Diyabet 2 hastalarına umut : „İnsülin Direnci´nin“ sebebi bulundu.

İnsülin ve şeker mekanizması hakkında ön bilgi.

İnsülin, pankreastaki beta-hücreleri tarafından üretilen ve vucut için hayati derecede önemli bir hormondur.

İnsülin, vucuda gıdalar yoluyla alınan şekerin kandaki seviyesini ayarlar. Pankreas tarafından üretilen insülin hücre zarlarında bulunan insülin-reseptörleri tarafından yakalanarak hemen yanıbaşındaki  GLUT* kanallarının açılmasını sağlar. Kandaki glukoz açılan bu kanallardan hücre içine girer ve enerji olarak kullanılmak üzere enerji ihtiyacı olan organlara iletilir.

Diyabet tipleri :

Diyabet 1: Diyabet 1 hastalarının pankreasında bulunan Beta-Hücreleri görevini tam olarak yapamaz ve bunun sonucu olarak yeterli miktarda insulin üretilmez.

İki alt grubu vardır.

• Tip 1a: Bağışıklık sisteminden kaynaklanan diyabet .
•  Tip 1b: Sebebi bilinmiyor.

Diyabet 2:  İnsülin direnci ile Hyperinsulinism* kaynaklanan diyabet şeklidir.

İki alt grubu vardır.

• Tip 2a: Şişmanlığa bağlı olmayan diyabet.
• Tip 2b: Şişmanlığa bağlı olan diyabet.                           

Diğer özel  diyabet tipleri

• A: Beta hücrelerindeki genetik bozukluktan dolayı oluşan diyabet.
• B: İnsülin salgılanmasında genetik problemden dolayı oluşan diyabet.
• C: Pankreasın ya hasta, ya tahrip olmasından dolayı oluşan diyabet.
• D: Hormonal bozukluktan kaynaklanan diyabet (Endokrin Pathien)
• E: İlaç yada kimyasal maddelerden kaynaklanan diyabet.
• F: Enfeksiyondan kaynaklanan diyabet.
• G: Alışılmışın dışında gelişen immun sistemden kaynaklanan diyabet.
• H: Diğer sebeplerden kaynaklanan diyabet.
• Hamilelik esnasında oluşan diyabet(Gestationsdiabetes)

İnsülin direnci nedir: Pankreas tarafından üretilen insülin'in İnsülin-reseptörleri tarafından yakalanamamasına insülin direnci denir. Reseptörlerin insülin yakalayamaması, GLUT kanallarının kapalı kalması ve buna bağlı olarak da  kandaki şeker miktarının artması anlamına gelmektedir.

Hyperinsulinism nedir: Kanda gereğinden fazla insülin bulunmasıdır. Hyperinsulinism, ya insülinin pankreas tarafından çok fazla üretilmesinden ya da insülinin parçalanma mekanizmasındaki bir problemden kaynaklanır. Not: Kanda gereğinden fazla insülin bulunması, iştahı artmasına ve kişinin sürekli yemek yemesine sebep olur.

****  Diyabet 2 de insülin direncine sebep olan suçlu bulundu  ****

Şimdiye kadar insülin direncinin sebebi ve mekanizması pek iyi bilinmiyordu. Son yapılan çalışma ile bu bilinmezlik oldukca iyi bir şekilde aydınlatıldı. Yapılan bu araştırma ile insulin direncine miRNA 103 ve miRNA 107 adında iki küçük miRNA molekülün sebep olduğu bulundu.

Son yapılan bu çalışma ile şişman fareler ve insanlarda bu iki molekülün çok fazla miktarda bulunduğu ve bu moleküllerin miktarı ne kadar fazla olursa karaciğer ve yağ hürelerindeki insülin direncinin o kadar fazla olduğu tespit edildi.

Bu şu anlama geliyor; miRNA 103 ve miRNA 107 moleküllerinin fazlalığı, glikozun kandan hücreye alımını güçleştiriyor.

Sebep: Bu iki miRNA mölekülü, önemli bir genin çalışmasını bloke ediyor. Bu önemli genin bloke edilmesi, Caveolin1 proteininin sentezlenmesine engel oluyor. Oysa Caveolin 1 proteini insülin sensörlerine bağlanarak glikozun transferinin başlatacak biyokimyasal reaksiyonlar zincirinin startını veriyor.

Sonuç: Etkili ilaçlar yolda. Diyabet 2 hastası olan şişman farelerle yapılan laboratuvar testlerinde, farelere miRNA faaliyeti durduracak olan Antagomirs* enjekte edilmiş ve kısa bir süre içerisinde karaciger insüline karşı duyarlı hale gelmiştir. İnsülin duyarlılığı ile birlikte şekerin tekrar kandan hücrelere girişi normale dönmüştür. Bunun yanı sıra farelerin yağ metabolizmasında düzelme görülmüş ve şişman fareler tekrar normal ağırlığına dönmüştür.

GLUT kanalları* (Glucose transporter): Bu kanallar aslında bir proteindir. Ve her organda değişik formlarda bulunur. İnsanda GLUT kanalları 3 alt  grupta olmak üzere, 14 değişik formda bulunur. Her GLUT kanalı 14 değişik SLC2A geni tarafından sentezlenir. Örneğin; GLUT4 kanalları, yağ ve kas hücrelerine özel olup SLC2A4  geni tarafından  sentezlenir.

Antagomire*: Laboratuvarda sentetik olarak üretilen DNA veya RNA  parçasıdır (oligonukleotid), miRNA ye bağlanarak onun faaliyetini durdurur.

Mehmet Saltürk

++++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
Institute for Genetics
University of Cologne
++++++++++++++++++++++++

 

Mehmet Saltürk

+++++++++++++++++++++++

Dipl. Biologe Mehmet Saltürk

Institute for Genetics

University of Cologne

+++++++++++++++++++++++

Orijinal makale

MicroRNAs 103 and 107 regulate insulin sensitivity

Nature Volume: 474, Pages: 649–653Date published: (30 June 2011)DOI:doi:10.1038/nature10112 Received 22 March 2010 Accepted 13 April 2011 Published online08 June 2011

Elma kabuğunda bulunan ursolik asid kasları güçlendiriyor.

İskelet kasları, iskelet çevresinde bulunan ve hareketi sağlayan kaslardır.

İskelet Kası Atrofisi : İskelet kaslarında kimi zaman kas spazmı, kimi zaman kas yaralanmaları, kimi zaman da yaşlılık veya bir hastalığa bağlı olarak görülen bir kas-hacim-kaybı hastalığıdır. 
Hastalığın ağır seyretmesi durumunda kişi hareket yetisini kaybederek felç olur. Farede iskelet kası oluşumundan sorumlu 63 insanda 29 gen vardır (şimdilik bilinen genler bunlar). Bu genler, kas oluşumunda rol oynamaktadır.

Bu genlerde meydana gelen mutasyonlar kodlanması gereken hormonlarda farklılıklar oluşmasına ve buna bağlı olarak kas erimesinin başlamasına sebep olurlar. Son yapılan araştırma, elma kabuğunda bulunan ursolik asidin bu genlerin aktivasyonunu değiştirerek kas erimesinin önüne geçtigini gösteriyor.

Yapılan laboratuvar çalışmalarında kasları zarar görmüş farelerin ursolik asid tedavisinden sonra var olan kaslarının güçlendiği ve yeni kasların ortaya çıktığı görülmüştür. Ayrıca, ursolik asidin farelerde insulin ve IGF-1 hormonlarını olumlu yönde etkileyerek, kan-şekeri ve yağ seviyenin düşmesine sebeb olduğu görülmüştür.

Bu araştırmada elde edilen sonuçların insanlara ne derece uygulanabileceği eğer uygulanabilecekse ursolik asidin ne miktarda alınacağı yapılacak klinik çalışmalar ile ortaya çıkacak.

Not: Tedavi için alınan ursolik asidin, elmadan veya suni olarak dışarıdan alınmasının bir önemi yok.

Mehmet Saltuerk

++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
Institute for Genetics
University of Cologne

++++++++++++++++++++++

Kaynak  

mRNA Expression Signatures of Human Skeletal Muscle Atrophy Identify a Natural Compound that Increases Muscle Mass

Copyright © 2011 Elsevier Inc. All rights reserved. Cell Metabolism, Volume 13, Issue 6, 627-638, 8 June 2011

Fazla kalsiyum spermler için zararlı

Toplumda her yüz çiftin 15 inde kısrlık problemi görülmektedir. Bunlardan %40´ı  erkeklerden kaynaklanan rahatsızlıklardan gelmektedir.

Şu ana kadar verimsiz sperm üretimi veya sperm hareketliliği hakkında birçok mekanizma araştırıldı, ama epididim* hakkında ve sperm verimliliğini nasıl etkilediği  konusunda fazla bir araştıma  yapılmadı.

Epididim*: Her iki testisin yan tarafında  bulunan ve içerisinden sperm kanalları geçen kıvrımlı kesecik şeklindeki yapılardır.

Her bir Epididim´in uzunluğu 4 ile 6 metre arasında değişir. Görevi, testislerde üretilen spermi depolar

ve „Ductuli efferentes“ denilen bağlantı ile penise ulaştırılır. Spermler ancak, üretildikten sonra çeşitli işlemlerden geçerek dölleme yeteneğine sahip olurlar. Testislerde üretilen sperm önce epididim başı, ordan epididim kuyruğuna gelir ve boşalacağı zamana kadarda orada kalır.

Son yapılan çalışmalar, kısırlık konusunda şimdiye kadar bilinmeyen bir mekanizmayı daha ortaya çıkardı. Buna göre; epididim içerisindeki kalsiyum konsantrasyonun  miktarı, sperm hücresinin hareketliliğini ve dölleme kabiliyetini etkileyerek kısırlığa sebeb olmaktadır.

Epididim içerisindeki kalsiyum  konsantrasyonu-  nun yüksekliği, sperm hücre zarındaki kalsiyum kanallarını (= TRPV6 kanalı*) deaktif hale getirir. TRPV6 kanalının, fazla kalsiyumdan dolayı bozulan Açılıp-Kapanma düzeni, hücre içerisine gereğinden fazla kalsiyum girmesine ve böylece spermin fonksiyonunun bozulmasına sebeb olur. Farelerle yapılan testlerde, kalsiyum miktarının normal seviyeye düşürülmesi durumunda, TRPV6  kanallarının tekrar düzenli çalışmaya ve buna bağlı olarakta hücre içerisine kontrollü kalsiyum iyonu alındığı görülmüştür.       

TRPV6 kanalı*: Spermin hücre zarı üzerinde bulunan TRPV6 kanalları, TRPV6 proteini tarafından meydana getirilir. TRPV6 proteini  ise, insanda 7. kromozomda bulunan TRPV6 geni tarafından sentezlenir. Bu genin uzunluğu 2928 bp dir ve 9 değişik versiyonu bulunur.

Not: 2010 yılında yapılan başka bir araştırma, kadınlık hormonu progesteron'un spermin kuyruk kısmında bulunan CatSper -kanallarını açarak içeriye kalsiyum iyonlarının girmesini sağladığı ve içeriye giren kalsiyum iyonlarının ise sperm üzerinde navigasyon etkisi yaptığını ortaya çıkardı.                                 

Sonuç : Her iki araştırmadan ortaya çıkan sonuç, sağlıklı bir sperm için kalsiyum konsantrasyonun çok önemli olduğudur.

Fazla kalsiyum, spermin hareketini kısıtlarken, düşük kalsiyum spermin yumurtayı bulmasını zorlaştırıyor.Yakın bir gelecekte kalsiyumu dengeleyici ilaçlar geliştirilerek gerek epididim, gerekse spermin içerisinde, kalsiyum miktarı kontrol altında alınabilecek.

Mehmet Saltürk

++++++++++++++++++++++++

Dipl. Biologe Mehmet Saltürk

Institute for Genetics

University of Cologne

++++++++++++++++++++++++

Orijinal makaleler:

 

Genetikte Devrim : Optogenetik

Genetikte yeni bir branş olan optogenetik, optik ve genetiğin birlikte kullanıldığı bir bilim dalıdır. 
Optogenetik, şimdiye kadar beyin araştırmalarında kullanılan klasik metotlara göre daha hızlı, daha hassas, daha güvenilir bir teknoloji olması nedeniyle, gelecek için büyük umutlar vaat etmektedir. Yakın bir  gelecekte parkinson, epilepsi, kalpte ritim bozuklukları gibi birçok nörönal hastalığin tedavisinde, başarılı bir şekilde uygulanabileceği tahmin ediliyor.

Bir uygulama: 

• Yeşil alglerde bulunan ChR2 geni moleküler biyolojide kullanılan klasik metotlar yardımı ile fare beyinindeki sorunlu bölgeye transfer ediliyor.

ChR2 beyne transfer edilince ne oluyor ?

• ChR2 geni, ışığa duyarlı olan Channelrhodopsin proteinini sentezlemeye başlıyor.
• Channelrhodopsin, beyinde sadece belirli iyon kanalları bulunan hücreleri aktif hale getirerek, bu iyon kanallarının ışığa duyarlı hale gelmesini sağlıyor.
• Transfer edilen bölgeye hastalığın özelliğine göre değişik renkte ışıklar gönderilerek tedaviye geçiliyor.

Bu metot 2010 yılının en iyi metot du olup, „Nature Methods „ dergisinde yayınlanmıştır.

Bu metot 2010 yılının en iyi metot du olup, „Nature Methods „ dergisinde yayınlanmıştır.                           

Mehmet Saltürk

++++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
Institute for Genetics
University of Cologne

++++++++++++++++++++++++

Orijinal makale:
Nature Methodsm Volume 8, Page:1 Year published (2011) DOI doi:10.1038/nmeth.f.321 Published online 20 December 2010 

Erkekde penis kemiği neden kayboldu ?

Evrimsel süreçte 7 milyon yıl kadar önce insanla şempanzenin yolları ayrıldı.  Her iki tür geçen bu 7 milyon yıl içerisinde, genetiksel ve morfolojik (görünüm) olarak farklılaşmaya başladı.

Genetik ve morfolojik değişim, bazı organlarda az, bazılarında ise çok fazla oldu. Bazı durumlarda ise bir organın bir parçası tamamıyla ortadan kalktı. Örneğin omurganın bir uzantısı olan kuyruğun insanda tamamıyla ortadan kalkması gibi.

Penis Kemiği:

Penis kemiği, penis içerisinde bulunan bazen düz, bazen eğimli, bazende köşeli olan bir kemiktir. İnsan hariç tüm primatlarda(goril, şempanze, çıta gibi tüm maymunlar), kurt, köpek, fare, aslan, kaplan, köstebekgiller ve daha birçok hayvanın penisinde, penis kemiği bulunmaktadır.

İnsanda penis kemiği neden yok ?

Penis kemiğinin insanda neden olmadığı çok uzun zamandır merak ediliyordu ama  şimdiye kadar bu konuda elde yeterli bilgi yoktu.

Son yapılan genetik çalışmalar ile bu sorunun cevabı ortaya çıkarıldı. Evrimsel süreçte, DNA zincirinde bulunan 510 farklı bölgeyi kaybettik. (hDELs - human-specific deletions). DNA zincirinde kaybedilen bu zincirler şempanze ve diğer hayvanlarda hala bulunmaktadır.

Kaybedilen bu 510 farklı bölge şempanze ve diğer hayvanlarda penis kemiginin oluşmasından sorumlu bölgelerdir. Biyologlar için ilginç olan başka bir konu ise bu 510 bölgenin protein kodlamaması. Genetikte protein kodlamayan bölgelere Çöp DNA* denmekte.

Çöp DNAlar* gen değildir, iki gen arasında yer alırlar ve şu zamana kadar ne işe yaradıkları pek bilinmiyordu.

İnsanda kaybolan ama bazı hayvanlarda hala bulunan bu 510 farklı bölge, yakınında bulunan AR Geninin (Androgen-Rezeptorgens) çalışmasını ayarlarlayarak  penis kemiği ve hayvanlara has bıyık oluşmasını sağlar.

Şempanzede hala bulunan ama insanda kaybolmuş başka bir DNA bölgesi daha vardır. Bu bölge beyinde sinir oluşmasını engelleyerek, şempanzelerde daha küçük beyin oluşmasını sağlar.

Evrimsel süreçte penis kemiği neden kayboldu ?

Sempanzelerin çiftleşme süresi birkaç dakika ile sınırlıdır. Rakiplerin bolca bulunduğu bir ortamda çiftleşmenin gerçekleşmesi için penis kemiğine büyük iş düşmektedir.  Çünkü, ereksiyon için gerekli süre çoğu zaman olmayabiliyor.

İnsan şempanzeden ayrıldıkdan sonra büyük bir ihtimal penis kemiğine sahipti. Bir süre sonra bir sekilde gelişen tesadüfi bir mutasyon ie bazı erkeklerde penis kemiği kayboldu. Belirli bir süre kemikli ve kemiksiz penisli erkekler aynı populasyonda birlikde yaşadılar.

Kadının seçici rolü (doğal seleksiyon / doğal ayıklanma)

İnsan, 800.000  ile 1.000 000 yıl kadar önce monogamiye, yani tek esliliğe geçti. Artık cinsel partnerini seçiminde kadında etkili rol almaya başladı. Kadının için erkek seçiminde kemikli bir penis her zaman yanıltıcı olabilirdi.Oysa sağlıklı yeni  jenerasyonlar için uzun süreli erksiyonların önemi büyüktü. İşte bu aşamada kemiksiz penis populasyonda aranan bir özellik olmaya başladı.

Bunu anlamı şu: Kadınlar tarafından kemiksiz penisli erkekler tercih ediliyor ve onlardan çocuk sahibi oluyorlar dolayısı onların çocukları da aynı genetiksel materyale sahip oluyorlar.

Belirli bir süre sonra populasyson içerisinde sadece kemiksiz penisliler kalıyor. Kemikli penis ise seleksiyona uğruyor. Belirli bir süre sonra populasyon içerisinde sadece kemiksiz penisliler kalıyor. Kemikli penis ise seleksiyona uğruyor.

Mehmet Saltürk

++++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
Institute for Genetics
University of Cologne
++++++++++++++++++++++++

Kaynak:

Human-specific loss of regulatory DNA and the evolution of human-specific traits

Nature Volume 471, Pages: 216–219 Date published:(10 March 2011)DOI: doi:10.1038/nature09774Received14 June 2010 Accepted 22 December 2010 Published online09 March 2011

Aşkın genetiği

Yaşama dair hiçbir şey yoktur ki, genlerimizin kontrolünde olmasın. Örneğin; sevinçler, üzüntüler, öfkeler, hastalıklar, boy, göz rengi, deri rengi, ilgiler, ilgisizlikler, dindarlık, ateistlik, yetenekler, arkadaş seçimi, eş seçimi vs, vs,.. gibi daha binlerce yaşama dair özellik genlerimizin kodladığı hormonlar tarafından şekillenir. Aşk da, genlerimizin kontrolünde gelişen biyokimyasal bir olaydır. Aşk, kişinin beyninde adeta hormonal bir fırtına başlatır. Aşk insanı neden bu derece derinden etkiler? ve aşık olan kişi, neden gerçeklerden uzaklaşarak, hayal dünyasında gezer? Bütün bu soruların cevabı beynin biyokimyasında yatmaktadır.

Aşk, beyinde ne gibi değişikliklere sebeb olur?

Aşık olan kişilerin, çekilen beyin tomografisinde, Hippocampus, Nucleus caudatus, Putamen ve Nucleus accumbens bölgelerinin aktif hale geldiği tespit edilmiştir. Bu bölgeler, beynin ödüllendirme mekanizmasının bulunduğu, korkunun algılandığı ve kişinin kendi dışındaki insanları değerlendirildiği, bölgelerdir. Yeni aşık olmuş kişilere aşık olduğu kişinin fotoğrafları gösterilerek yapılan beyin tomografi çekimileri, beynin bu bölgelerine daha az kan gittiğini göstermiştir.

- Kokain bağımlılarında da aynı reaksiyon görülür.

Hiç kuşkusuz, aşık olan kişinin beynindeki bu değişimler, hormonal bir değişimin sonucudur ve başroldede mutluluk hormonu olarak adlandırılan, dopamin* hormonu rol oynamaktadır.

Dopamin kişiye, coşku ve sevinç veren bir hormondur. Bu hormon kişiyi coşku ve sevince bağımlı hale getirerek, beyinde adeta hormonal bir fırtına kopmasına, dolayısı ile kişinin dopamine bağımlı hale gelmesine sebeb olur.

Bir kokain bağımlısının kokain bulamadığı zaman gösterdiği reaksiyon, bir aşığın terk edildiği zamanki gösterdiği reaksiyon ile benzerlik göstermektedir. Her ikisindede depresyon hali görülür.
Depresyonun sebebi, beynin dopamin siz kalmasıdır. Ama terkedilen aşığın beynin ödüllendirme mekanizması, terkedilmesine rağmen halâ aktif haldedir ve dopamin ile ödüllendirilmeye devam etmek ister. Aşık, bağımlısı olduğu dopamini tekrar bulabilmek için kaybedilen sevgiliyi tekrar kazanmak ister. Aşkın bu melankolik hali, aslında beynin ödüllendirme mekanizmasının depominsiz kalmasının sonucudur (Tıpkı kokain bağımlısının kokain araması gibi).

Çekilen beyin tomografileri, terkedilen sevgili ile kokain bulamayan bağımlının beyinlerinin aynı bölgeleri, benzer reaksiyonlar verdiğini göstermiştir.(1)

Vasopressin ve Oxytocin

Aşık olan kişinin beyninde dopaminin yanı sıra vasopressin ve oxytocin hormonuda önemli rol oynamaktadır. Hayvanlarla yapılan araştırmada, Vasopressin hormonunun, erkek fareleri dişi farelere bağlamada etkili rol oynadığı bulunmuştur. Vasopressin hormonunun AVPR1A geni tarafından sentezlenir.

AVPR1A geni insanda 20. kromozomda bulunur ve bilinen 334 değişik formu vardır.
Kişinin eşine ne kadar bağlı olacağı, bu formların nükleotid dizilimi ile doğrudan ilintilidir. Kimi zaman dizilimindeki tek bir harflik değişiklik sentezlenecek olan hormonun / proteinin yapısını ve etkisini büyük ülçüde değiştirebilmektedir. Bu fonksiyonel etki, aşkın şiddetini belirlemede büyük bir öneme sahip olmaktadır.

Hiç evlenmeyen erkeklerde AVPR1A geninin belirli bir formu bulunur, bu forma sahip erkekler evlenseler bile, mutlu olamazlar.
Başka bir ifade ile eşe bağlılıkta 334 değişik erkek çeşidi vardır.(2)

Oxytocin hormonu

Oxytocin hormonu korkuyu ve stresi azaltarak diğer insanlarla ilişki kurmayı kolaylaştırır. Bu hormon, bebek emziren bayanlarda oldukça fazla salgılanarak çocukla anne arasında yakınlaşmayı sağlar. Orgazm sırasında, karşı cinsle tensel ve göz temasında oksitosin hormonu oldukça fazla sagılanır. Oxytocin hormonu na aynı zamanda Eşe bağlılık hormonu da denmektedir.

Sonuç 

Dopamin, vasopressin ve oxytocin aşkın kimyasını belirleyen en önemli hormonlardır. Bu hormonların vücuttaki yapısı ve miktarı, aşkın şiddetini belirliyor.

Dopamin*: insanda 9. kromozomda bulunan DBH geni tarafından sentezlenen bir nörotranmitteldir.

Mehmet Saltürk

+++++++++++++++++++++++
Dipl. Biologe Mehmet Saltürk
Institute for Genetics
University of Cologne
+++++++++++++++++++++++

Kaynaklar

1. Reward, Addiction, and Emotion Regulation Systems Associated With Rejection in Love
2. Genetic variation in the vasopressin receptor 1a gene (AVPR1A) associates with pair-bonding behavior in humans