Hipoksi beden dokularındaki oksijen açığıdır, beyinde gözlenen hipoksi ise acilen çözülmesi gereken bir durum olarak bilinir. Çünkü beyindeki oksijen açığı sinir hücrelerine kalıcı olarak zarar verebilir. Buna rağmen belirli bir dereceye kadar gözlenen hipoksinin büyüme için önemli bir sinyal oluşturabileceği de düşünülmektedir.
Biliminsanları, yeni araştırmalarında farelerde zihinsel ve fiziksel zorlu aktivitelerin sadece yerel düzeyde değil, aynı zamanda beynin tamamında “işlevsel bir hipoksiyi” tetiklediğini gösterdi. “İşlevsel hipoksinin”, zayıflatılmış bir biçimde olmasına rağmen oksijen açığının bilinen etkilerini de gösterdiği raporlanmıştır. Esasen oksijen eksikliğinin bu düzeyi, yeni sinapsların oluşumunu ve sinir hücrelerinin büyümesini teşvik eden büyüme faktörü eritropoietini (Epo) aktifleştirmektedir.
Geçen yıl, Max Planck Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından yapılan bir araştırma zihinsel ve fiziksel olarak zorlayıcı faaliyetlerin belirli beyin bölgelerinde düşük düzeydeki oksijen açığını tetiklediğini ortaya koydu. Bu durum, yeni sinir ağlarının oluşumuna yol açmaktaydı. Hipoksinin beyindeki büyüme faktörü eritropoietini (Epo) aktifleştirdiği gözlemlendi. Epo’nun kırmızı kan hücreleri üzerindeki uyarıcı etkisi biliniyordu, ancak Epo aynı zamanda beyindeki sinir ağlarının oluşumunu ve sinir hücrelerinin gelişimini de teşvik etmektedir.
Yeni çalışmada ise, ekip oksijen eksikliğinin beynin hangi bölgesini ve hangi hücre tiplerini etkilediğini detaylı olarak araştırdı. Bu inceleme için oksijen açığı durumunda floresan boya etkinliğine yol açan bir molekül üreten genetik olarak değiştirilmiş fareler kullanıldı. Ayrıca farklı beyin bölgelerindeki gen aktivasyonu da incelendi. Beyindeki düşük düzeyli oksijen açığı sonucunda birçok genin aktivitesinde benzer değişiklikler meydana geldi. Aynı zamanda farklı hücre tiplerinde farklı etkiler gözlenmekteydi. Özellikle sinir hücreleri oksijen açığından etkilenmişlerdi. Nöronların yardımcı hücreleri olarak nitelendirilen glial hücreler oksijen açığından daha düşük bir düzeyde etkilenmişti. Ayrıca Epo geninin, bir dizi başka gen ile birlikte anlatım düzeyi artmıştı.
Yüksek düzeyde olduğunda hücre için oldukça tehlikeli süreçleri başlatan belirli faktörler, hücrelere düşük-orta düzeyli olarak verildiğinde hücrenin söz konusu etmene karşı “eğitilebildiği” pek çok çalışma ile gösterilmiştir. Hipoksi çalışmasından bağımsız olarak bir örnek verilebilir: Mitokondrilerin yüksek düzeyli oksidatif (reaktif oksijen kaynaklı) stresin yıkıcı etkilerine karşı “eğitilebilmesini” sağlayan mitohormesis.
Mitohormesis, hücrenin enerji üretiminden sorumlu organeli olan mitokondrinin orta dereceli oksidatif strese maruz bırakılmasıdır, böylelikle mitokondri olası bir yüksek dereceli strese karşı belirli bir oranda hazırlanmış olur. Hipoksi ise, yüksek oranda olduğunda kalıcı ve özellikle beyinde geri dönüşsüz hasarlar meydana getirebilen bir etmendir. Ancak düşük dereceli hipoksinin çeşitli faydalar sağladığı görülmüştür. Bu durum stres faktörlerinin etkinlik düzeyinin önemine vurgu yapmaktadır.
Biliminsanları, bulgularının nörodejenaratif hastalıkların tedavisinde kullanılabilecek yeni metotların habercisi olabileceğini söylüyor.
Kaynak: https://medicalxpress.com/news/2021-02-oxygen-deficit-nerve-cells.html
