Neden tüylerimizi diken diken olduğunu hiç merak ettiniz mi? Tüyleri kalın kürklü hayvanları soğuktan koruyabilir, ancak biz insanlar bu tepkiden pek faydalanmıyoruz. Peki neden hala böyle bir sistemimiz var?
Harvard Üniversitesi bilim adamları yeni bir çalışmada tüylerin diken diken olmasının nedenini keşfettiler. Bu olayı sağlayan hücre tipleri, saç folikülünü ve saçı yenileyen kök hücreleri düzenlemek için önemli. Derinin altında, tüylerim diken diken olmak için büzülen kas, sempatik sinirin kıl folikülü kök hücreleriyle olan bağlantısını köprülemek için gerekli. Sempatik sinir, kısa vadede kasların kasılmasını sağlayıp tüyleri diken diken ederek soğuğa tepki verir. Her ne kadar geçmişten gelen bir biyolojik kod olarak tabir edilse de bu durum uzun vadede kıl folikülü kök hücre aktivasyonunu ve yeni saç büyümesini tetikler.
Cell dergisinde yayınlanan farelerdeki bu bulgular ile dış ortam değişikliklerinin kök hücre aktivitesini nasıl etkilediği görülmekte.
Saç büyümesini düzenleyen bir sistem
Birçok organ üç tür dokudan oluşur: epitel, mezenşim ve sinir. Deride bu üç soy özel bir düzen içinde düzenlenmiştir. Sinir sistemimizin vücut homeostazını ve dış uyaranlara verdiğimiz tepkileri kontrol eden bir parçası olan sempatik sinir, mezenşimdeki küçük bir düz kas ile bağlanır. Bu düz kas, saç folikülünün kök hücrelerine, saç folikülünün yenilenmesinde ve yaraların onarılmasında kritik önem taşıyan bir tür epitel kök hücresine bağlanır.
Sempatik sinir ile kas arasındaki bağlantı, tüylerin diken diken olmasının ardındaki hücresel temel oldukları için iyi bilinmektedir: soğuk, sempatik nöronları sinir sinyali göndermeye tetikler ve kas kasılıp tüylerin dik durmasına neden olur. Bununla birlikte, deriyi elektron mikroskobu kullanarak son derece yüksek çözünürlük altında incelerken, araştırmacılar sempatik sinirin sadece kasla ilişkili olmadığını, aynı zamanda kıl folikülü kök hücrelerine de doğrudan bir bağlantı oluşturduğunu buldular. Aslında sinir lifleri kıl kökü hücrelerinin etrafına bir şerit gibi sarılır.
Araştırmacılar sinirin gerçekten de kıl kökü hücrelerini hedef aldığını doğruladılar. Sempatik sinir sistemi, vücut homeostazını sürdürmek için normalde sabit düşük bir seviyede aktive edilir. Araştırmacılar, bu düşük seviyedeki sinir aktivitesinin kök hücreleri yenilenmeye hazır bir durumda tuttuğunu buldular. Uzun süreli soğukta, sinir çok daha yüksek bir seviyede aktive edildi ve daha fazla nörotransmiter serbest bırakıldı, bu da kök hücrelerin hızlı bir şekilde aktive olmasına, kıl folikülünü yenilemesine ve yeni tüy/saç çıkmasına neden oldu.
Araştırmacılar ayrıca saç folikülü kök hücrelerine olan sinir bağlantılarını neyin sürdürdüğünü de araştırdılar. Saç folikülüne bağlı kası çıkardıklarında, sempatik sinir geri çekildi ve saç folikülü kök hücrelerine olan sinir bağlantısı kayboldu, bu da kasın sempatik siniri saç folikülünü köprülemek için gerekli bir yapısal destek olduğunu gösterdi.
Sistem nasıl gelişir
Araştırmacılar, saç folikülünü tam olarak oluşturulmuş haliyle incelemeye ek olarak, sistemin başlangıçta nasıl geliştiğini – kas ve sinirin ilk etapta saç folikülüne nasıl ulaştığını araştırdılar.
Sinyal gelişen saç folikülünün kendisinden gelmekte. Bunu; düz kas oluşumunu düzenleyen ve ardından sempatik siniri çeken bir protein salgılayarak yapmakta. Bu sayede sinir ve kas birlikte etkileşime girmekte.
Çevreye tepki vermek
Bu deneylerle araştırmacılar, saç folikülü kök hücrelerini düzenleyen iki bileşenli bir sistem belirlediler. Sinir, kök hücreleri nörotransmiterler aracılığıyla harekete geçiren sinyal bileşenidir, kas ise sinir liflerinin saç folikülü kök hücreleriyle doğrudan bağlantı kurmasını sağlayan yapısal bileşendir.
Araştırmacılara göre, saç folikülü kök hücrelerini pek çok farklı şekilde düzenlenebilir ve bunlar doku yenilenmesini incelemek için harika modeller. Bu özel reaksiyon, doku rejenerasyonunu sıcaklık gibi dış dünyadaki değişikliklerle birleştirmek için yararlıdır. İki katmanlı bir yanıttır: tüylerin diken diken olması, kısa vadede bir tür rahatlama sağlamanın hızlı bir yoludur. Ancak, soğuk sürdüğünde, bu sistem vücudun tüylere ihtiyacı olduğunu da bildirmekte.
Gelecekte araştırmacılar, hem homeostaz altında hem de yara iyileşmesi gibi onarım durumlarında dış çevrenin ciltteki kök hücreleri nasıl etkileyebileceğini araştıracaklar.
Yaşamın sürekli değişen bir ortamda devam etmesi doku üretimini değişen taleplere göre de adapte edebilir. Deri her zaman dış dünyayla temas halinde olduğundan, vücudumuzdaki kök hücrelerin hangi mekanizmaları kullandığını inceleme şansı veriyor, ki bu organizmalar için gerekli.
Kaynaklar:
- Yulia Shwartz, Meryem Gonzalez-Celeiro, Chih-Lung Chen, H. Amalia Pasolli, Shu-Hsien Sheu, Sabrina Mai-Yi Fan, Farnaz Shamsi, Steven Assaad, Edrick Tai-Yu Lin, Bing Zhang, Pai-Chi Tsai, Megan He, Yu-Hua Tseng, Sung-Jan Lin, Ya-Chieh Hsu. Cell Types Promoting Goosebumps Form a Niche to Regulate Hair Follicle Stem Cells. Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.cell.2020.06.031
- ScienceDaily.com