Arkeolojik kazılarda, iskelet hâline gelmiş insan kalıntılarının içinde beklenmedik şekilde korunmuş beyin dokularına sık sık rastlanıyor. Bilim insanları, uzun süredir açıklanamayan bu durumun ardındaki kimyasal süreci sonunda anlamış olabilir.
Oxford Üniversitesi’nden paleobiyoloji araştırmacısı Alexandra Seviour liderliğindeki yeni çalışma, beyin dokusunun korunmasının nadir bir tesadüf değil, belirli koşullarda çürümenin kendisinden doğan özel bir kimyasal yol olabileceğini gösteriyor.
Araştırma, 19 Haziran’da Journal of Proteome Research dergisinde yayımlandı.
Beyin Normalde İlk Çürüyen Dokulardan Biri
İnsan beyni, ölümden sonra en hızlı bozulmaya başlayan dokulardan biri olarak biliniyor. Buna rağmen arkeolojik kayıtlarda şaşırtıcı sayıda korunmuş beyin örneği bulunuyor.
Daha önce yayımlanan çalışmalara göre son 12.000 yıla tarihlenen insan kalıntıları arasında 4.400’den fazla korunmuş beyin dokusu tespit edildi.
Mumyalama, donma ya da vücut yağlarının “mezar mumu” adı verilen sabunumsu bir maddeye dönüşmesi gibi süreçler yumuşak dokuları koruyabiliyor. Ancak bu durumlarda genellikle deri, iç organlar ve başka dokular da korunuyor.
Arkeolojik beyinlerin yaklaşık üçte biri ise bu modele uymuyor. Bu örneklerde çoğu zaman kemiklerin arasında yalnızca küçülmüş, protein ağırlıklı bir beyin dokusu kalıyor.
Suyun İçinde Çürümesi Beklenirken Korunmuş
Açıklanamayan beyin örneklerinin büyük bölümü suya doymuş, oksijen oranı düşük ortamlarda bulundu. Bunlar arasında nehir yatakları, göl kıyıları, su basmış mağaralar ve batıklar yer alıyor.
Normalde su, dokuların parçalanmasını hızlandıran bir unsur olarak görülüyor. Bu nedenle bilim insanlarını şaşırtan nokta, bu tür ortamlarda tüm yumuşak dokuların değil, özellikle beynin korunması oldu.
Alexandra Seviour ve ekibi, bu seçici korunmanın beynin kendine özgü kimyasal yapısıyla bağlantılı olabileceğini düşündü.
Fareler Üzerinde Altı Aylık Deney
Araştırma ekibi, bu hipotezi test etmek için fare bedenlerini farklı su ve oksijen koşullarına sahip ortamlara gömdü. Deney altı ay sürdü.
Bilim insanları 24 saat, 72 saat, bir hafta, altı hafta, üç ay ve altı ay sonra beyinleri çıkararak yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisiyle inceledi. Amaç, hangi protein parçalarının hayatta kaldığını, hangilerinin kaybolduğunu ve geride ne tür kimyasal izler bıraktığını anlamaktı.
Ekip, 1,26 milyondan fazla protein bozulma sürecini analiz etti. Sonuçlar, çürümenin ilk aşamalarının farklı koşullarda benzer başladığını; ancak birkaç hafta sonra oksijen düzeyinin belirleyici hâle geldiğini gösterdi.
Düşük Oksijen Beyni Sertleştiren Bir Süreç Başlatıyor
Araştırmaya göre bol oksijen bulunan ortamlarda beyin proteinleri daha hızlı ve kapsamlı şekilde parçalanıyor. Oksijen, serbest radikal adı verilen son derece tepkisel parçacıkların zincirleme reaksiyonlarını tetikliyor ve protein yapısını hızla bozuyor.
Ancak oksijenin düşük olduğu ıslak ortamlarda aynı süreç farklı ilerliyor. Yeterli oksijen bulunmadığı için zincirleme parçalanma tamamlanmıyor. Bunun yerine ara ürünler, beyin proteinlerinin komşu parçalarıyla bağlar kuruyor.
Bu bağlar, çözünmesi ve parçalanması zor, sertleşmiş protein kümeleri oluşturuyor. Böylece normalde çürümesi beklenen beyin dokusu, zamanla daha dayanıklı bir yapıya dönüşebiliyor.
Başka bir ifadeyle beyin, bazı koşullarda çürüyerek yok olmak yerine, çürüme sürecinin yarattığı kimyasal ürünlerle kendini koruyan bir yapıya dönüşebiliyor.
Beynin Kimyasal Yapısı Bu Sürece Uygun
Araştırmacılara göre beyin dokusu bu tür bir korunmaya özellikle yatkın. Beyin, serbest radikal kimyasını etkileyen metaller açısından zengin. Aynı zamanda radikallerin birikebildiği çok sayıda zar yapısı ve kimyasal bağ kurmaya elverişli amino asitler içeriyor.
Kafatası da bu süreçte rol oynuyor olabilir. Beyni çevreleyen kemik yapı, vücudun diğer bölgelerine kıyasla sıvı ve oksijen alışverişini sınırlıyor. Bu da düşük oksijenli özel bir mikro ortam oluşmasına katkı sağlayabilir.
Arkeoloji Dışında Tıp İçin de Önemli Olabilir
Çalışmada yer almayan Bristol Üniversitesi’nden organik jeokimyacı Richard Evershed, araştırmanın kapsamlı analizini dikkat çekici buldu. Evershed’e göre benzer yöntemlerin kaslar, diğer organlar ya da arkeolojik kayıtlarda korunan farklı proteinler üzerinde de uygulanması, beynin gerçekten özel bir durumda olup olmadığını anlamaya yardımcı olabilir.
Araştırmanın sonuçları yalnızca arkeolojiyle sınırlı değil. Alexandra Seviour, çürümeye dayanıklı bu protein parçalarının moleküler izlerinin Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarda görülen izlerle benzerlik taşıdığını belirtiyor.
Bu benzerliğin ne kadar ileri gittiği henüz bilinmiyor. Ancak korunmuş beyinlerin gelecekte bu hastalıkların ilerleyişini anlamak için yeni ipuçları sunabileceği düşünülüyor.
Yeni çalışma, binlerce yıl boyunca çürümeden kalmış beyinlerin ardındaki gizemi tamamen kapatmıyor. Ancak beynin bazı koşullarda neden diğer dokulardan daha uzun süre dayanabildiğine dair güçlü bir kimyasal açıklama sunuyor.
İlginizi Çekebilir: Manisa’da 2.500 Yıllık Dev Bir Heykel Bulundu
