Sinir hücreleri çok fazla oksijen ve enerjiye ihtiyaç duyar. Kan yoluyla her ikisini de alırlar. Bu da sinir dokusu boyunca neden çok sayıda kan arteri bulunduğunu açıklıyor. Peki ama vasküler ve nöronal hücrelerin gelişirken çarpışmasını engelleyen nedir? Heidelberg ve Bonn Üniversiteleri’nden araştırmacılar, uluslararası meslektaşlarıyla işbirliği içinde bunu gerçekleştiren bir sistem keşfettiler.
Sinir hücrelerinin açlığı büyüktür. Yediğimiz her beş kaloriden yaklaşık birini beynimiz alır. Bunun nedeni, voltaj darbeleri (aksiyon potansiyelleri) üretmek ve bunları nöronlar arasında göndermek için gereken yüksek enerjidir. Bu nedenle, kan arterleri sinir dokusu boyunca sık sık çaprazlanır. Bunlar oksijen ve besin akışını garanti eder.
Gözün retinası ve beynin her ikisi de embriyonik gelişim sırasında önemli sayıda damar üretir. Ayrıca, burada büyük nöron konsantrasyonları oluşur ve diğer nöronların yanı sıra organlar ve kaslarla ağ oluşturur. Birbirlerinin yoluna çıkmamak için her iki sürecin de birbirini dikkate alması gerekir.
Yaşam ve Sağlık Disiplinlerarası Araştırma Alanı ve ImmunoSensation2 Mükemmeliyet Kümesi üyesi olan Dr. Almodóvar, “Bunu sağlayan yeni bir mekanizma ortaya çıkardık.
Araştırmacı, 2022 yılının başlarında Bonn Üniversite Hastanesi Nörovasküler Hücre Biyolojisi Enstitüsü’ne taşındı. Üniversitenin en iyi araştırmacıları Bonn’a çekme girişiminin bir parçası olarak, bu bahardan beri yeni kurulan istisnai Schlegel Profesörlüklerinden birine sahip. Ancak çalışmanın büyük bir kısmı hala eski çalışma yeri olan Mannheim Tıp Fakültesi Avrupa Anjiyobilim Merkezi’nde yürütülmekteydi. Bonn Üniversitesi daha sonra projeyi tamamladı. O ve uluslararası işbirlikçileri, çalışmalarında farelerin omuriliğindeki kan damarlarının gelişimini yakından incelediler.
Döllenmeden yaklaşık 8,5 gün sonra, hayvanların omuriliklerinde kan damarlarının gelişmeye başladığını iddia ediyor. “Ancak kan damarları 10,5 ila 12,5. günler arasında her yönde gelişmiyor. Bu, çevrelerinin bu sırada büyümeyi teşvik eden çok sayıda kimyasalla dolu olmasına rağmen doğrudur. Bunun yerine, motor nöron adı verilen çok sayıda sinir hücresi bu süre zarfında omurilikteki başlangıç noktalarından son konumlarına doğru hareket eder. Omurgadan çok sayıda hedef kasa giden bu hücreler daha sonra orada akson olarak bilinen uzantılar geliştirir.”
Buna göre, kan damarları kendi yönlerinde gelişmediğinde motor nöronlar kendi kendilerini organize eder ve genişler. Ancak o zaman damarlar bir kez daha filizlenmeye başlıyor. José Ricardo Vieira, “Her şey güzelce düzenlenmiş bir dansa benziyor” diyor. Çalışmanın büyük bölümü Ruiz de Almodóvar ile birlikte çalışan doktora öğrencisi tarafından tamamlandı. Her bir partner bunu yaparken diğerinin yoluna çıkmamaya dikkat ediyor.
O halde bu dansın koreografisi nasıl yapılıyor? Belli ki motor nöronların damar hücrelerine “dur, şimdi sıra bende” diye bağırmasıyla. Bunu başarmak için kullandıkları şey, çevrelerine saldıkları bir protein olan Semaforin 3C’dir (Sema3C). Bir bakıma bu, kimyasal mesajın damar hücrelerine yayılırken ve orada PlexinD1 reseptörüne kenetlenirken amaçlandığı kulaktır.
Sağırlığı olan damar hücreleri kontrolsüz genişler
Dr. Ruiz de Almodóvar, fare nöronlarında Sema3C sentezi durdurulduğunda bu nöronların bulunduğu bölgede kan damarlarının erken geliştiğini açıklıyor. “Bu durum nöronların aksonlarının düzgün bir şekilde büyümesini engelliyor çünkü arterler bunu yapmalarını engelliyor.”
Vasküler hücrelerde PlexinD1 sentezi deneysel olarak inhibe edildiğinde de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Bu hücreler artık nöronlardan gelen Sema3C sinyaline yanıt vermediğinden, gelişmeye ve filizlenmeye devam ettiler.
Bulgular, embriyonik gelişim boyunca iki sistemin birlikte çalışmasının ne kadar önemli olduğunu gösteriyor. Bu keşifler, güçlü ve kontrolsüz vasküler genişlemenin neden olduğu retina anormallikleri gibi bazı bozuklukları daha iyi anlamamıza da yardımcı olabilir. Örneğin omurilik yaralanmalarından sonra uzun süreli beyin rejenerasyonu, yeni tanımlanan yöntemin uygulanmasından fayda sağlayabilir.
Kaynak: sciencedaily.com/releases/
