Bir Endokrin Organ Olarak Pankreas

İdrarla fazla miktarda şekerin atıldığı bir hastalık olan diyabetes mellitus, populasyonun %3.5’ini etkilemektedir. İki esas tipi vardır; fakat çok yakın bir zamana kadar daha yaygın olan Tip II, ayrı bir hastalık olarak tanımlanmamıştır. Her iki tip de büyük ölçüde kalıtsal gibi görünmektedir.
Diyabet yüzyıllardır bilinmektedir. Fakat nedenleri ancak 19.yy’ın son yarısında anlaşılmaya başlanmıştır. 1889’da sindirim enzimlerinin üretiminde pankreasın rolünü inceleyen Johann von Mering ve Oscar Minkowski adındaki iki Alman doktor, bir köpeğin pankreasını ameliyatla çıkarttılar. Kısa süre sonra köpeğin idrarının alışılmamış sayıda karıncayı cezbettiğini fark ettiler. Yapılan analizler, idrarın fazla miktarda şeker içerdiğini gösterdi. Ayrıca köpek bir süre sonra şaşırtıcı bir şekilde, diyabetli insanlarda görülen belirtileri göstermeye başladı. Von Mering ve Minkowski, başka köpeklerden de pankreası uzaklaştırdılar ve bunlarda da aynı şekilde diyabet oluştu. Pankreas kanalının tahrip edildiği ve sonuçta hastalığın oluşmadığı deneyler açıkça göstermiştir ki, deneysel olarak oluşturulan diyabet, pankreatik sindirim enzimleriyle ilişkili değildir. Yadsınamaz bir başka sonuç da pankreasın sindirimden başka vücut işlevlerinde de rol oynadığıdır. Artan kanıtlar, yokluğu diyabetin oluşmasına neden olan bir maddenin pankreas tarafından salgılandığına işaret etmekteyse de bunu kanıtlamak mümkün olmadı. Diyabetli köpekleri pankreas parçalarıyla beslemek de bir etki yapmadı. Eğer pankreas, bir kontrol edici kimyasal -bir hormon- içeriyorsa bu, sindirim enzimlerince tahrip edilmişti. Çok sayıda araştırıcının tekrar tekrar yaptığı deneylerde pankreastan elde edilen bir özütün enjeksiyonunun diyabet belirtilerini değiştireceği beklenmiş; fakat bu gözlenmemiştir. Görünen oydu ki, pankreas dokusunun özüt elde etmek üzere öğütülmesi, hormonun pankreatik sindirim enzimleriyle karışmasına ve tahrip olmasına yol açmıştı. Bu nasıl önlenebilirdi?
Pankreasın, birbirinden bağımsız olarak işlev gördüğü düşünülen çeşitli hücre tiplerinden oluşan bileşik bir organ olduğu biliniyordu. Bu hücrelerden bir kısmı, sindirim enzimlerinin yapımı ve salgılanmasıyla ilgili hücrelerken, oldukça farklı başka bir hücre grubu, Langerhans adacıkları ya da basitçe adacık hücreleri olarak adlandırılır. Muhtemelen bunca insanın aradığı hormon, adacık hücreleri (özellikle Beta adacık hücreleri) tarafından sentezlenmekteydi. Bu hipotezi destekleyen ve bu hormonun izole edilmesi yolunu açan kritik deneyde pankreas kanalı bağlandı ve sonuçta pankreasın büyük bölümünün atrofiye uğradığı; fakat diyabetin oluşmadığı gözlendi. Bu pankreasın incelenmesi, enzim üreten bölümünün atrofiye uğrarken, adacıkların temelde değişmediğini ortaya çıkardı. Yokluğu diyabete yol açan hormon, pankreasın bu bölümünden geliyor olmalıydı.
İnsulin hormonu, en sonunda 1922’de F. G. Banting ve C. H. Best tarafından, Toronto Üniversitesi’nde izole edildi. Bu araştırıcılar, bir grup köpekte pankreas kanalını düğümlediler, enzim üreten doku atrofive oluncaya kadar beklediler, dejenere olan pankreası çıkartıp dondurdular ve bunu izotonik bir ortam içinde parçaladılar (dondurma, geride kalmış olabilecek sindirim enzimlerinin aktivite göstermesini önler), çözeltiyi süzdüler ve süzüntüyü, deneysel olarak divabet oluşturulan köpeklere hızla enjekte ettiler. Köpekler belirgin bir iyileşme gösterdiler. Banting ve Best, embriyonik hayvanların pankreaslarından hazırladıkları özütlerle de iyi sonuçlar elde ettiler; zira embriyoda adacıklar, enzim üreten hücrelerden daha önce gelirler ve bu yüzden ekstraksiyon işlemi sırasında ortamda insülini tahrip edecek enzimler bulunmaz. Banting, 1923’de bu önemli çalışması nedeniyle bir Nobel ödülünü paylaşmıştır.
Birçok yönden, Banting ve Best, belirli bir organın ya da dokunun endokrin işlevi olup olmadığını göstermek amacıyla standart olarak kabul edilen bir yöntem izlediler:
1.Söz konusu organın vücuttan uzaklaştırılması ya da tahrip edilmesi, hormonun yokluğuyla ilgili olan ve önceden tahmin edilen belirtileri ortaya çıkarmalıdır.
2.Söz konusu organdan elde edilen metaryalin uygulanması bu belirtileri ortadan kaldırmalıdır.
3.Hormon hem organda hem de kanda bulunmalı ve her ikisinden de izole edilebilmelidir.
Neyse ki şüphelenilen organlardan özütler hazırlamak, her zaman pankreastaki kadar zor olmamıştır.
İnsulin, 1926’da Johns Hopkins Üniversitesi’nden J. J. Abel tarafından kristalize edilmiştir. Şimdi artık biliyoruz ki pankreasın Beta adacık hücreleri önce, proinsulin adı verilen çok daha uzun bir zimojen polipeptit -bir inaktif enzim öncülü- sentezlerler. Bu öncül molekülünün orta kısmından 35 amino asit uzaklaştırılınca insulin aktif hale geçer.
İdrarda yüksek şeker derişimi, diyabetin en büyük belirtisidir. İnsulinin bu belirtiyle ilgisi nedir? Bir cevap bulmaya çalışmadan önce belirtiyi biraz daha fazla incelemeliyiz. Bir diyabetlinin idrarında şeker bulunması böbreklerin iyi çalışmadığı anlamına gelmez; kanda şeker derişimi normalden daha yüksektir ve böbrekler bu fazlalığın bir kısmını uzaklaştırmaktadırlar.
Karaciğer, kan şekeri düzeyinin düzenlenmesinde kritik bir rol oynar. Eğer karaciğere bağırsaklardan, portal yen yoluyla gelen kanda normalden fazla derişimde şeker varsa, karaciğer bu fazla şekerin büyük bir kısmını alarak glikojen halinde depo eder. Bunun tam tersine, eğer karaciğere gelen kandaki şeker miktarı düşükse, karaciğer, depo glikojeninin bir kısmını glukoza çevirip kana verir. Vücudun diğer kısımları, özellikle kaslar ve adipoz (yağ) doku, bu düzenleyici sistemin önemli elemanlarıdır. Karbonhidratça zengin bir yemekten sonra, kan şekeri derişimi yükselince fazla glukozun bir kısmı kaslarda glikojen halinde depo edilir. Bir kısmı da yağa çevrilerek adipoz dokuda depo edilir. Bu koşullarda karaciğerdeki ve kastaki glukozun okside edilme hızı da yükselebilir.
Karaciğer, kas ve adipoz dokuları (üçü de, insulinin hedef dokularıdır) arasındaki ilişkiyi içeren bu kısa özet, insulinin aşağıda verilen bilinen etkilerini, ki net etkisi kanda glukoz derişimini azaltmaktır, açıklamada yardımcı olur.
1.İnsulin, kas hücrelerinin ve adipoz hücrelerinin kandan daha fazla glukoz absorbe etmelerini uyarır (muhtemelen zar geçirgenliğini değiştirerek); fakat glukozun karaciğer hücreleri tarafından alınmasını etkilemez.
2.Karaciğer ve kas hücrelerinde, glukozun hem oksidasyonunu hem de glikojenin yapısına girmesini arttırır. Bu işlemlerin etkisi serbest glukozu azaltmaktır.
3.Karaciğer ve kas hücrelerinde depo glikojenin metabolik yıkımını önler.
4.Adipoz hücrelerinde glukozdan yağların sentezini arttırır ve aynı zamanda yağların metabolik yıkımını önler.
5.Amino asitlerin karaciğer ve kas hücreleri tarafından alınmalarını ve protein sentezini arttırırken protein yıkımını önler.
İlk üç etkinin karbonhidrat metabolizmasıyla ilgili olmasına rağmen son ikisinin yağ ve protein metabolizmalarıyla daha doğrudan ilgili olduğuna dikkat edin. Fakat, yağ ve protein sentezlerinin artıp bunların yıkımının yavaşlaması, hücreleri metabolik enerji kaynağı olarak daha çok glukoz kullanmaya zorlar. Bunun sonucu serbest glukoz miktarının azalmasıdır. Böylece bir kere daha görüyoruz ki, bütün besin sınıfları için geçerli metabolik yollar birbiriyle yakından ilişkili bir sistem oluşturur ve bu yollardan birinin değişmesi, kaçınılmaz olarak diğerlerini etkiler.
Gerek pankreasın aşırı aktivitesi sonucu, gerekse bir diyabetli hastaya çok yüksek dozda verilmesinin sonucunda sistemde gereğinden fazla insulin bulunması, insulin şoku adı verilen ciddi bir duruma yol açar. Kan şekeri düzeyi o kadar düşer ki kendine ait besin deposu miktarı çok az olan beyin, aşırı duyarlı hale gelir, kasılmalar oluşur ve bunları bilinç kaybı ve ölüm izler. İnsulinin doğal olarak aşırı miktarlara ulaşması son derecede seyrek görülen bir olaydır. Daha sık görülen ise insulin eksikliği (tüm Tip I diyabetlerde ve karaciğer bozukluğuna bağlı Tip II diyabetlerde olduğu gibi) ya da dokuların insüline karşı duyarsızlığıdır (diğer tüm Tip II diyabetlerde olduğu gibi).
Karaciğer ve kaslar yeteri kadar glukozu glikojene dönüştüremezler, karaciğer gereğinden fazla glukoz üretir ve hücre solunumunda karbonhidrat kullanımı aksar. Kan şekeri düzeyi normalin üzerine çıkar ve fazla glukozun bir kısmı idrarda görülmeye başlar. Bu glukozu taşımak için daha fazla su atılmak zorunda kalır ve divabet hastası dehidrate olma eğilimi gösterir. Kana giderek daha fazlası glukoz geçip idrarla atıldığı için glikojen depoları tükenir. Kandaki glikoz fazlalığına rağmen, karbonhidrat metabolizması aksadığı için vücut yeteri kadar enerji elde edemez. Bu durumda vücut protein ve yağ -özellikle yağ- depolarını metabolize etmeye başladığından diyabet hastası kilo kaybeder, güçsüzleşir ve enfeksiyonlara karşı dirençsiz hale gelir. Bunun dışında tamamlanmamış yağ metabolizması, toksik maddelerin oluşmasına yol açar. Bu maddeler ise çok hassas biçimde dengelenmiş olan vücut pH’sını ciddi biçimde bozar ve bu durum, müdahale edilmezse sonuçta meydana gelen ölümün en büyük nedeni bu olur.
Pankreas, insulinin yanısıra başka bir polipeptit hormon daha salgılar. Glukagon adı verilen bu hormon, alfa adacık hücrelerinde yapılır.
Glukagon, insulininkiler zıt etkilere sahiptir; kan glukoz derişiminde yükselmeye yol açar. Yağ hücreleri hem insulin hem de glukagon reseptörleri taşırlar ve bu zıt etkili hormonlar arasındaki denge, hücrelerin metabolizmasını kontrol eder. Bir kere daha görüyoruz ki, bir organizmanın normal işlev görmesi, birbirinin zıddı kontrol sistemleri arasındaki hassas dengeye bağlıdır. Bu sistemlerden biri normalden sapar ve bu hassas denge bozulursa anormallikler oluşur ve ciddi vakalarda bunlar hastalıklara ve hatta ölüme yol açar.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :