Bilim kimi zaman, analiz yöntemlerindeki yetersizliklerin akla yatkın teorilerle birleşip gözümüzün önünde cereyan eden gerçeği perdelediği örnekler sergiler. 25 Ocak’ta Frontiers in Physiology dergisinde yayımlanan bir makalede anlatılanlar tam da bu türden bir yanlışın aydınlanmasını sağlıyor. Konu, kaslarımız. Yanlış bildiğimiz şey, kasların, hareketsizlik, hastalık ya da kaza gibi sebeplerle kullanılmaması durumunda, geri dönüşsüz biçimde hacmen küçüldüğü ve hatta atrofiye olduğu; doğrusu ise bunun yanlış olduğu, en azından kısmen!
Bunca zamandır bizi yanlış düşünmeye sevk eden ilk isim, 1893’te ortaya koyduğu etki alanı hipoteziyle hücre çekirdeğinin ancak belli bir sitoplazma (hücreiçi sıvısı) hacmini idare edebileceğini söyleyen Alman biliminsanı E. Strassburger idi. Çekirdek-sitoplazma arasındaki bu ilişki aynı zamanda hücrenin boyunu sınırlayan bir faktör olarak ortaya çıkıyordu. Bu tespitin kaslarımızı oluşturan kas lifleriyle ilşkisine gelince… Kas lifleri normal tek çekirdekli hücre yapısından farklı bir model sergiler. Bu modelin adı: Sinsisyum. Tek bir sitoplazmayı paylaşan çok sayıda hücre çekirdeğinin bir arada bulunduğu, tek bir dev hücre gibi hareket eden, bu sayede iletişim ve koordinasyonun üst düzeye çıktığı bir adaptasyon şekli bu. Nitekim kas liflerimizin sinsisyum öbekleri halinde bulunması beyinden gelen sinyallerin çekirdekler arasında hızla iletilmesini, böylece çok hızlı refleksler gösterebilmemizi sağlıyor. Bizler spor salonlarında kaslarımızı geliştirdikçe liflerin etrafındaki kök hücrelerden hücre içine yeni hücre çekirdekleri katılır ve kas lifleri yaptığımız harekete göre boyuna veya enine uzayarak büyür. Öyle ki bu uzunluk 600 mm’ye, hacim ise tek çekirdekli hücrenin 100 bin katına kadar çıkabilir. Sözün özü sinsisyum mükemmel bir esneklik sağlar. Buraya kadar herşey tamam; kasın gelişim sürecindeki bilgilerde bir sorun yok. Sorun besinsiz kalma, sinir iletiminin kesilmesi, sepsis, diyabet, kalp yetmezliği gibi durumlarda, ya da basbayağı hareketsiz kalındığında kas lifinde meydana gelen küçülme ve hacim kaybının bu çekirdekleri de yok ettiğini düşünmemizde. Strassburger’in hipotezi uyarınca kas liflerindeki küçülme, hücre çekirdeklerinin de oransal olarak azalmasını beraberinde getirmeli. Oysa Frontiers in Physiology dergisindeki makalede tanıtılan birkaç kritik deney, kas liflerimiz küçülse veya yıkıma uğrasa dahi egzersiz ile kazandığımız hücre çekirdeklerinin aslında yok olmadığını, dolayısıyla aylar ve hatta yıllar sonra kaslarımızı tekrar çalıştırmaya başladığımızda işimizi kolaylaştırdıklarını gösteriyor. Sözün özü, biliminsanlarının “kas hafızası” dedikleri olgu bizim her seferinde sıfırdan başlamamızı engelliyor.
Elbette kas lifi yıkımıyla ilgili eski ekol bilgimizi bütünüyle Strassburger’in hipotezine dayandırıyor değildik. Kas dokusu, en azından insanlarda, sadece kas hücrelerinden oluşmaz. Kas lifleri; fibroblastlar, makrofajlar, endotel hücreleri gibi tek çekirdekli hücre yapısında çeşit türlü hücreyle çevrilidir. Bu da hipertrofi-atrofi analizlerinde hücre tiplerinin birbirinden ayırt edilmesini zorlaştırıyor; araştırmacıların faaliyet kaybı ya da enflamasyon halinde bütünlüğünü yitiren diğer hücrelerin çekirdekleriyle kas lifi içindeki çekirdekleri karıştırmasına neden oluyordu. Massachusetts Üniversitesi’nden Lawrence Schwartz ve ekibinin tütün güvelerinde (Manduca sexta) yaptıkları deneyler, hücre tipine özgü boyama teknikleri ve genetik belirteçlerin de yardımıyla kas lifi çekirdeklerine başka bir kader biçti. Araştırmacılar güve larvalarının 1 mm çapında ve 5 mm uzunluğunda dev kas liflerinden oluşan segmentlerarası kaslarını, metamorfozun tamamlanıp erişkin bireyin larvadan çıkış aşamasında incelemişler. Bu kas demeti, memeli hücrelerinden farklı olarak kas hücresi haricindeki yapıları içermediğinden incelemelerde çok daha bariz bir tablo sunar. Nitekim çatlama ve erişkin bireyin çıkış aşamasında %40 düzeyinde kitle kaybı yaşayan ve atrofiye olan bu liflerde çekirdek nispi yoğunlunun arttığı, çekirdek DNA’sının da işlevsellik kaybına uğramadığı gösterilmiş. Schwartz makalesinde farelerde uygulanan başka deneylerden de bahsediyor. Bunlardan en çarpıcı olanı Oslo Üniversitesi’nden Kristian Gundersen ve ekibinin 2016’da dişi farelerde yürüttüğü bir deney. İki hafta süreyle kas gelişimini tetikleyen bir steroid niteliğindeki testesterona maruz bırakılan, ardından 3. hafta ve 3. ayda kas hacmi ölçülen hayvalarda, beklendiği üzere 3. ayda başlangıç seviyesine dönülmüş. İlginç olan bundan sonrası: Kas gelişimi tekrar tetiklendiğinde, zamanında steroid almış olanlar %36’lık hızlı bir lif artışı yaşarken, hiçbir şey almamış olan kontrol grubu üyelerinde kas hacmi artışı %6’da kalmış. Bu ne demek? Kas geliştirme potansiyelini bir defa depoladığınızda, hele de bunu hormonların, besinlerin ve kök hücrelerin bol bulunduğu ergenlik döneminde yaptığınızda, yıllarca spordan uzak kalsanız bile günün birinde kaslarınızı tekrar çalıştırma kararı alırsanız kas hafızanız devreye girecek ve size çok daha hızlı ve etkili bir sonuç sunacak demek! Elbette işin profesyonel sporcular açısından da bazı kritik yanları var. Diyelim bir atlet, yasal olmayan bir steroid kullanıp kas gelişimi sağladığında, steroid vücudundan temizlense bile o maddeyle sağladığı etki -yani kaslarına ilave ettiği hücre çekirdekleri- baki kalacak. Fakat “kas hafızası” meselesinin sporcularla ilgili kısmı bizi halk sağlığı üzerindeki etkileri kadar ilgilendirmiyor elbette… Zira kas kaybı, özellikle yaşlılarda yaşam kalitesini ve süresini etkileyen çok önemli bir sorun. Çekirdeklerin ömürlük olduğu bilgisi egzersiz mevhumuna bakışımızı da şüphesiz değiştirecek. Sonuçta besin eksikliğinden ağır egzersize ya da modern yaşamın dayattığı sürekli oturma haline, kaslarımız hayat boyu pek çok etkenden ötürü sürekli hasara ya da atrofiye maruz kalabiliyor. Fakat vücudumuz bu bitmeyen hipertrofi-atrofi döngülerinden en az kayıpla çıkmamız için bize her seferinde şans tanıyor. O zaman ne kadar çekirdek depolasam kâr deyip asılın aletlere!
Kaynak:
Schwartz, Lawrence M., “Skeletal Muscles Do Not Undergo Apoptosis During Either Atrophy or Programmed Cell Death-Revisiting the Myonuclear Domain Hypothesis”, Frontiers in Physiology, 25 Ocak 2019.
