Yoga, Meditasyon ve Mutluluk Hormonu olarak anılan Serotonin arasındaki ilişki

Serotonin (5-Hidroksitriptamin), aromatik amino asit grubunda yer alan ve esansiyel olan L-Triptofan’dan sentezlenir. Biyokimyasal haberci ve düzenleyicidir.

Serotonin başlıca otonom sinir sisteminin bölümlerinden biri olan ve sindirim sistemi çevresini yöneten enterik sinir sisteminde bulunur. Bunun yanında merkezi sinir sistemi (Raphe çekirdekleri) ve trombositler dahil birçok yerde bulunur. Serotonin, nörotransmisyon, gastrointestinal motilite, hemostaz ve kardiyovasküler bütünlük dahil olmak üzere birçok önemli fizyolojik fonksiyona aracılık eder 1.

Serotonin, merkezi sinir sisteminde ve çevre bölgelerinde farklı etkileri olan bir moleküldür. Bir hormon, bir nörotransmitter ve bir mitojen olarak işlev görür. Farklı uyaranlara karşı “duruma bağlı” davranışsal tepkileri düzenler. Omurgalılarda serotonin ruhsal hâli, davranışı, iştah durumunu, uykuyu ve cinsel davranışı modüle eder. Serotonerjik sistemin eksiklikleri, depresyon, obsesif-kompulsif bozukluk, fobi, epilepsi ve travma sonrası stres gibi bozukluklara neden olur. Bu sistemin eksikliğinde başlıca görevi üstlenen faktörlerden biri ise strestir 1.

Serotonin düzeylerini artırmak için birçok araştırma yapılmış ve farmakolojik yönden ilaçlarla bu hedefe varılmıştır. Son zamanlarda ise ilaçsız yollarla serotonini artırmaya yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Yapılan araştırmalar sonucunda da düzenli olarak yapılan yoga ve meditasyonun serotonini artıran doğal yollardan biri olduğu gösterilmiştir 2.

Yoga ve meditasyon, zihni ve bedeni rahatlatmaya ve stresini azaltmaya yardımcı olmaktadır. Çok sayıda yoga ve meditasyon türü olsa da temel fikir; nefese odaklanmak, dikkat temelli stresi azaltmak, kişinin kendisinin farkında olması, kişinin nefesini ve fiziksel hareketlerini bilerek kontrol etmesidir 3.

Serotonin doğal yollarla atılmadan önce 5-hidroksi-indol-3-asetik aside (5-HIAA) metabolize edilir. Bu nedenle, 5-HIAA konsantrasyonları serotonin seviyelerinin bir göstergesi olarak kabul edilir. Bir araştırma sonucunda idrarda bakılan 5-HIAA miktarı meditasyon yapanların yapmayanlara oranla iki kat fazla olarak ölçülmüştür 3. Başka bir araştırmada ise düzenli olarak sabah ve gece uyumadan önce meditasyon yapan grubun kontrol grubuna göre yüzde yetmiş oranında 5-HIAA seviyesinin fazla olduğu görülmüştür 4. Çalışmalar sonucunda elde edilen bulgular yoga ve meditasyonun serotonin düzeylerini artırmasıyla birlikte gün içerisinde bu oranları bir denge halinde tuttuğunu da göstermiştir 5.

Sonuç olarak, düzenli yapılan yoga ve meditasyonun genel mutluluk durumunu artırdığı ve stresle mücadelede yardımcı olduğu ortaya çıkmıştır.

Yoga ve meditasyon yapın, gülümsemeye devam edin!

Kaynaklar
1. Krishnakumar D, Hamblin MR, Lakshmanan S. Meditation and Yoga can Modulate Brain Mechanisms that affect Behavior and Anxiety-A Modern Scientific Perspective. Anc Sci. 2015;2(1):13-19. doi:10.14259/as.v2i1.171
2. Daube W, Jakobsche C. Biochemical Effects of Meditation: A Literature Review. Surj. 2015;1:80-85. http://www.surjatclarku.com.
3. Bujatti M, Riederer P. Serotonin, noradrenaline, dopamine metabolites in transcendental meditation-technique. J Neural Transm. 1976;39(3):257-267.
4. Walton KG, Pugh ND, Gelderloos P, Macrae P. Stress reduction and preventing hypertension: preliminary support for a psychoneuroendocrine mechanism. J Altern Complement Med. 1995;1(3):263-283. doi:10.1089/acm.1995.1.263
5. Desai R, Tailor A, Bhatt T. Effects of yoga on brain waves and structural activation: A review. Complement Ther Clin Pract. 2015;21(2):112-118. doi:10.1016/j.ctcp.2015.02.002

Lizozomlar: Hücrenin İntihar Torbaları

Lizozom-Header

Hücrenin önemli bir organeli olan lizozomlar 1955 yılında Belçikalı biyokimyacı Christen de Duve tarafından keşfedilmiştir. Sürekli dondurulup çözdürülen hücrelerin salgıladığı bir enzimin farklı organelden geldiğini ortaya çıkarmış ve bu organele Lizozom adını vermiştir. Bu organellerin, bakteri ve yıpranmış hücrelerin parçaları gibi farklı tipteki materyallerin ayrıştırılmasında önemli işlevleri olduğunu keşfetmiştir. Bu keşfi nedeniyle 1974 Nobel Tıp ödülüne layık görülmüştür 1.

Lizozomlar, hücreler ölmek üzereyken hücreleri çözme işlevine hizmet eden organellerdir (otofaji). Lizozomlar hücrenin atıklarını ortadan kaldıran sistemi olarak bilinir ve hem hücrenin dışından hem de hücre içindeki eski bileşenlerden sitoplazmada istenmeyen maddeleri sindirerek hareket ederler. Hemen hemen tüm ökaryotik hücrelerde bulunan fosfolipid yapısında tek katmanlı membranı bulunan sitoplazmik organellerdir. Golgi cisimciğinde üretilirler. Büyüklükleri ve şekilleri bulundukları hücreye bağlı olarak değişkenlik gösterir. Ancak şekilleri genel olarak dairesel yapıdadır. Tek katmanlı membranın yapısında, lümen ile organel arasındaki transport sistemleri, elektrojenik proton pompası ve membran proteinleri yer almaktadır 2. Bunlar, endozomal/lizozomal sistemin başlıca degradatif kompartımanı ve proteinler, glikokonjugatlar, lipidler ve nükleik asitler gibi çeşitli makromoleküllerin yapı bloklarına ayrıldığı endositik yolakların terminal kısmıdır. Hücreler içerisinde makromoleküllerin yıkımı ve geri dönüşümünü etkileyen membran dinamikleri, homeostazın korunmasında kritik bir rol oynar. Degredasyona uğramış makromoleküller endozomal/lizozomal sisteme bu yolakların terminal kısmından girebilir 3.

Lizozomların 60’tan fazla farklı enzim içerdikleri bilinmektedir. Sitoplazmanın pH’sı 7.4 iken lizozomlar içerisindeki optimal pH 4.5-5’tir. İçeriğindeki enzimler asit hidolaz sınıfıdır ve asidik ortamda aktifken bazik ve nötral ortamlarda aktivite göstermezler. Bu özellikleri sayesinde hücreye genel olarak bir koruma sağlarlar. Lizozomal enzimlerin kontrolsüz bir şekilde sitoplazmaya sızarak hücrenin sindirilmesi önlenmiş olunur. Lizozomal enzimlere nükleazlar, proteazlar, glikozidazlar örnek olarak verilebilir. Lizozomlar içindeki asidik ortamın korunmasında, lizozomal membranda bulunan hidrojen (proton) pompası rol oynar. Proton pompası, aktif transport ile sitozolden lümene hidrojen iyonlarını pompalayarak asidik ortamı sabit halde tutar. Lizozomal membranlarda çok sayıda glikoprotein bulunmaktadır. Özellikle membranın lümene bakan yüzündeki proteinler yüksek oranda glikozillenmiştir. Glikoproteinler glikokaliks yapısı oluşturarak lizozomu asit hidrolazların etkisinden korur 4.

Başlıca Görevleri
Lizozomal enzimler protein, DNA, RNA, polisakkaritler ve lipidleri hidrolize ederler. Bunun yanında hücre içine giren bakteri, virüs otomatik parçalama işlemiyle sindirmekten sorumludurlar. Hücre hasar gördüğünde, lizozomlar patlayabilir ve enzimler kendi hücrelerini sindirebilirler. Bu nedenle, lizozomlar hücrenin intihar torbaları olarak da bilinir. Ancak bu özellik, bir hücre hasar gördüğünde veya hücrenin bölümleri artık fonksiyonelliğini kaybettiği zaman devreye girer. Yani, yaşlı hücreleri ve gerekli olmayan yapıları, moleküllerin tekrar kullanılabilmesi amacıyla parçalar. Apoptoz; programlanmış hücre ölümüdür. Bu sistem sayesinde vücut için gerekli olmayan hücreler ya da görevini tamamlayanlar hücre içinde programlanarak sindirilir. Lizozomların ve lizozomal proteazların, apoptoz sırasında hücreler için intihar eden hücre ölüm yollarına katıldığı bilinmektedir. Polimerleri parçalayabilmenin yanı sıra, lizozomlar diğer organelleri kaynaştırır ve hormon, protein, karbonhidrat, lipid gibi büyük yapıları veya hücresel birikintileri sindirebilir. Lizozomlar, içinde yer alan proteinleri diğer proteinlerden ayıran ve onların lizozoma yönlenmesini sağlayan özellik, sentezden sonra golgi cisimciğinde uğradıkları modifikasyon ile kazandıkları mannoz-6-fosfat (M6P) rezidüleridir. Trans-golgide yer alan M6P reseptörleri yeni sentezlenen lizozomal enzimlerin lizozomlar içinde toplanmasını sağlar 5.

Lizozomların genel olarak dört farklı etki şekli vardır. Bunlar:

1.Ekzositoz: Lökosit ve makrofajlar, doku harabiyeti olan yere hücum ederler. Burada hücre içine alınan partikülleri lizozomlar sindirir.
2.Otofaji: Bu olayda, hücrenin zarar gören ve işlevini yapamaz hale gelen komponentleri lizozom içine alınmakta ve sindirilmektedir.
3.Otoliz: Lizozom membranının açılarak hücrenin kendini parçalamasıdır. Canlı hücreler zarar gören yapılarını mümkün olduğu kadar onarmaya çalışırlar. Bu onarım durduğu anda ilk zarar görecek yer lizozom membranıdır. Ölümden kısa bir süre sonra kokuşmanın başlama nedeni, lizozom membranlarının parçalanması ve enzimlerinin serbest kalmasıdır.
4.Pinositoz: Tiroid bezi hücreleri lümendeki kolloid maddeyi (tiroglobulin) pinositoz yoluyla alırlar. Pinositotik vezikül lizozom ile birleşerek lizozomun hidrolazları tiroglobulini parçalar ve tiroid hormonu sentezlenerek salınır 6.

Hastalıklarla İlişkisi
Lizozomal enzim defektleri ile ilgili hastalıklarda, hücre içinde yıkılmış komponentler çözünmemiş ürünler olarak birikerek fonksiyon bozukluğuna yol açarlar. Bu durumun yol açtığı klinik durumlara Lizozomal Depo Hastalıkları denir. 30’dan fazla hastalık tanımlanmıştır. Mutasyona uğramış genler nedeniyle bu hastalıklar ortaya çıkmaktadır. Lizozomal depo hastalıkları hayvan ve insanlarda farklılıklar gösterir ve farklı açılardan büyük öneme sahiptirler.

Hayvanların Lizozomal Depo Hastalıklarına örnek verilecek olursa; Alfa–mannosidoz evcil hayvanlarda görülen en yaygın ve ekonomik yönden de öneme sahip olan bir Lizozomal Depo Hastalığıdır. Otozomal resesif kalıtımla geçtiği bilinmektedir 7.

GM1 gangliosidoz, lizozomal beta–galaktosidaz enziminin eksikliği sonucu şekillenen, GM1 gangliosidlerin intralizozomal birikimi ile karakterize ölümcül nörodejeneratif ve nörovisseral bir hastalıktır. Hastalığın otozomal resesif kalıtımla geçtiğine dair çalışmalar bulunmaktadır. İlk kez 1971 yılında Siyam kedisinde tanımlanmış ve bunun çocuklarda meydana gelen GM1 gangliosidoz ile aynı özellik taşıdığı bildirilmiştir. GM1 gangliosidoz kedi, köpek ve koyun gibi hayvanlarda görülmektedir 8.

Sonuç olarak , hücrenin intihar torbaları olarak bilinen lizozomlar diğer organeller ile bir uyum içinde çalışmakta ve canlı organizmanın bütünlüğünün korunmasında önemli görevleri yürütmektedir.

Kaynaklar
1. “Christian de Duve-Facts”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 10 Aug 2018. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1974/duve-facts.html.
2. Lodish H, Berk A, Kaiser CA, et al. Molecular Cell Biology. 5th ed. (Lodish H, Berk A, Kaiser CA, et al., eds.). New York, US: W. H. Freeman, Macmillian Learning; 2016.
3. Hu YB, Dammer EB, Ren RJ, Wang G. The endosomal-lysosomal system: From acidification and cargo sorting to neurodegeneration. Transl Neurodegener. 2015;4(1):1-10. doi:10.1186/s40035-015-0041-1
4. Aksoy ZB, Soydemir E. Lizozomal Aktivite. Güncel Gastroenteroloji. 2016;20(4):345-352.
5. Dinçel GÇ, Kul O. Evcil Hayvanların Lizozomal Depo Hastalıklarında Patogenez ve Patolojik Bulgular. Gümüşhane Univ J Heal Sci. 2015;4(4):614-637.
6. Schwake M, Schröder B, Saftig P. Lysosomal Membrane Proteins and Their Central Role in Physiology. Traffic. 2013;14(7):739-748. doi:10.1111/tra.12056
7. Jolly RD, Walkley SU. Lysosomal storage diseases of animals: an essay in comparative pathology. Vet Pathol. 1997;34(6):527-548. doi:10.1177/030098589703400601
8. Warren CD, Alroy J. Morphological, biochemical and molecular biology approaches for the diagnosis of lysosomal storage diseases. J Vet Diagnostic Investig. 2000;12(6):483-496. doi:10.1177/104063870001200601

Total kalsiyum (tCa), İyonize kalsiyum (iCa), Düzeltilmiş total kalsiyum (ctCa): Hangisi?

Kalsiyum (Ca), hem hayvan hem insan metabolizmasında çok büyük önemi olan makro elementlerden biridir.

Total kalsiyum (tCa) metabolizmasının düzenlenmesinde başlıca doku düzeyinde deri, karaciğer, böbrekler, kemikler ve bağırsaklar; molekül düzeyinde Paratiroit Hormon (PTH), Kalsitonin (CT) ve vitamin D görev alır. Kalsiyum iskelet sisteminin yapısal bileşeni olup organizmada farklı ve çeşitli görevleri vardır. Bunlar arasında kasların kontraksiyonu, kanın koagülasyonu, enzim aktivitesi, sinirsel uyarımlar, hormon salınımı, ikincil mesajcı ve membran permeabilitesi yer alır 1.

Vücuttaki hücre dışı sıvının kalsiyum iyon konsantrasyonu hayati önem taşımakta ve her zaman bir denge halinde tutulmaktadır. Bu dengenin sağlamasında birincil olarak Paratiroit hormon (PTH), Kalsitonin (CT) ve Vitamin D katkıda görev alır. Bunların dışında adrenal kortikosteroidler, östrojenler, tiroksin, somatotropin ve glukagon gibi diğer hormonlar da katkıda bulunmaktadır 1.

Plazma veya serumdaki kalsiyum 3 fraksiyona ayrılır 1,2. Bunlar:

  1. İyonize veya serbest kalsiyum (iCa veya Ca++) (≈%56)
  2. Proteinlere bağlı kalsiyum (çoğunlukla albümin) (≈%34)
  3. Kompleks veya şelat kalsiyum (küçük moleküler ağırlıklı çeşitli anyonlara bağlı taşınanlar-fosfat, bikarbonat, sitrat, laktat) (≈%10)

iCa ve kompleksleştirilmiş kalsiyum, kalsiyumun dağılabilir fraksiyonunu oluşturur. Bu kısım, biyolojik membranlardan geçtiği için ultrafiltratlanabilir kalsiyum olarak da adlandırılabilir. iCa, serum kalsiyumun fizyolojik olarak en aktif fraksiyonudur. iCa, kemik homeostazında, sinir iletimlerinde, kanın pıhtılaşmasında, Vitamin D ve PTH salgılanmasında, metabolik ve sindirim enzimlerinin aktifleştirilmesinde ve demirin etkin kullanımı gibi fonksiyonlardan sorumludur aynı zamanda patolojik durumların hassas belirtecidir 1,2.

Protein-bağlı kalsiyumun yaklaşık %90’ı albüminle bağlantılıdır ve geri kalan %10’u çeşitli globülinlere bağlıdır. Kalsiyumun yaklaşık yarısı proteinlere bağlı olduğundan tCa’un değerlendirilmesi serum albümin ve total protein değerlerine bağlıdır (Şekil 1) 3,4.

Ca

Şekil 1. iCa normalde çok dar bir aralıkta kalırken, tCa konsantrasyonu bağlı veya kompleks olan kalsiyumdan etkilenir. Diğer bir ifade ile tCa konsantrasyonu, proteinlere bağlı Ca veya kompleks Ca fraksiyonlarındaki değişime bağlı olarak farklılık gösterebilir 3.

Geleneksel olarak, bir hayvanın kalsiyum durumunun değerlendirilmesi, tCa konsantrasyonunun değerlendirilmesine dayanmaktadır. tCa konsantrasyonunun, kalsiyum durumunun belirlenmesi için biyolojik olarak aktif fraksiyon ve altın standardı olan iCa ile doğru orantılı olduğu varsayılmaktadır. Buna rağmen bu varsayımın çeşitli klinik durumlarda geçerliliği yoktur. iCa ölçümünün mümkün olmadığı durumlarda özellikle hipoalbüminemi veya hipoproteinemisi olan hastalarda, diyagnostik yorumu iyileştirmek adına tCa’nın albümin veya total protein konsantrasyonuna göre düzeltilebileceği veya ayarlanabileceği öne sürülmüktedir. Ayrıca pH’daki değişiklikler, albümine bağlı olan kalsiyum fraksiyonunu değiştirir; bu nedenle, iCa konsantrasyonu, tCa’da değişim olmadan da değişebilir. İşte bu düzeltilen veya ayarlanabilen tCa’ya düzeltilmiş kalsiyum (ctCa) denir. Özellikle plazma albümin konsantrasyonun değiştiği durumlarda ctCa’nın değerlendirilmesi önerilir. Bugüne kadar, iCa ve ctCa konsantrasyonlarını belirlemek için çeşitli denklemler önerilmektedir (Tablo 1) 1,5,6.

Tablo 1. Albümin ve total protein konsantrasyonu üzerinden iCa ve ctCa hesaplanmasında kullanılan çeşitli denklemler.

tCa, albümin ve total proteinin konsantrasyon ölçümü in-house ve laboratuvar tipi analitik cihazlar ile kolaylıkla yapılabilmektedir. Genellikle bu tip cihazlarda sırası ile Arsenazo III, Bromkresol yeşili ve Biüret yöntemleri kullanılır.

epociCa konsantrasyonun ölçümü ise ion-seçici elektrodları (ISE) olan cihazlar ile yapılmaktadır. Bu tip cihazlar mobil veya bench tipi POC (point-of-care) cihazlar (Şekil 2) olabileceği gibi otomatik biyokimya analizörlerinin bir bileşenide olabilir. Mobil tipi cihazlar kliniklerde sıklıkla tercih edilmektedir ve genellikle yüksek maliyetli olup elde edilen sonuçların referans laboratuvar sonuçları ile karşılaştırılması önerilmektedir; şüpheli durumlarda veya zaman zaman kalite kontrol amaçlı bu işlem önerilmektedir 2.

iCa konsantrasyonu ölçüleceği zaman örneğin toplanması ve işlenmesi azami dikkat ve titizlikle yapılmalıdır. Örnekler anaerobik ortamda toplanmalı (karbondioksit kaybını en aza indirgemek için), soğuk zincirde taşınmalı ve birkaç saat içinde işlenmelidir (laktat üretimini en aza indirgemek için). tCa konsantrasyonu ölçümleri, nispeten ucuz, kolaylıkla temin edilebilir ve örnek taşıma değişkenlerine karşı daha dayanıklıdır. Bu sebeplerle günümüzde sıklıkla total kalsiyumun ölçümü yapılmakta ve değerlendirilmektedir.

Sonuç olarak, vücut Ca dengesinin izlenmesinde her üç parametreninde kullanılabileceği bildirilmektedir. Bu noktadaki en önemli husus her bir parametrenin ne olduğunu, değişkenlerini ve yanıltıcı olabilecek hususları anlamaktadır. Özellikle hipoalbuminemik vakalarda Ca durumunun bir göstergesi olarak tCa’nın kullanılması hipokalseminin fazla tahmin edilmesine ve normokalseminin göz ardı edilmesine; ctCa kullanılması normokalseminin fazla tahmin edilmesine ve hipokalseminin göz ardı edilmesine neden olabilir. Bu nedenle hipoalbüminemik vakalarda Ca homeostazisi, tCa veya ctCa yerine iCa konsantrasyonları ile değerlendirilmesi önerilmektedir. Böylece gerçek bir hipokalseminin olup olmadığı belirlenebilir.

Yazıyı PDF formatında indirmek için tıklayınız.

Kaynaklar
1-Caprita R, Caprita A, Cretescu I. Estimation of Ionized Calcium and Corrected Total Calcium Concentration Based on Serum Albumin Level. Anim Sci Biotechnol. 2013;46(1):180-184.
2-Danner J, Ridgway MD, Rubin SI, Le Boedec K. Development of a Multivariate Predictive Model to Estimate Ionized Calcium Concentration from Serum Biochemical Profile Results in Dogs. J Vet Intern Med. 2017;31(5):1392-1402. doi:10.1111/jvim.14800

3-Bohn AA. Veterinary Hematology and Clinical Biochemistry. 2nd ed. (Thrall MA, Weiser G, Allison R, Campbell T, eds.). NJ, US: Wiley-Blackwell, John Wiley & Sons; 2012.

4-Payne RB, Carver ME, Morgan DB. Interpretation of serum total calcium: effects of adjustment of albumin concentration on frequency of abnormal values and on detection of change in the individual. J Clin Pathol. 1979;32(1):56-60. doi:10.1136/jcp.32.1.56

5-Sharp CR, Kerl ME, Mann FA. A comparison of total calcium, corrected calcium, and ionized calcium concentrations as indicators of calcium homeostasis among hypoalbuminemic dogs requiring intensive care: Original study. J Vet Emerg Crit Care. 2009;19(6):571-578. doi:10.1111/j.1476-4431.2009.00485.x

6-Toffaletti JG. September 2011 Clinical Laboratory News : Calcium. 2011;37(9):6-10.