Vücut ısısı nasıl düzenlenir

Çoğu memeli için yaklaşık 37 santigrat derecelik bir vücut sıcaklığı hayati önem taşır. Ancak bu hassas denge nasıl düzenlenir – örneğin çok soğuk veya çok sıcak ortamlarda bulunduğumuzda? Bir araştırma ekibi şimdi bunu farelerde araştırıyor. Buna göre beynin preoptik bölgesindeki EP3 nöronları denilen nöronlar kilit rol oynuyor. Sıcağa ve soğuğa karşı uygun vücut reaksiyonlarını sağlarlar ve ayrıca ateş oluşumunda yer alırlar.

Çoğu memelinin vücut sıcaklığı yaklaşık 37 santigrat derecedir. Vücut ısısı normalden birkaç derece saparsa birçok hayati fonksiyon bozulur. Hem hipotermi hem de sıcak çarpması ölüm dahil ciddi sonuçlar doğurabilir. Bu tür durumlardan kaçınmak için vücudumuz gelişmiş bir sıcaklık kontrol sistemine sahiptir. Sıcak olduğunda, ısıyı bu şekilde dağıtmak için cilde giden kan akışı artar ve vücudumuz terleme yardımıyla ayrıca soğur. Soğuk olduğunda ise yüzeysel kan damarları daralır ve ısı üretimi için yağ yakımı artar. Bu reaksiyonlar, hipotalamusun bir parçası olan beynin ön optik alanı tarafından kontrol edilir. Bununla birlikte, düzenlemenin tam olarak nasıl çalıştığı daha önce belirsizdi.

Fareler sıcakta ve soğukta

Japonya’daki Nagoya Üniversitesi’nden Yoshiko Nakamura liderliğindeki bir ekip, vücut ısısını düzenlemekten sorumlu nöronları belirledi ve çalıştıkları ilkeleri ortaya çıkardı. Bunu yapmak için fareleri farklı ortam sıcaklıklarına maruz bıraktılar. Her seferinde iki saat boyunca, hayvanları dört santigrat dereceye soğutulmuş veya 36 santigrat dereceye ısıtılmış ya da oda sıcaklığının sıçanlar için rahat olan 24 santigrat dereceye sahip olduğu bir kafese yerleştirdiler.

Araştırmacılar, farelerin beyninin preoptik bölgesindeki nöronların aktivitesini gözlemlediler. Sözde EP3 nöronlarına odaklandılar. Önceki çalışmalar, bunların termoregülasyona dahil olabileceğini zaten önermişti. Diğer şeylerin yanı sıra enfeksiyonlarda haberci madde prostaglandin E2’ye tepki gösterirler ve bu durumda ateşe neden olurlar. Bununla birlikte, normal vücut sıcaklığının düzenlenmesine de dahil olduklarına veya nasıl çalıştıklarına dair herhangi bir içgörüye sahip olduklarına dair henüz herhangi bir kanıt yoktur.

engelleme yoluyla kontrol

Mevcut çalışma şimdi EP3 nöronlarının vücut ısısının korunmasında gerçekten çok önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Nakamura ve meslektaşları, “Sıçanlar ısıya maruz bırakılırsa, bu EP3 nöronlarının aktivitesini önemli ölçüde artırdı” diyor. Ancak oda sıcaklığında ve soğukta durum böyle değildi. Daha ileri araştırmalar, EP3 nöronlarının, haberci madde gama-aminobütirik asit (GABA) yoluyla, hipotalamusun sempatik sinir sistemini harekete geçiren bölgeleri dahil olmak üzere diğer sinir hücrelerine sinyaller gönderdiğini ortaya çıkardı.

GABA, nöronal uyarım için en önemli inhibitörlerden biridir. Yani EP3 nöronları aktive olduğunda ve GABA salgıladığında, bu sempatik sinir sistemini inhibe eder. Sempatik sinir sistemi diğer şeylerin yanı sıra yüzeysel kan damarlarının kasılmasına neden olurken, inhibisyon bu kan damarlarının genişlemesine ve daha fazla ısı açığa çıkmasına neden olur. Bu sayede vücudumuzun sıcak çarpması riskini azaltır.

Yapay olarak manipüle edilmiş termoregülasyon

Araştırmacılar ayrıca, EP3 nöronlarının oda sıcaklığında bir miktar bazal aktivite gösterdiğini ve böylece sempatik sistemi hafif ve ısrarlı bir şekilde inhibe ettiğini buldular. Nakamura, “Preoptik bölgedeki EP3 nöronlarının, vücut sıcaklığına ince ayar yapmak için sinyal gücünü hassas bir şekilde düzenlemesi muhtemeldir” diyor. Soğuk ortamda sinyal gücü azalarak sempatik sinir sisteminin daha aktif hale gelmesi sağlanır. Nakamura, “Bu, hipotermiyi önlemek için kahverengi yağ dokusunda ve diğer organlarda ısı üretimini teşvik ediyor” diye açıklıyor. Bir enfeksiyon sırasında prostaglandin E2 yardımıyla EP3 nöronlarının aktivitesi de kısılır, böylece sempatik sistem vücut ısısını yükseltebilir.

Araştırmacılar, EP3 nöronlarının aktivitesini yapay olarak değiştirerek sonuçlarını doğruladılar. Ve gerçekten de: Bu sinir hücresi grubunun yapay aktivasyonu, aynı zamanda vücut ısısını düşüren mekanizmaları harekete geçirirken, EP3 nöronlarının inhibisyonu vücut ısısında bir artışa yol açtı. Araştırmacıların bakış açısına göre, bulgular vücut ısısının kontrolünün manipüle edilebileceği teknolojilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Teorik olarak, yağ yakımını desteklemek için vücut ısısını normalden biraz daha yüksek ayarlamak düşünülebilir. Nakamura, “Ayrıca, bu teknoloji, dünya çapında ciddi bir sorun haline gelen daha sıcak küresel ortamlarda insanların hayatta kalması için yeni stratejilere yol açabilir” dedi.