmektedir.• %100 Etçil Diyet: 467 milyon insanı besleyebilmektedir.• Düşük Et ve Şeker Diyeti: 421 milyon insanı besleyebilmektedir.• Şu Andaki Yaygın Diyet: 402 milyon insanı besleyebilmektedir.
Tabii ki tek bir araştırmadan yola çıkarak sürdürülebilirliği maksimize etmek için insanların ne yemeleri gerektiği kararını almak doğru olmayacaktır. Zaten biz, Evrim Ağacı olarak, insanların birbirlerinin diyetlerine onların isteği olmaksızın müdahale etme çabalarına her zaman karşı çıktığımızı her fırsatta dile getirdik. Çünkü sağlık ve sürdürülebilirlik son derece karmaşık, son derece çok yönlü konulardır ve sadece diyete indirgenmeleri imkansızdır. Bugüne kadar ekonomistler, biyologlar, beslenme bilimciler ve çevre bilimciler sağlık ve sürdürülebilirliğin maksimizasyonuna nihai bir yanıt vermek için çok uğraşmışlardır; ancak başarabilen olmamıştır. Bunun en önemli sebebi, insanların vücutlarının besinler ile etkileşiminin birbirinden çok farklı olmasıdır. Benzer şekilde, sadece diyet değişikliği yaparak Dünya’nın sürdürülebilirlik sorununun uzun vadede çözülebileceğini iddia etmek de mantık dışıdır.
Lakin unutmamak gerekiyor ki veganizm ya da vejetaryenlik sadece diyetle ilgili bir konu da değildir. İşin felsefe boyutu da bulunmaktadır. Veganların önemli bir bölümünün bu beslenme tercihini yapma ve hayvan ürünlerinden kaçınma sebebi Dünya’nın sürdürülebilirliğine katkı sağlamak değil, hayvanların öldürülmesi ve besin olarak tüketilmesinin ahlaki olarak yanlış olduğuna inanmalarıdır.
Dolayısıyla insanlığın hangi besinleri neden tercih ettiğine odaklanarak insan tercihleri arkasındaki karmaşık örüntüleri anlamak, birbirimizin boğazından ne geçtiğini denetlemekten daha faydalı sonuçlar verebilecektir. Benzer şekilde, gezegenimizin problemlerini tek bir soruna indirgemeye çalışmak yerine, onları çok boyutlu olarak inceleyip daha iyi anlamaya çalışmak uzun vadede türümüz ve gezegeni paylaştığımız tüm canlılar için çok daha sağlıklı gözükmektedir. Yazımızı, makale yazarlarının özetinin kapanış cümlesiyle bitirelim:
“Popülasyon düzeyindeki diyet değişiklikleri gelecekteki besin ihtiyaçlarımıza köklü miktarda katkı sağlayabilir; ancak süregelmekte olan tarım araştırmaları ve sürdürülebilir yönetim uygulamalarının yeterli üretim seviyelerini garanti etmek için halen devam ettirilmesi gerektiği görülmektedir.”
Hazırlayan: ÇMB (Evrim Ağacı)
Kaynaklar ve İleri Okuma:
Diyet Yağlarının Beyin Fonksiyonu ve Kilo Düzenlemesi Üzerindeki Etkisi
Son araştırmalar, özellikle de Viggiano ve arkadaşları (2016) tarafından Frontiers in Cellular Neuroscience dergisinde yayınlanan çalışma, diyetimizdeki yağ türlerinin sadece fiziksel sağlığımızı değil, aynı zamanda beyin fonksiyonlarını, özellikle de açlık kontrolü ve metabolik düzenleme ile ilgili olanları nasıl etkileyebileceğine ışık tutmaktadır. Çalışma özellikle doymuş yağlar (domuz yağı) ve omega-3 çoklu doymamış yağlar (balık yağı) bakımından zenginleştirilmiş diyetlerin açlık ve metabolizmanın düzenlenmesinden sorumlu beyin bölgesi olan hipotalamus üzerindeki etkilerini karşılaştırmaktadır.
Doymuş Yağlar ve Hipotalamik Disfonksiyon
Domuz yağı, margarin ve kızarmış gıdalarda yaygın olarak bulunan doymuş yağlar, hipotalamusta inflamasyon ve oksidatif stres ile ilişkilendirilmiştir. Hipotalamus, beslenme durumunun algılanmasında ve gıda alımı ve vücut ağırlığı da dahil olmak üzere enerji dengesinin düzenlenmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Yüksek düzeyde doymuş yağa maruz kaldıklarında, hipotalamik nöronlar oksidatif hasara karşı savunmasız hale gelir ve bu da bu hayati işlevleri düzenleme yeteneklerini bozar. Buna öncelikle, özellikle metabolik inflamasyonun kilit bir düzenleyicisi olan IKKβ/NF-κB’yi içeren inflamatuar sinyal yolakları aracılık eder.
Aşırı doymuş yağ alımının tetiklediği enflamatuar yanıt, beynin gıda tüketimini kontrol etme yeteneğini bozarak aşırı yemeye yol açar ve obezitenin gelişimine katkıda bulunur. Aslında araştırmalar, doymuş yağ oranı yüksek diyetlerin açlık kontrolü ile ilgili bilişsel eksikliklere yol açabileceğini göstermiştir, çünkü beyin ne zaman yemeyi bırakacağını bildirme yeteneğini kaybeder. Doymuş yağların, vücut hücrelerinin insüline karşı daha az duyarlı hale geldiği ve açlık düzenlemesini daha da bozduğu bir durum olan insülin direncini teşvik ettiği gerçeği ile bu durum daha da karmaşıklaşmaktadır.
Omega-3 Yağları ve Nöroproteksiyon
Buna karşılık, omega-3 çoklu doymamış yağ asitleri (PUFA’lar), özellikle dokosaheksaenoik asit (DHA) ve eikosapentaenoik asit (EPA) gibi balık yağlarında bulunanlar, beyin üzerinde dikkate değer koruyucu etkiler göstermiştir. Bu yağ asitleri anti-enflamatuar özellikleri ve oksidatif stresi azaltma yetenekleriyle bilinmektedir. Araştırmacılar, sıçanlar balık yağıyla zenginleştirilmiş yüksek yağlı bir diyetle beslendiğinde, doymuş yağ oranı yüksek bir diyetle beslenenlere kıyasla hipotalamik enflamasyonda önemli bir azalma gözlemlemişlerdir.
Omega-3 yağ asitleri, vücuttaki enerji dengesini düzenlemeye yardımcı olan önemli bir enzim olan AMP ile aktive olan protein kinazın (AMPK) aktivasyonunda da önemli bir rol oynar. AMPK aktivasyonu hücresel enerji homeostazını korumak için gereklidir ve beyindeki enflamatuar süreçleri inhibe ettiği gösterilmiştir. Hipotalamusta AMPK, vücut ağırlığı ve glikoz metabolizmasının kontrolünde kritik öneme sahip leptin ve insülin gibi hormonal sinyallere yanıt vererek gıda alımını düzenler.
Yağ hücreleri tarafından üretilen bir hormon olan leptin, tipik olarak hipotalamusta AMPK aktivitesini inhibe ederek açlığı bastırırken, insülin de beynin diğer bölgelerinde benzer bir etkiye sahiptir. Bununla birlikte, doymuş yağlar açısından zengin yüksek yağlı bir diyette, beynin leptin ve insüline tepkisi azalır ve bu da iştah kontrolünün kaybına yol açar. Tersine, omega-3 açısından zengin diyetler beynin bu hormonlara karşı duyarlılığını geri kazanmaya yardımcı olarak gıda alımının düzenlenmesini iyileştirir ve aşırı kilo alımını önler.
Klinik Çıkarımlar ve Diyet Önerileri
Bu çalışmadan elde edilen bulgular, özellikle kilolarını kontrol etmeyi veya obeziteye bağlı bilişsel gerilemeyi önlemeyi amaçlayan bireyler için diyet önerileri üzerinde önemli etkilere sahiptir. Doymuş yağların omega-3 yağ asitleri ile değiştirilmesi, yüksek yağlı bir diyetin beyin ve vücut üzerindeki zararlı etkilerini azaltmaya yardımcı olabilir. Araştırmacılar, omega-3 PUFA’lar açısından zengin olan balık yağlarının, özellikle beyin fonksiyonlarını iyileştirmek ve metabolik sağlığı korumak isteyenler için sağlıklı bir diyetin önemli bir bileşeni olması gerektiğini öne sürüyorlar.
Bu araştırmadan çıkarılacak daha geniş anlam, tüm yağların eşit yaratılmadığıdır. Yağlar diyetin önemli bir parçası olmakla birlikte, kaynakları ve türleri vücut ve beyin üzerindeki etkilerini belirlemede kritik bir rol oynamaktadır. Doymamış yağlar, özellikle de omega-3’ler açısından zengin bir diyet, daha iyi beyin sağlığını destekler, iltihaplanmayı azaltır ve vücudun gıda alımını düzenleme yeteneğini artırır. Öte yandan, doymuş yağ oranı yüksek diyetler yalnızca obezite gibi metabolik bozukluk riskini artırmakla kalmaz, aynı zamanda açlık ve toklukla ilgili bilişsel işlevleri de bozar.
Sonuç
Viggiano ve arkadaşları tarafından yapılan çalışma, beyin sağlığının ve metabolik fonksiyonun korunmasında diyet seçimlerinin önemini vurgulamaktadır. Balık yağı içeren diyetler gibi omega-3 açısından zengin diyetlerin doymuş yağların neden olduğu enflamatuar hasarı önleyebileceğine ve sağlıklı hipotalamik fonksiyonu destekleyebileceğine dair güçlü kanıtlar sunmaktadır. Bu bulgular, hem fiziksel hem de bilişsel refah için diyetlerini optimize etmek isteyenler için değerli bilgiler sunmaktadır.
Referanslar
Viggiano, E., Mollica, M. P., Lionetti, L., Cavaliere, G., Trinchese, G., Filippo, C. D., et al. (2016). Effects of a High-Fat Diet Enriched in Lard or in Fish Oil on the Hypothalamic Amp-Activated Protein Kinase and Inflammatory Mediators. Frontiers in Cellular Neuroscience, 10, 150. DOI: 10.3389/fncel.2016.00150.
Ter konusunda ne biliyorsunuz?
Kişinin ter “parmak izi”, 373 uçucu bileşiğin eşsiz bir harmanıdır ve bu harman zaman içinde hiç değişmez…
- Yaklaşık yüzde 99’u sudan oluşan ter, deri yüzeyinde buharlaşarak bedenin serinlemesine ve aşırı düzeyde ısınmasının önlenmesine olanak tanır.
- Ter bezleri tarafından salgılanan maddeler bizlere başka yararlar da sağlarlar. Bu maddeler arasında görünürde deri üzerinde bakteri gelişimini düzenleyen ve mikroplara karşı koyabilen dermsidin adlı antibiyotik özelliğine sahip bir peptid de yer alıyor.
Erkekler iki kat fazla terler
- Tüm insanlar aynı düzeyde terlemezler. Erkekler kadınlardan iki kat daha çok terler ve her iki cinste de terleme yaş ilerledikçe azalır.
- Dokunma, bedenin dokunulan yerinin tam karşısına denk düşen noktasında, bir “terleme tepkisini” tetikleyebilir.
- Terleme başka tepkimelere de yol açabilir. Atopik dermatit adıyla bilinen bir deri hastalığı olan kişiler terin içeriğinde bulunan MGL-1304 adlı bir mantar proteinine ani ve şiddetli bir alerjik tepki gösterebilir.
- İnsan dışında beden sıcaklığını terleme yoluyla düzenleyen birkaç memeli türünden biri de atlardır. Atların terinde yüksek miktarlarda bulunan “latherin” adlı bir protein terin içindeki suyun atın derisinden akarak su geçirmez kalın postu aşmasına ve oradan da havaya karışıp buharlaşarak bedenin serin tutulmasına olanak tanıyor.
Renkli terleme var mı?
- Su aygırları gerçekte antibiyotik özelliği taşıyan ve güneşten koruyucu bir etki yaratan kırmızı renkte bir ter salgılarlar.
- Teriniz kırmızı ise ve siz bir su aygırı değilseniz, o zaman hematohidroz adıyla bilinen ve çok ender görülen bir hastalığınız olabilir. Söz konusu hastalıkta kan damarlarındaki yırtılma ya da kopma kanın ter bezlerine akmasına ve kişinin gerçekte kanlı ter dökmesine yol açıyor.
- Ender görülen bir başka durum da, insanların turuncu, mavi, ya da başka bir renkte terlemelerine yol açankromhidroz hastalığı. Bu durum kimi zaman belli ilaçların içilmesine bağlı olarak ortaya çıksa da, sağlıklı insanlarda neden görülebildiği konusu günümüzde de gizemini koruyor.
- Oysa hastalıklı bireylerin ter kokusunun genelde sağlıklı kişilerden farklı olması hiç de şaşırtıcı bir durum değil. Beden, hastalık ya da enfeksiyon durumunda değişebilen, metabolik duruma göre farklılıklar gösteren uçucu organik bileşikler salgılıyor.
Ter testiyle hastalık
- Kistik fibrozun varlığı ter testiyle belirlenebiliyor. Kistik fibrozlu bireylerin terindeki sodyum ve klor düzeyleri çok daha yüksek oluyor.
- Duygular terin bileşiminde birtakım değişiklikleri tetikleyebiliyor. Avusturya kökenli bir araştırma kapsamında kendilerine ter toplayıcı pedler yerleştirilen katılımcılara önce korku filmleri, ertesi gün de belli bir duygu yaratmayan “nötr” filmler izletildi. Bu pedleri koklayan başka bir grubun üyeleri hangi pedlerin korku filmleri izlenirken kullanıldığını ayırt edebildiler.
- Benzer bir deneyde kadın katılımcılar et yemeyen erkeklerin ter kokusunu et yiyen erkeklerin ter kokusundan çok daha çekici buldular.
- Sağlık durumunuz, duygularınız, ya da beslenme düzeniniz ne olursa olsun, ter kokusu kişiye özeldir. Terin öteki bileşenlerinde farklılıklar söz konusu olsa bile, kişinin ter “parmak izi” 373 uçucu bileşiğin eşsiz bir harmanıdır ve bu harman zaman içinde hiç değişmez.
- Her bireyin kendine özgü bir ter parmak izi vardır, ama apokrin ve ekrin adı verilen ter bezleri tüm insanlarda bulunur. Ekrin bezlerine bedenimizin hemen hemen her yerinde tanık olunabilirken, apokrin bezleri yalnızca koltuk altlarında ve cinsel organ bölgesinde bulunur.
Ter makinesi ile içme suyu
- İnsan bedeninde üretilen terin çok küçük bir miktarı apokrin bezlerinden kaynaklanmakla birlikte, ter kokusuna asıl yol açan suyun yanı sıra kokulu bakterilerin gelişmesine olanak tanıyan atık madde içeriğinin de son derece yüksek olduğu bu terdir.
- Çok daha büyük miktarlarda üretilen duru ve akışkan ekrin teri apokrin terinin daha geniş bir alana yayılmasına olanak tanır.
- Onca teri ne mi etmeli? 2013 yılında, UNICEF ile ortaklaşa bir girişim kapsamında, İsveçli mühendis Andreas Hammar ve arkadaşları temiz içme suyundan yoksun olan milyonlarca kişinin hedef alındığı ve teri giysilerden emerek eğirme, ısıtma ve filtrelemeden oluşan bir süreç sonucunda içme suyuna dönüştüren bir Ter Makinesitasarladılar.
- Ter Makinesi, soruna çözüm getirmekten çok, bu konuda bir farkındalık yaratmaya yaramış olsa gerek; çünkü terli bir tişörtten topu topu iki çay kaşığı katıksız su elde edilebiliyordu. Araştırmacılar makineyi seri üretime geçirmek gibi bir niyetleri olmadığını da belirtiyorlardı.
- Tişört yerine çorap kullanılsaydı makine belki de çok daha verimli olabilirdi, çünkü bir çift insan ayağında günde yaklaşık 240 ml sıvı salgılayan 250.000 ter bezi bulunuyor.
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.