Nitrik Oksit Molekülü Nedir? Nitrik Oksit Sentezi, Nitrik Oksit Molekülü Hakkında
Birçok insanın hayatı boyunca adını birkaç kez duyduğu ancak ne olduğunu tam olarak bilmediği bu bileşim, insan hayatının devam etmesine vesile olan çok önemli maddelerden birisidir.

Nitrik oksit (NO); nitrojenin oksitlenmesiyle elde edilen, renksiz, zehirli bir gaz olarak tanımlanır. Bir nitrojen ile bir oksijen atomunun bileşiminden meydana gelen bir moleküldür.

Son yirmi yılda yapılan yoğun araştırmalar, bu molekülün hücreler arası haberleşmede temel bir görev üstlendiğini ortaya çıkarmıştır. Nitrik oksit, insan vücudunda doğal olarak üretilen bir hormon, yani kimyasal bir habercidir; sinir, dolaşım, savunma, solunum ve üreme sistemlerinin hayati fonksiyonlarının düzenlenmesinde stratejik bir rol oynamaktadır. Nitrik oksidin çok önemli bir görev üstlendiği yerlerden biri de damarlarımızdır.

Mükemmel molekül nitrik oksit sayesinde, vücudun farklı ortamlara göre değişen ihtiyaçları otomatik olarak sağlanır. Kan damarlarının, spor yaparken genişleyerek artan kan ihtiyacını sağlaması veya yaralanma sonrasında daralarak kanamayı azaltması sözü edilen kusursuz sistemin bir sonucudur.

Nitrik Oksitin Damarlardaki Görevi Nasıl Keşfedildi?

1998 yılında Nobel Fizyoloji ve Tıp Ödülü'nü paylaşan üç bilim adamı, kanda bulunan nitrik oksit (NO) adlı molekülün damarda gevşetici bir etkisi olduğunu keşfetmişlerdir.

Peki, bu molekülün yaptığı etki insana ne kazandırıyordu?

Bu sorunun cevabı çok kısa ve net olmuştur. Hayatta kalmak. Çünkü nitrik oksit iki hayati organımız olan beynimiz ve kalbimizin çalışmasında düzenleyici rol oynar. Bu düzenleyici rolünü, kanın damarlarda rahat bir şekilde akmasını ve tüm organlarımızda rahat bir şekilde dolaşmasını sağlayarak gerçekleştirir. Böylece kan akışını düzenleyip rahatlattığı için beyin kanaması ve kalp krizi riski düşer.

Kaslar Nasıl Çalışıyor?

1. Uyarı iletici veya hormon, atardamar üzerinde bulunan alıcılara bağlanır. Bu bağlanmanın ardından nitrik oksit (NO) açığa çıkar.
   
   
2. Endotel tabakadaki NO molekülleri düz kaslara doğru ilerler ve burada guanil siklaz (GC) enzimini harekete geçirirler.
   
   
3. GC, guanozin trifosfatı (GTP) siklik guanozin monofosfata çevirir (cGMP).
   
   
4. cGMP, kalsiyum iyonlarının hücredeki depo alanlarına gitmesine neden olur. Azaltılmış konsantrasyonlu kalsiyum iyonları (Ca++), aktin ve miyozinin kayarak birbirlerinden ayrılmalarını sağlayan hücresel reaksiyonları gerçekleştirir.
   
   
5. Düz kas hücreleri gevşer.
   
   
6. Kan damarları genişler.

Nitrik oksit molekülünün hızı, günümüzün internet teknolojisiyle veya "e-mail" yoluyla iletişim kurmayı çağrıştırmaktadır. Gerçekten de nitrik oksit, adeta elektronik posta sistemi gibi hareket etmekte; büyük bir süratle çok sayıda mesajı yerlerine iletmektedir.

Nitrik Oksit Nasıl Üretilir?

İnsan yaşamı için hayati bir önem taşıyan nitrik oksidin üretim merkezi, endotel hücresidir. İsmi L-arjinin olan bir amino asit, nitrik oksit sentez enzimi, nikotinamid adenin dinükleotid fosfat, kalmodulin, oksijen, flavin mononükleotid, flavin adenin dinükleotid, tetrahidrobiyopterin… Bu kelimelerin büyük bir çoğunluğunu hayatınızda ilk defa duyuyor olabilirsiniz. Ancak endotel hücresi bu mikroskobik maddeleri çok iyi tanır ve bunları nitrik oksit molekülünü üretmek için kullanır.

Endotel hücresi, nitrik oksit molekülünü üretmek için hangi kimyasal maddeden ne oranda kullanması gerektiğini çok iyi bilir. Yanlış veya hatalı bir üretim söz konusu olmaz. Örneğin, nitrik oksit (NO) yerine güldürücü gaz olarak bilinen nitröz oksit (N2O) üretmez.

Nitrik oksit üretiminde çok hassas dengeler mevcuttur. Sözü edilen hücreler hayatımızın her anında üretim için hazır durumdadır; ihtiyaç baş gösterdiğinde hemen devreye girerek üretime başlarlar.

Damarlarımızın derinliklerindeki bu olağanüstü fabrikaların istenmeyen zararlı yan ürünleri yoktur. Küresel ısınma, asit yağmurları, çevre kirliliği gibi dünya gündemindeki pek çok sorunun kimyasal atıklardan kaynaklandığı düşünülürse, endotel hücrelerinin ne kadar başarılı bir üretim tesisi olduğu daha iyi anlaşılır. Çünkü nitrik oksit molekülleri 10 saniye gibi kısa bir süre içinde görevlerini tamamlayarak "parçalanırlar". Böylece vücutta birikerek zararlı yan etkiler meydana getirmezler. Tüm bunlar şu anlama gelir ki, endotel hücreleri kimyasal mamullerin üretiminde, olabilecek en ideal yöntemi kullanırlar.

Endotel hücreleri gerekenden az haberci üretseydi damarlarımız daralır, kan basıncımız hızla yükselir, bu da kalp krizine yol açardı. Fazla üretim yapması durumundaysa, damarlarımız aşırı genişler, kan basıncımız düşer, bu da şok durumuna neden olurdu.

YETENEKLİ HABERCİ NİTRİK OKSİT (NO)

Nitrik oksit (NO), nitrojenin oksitlenmesiyle elde edilen, renksiz zehirli bir gaz olarak tanımlanır. Bir nitrojen ile bir oksijen atomunun bileşiminden meydana gelen bir moleküldür. Bu molekülün insan hayatı için son derece önemli bir özelliği bulunmaktadır. Son yirmi yıldaki yoğun araştırmalar bu molekülün, hücreler arası haberleşmede temel bir görev üstlendiğini ortaya çıkarmıştır. Bu alandaki bilimsel çalışmaların sonuçları göstermiştir ki nitrik oksit, insan vücudunda doğal olarak üretilen bir hormon, yani kimyasal bir habercidir; sinir, dolaşım, savunma, solunum ve üreme sistemlerinin hayati fonksiyonlarının düzenlenmesinde stratejik bir rol oynamaktadır.




Şekil 91: Endotel hücresi, NO (nitrik oksit)moleküllerini üretir.

NO'nun çok önemli bir görev üstlendiği yerlerden biri damarlarımızdır. Damarlarımızın iç genişliği sabit değildir; yani damarlarımız bizim faaliyetlerimize uyumlu olarak daralır veya genişler, böylece kan basıncının düzenlenmesinde önemli rol oynarlar. İşte bu mükemmel sistem sayesinde, vücudun farklı ortamlara göre değişen ihtiyaçları otomatik olarak sağlanır. Kan damarlarının, spor yaparken genişleyerek artan kan ihtiyacını temin etmesi veya yaralanma sonrasında daralarak kanamayı azaltması sözü edilen kusursuz sistemin bir sonucudur.
Peki damarlar nasıl oluyor da ne zaman genişlemeleri ya da ne zaman daralmaları gerektiğini anlıyorlar? Yapılan araştırmaların sonuçları kimyasal bir habercinin varlığını ortaya çıkardı. Bu haberci nitrik oksit molekülüydü. Damarlara genişlemeleri "talimatını veren" işte bu iki atomlu moleküldü.
Şimdi damarlarımızın derinliklerinde nitrik oksit üreten muhteşem tesisleri daha yakından inceleyelim.
Elektron mikroskobuyla incelendiğinde, damarların, küçüklükleriyle ters orantılı olarak son derece muazzam yapılar oldukları görülecektir. Örneğin, yan yana dizilen 10 kılcal damar, ancak insan saçının bir teli kalınlığındadır. İşte bu kadar dar olan damarlarımızın iç duvarları, düz kas hücrelerinin oluşturduğu bir dokuyla kaplıdır; damarların genişleyip daralması da bu dokunun faaliyetleri sonucunda gerçekleşmektedir. Kas hücreleri kan ile doğrudan temas etmezler; zira endotel hücreleri kas hücreleri ile kan arasında zarımsı bir tabaka oluşturur.




Şekil 92: NO molekülleri GC isimli özel bir enzime insan için hayati önemi olan mesajı iletirler.

Endotel hücreleri bir zincirin halkaları gibi yan yana gelerek endotel tabakayı meydana getirir. 1980'li yıllara kadar bu hücrelerin, kanın damardaki akışını kolaylaştırmak dışında kayda değer bir etkinliğinin olmadığına inanılıyordu. Oysa gerçeğin çok farklı olduğu daha sonra ortaya çıktı. Endotel hücrelerinin sorumluluklarından birisinin NO habercisini üretmek olduğu anlaşıldı. (şekil 91)
Endotel hücresini bir fabrika gibi düşünecek olursak, nitrik oksit molekülleri de bu fabrikanın ürünlerine benzetilebilir. Her bir nitrik oksit molekülünün ömrü yaklaşık 10 saniye kadardır. Nitrik oksit oldukça kısa sayılacak bu süre içinde taşıdığı mesajı ilgili birimlere iletmek üzere yaratılmıştır ve bunu da en mükemmel şekilde gerçekleştirir. Endotel hücrelerinden salgılanan haberci NO molekülleri büyük bir hızla her yönde yayılmaya başlarlar. Düz kas hücrelerine doğru ilerleyenler, bu hücrelerin zarlarından içeri girerler. Seçici davranan düz kas hücresi zarı NO'yu tanır ve hücre içine girmesine izin verir. Düz kas hücrelerinin içine giren NO molekülleri vakit kaybetmeden GC isimli özel bir enzim bulur ve bizim için hayati önemi olan mesajı iletirler. Böylece hücre içinde bir dizi karmaşık kimyasal reaksiyon başlar. (şekil 92)
Haberci olarak adlandırdığımız bu proteinler, 0.000000001 metre büyüklüğünde iki atomlu moleküllerdir. İşte bu küçük moleküller bir postacı gibi çalışır; taşıdıkları haberin sahibi olan GC enzimini bulurlar. Hemen hatırlatalım, hücrenin içinde farklı görevleri olan binlerce değişik enzim bulunmaktadır. Buna rağmen haber her zaman doğru adrese, yani doğru enzime iletilir. Ayrıca haberci moleküllerin çok kısıtlı süreleri vardır, ancak herhangi bir zamanlama hatası yapmazlar. Haber taşıyan moleküllerin pusula veya benzeri yön tespit araçları da yoktur; ama asla yollarını kaybetmezler.




Şekil 93: GC enzimi, enerji taşıyan moleküller olan GTP'yi cGMP'ye dönüştürür.

Nitrik oksit molekülünün bu işlem sırasındaki sürati, günümüzün internet teknolojisiyle veya "e-mail" yoluyla iletişim kurmayı çağrıştırmaktadır. Gerçekten de NO, adeta elektronik posta sistemi gibi hareket etmekte; büyük bir süratle çok sayıda mesajı yerlerine iletmektedir.
NO'nun getirdiği haberleri alan düz kas hücrelerindeki GC enzimi harekete geçer. Bu işçi enzimin görevi, enerji taşıyan moleküller olan GTP'yi cGMP'ye dönüştürmektir. Bu aşamaların arasında meydana gelen daha pek çok reaksiyon da henüz çözülememiş durumdadır. (şekil 93)
Olabildiğince kolaylaştırarak anlatırsak, enzimlerin faaliyetleri sonucunda kas hücreleri içinde kalsiyum konsantrasyonu azalır ki bu, liflerin ayrılmasına ve kas hücrelerinin gevşemesine yol açar. Böylece damarlar genişler. Kısacası damarlarımızdaki basıncın düzenlenmesinde nitrik oksit molekülünün taşıdığı haberlerin hayati önemi vardır. Unutmamak gerekir ki burada anlatılanlar, vücudumuz içerisinde her an devam eden milyarlarca karmaşık haberleşme işleminden sadece biridir.
Bu noktada cevaplandırılması gereken bazı sorularla karşılaşırız. Nasıl olur da akılsız ve şuursuz NO molekülleri, dünyaca ünlü profesörlerin dahi henüz çözemedikleri sistemleri mükemmel bir şekilde tanırlar? Nasıl olur da harekete geçmeleri gereken zamanı ya da durmaları gereken zamanı saniyesine kadar bilirler ya da, üretilir üretilmez, sanki bir yerden emir almış gibi, son sürat mesajlarını doğru adreslere tam zamanında eksiksiz ulaştırabilirler?
wikipedia