Katalog

NOBEL TIP ÖDÜLLERİ Nobel Tıp Ödfilfl, Alman hücre uzmanlarının MaxPlanck Enstitüsü'nde çalışan Alman bilim adamları, hücre zarlarındaki "iyon kanallarını" ölçen teknîk geliştirmişlerdi. Bu sayede, şeker gibi bir çok hastalığın hücresel mekanizmaları açıklanabilecek... Epilepsi, kalp ve damar hastalıkları için en uygun ilaçgeliştirilebilecek. 1991 yılı Nobel Tıp udülü'nü Alman hücre fizyologları Ervvin Neher (Max Planck Enstitüsü Biyofiziksel Kimya Bölümü, Göttingen) ve Bert Sakmann (Max Planck Enstitüsü, Tıp Bölümü, Heidelberg) aldı. ödüle layık görülen bilim adamları hücre zarlarındaki iyon kanalları üzerinde çalışıyorlardı. Neher ve Sakmann iyon kanallarındakı küçük elektrik akımını ölçebilen bir yöntem geliştirmişlerdi. Bu teknikle iyon kanalları içindeki akımlar ilk defa doğrudan ölçülerek bu kanalların varhğı kesin bir şekilde kanıtlanmış oldu. Yeni analiz tekniğiyle diabet ve mukovisidoz gibi birçok hastalığın hücresel mekanizmaları açıklanabilecek. Epilepsi, kalp ve damar hastalıkları ve sinirkas hastalıkları gibi birçok hastalığın iyon kanallarıyla ilgili mekanizmaları seksenli yıllarda araştırılmıştı. Şimdi Neher ve Sakmann'ın bulduğu teknikle ilaçların iyon kanalları üzerindeki etkileri araştırılabilir ve bu kanallara en uygun ilaç molekülleri geliştirebilir. Buluşun yararları bariyerler. Sinir hücreleri uyarıldığında, sinir hücresinin içindeki ve dışındaki elektrik gerilimi ani bir şekilde değişiyor ve bu değişim sinir uzantılarında iletiliyor. Zar belirli bir uyarıyla kısa süreli olarak hücre içinde ve dışında farklı yoğunluklarda olan belirli iyonlara karşı geçirgen duruma geldığinde elektrik gerilimi değişiyor. İyon kuramı cılar A.L. Hodkln ve AÜf • Huxley sinirlerin Yüzyılımızın ortasında Ingiliz araştırma Hucre zarı ye buluşun önemi üzerine... uyarılmasında geçerli olan iyon kuramını ortaya atmışlardı Sözkonusu kuram elektrik iletisini elementer süreçlere, belirli iyonların akışına indirgiyordu. Sinir hücrelerinin plazmasında dış ortama göre daha fazla potasyum iyonu bulunurken, dışarıda ise sodyum iyonlarının mıktarı daha fazlaydı. Böylece hücre içinde negatif bir elektrik potansiyeli oluşuyordu. Uyarı sırasında hücre zarının sodyum iyonlarına karşı geçirgenliğinde kısa süreli bir artış meydana geliyordu. Sodyum iyonlarının hücre içine akması sonucunda zarın elektriksel gerilimi tersine dönüyordu. gibi bir anlam taşıyordu Yöntemi buldukları yıllarda Göttingen'de Max Planck Enstitüsü biyofiziksel kimya bölümünde bırlikte çalışan Erwin Neher ve Bert Sakmann, ucunda çok küçük bir de;ik bulunan camdan bir pipet yapmışlardı Bu pipet mikroelektrot olarak kullanılıyordu Pipet incelenen zar üzerine değdirilince, pipetin camdan kenarları bu zar parçasını çevreden izol ediyordu. izolasyonun yetersiz olması nedeniyle kısa devre oluşuyordu. Bilim adamları mikroelektrot üzerinde çalışmayı sürdürerek onu daha minyatür duruma getirdiler. özenle pürüzlerinden arındırılan pipet ucu, binde bir milimetre inceliğindeydi. Pipet hücre yüzeyine değdirildikten sonra üzerine hafif bir basınç uygulanıyor, böylece pipetin ucundaki zar bölümü ve zarın üzerindeki iyon kanalları hafifçe pipetin içine giriyordu. Zarın diğer bölümlerinden oldukça iyi bir şekilde izole edilen bu bölümde iyon kanalı saniyenin binde biri kadar bir süreyle açıldığında, içeri akan milyonlarca iyon sadece milyarda bir amper şiddetinde bir akım yaratıyordu. Bunu ölçmek için araştırmacıların çok duyarlı bir araç kullanmaları gerekiyordu. PatchClamp Tekniği adı verilen bu yöntem ve çeşitli varyasyonları sayesinde niçin bazı kanalların sadece pozitif yüklü iyonları, bazılarının ise sadece negatif iyonları geçirdiği anlaşıldı. Neher ve Sakmann, çapın burada önemli olduğunu buldular İyon kanalında ayrıca farklı yükleri olan iki amino asit halkası vardı. Bunlar iyonlar için bir süzgeç işlevi görüyordu. Kanalın çeşitli bölümlerinin hangi işlevleri üstlendiği yavaş yavaş ortaya çıkıyordu. Aynı yöntemle sinir hücrelerinden başka diğer hücrelerin de temel işlevlerinin, örneğin hormonlar gibi maddelerin salınmasının anlaşılması mümkün oluyor. Hücre içinde minik tanecikler şeklinde depolanan hormonlar, ancak bu taneciğin hücre zarıyla kaynaşmasından sonra dışarı salınabiliyorlar. Bu sırada hücrenin elektriksel özelikleri değişiyor. Yeni tekması saptanabiliyor nikle tek bir taneciğin blle zarla kaynaş fizikçilerin atomları doğrudan görmes^ niyle daha önce Nobel alan Slr Bernhard Katz bu yeni tekniğin büyük üstünlüklerini hemen kavramıştı. Bu yöntem biyologlar için de önem taşıyordu Onlar için bu, Kimyasal ileti maddesl Çeşitlı sinir hücreleri arasında sinaps adı verilen bağlantılar var. Sinapslardaki sinir hücresinin uzantıları karşılaşır ama birbirine değmez. Uyarılan hücre sinaps yarığına (yani iki uzantı arasındaki küçük mesafeye) kimyasal bir ileti maddesi salgılar. Bu madde alıcı hücrede yeniden belirli iyonlara karşı geçirgenliği arttırır. Bu aracı ileti maddeleri ya da nörotransmtterler, alıcı hücrede protein moleküllerinden yapılı özel bağlantı yerlerine reseptörlere bağlanırlar. Anahtar kilit modeline benzeyen bu bağlanma sonucunda hücrenin içine doğru devam eden protein molekülleri açılarak belirli iyonların geçmesıne elverişli birer kanal oluşturur. İyon kanallan adı verilen bu moleküller biyolojik sistemlerde temel bir rol üstleniyorlar. Nöronlar, salgı hücreleri, kan hücreleri gibi organizmanın bütün hücrelerindeçeşitli iyon kanalları mevcuttur. Tek iyon kanalı İyon kanallarının böylesine temel bir işlevi olmasına karşın, bu protein moleküllerinin araştırılması oldukça güç bir iş. Yetmişlı yılların ortasına kadar bu kanalların varlıkları ancak zarlardaki büyük değişimler incelenerek anlaşılıyordu Tek tek iyon kanallarının saptanması o zamanlar uzak bir düş sayılırdı Neher ve Sakmann inatla iyon kanallarının peşinde koştular ve sonunda tek bir kanalda akan iyon akımını kaydetmeyi başardılar. Böylece ilk defa doğrudan iyon kanallarının varlığını kanıtlamışoldular. Onlar tarafından geliştirilen "Patchclamp" ( yamaklamp) tekniği birçok laboratuvar tarafından kullanıldı. Bugün binlerce araştırmacı bu teknikle çalışıyor. Nöronlar üzerindeki araştırmaları nede Organızma, bir devlete benzer. Çeşitlı günlük işler için işbölümü yapılır, kararlar alınır ve uygulanır. Tüm bölümlerin birlikte düzen içinde çalışmaları için güvenli bir iletişim ağı gereklidir. Telefon şebekeleri gibi sinir hücreleri arasındaki bağlantılar da özel bir şekilde elektrikle çalışır. Iki Alman bilim adamı Erwln Neher ve Bert Sakmann hücreler arasındaki iletişimi açıklayan ince bir yöntem geliştirdiler. Sözkonusu teknikle minik elektrik akımları tormundaki tek tek "harfler" ve "sözcükler" saptanabtliyor. Biyoloji ve tıp için bu, 2406 en curetlı beklentileri bile aşan onemlı bir adım. Dolayısıyla Isveç Karollnska Enstitüsü tarafından Ervvin Neher ve Bert Sakmann'ın Nobel ödülü'ne layık görülmesi sürprizsayılmaz. Organizmada hücresel iletişimin santralları sinir hücreleri veya nöronlardır. Nöronların dallarıyla bilgi alışverişi yapılıyor Alışverişin yapıldığı yer ise nöronları çevreleyen hücre zarlan. Hücre zarları birçok maddeyi geçirmeyen, bazı maddeleri ise kolayca geçiren "yarı geçirgen" iki bilimcinin kimliklerl Göttingenli araştırmacıların deney düzenekleriyle zarın her iki tarafındaki ortamı yapay olarak degiştirilebiliyor Böylece çeşitli maddelerin iyon kanallarından akımı incelenebiliyor, ilaç maddelerinin hücreler üzerindeki etkisi moleküler düzeyde ortaya çıkarılıyor. Bu, birçok hastalığın hücresel düzeydeki iyon akımlarının bozulmasından kaynaklanması nedeniyle tıp yönünden çok önemli bir gelişme.