Sinir hücreleri birbirleriyle kimyasal sinyaller aracılığıyla iletişim kurar. Bu sinyalleri, hücrelerden biri salgılar ve diğer hücre de alıcı görevi görür. Tüm omurgalı ve omurgasız türler, sinir sisteminin karmaşık yapısını korumak için çok sayıda sinyal moleküyle etkileşime girerler. Sinyal moleküllerinin kimyasal doğası; nitrik oksit gibi basit moleküllerden, aminerjik ve yağ asidi molekülleri, amino asitler ve proteinlere değişkenlik gösterir. Bunlardan herhangi biri, kendi biyokimyasal sentez ve parçalanma yolağını içerir ve hücre biyolojisi karakteristikleri kimyasal iletişime katılmalarına izin verir.

Sinir hücreleri arasındaki iletişimi sağlayan kimyasal moleküllerden en yaygın olarak bilinenleri, nörotransmitterler adı verilen gruptur. Fakat nörotransmitterlere ek olarak, nöropeptitler de nöronlar arasında iletişimi sağlayan bir molekül grubudur. Nöropeptitler şu zamana kadar keşfedilen vücuttaki en büyük ve geniş molekül sınıfıdır. Doğrudan nörotransmitterler olarak da rol oynayabilirler. Var olan nörotransmitterlerin düzenleyicileri olarak, otokrin (sentezlendiği hücreye etki etmesi durumu) ve parakrin (sentezlendiği hücreden farklı bir hücreye etki etmesi durumu) düzenleyiciler olarak görev yapabilirler. Uzun mesafede ise hormon olarak etkili olurlar. Etki şekli ve işlevleri çok sayıda fizyolojik süreç ile ilişkili olabilir. Fakat nöropeptitler tam olarak nedir? Bir sinyal molekülü ne zaman nöropeptittir? Tüm sinyal molekülleri için basit bir cevap yoktur. Bu moleküller kimyasal bir yapıya, biyosentez yolağına, hücre biyolojisi karakteristiklerine ve etki modeline dayanır. Nöropeptit terimi 40 yıldan fazla kullanılır ve tanımlanması bu kriterlere bağlıdır.

Nöropeptitlerin tanımlanması, sinir sisteminde biyolojik fonksiyon gösteren peptitlerin keşfedilmesiyle mümkün oldu. Bu peptitler, beyinde özellikle bilişsel işlevler ile ilgili görev yapar. 1950’li yıllarda David de Wied, sıçan davranışında peptit hormonların (protein yapıdaki hormonlar) aktivitesini inceleyerek öncü bir çalışma yaptı. ACTH, MSH ve vazopressinin hormonlarının beyne etki ederek, öğrenme ve hafıza sürecini etkilediğini buldu.
Nöropeptitler, nöronlar tarafından diğer hücrelere sinyal göndermek için kullanılırlar. Biyosentezleri nöronlarda gerçekleşir. Bu moleküller dokuda, in situ hibridizasyon ve immünositokemistri yöntemleriyle tanımlandı. Peptitler sinir sisteminde, nöronlar dışında diğer hücreler tarafından da üretilir. Fakat sinir sisteminde sentezlenen tüm moleküller nöropeptit değillerdir. Glia hücreleri (sinir sisteminde bulunan ve nöronları destekleyen hücreler) tarafından büyüme faktörleri ve sitokinler de üretilir. Bunun ardından, glia hücrelerinin de nöropeptit sentezlediği bulundu.

Nöropeptitler hücrelerden nasıl salgılanır? Sinyal moleküllerinin kontrollü salınımı, hücreler arasındaki kimyasal iletişime bağlıdır. Nöronlar düzenli olarak nöropeptitleri salgılarlar, sentezlenmiş peptitler hücre içerisindeki vesiküllerde saklanır ve bir uyarana maruz kaldığında kontrollü olarak salınır. Bir sinyal peptiti genellikle 20-25 amino asit uzunluğundadır. Sentezlenen bu peptit, hücrede endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtı adı verilen organellerde işlendikten sonra salgılanır. Ağırlıklı olarak lizin ve arjinin amino asittlerini içerirler. Nöropeptit öncül molekülünün enzimler tarafından değişik şekillerde kırpılmasıyla, aynı öncülden farklı nöropeptitler oluşabilir. Enzimlerin hücrelere göre farklı göstermesiyle, farklı hücrelerde aynı öncülden farklı nöropeptitler sentezlenebilir.

Nöropeptitlerin sinir sisteminde tüm sinirsel işlevlerle ilgili aktivitesi gözlemlenmiştir. Nöropeptitlerin etkisi; genetik, biyokimyasal, hücresel, davranışsal ve organizma düzeyinde gözlendi. Bu moleküller, çeşitli hücre türlerini ve dokuları etkiler. Etkileri büyüme faktörleri ve sitokinlerin etkilerinden her zaman ayırt edilemez. Hızlı olan nörotransmitterlerin aksine, nöropeptitlerin etkileri yavaştır. Genellikle sinir hücrelerinin uç kısımlarında amino asit ve amin nörotransmitterleri ile birlikte bulunurlar. Fakat sadece uzun ve yoğun uyaranların sonucunda salgılanırlar. Nöropeptit salınımın bu ertelenmiş cevabının sebebi, hücresel salınım noktasında bulunmayan vesiküllerin içerisinde olmalarıdır. Bu nedenle nörotransmitterlerden farklı olarak salınıma hazır değillerdir. Sürekli uyarım sonucunda kalsiyum seviyesi artar ve nöropeptitler salınır. Nöropeptit salınımındaki bu görece yavaş cevap, tüm nöropeptitlerin etki ettiği G-protein çifti reseptörleridir. Bu reseptörler (hücre zarında bulunan sinyal alıcı protein molekülleri), hücresel cevapla sonuçlanan moleküler enzimatik olayların hücre içerisindeki yolağını tetikler. Bu olay, nörotransmitterlerin etkisine göre daha uzun sürer (saniyeler ya da daha fazla). Nörotransmitterler ise, nöronlarda iyon kananllarından iyonların akışına etki ederek hızlı tepki verilmesini sağlar (mili saniyeler içerisinde).
Nöropeptitlerden bazılarının etki ettiği reseptörler hala bilinmiyor. Ancak aynı reseptör, birden fazla nöropeptite cevap verebilir. Nöropeptitleri kodlayan yaklaşık 70 gen tespit edildi. Bu genlerin kodladıkları nöropeptitler, yapılarına göre 18 alt aileye ayrılırlar. Glukagon/sekretin gen ailesi bunun örneklerinden biridir.

Büyüme Faktörleri

Hücreler tarafından üretilen ve salgılanan protein yapısındaki sinyal molekülleridir. Hücrelerin çoğalmasını, farklılaşmasını ve hayatta kalmasını sağlarlar. Embriyonik gelişim sırasında ve yetişkin sinir sisteminin sürdürülebilmesi için beyinde çok sayıda büyüme faktörü eksprese olur. Büyüme faktörleri büyük bir aile grubudur. Örnekleri; nörotrofinler, fibroblast büyüme faktörleri, Wnt’ler, kemik morfojenik faktörleri, epidermal büyüme faktörleri ve daha pek çok faktördür. Nöropeptitler 1960’larda ve 1970’lerde ortaya çıkan kimyasal sinyal molekül sınıflarından biridir. Endokrin sistem ve sinir sistemi üzerine yapılan çalışmalarla keşfedildi. Daha geniş perspektifte, peptit yapıdaki hormonlar, büyüme faktörleri ve sitokinlerde nöropeptit olarak değerlendirilir. Bütün bu peptitler sinir sisteminin işlevini düzenler.

Kaynakça:
Adalberto Merighi, Neuropeptides Methods and Protocols.

Yazar: Ayça Olcay

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here