Evrensel Biyolojik Bir Dilin Sözcükleri / İkinci Beyin Sesli Kitap 24

1980'lerde "bağırsak hormonları" ya da "bağırsak peptitleri" olarak adlandırılan ve önce egzotik kurbağaların derisinden, daha sonra da memelilerin bağırsaklarından ve beyinlerinden izole edilen bir grup gizemli sinyal molekülünün midenin hidroklorik asit üretimini, pankreasın sindirim hormonları salgılamasını ya da safra kesesinin kasılma yeteneğini açıp kapatan basit kimyasal anahtarlar olarak çalıştığı düşünülüyordu. Ancak sonraki birkaç olağanüstü yıl boyunca, bu sinyal moleküllerine ilişkin anlayışımızın basit açma-kapama anahtarlarından bağırsaklarımızdaki trilyonlarca mikrobun sindirim sistemimizle ve hatta beynimizle iletişim kurmak için kullandığı karmaşık bir evrensel biyolojik dile dönüştü.

Bir grup İtalyan biyolog, egzotik kurbağaların derisinde ilk bağırsak peptitlerinden bazılarını keşfetmişlerdi ve bunların rolünün yırtıcıları caydırmaya yardımcı olmak olduğu görülüyordu. Deneyimsiz genç bir kuş böyle bir kurbağayı yuttuğunda, bu moleküller sindirim sisteminde salgılanarak yemeği bozan ve kuşun kurbağayı kusmasına neden olan kötü bir bağırsak reaksiyonunu tetikliyordu. Bu, genç kuşa gelecekte bu tür kurbağalara dokunmamayı öğretti. Kurbağa, kuşun dokularının tepki verdiği bir peptit ürettiğinden, sonuçlar kurbağaların ve kuşların kimyasal bir iletişim sistemini paylaştığını kanıtladı.

İtalyanların sonuçlarını bildirmesinden kısa bir süre sonra, İsveç'teki Karolinska Enstitüsü'ndekiler memelilerde benzer bağırsak peptitleri aradılar. Sonunda bu molekülleri endüstriyel ölçekte pişmiş domuz bağırsaklarından çıkarıp saflaştırdılar ve dünyanın dört bir yanındaki ilgili araştırmacılara dağıttılar. Bu değerli özütler toz halinde gönderildiğinde, bunları izole etmek için harcanan emek ve zamanı göz önünde bulundurarak onlara huşu içinde yaklaşıldı. Bu maddelerden biri olan gastrin adlı molekülün enjekte edildiğinde, hayvanın midesinin hidroklorik asit salgısını artırmaya başladığı gözlemlendi. Başka bir bağırsak peptidi olan "sekretin"in enjekte edilmesi pankreastan sindirim sıvılarının salgılanmasını sağlarken, somatostatin peptidinin enjekte edilmesi her iki işlevi de kapatma eğilimindeydi. Bu bağırsak peptidleri, tıpkı tiroid bezi veya yumurtalıklar tarafından üretilen hormonların uzun mesafeli mesajlar gönderebilmesi gibi, kan dolaşımına enjekte edildiklerinde vücuttaki uzak hedeflere ulaşabildikleri için bağırsak hormonları olarak da adlandırıldı.

 

Bilim insanlarının bağırsak peptitlerinin sadece bağırsağın hormon içeren hücrelerinde değil, aynı zamanda peristaltizm, sıvı emilimi ve salgılanmasına ince ayar yapmak için bunları kullanan enterik sinir sisteminin sinir hücrelerinde de bulunduğunu keşfetmeleri uzun sürmedi. Sinirbilimciler beyne bakmaya başladıklarında da aynı maddeleri buldular. Orada peptitler açlık, öfke, korku ve kaygı ile ilgili çeşitli davranışları ve motor programları açıp kapatabilen önemli kimyasal anahtarlar olarak işlev görüyordu.

Farklı mikroorganizmalar besin içeren bir et suyunda büyütüldü, sonra bu mikroorganizmalar et suyundan ayrıldı ve yemekten sonra dokularımıza şekerden enerji depolamaları için sinyal veren hormon olan insülinin varlığı açısından test edildiler. Hem hücrelerde hem de et suyunda, insan insülinine benzer moleküller bulundu; bu moleküller, farelerin laboratuvarda yetiştirilen yağ hücrelerini şekerden enerji depolamaları için uyaracak kadar benzerdi. Bu çarpıcı sonuç, ilk kez insülinin biyologların düşündüğü gibi başlangıçta hayvanlarda ortaya çıkmadığını, yaklaşık bir milyar yıl önce ortaya çıkan daha ilkel tek hücreli organizmalarda zaten mevcut olduğunu öne sürdü.

Sonraki çalışmalar şaşırtıcı sonuçlar verdi: bilim insanları insülinin yanı sıra diğer memeli bağırsak peptitlerine benzer moleküller buldular. Noradrenalin, endorfin ve serotonin ve bunların reseptörleri de dahil olmak üzere birçok bağırsak peptidinin ve hormonunun eski mikrobiyal versiyonları tanımlanmıştı.

Bulgular bir makalede özetlenerek, endokrin sistemimizin ve beynimizin iletişim kurmak için kullandığı sinyal moleküllerinin muhtemelen mikroplardan kaynaklandığı yazıldı.

Bu sinyal moleküllerinin sadece bağırsak tarafından değil, aynı zamanda küçük beyin ve büyük beyin de dahil olmak üzere sinir sistemi ve bağışıklık sistemi tarafından kullanılan evrensel bir biyolojik dilin sözcüklerini temsil ettiği anlaşıldı. Bu hücresel iletişim sistemini kullanan tek organizma insanlar değildi: bilim, kurbağaların, bitkilerin ve hatta bağırsaklarımızda yaşayan mikropların da bunu kullandığını göstermişti. Biyolojik verilere bilgi teorisi adı verilen matematiksel bir yaklaşım uygulayarak, hormonlardan nörotransmitterlere kadar farklı sinyal moleküllerinin farklı hücreler ve organlar arasında gönderebildiği bilgi miktarı hakkında spekülasyonlar bile yapıldı.

Ne yazık ki, bilim dünyasının geri kalanının bu ilk keşiflerin etkisini fark etmesi için zaman henüz olgunlaşmamıştı. Bağırsak mikroplarının tekrar ön plana çıkması için beyin-bağırsak etkileşimleri üzerine yaklaşık otuz yıllık bir araştırma daha yapılması gerekecekti.