Ölümsüzlüğün sırrı kışın donan orman kurbağasında mı?
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Mart 19, 2005 22:22
Orman kurbağalarının vücutları kış aylarında donuyor; bedenleri şurup kıvamında bir sıvı gibi oluyor; ilkbaharda çözülerek yeniden hayat buluyor. Bilim adamları şimdi bu kurbağaların metabolizmalarını inceleyerek, aynı yöntemin insanlara da uygulanıp uygulanamayacağını araştırıyor.
Kanada, Ottowa’daki Carleton Üniversitesi biyokimya laboratuvarında "cryogenics-soğubilim" üzerinde çalışmalar yapan Ken ve Janet Storey, deney hayvanı olarak kurbağalardan yararlanıyorlar. Ancak Storey’ler, hareket etmeyen, soluk almayan, háttá kalbi atmayan ve beyin faaliyetleri durmuş olan kurbağalarla ilgileniyor. Deneylerde kullanılacak olan kurbağalar endüstriyel dondurucuların içine atılıyor. Buradan çıkan kurbağaları Ken Strorey şöyle tanımlıyor: "Vücutları esas olarak şurup kıvamında bir kütleye dönüşüyor."
Bilimsel adı "Rana sylvatica" olan orman kurbağası aslında biyolojik açıdan bir bilmece. Kış aylarını sıfırın altındaki sıcaklıklarda uyuyarak geçiren kurbağalar, bahar gelince uyanıp normal yaşamlarına dönüyorlar.
Kısaca bu kurbağalar, hayvanlar áleminin Rip va Winkle’ı.
Discover’da yayımlanan araştırma makalesine göre (Şubat 05) Storey’ler son 20 yıllarını, yeniden hayata dönüşü gerçekleştiren genetik açma/kapatma düğmesini ve biyokimyasal süreçleri keşfetmeye çalışarak geçirmiş.
Organ nakline destek
Organ nakli konusunda araştırmalar yapan bilim adamları bu çalışmaları yakından izliyor.
Vericinin kalbi veya böbreği zarar görmeden dondurulup saklanabilirse, doktorlar çok daha fazla sayıda nakil gerçekleştirebilecek.
Orman kurbağasının "ölüm uykusu"ndan uyanarak yaşamına kaldığı yerden devam etmesi, ticari kryonik laboratuarların faaliyete geçtiği fütüristik hayalleri de körüklüyor. Bilim kurgu dünyasının en sık kullanılan temalarından biri olan insanların dondurulup, ileri bir tarihte yeniden yaşama döndürülmesi, ölümsüzlük peşindeki insanoğlunun en büyük umudu.
Sıcak kanlı hayvanlar sabite yakın bir sıcaklıkta Ğinsanlarda 36.5 derece santigrat- yaşamlarını sürdürürler. Bunlar soğumaya başlayınca, metabolizmaları hızını değiştirerek bir iç ısı yaratır. Sistem rayından çıkıp hayvanlar donarsa, buz iç organlarını parçalar, çünkü hücrelerindeki su, donarken genişleyerek hücre zarının parçalanmasına yol açar.
Doğal antifriz
Orman kurbağaları ve bazı spesifik kaplumbağalar gibi az sayıda hayvan bunun tam tersini yapar.
Sıcaklık, donma derecesinin altına düşerse, kurbağanın metabolizması durma noktasına gelir.
Böylece hücreler çok az hidrojen ve enerji ile yaşayabilir. Bu arada karaciğeri glikoz pompalamaya başlar.
Sonuçta bu hayvanların kanlarındaki glikoz oranı, şeker hastası insanlarınkinin 50 misline çıkar. Kurbağanın vücut boşluklarında kristalize olan buz, et ve organlardaki hücrelerin suyunun bir kısmını çeker. Bu, hücrelerin içindeki glikoz yoğunluğunu biraz daha artırır.
Sonuçta oluşan antifriz geride kalan suyun donarak katılaşmasını engeller (Ticari antifriz glikoza çok benzeyen, etilen glikol denilen şeker alkolünden yapılır).
Hücrelerindeki antifriz ile kurbağa bir sonraki ilkbahara kadar uyku durumunda kalır. İlkbaharda kurbağanın metabolizması yaşama geri döner.
Kurbağa ve buzul çağı
Storey’ler orman kurbağalarının donmasının ve bahar aylarında çözülmesinin 15.000 yıl önceki Buzul Çağı döneminde evrimleşmiş olabileceğini ileri sürüyor.
Kurbağanın ıslak, nemli hassas derisi hálihazırda su kaybını önlemek için optimum yapıdadır. Buzul koşulları hayvanların yaşama geri dönme şansını artırmak için çok sayıda yararlı süreci yaşama geçirmiştir.
Normal olarak, kandaki yüksek şeker oranı, glikasyon denilen bir süreci başlatır. Bu süreçte glikoz molekülleri vücudun yapısal proteinlerine bağlanarak, hücresel hasarlara yol açar.
Ancak orman kurbağalarında bu olmaz. Storey’ler son olarak glikasyon denilen süreci engelleyen bir geni ayrıştırmayı başardı.
Diğer DNA testleri de, metabolik süreci kapatan, donma sırasında hücresel hacmi kontrol eden ve bahar aylarında hücrelere geri dönen oksijenin yaratacağı zararları sınırlayan genleri tespit etmelerini sağladı.
Diğer hayvanlar üzerinde uygulamalar
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden Boris Rubinsky, Storey’lerin elde ettiği bu sonuçları insanlar dahil diğer hayvanlar üzerinde de uygulamaya çalıştı.
1999 yılında Rubinsky ve meslektaşları dondurucu-koruyucu maddeleri sıçanların karaciğerlerine yollayacak bilgisayar kontrollu bir pompa geliştirdi. Karaciğerleri, yaklaşık 2 saat boyunca -1.5 derecede (santigrat) dondurdu.
Daha sonda bunları çözerek diğer sıçanlara nakletti. Karaciğer nakli yapılan 9 sıçandan 8’i, organ naklinden sonra birkaç saat hayatta kalabildi, biri ise 5 gün yaşadı.
Bu da karaciğerinin kısmen çalıştığını gösteriyordu.
Bu deneyden sonra Rubinsky, İsrail, Tel Hashomer’deki Sheba Tıp Merkezi’ndeki meslektaşlarıyla işbirliği yaparak, benzer bir dondurma tekniğini donmuş sıçan kalplerine uyguladı. 2003’teki bir deneyde, kalpler canlılıklarını korurken, çözülüp nakledildikten sonra bir saat kadar pompalama yapmayı başardılar.
İnsan vücudunu dondurmak
Dondurularak korunan organlar bir gün nakil konusunda devrim yaratacak.
Ancak bazı bilim adamları gözlerini daha büyük bir hedefe dikmiş durumda. Bunların hedefi insan vücudunu dondurmak.
Arizona’daki Scottsdale, Alcor Yaşam Uzatma Vakfı 2002’de bir dava ile gündeme geldi. Amerikalı ünlü beysbol oyuncusu Ted Williams öldükten sonra vücudunun dondurulması isteği ile vakfa yüklü miktarda para bağışlamıştı. Ancak ünlü sporcunun yeğenleri şirketi mahkemeye verdi, çünkü şirketin bu işi yapmak için gerekli izne sahip olmadığını düşünüyorlardı. Alcor, mahkeme henüz bir karara varmadığı için ünlü sporcunun naşını koruyor.
Alcor, Web sitesinde belirttiği üzere ölen müşterilerini, "gelecekte tıbbi müdahale yapılabilecek durumda" sakladıkların iddia ediyor. Kryo-biyologlar bu iddiayı pek ciddiye almıyorlar. Sözgelimi Ken Strorey, Alcor ile görüşlerini şöyle dile getiriyor:
Çok sayıda bilinmeyen var
"Bu insanlar binlerce aşamayı bir anda hayata geçirmek istiyor. Çok sayıda bilinmeyeni aynı anda deneyerek işleri içinden çıkılmaz bir hale getiriyorlar. Şu anda kullandıkları sıcaklık, doğada olmayacak kadar düşük. Dolayısıyla doku hasarının ve hücrelerdeki su kaybının geriye döndürülemeyecek bir düzeye çıktığını tahmin ediyorum."
Bedendeki farklı dokular
Kaldı ki Alcor şirketi de müşterilerinin 150.000 dolarlık yatırımının getirisiyle ilgili bir garanti veremiyor. Alcor’un üst düzey yetkililerinden Joe Waynick, "Bu bir deneme. Söz konusu olan spekülatif bir bilim. Kesin bir şey söylemek mümkün değil" diyor.
Şirkette görevli bilim adamları "Yapının hayatta kalması, insanın hayatta kalması anlamına gelir" fikrinden hareketle, vücutları, minimal doku hasarıyla, "total metabolik arest" denilen duruma yol açan sıcaklıklarda dondurmaya çalışıyor.
Yaklaşık -195 dereceye eşit olan bu sıcaklıkta, vücudun binlerce yıl bozulmadan dayanacağı düşünülüyor. Bu amaca yönelik olarak ölen müşterilerinin vücutlarına, Storey’in laboratuarındaki kurbağaların doğal olarak ürettiği antifrize benzer bir sıvı olan karbohidrat tabanlı antifriz karışımı enjekte ediyorlar.
Waynick, 1970’li ve 1980’li yıllarda kendilerin başvuran müşterilerinin vücutlarının, dondurma işlemi sonucu bir daha geri döndürülemeyecek derecede hasar görmüş olabileceğine değinerek, "Ancak şimdiki teknikler çok daha umut verici" diyor.
Eski müşterilerin dokularına aşırı miktarda dondurucu-koruyucu madde pompalandığı için bir daha katı hale gelmeleri olanaksız gibi görünüyor. Ayrıca antifrizin dokular üzerindeki zehirli etkisi ve bu maddenin vücutta eşit dağılımının sağlanamaması gibi konular hálá bilinmezliğini koruyor.
Waynick, "Farklı organlar dondurucu-koruyucu maddeyi farklı hızlarda emiyor. Dolayısıyla tüm organların bu maddeden aynı oranda fayda sağladığını söyleyemiyoruz" diyor.
Ölümsüzlük şimdilik bir hayal
Storey’ler için, Alcor şirketinin ve dinlerin vaat ettikleri arasında fazla bir fark yok.
Ken Strorey, "Sonsuz bir yaşam, herkes için çok cazip" diyerek Alcor’un bir anlamda insanların ölüm karşısındaki acizliğinden yararlandığını imá ediyor.
Bütün bunlara karşın, Storey’ler, kryo-biyolojinin insanlığa çok büyük yararlar sunabileceğine inanıyor:
"Gelecekte uzun yolculuklara çıkan astronotları dondurmak gibi hedeflerimizi tutturabiliriz. Ancak şu andaki hedefimiz bu tekniği insanlara uygulamak değil. İlk başta biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını çözmek zorundayız. Ancak bu aşamadan sonra sıra uygulamaya gelebilir."
İlginç bir gözlem
İngiliz káşif Samuel Hearne, 18.Yüzyılda Kanada Kuzey Kutbu’nda yol alırken, ormanlık arazide önüne çıkan donmuş kurbağalardan çok etkilenmiş: "Donmuş kurbağaların bacakları pipo sapı gibi kolayca kırılıyordu. Ancak bunları sıcak derilere sarıp, yavaş yavaş ateşe yaklaştırınca, yeniden yaşama geri döndüklerini gördük."
SIFIR TOLERANS
Bir orman kurbağasının karaciğer hücrelerinin elektron mikrografisi, bunların donma derecesinin altındaki sıcaklıklarda nasıl dayandığını ortaya koyuyor. Görüntü A, canlıyken -4 derecede dondurulmuş bir kurbağadan alınmış hücreleri gösteriyor. Su paketleri (w) hücrenin içinde duruyor, ancak normal kış şartlarında yüksek yoğunlukta glikoz bunların buz haline gelmesini engelliyor. Görüntü B, buz kristallerinin yapabileceği hasarı gösteriyor. Donmuş bir kurbağadan alınan bu karaciğer hücresi -20 dereceye kadar soğutulmuş. Bu sıcaklıkta glikoz dokuları koruyamıyor. Bu hücre, dondurucu-koruyucu olmadan -20 dereceye kadar dondurulan hücreye göre daha az küçülmüş olmakla birlikte, çözülme sürecine dayanması mümkün görünmüyor.
Bilimsel adı "Rana sylvatica" olan orman kurbağası aslında biyolojik açıdan bir bilmece. Kış aylarını sıfırın altındaki sıcaklıklarda uyuyarak geçiren kurbağalar, bahar gelince uyanıp normal yaşamlarına dönüyorlar.
Kısaca bu kurbağalar, hayvanlar áleminin Rip va Winkle’ı.
Discover’da yayımlanan araştırma makalesine göre (Şubat 05) Storey’ler son 20 yıllarını, yeniden hayata dönüşü gerçekleştiren genetik açma/kapatma düğmesini ve biyokimyasal süreçleri keşfetmeye çalışarak geçirmiş.
Organ nakline destek
Organ nakli konusunda araştırmalar yapan bilim adamları bu çalışmaları yakından izliyor.
Vericinin kalbi veya böbreği zarar görmeden dondurulup saklanabilirse, doktorlar çok daha fazla sayıda nakil gerçekleştirebilecek.
Orman kurbağasının "ölüm uykusu"ndan uyanarak yaşamına kaldığı yerden devam etmesi, ticari kryonik laboratuarların faaliyete geçtiği fütüristik hayalleri de körüklüyor. Bilim kurgu dünyasının en sık kullanılan temalarından biri olan insanların dondurulup, ileri bir tarihte yeniden yaşama döndürülmesi, ölümsüzlük peşindeki insanoğlunun en büyük umudu.
Sıcak kanlı hayvanlar sabite yakın bir sıcaklıkta Ğinsanlarda 36.5 derece santigrat- yaşamlarını sürdürürler. Bunlar soğumaya başlayınca, metabolizmaları hızını değiştirerek bir iç ısı yaratır. Sistem rayından çıkıp hayvanlar donarsa, buz iç organlarını parçalar, çünkü hücrelerindeki su, donarken genişleyerek hücre zarının parçalanmasına yol açar.
Doğal antifriz
Orman kurbağaları ve bazı spesifik kaplumbağalar gibi az sayıda hayvan bunun tam tersini yapar.
Sıcaklık, donma derecesinin altına düşerse, kurbağanın metabolizması durma noktasına gelir.
Böylece hücreler çok az hidrojen ve enerji ile yaşayabilir. Bu arada karaciğeri glikoz pompalamaya başlar.
Sonuçta bu hayvanların kanlarındaki glikoz oranı, şeker hastası insanlarınkinin 50 misline çıkar. Kurbağanın vücut boşluklarında kristalize olan buz, et ve organlardaki hücrelerin suyunun bir kısmını çeker. Bu, hücrelerin içindeki glikoz yoğunluğunu biraz daha artırır.
Sonuçta oluşan antifriz geride kalan suyun donarak katılaşmasını engeller (Ticari antifriz glikoza çok benzeyen, etilen glikol denilen şeker alkolünden yapılır).
Hücrelerindeki antifriz ile kurbağa bir sonraki ilkbahara kadar uyku durumunda kalır. İlkbaharda kurbağanın metabolizması yaşama geri döner.
Kurbağa ve buzul çağı
Storey’ler orman kurbağalarının donmasının ve bahar aylarında çözülmesinin 15.000 yıl önceki Buzul Çağı döneminde evrimleşmiş olabileceğini ileri sürüyor.
Kurbağanın ıslak, nemli hassas derisi hálihazırda su kaybını önlemek için optimum yapıdadır. Buzul koşulları hayvanların yaşama geri dönme şansını artırmak için çok sayıda yararlı süreci yaşama geçirmiştir.
Normal olarak, kandaki yüksek şeker oranı, glikasyon denilen bir süreci başlatır. Bu süreçte glikoz molekülleri vücudun yapısal proteinlerine bağlanarak, hücresel hasarlara yol açar.
Ancak orman kurbağalarında bu olmaz. Storey’ler son olarak glikasyon denilen süreci engelleyen bir geni ayrıştırmayı başardı.
Diğer DNA testleri de, metabolik süreci kapatan, donma sırasında hücresel hacmi kontrol eden ve bahar aylarında hücrelere geri dönen oksijenin yaratacağı zararları sınırlayan genleri tespit etmelerini sağladı.
Diğer hayvanlar üzerinde uygulamalar
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden Boris Rubinsky, Storey’lerin elde ettiği bu sonuçları insanlar dahil diğer hayvanlar üzerinde de uygulamaya çalıştı.
1999 yılında Rubinsky ve meslektaşları dondurucu-koruyucu maddeleri sıçanların karaciğerlerine yollayacak bilgisayar kontrollu bir pompa geliştirdi. Karaciğerleri, yaklaşık 2 saat boyunca -1.5 derecede (santigrat) dondurdu.
Daha sonda bunları çözerek diğer sıçanlara nakletti. Karaciğer nakli yapılan 9 sıçandan 8’i, organ naklinden sonra birkaç saat hayatta kalabildi, biri ise 5 gün yaşadı.
Bu da karaciğerinin kısmen çalıştığını gösteriyordu.
Bu deneyden sonra Rubinsky, İsrail, Tel Hashomer’deki Sheba Tıp Merkezi’ndeki meslektaşlarıyla işbirliği yaparak, benzer bir dondurma tekniğini donmuş sıçan kalplerine uyguladı. 2003’teki bir deneyde, kalpler canlılıklarını korurken, çözülüp nakledildikten sonra bir saat kadar pompalama yapmayı başardılar.
İnsan vücudunu dondurmak
Dondurularak korunan organlar bir gün nakil konusunda devrim yaratacak.
Ancak bazı bilim adamları gözlerini daha büyük bir hedefe dikmiş durumda. Bunların hedefi insan vücudunu dondurmak.
Arizona’daki Scottsdale, Alcor Yaşam Uzatma Vakfı 2002’de bir dava ile gündeme geldi. Amerikalı ünlü beysbol oyuncusu Ted Williams öldükten sonra vücudunun dondurulması isteği ile vakfa yüklü miktarda para bağışlamıştı. Ancak ünlü sporcunun yeğenleri şirketi mahkemeye verdi, çünkü şirketin bu işi yapmak için gerekli izne sahip olmadığını düşünüyorlardı. Alcor, mahkeme henüz bir karara varmadığı için ünlü sporcunun naşını koruyor.
Alcor, Web sitesinde belirttiği üzere ölen müşterilerini, "gelecekte tıbbi müdahale yapılabilecek durumda" sakladıkların iddia ediyor. Kryo-biyologlar bu iddiayı pek ciddiye almıyorlar. Sözgelimi Ken Strorey, Alcor ile görüşlerini şöyle dile getiriyor:
Çok sayıda bilinmeyen var
"Bu insanlar binlerce aşamayı bir anda hayata geçirmek istiyor. Çok sayıda bilinmeyeni aynı anda deneyerek işleri içinden çıkılmaz bir hale getiriyorlar. Şu anda kullandıkları sıcaklık, doğada olmayacak kadar düşük. Dolayısıyla doku hasarının ve hücrelerdeki su kaybının geriye döndürülemeyecek bir düzeye çıktığını tahmin ediyorum."
Bedendeki farklı dokular
Kaldı ki Alcor şirketi de müşterilerinin 150.000 dolarlık yatırımının getirisiyle ilgili bir garanti veremiyor. Alcor’un üst düzey yetkililerinden Joe Waynick, "Bu bir deneme. Söz konusu olan spekülatif bir bilim. Kesin bir şey söylemek mümkün değil" diyor.
Şirkette görevli bilim adamları "Yapının hayatta kalması, insanın hayatta kalması anlamına gelir" fikrinden hareketle, vücutları, minimal doku hasarıyla, "total metabolik arest" denilen duruma yol açan sıcaklıklarda dondurmaya çalışıyor.
Yaklaşık -195 dereceye eşit olan bu sıcaklıkta, vücudun binlerce yıl bozulmadan dayanacağı düşünülüyor. Bu amaca yönelik olarak ölen müşterilerinin vücutlarına, Storey’in laboratuarındaki kurbağaların doğal olarak ürettiği antifrize benzer bir sıvı olan karbohidrat tabanlı antifriz karışımı enjekte ediyorlar.
Waynick, 1970’li ve 1980’li yıllarda kendilerin başvuran müşterilerinin vücutlarının, dondurma işlemi sonucu bir daha geri döndürülemeyecek derecede hasar görmüş olabileceğine değinerek, "Ancak şimdiki teknikler çok daha umut verici" diyor.
Eski müşterilerin dokularına aşırı miktarda dondurucu-koruyucu madde pompalandığı için bir daha katı hale gelmeleri olanaksız gibi görünüyor. Ayrıca antifrizin dokular üzerindeki zehirli etkisi ve bu maddenin vücutta eşit dağılımının sağlanamaması gibi konular hálá bilinmezliğini koruyor.
Waynick, "Farklı organlar dondurucu-koruyucu maddeyi farklı hızlarda emiyor. Dolayısıyla tüm organların bu maddeden aynı oranda fayda sağladığını söyleyemiyoruz" diyor.
Ölümsüzlük şimdilik bir hayal
Storey’ler için, Alcor şirketinin ve dinlerin vaat ettikleri arasında fazla bir fark yok.
Ken Strorey, "Sonsuz bir yaşam, herkes için çok cazip" diyerek Alcor’un bir anlamda insanların ölüm karşısındaki acizliğinden yararlandığını imá ediyor.
Bütün bunlara karşın, Storey’ler, kryo-biyolojinin insanlığa çok büyük yararlar sunabileceğine inanıyor:
"Gelecekte uzun yolculuklara çıkan astronotları dondurmak gibi hedeflerimizi tutturabiliriz. Ancak şu andaki hedefimiz bu tekniği insanlara uygulamak değil. İlk başta biyolojik sistemlerin nasıl çalıştığını çözmek zorundayız. Ancak bu aşamadan sonra sıra uygulamaya gelebilir."
İlginç bir gözlem
İngiliz káşif Samuel Hearne, 18.Yüzyılda Kanada Kuzey Kutbu’nda yol alırken, ormanlık arazide önüne çıkan donmuş kurbağalardan çok etkilenmiş: "Donmuş kurbağaların bacakları pipo sapı gibi kolayca kırılıyordu. Ancak bunları sıcak derilere sarıp, yavaş yavaş ateşe yaklaştırınca, yeniden yaşama geri döndüklerini gördük."
SIFIR TOLERANS
Bir orman kurbağasının karaciğer hücrelerinin elektron mikrografisi, bunların donma derecesinin altındaki sıcaklıklarda nasıl dayandığını ortaya koyuyor. Görüntü A, canlıyken -4 derecede dondurulmuş bir kurbağadan alınmış hücreleri gösteriyor. Su paketleri (w) hücrenin içinde duruyor, ancak normal kış şartlarında yüksek yoğunlukta glikoz bunların buz haline gelmesini engelliyor. Görüntü B, buz kristallerinin yapabileceği hasarı gösteriyor. Donmuş bir kurbağadan alınan bu karaciğer hücresi -20 dereceye kadar soğutulmuş. Bu sıcaklıkta glikoz dokuları koruyamıyor. Bu hücre, dondurucu-koruyucu olmadan -20 dereceye kadar dondurulan hücreye göre daha az küçülmüş olmakla birlikte, çözülme sürecine dayanması mümkün görünmüyor.