Telefonunun alarmı ile uyandı, yataktan kalktı, koridordaki düğmeye bastı, ama lamba yanmadı. “Ampulün ömrü bitmiş herhâlde.” diye düşündü, ancak banyonun lambası da yanmıyordu. Mutfağa gitti, buzdolabını açtı, o da çalışmıyordu. Telefonun ışığı ile sigorta panelini kontrol etti, her şey yolunda görünüyordu. Pencereden dışarı baktı, hiçbir evden ışık gelmiyordu. O zaman anladı elektriklerin kesildiğini. “Kahve makinesi de çalışmayacağı için çay demleyeyim bari.” diye geçirdi içinden, ama ocağın da elektrikli olduğu geldi aklına. Yumurta kaynatmak, ekmek ısıtmak hayaldi bu sabah. Her sabah kahvaltı yaparken cep telefonundan mesajlarını kontrol etmeye, haber sitelerine bakmaya ve sosyal medyada hızlıca bir gezinmeye öylesine alışmıştı ki… Bugün bunlar da hayaldi.
Barajlar, termik santraller, nükleer santraller, güneş panelleri, rüzgâr türbinleri… İnsanoğlu, enerji ihtiyacını, tabiata zarar vermeden, sürdürülebilir bir biçimde karşılama konusunda hep bir arayış içindedir. Oysa canlıların bedeninde enerji ihtiyacını karşılayan harika bir yapı vardır. Bu yapı “mitokondri”dir.
Mitokondriler, hücrelerin içinde bulunan ve enerji üretiminden sorumlu olan küçük organellerdir. Alman patolog ve doku bilimci Richard Altmann, 1890 yılında bu organeli keşfetmiş ve “bioblast” adını vermiştir. “Mitokondri” terimi, 1898 yılında, Alman mikrobiyolog Carl Benda tarafından kullanılarak literatüre geçmiştir.[1]
Mitokondriler, kendi DNA’sına ve ribozomlarına sahip olan organeller şeklinde yaratılır. Kendilerine bahşedilen bu mekanizma vesilesiyle, kendi proteinlerini sentezleyip enerji üretim sürecini kontrol ettikleri görülür. Mitokondriler, hücrenin sitoplazmasında bulunur ve çift katmanlı bir zarla çevrilidir. Bu zar, mitokondriyi hücrenin geri kalanından ayırır ve enerji üretim süreci için gerekli olan kimyasalların içeri girip çıkmasını kontrol eder.
Mitokondriler, gıdalardan aldığımız karbonhidrat, yağ ve proteinleri parçalayarak enerji elde eder. Bu parçalama işlemi sonucunda, elektronlar ve protonlar (hidrojen iyonları) ortaya çıkar. Peki bu sayede bize nasıl enerji verilir?
Mitokondriler ve Piller
Mitokondrileri pillere benzetebiliriz. Piller, kimyevî reaksiyonlar sonucu enerji üretirler. İçlerinde bulunan elektrolit çözelti, elektronların akmasını ve elektrik akımı oluşmasını sağlar. Mitokondriler de besinlerden aldıkları molekülleri parçalayarak kimyevî reaksiyonlar gerçekleştirir ve bu reaksiyonlardan serbest kalan elektronları kullanarak “ATP” (adenozin trifosfat) adı verilen enerji moleküllerini üretirler.
Mitokondriler, Rabbimiz tarafından kendilerine bahşedilen özel bir elektron taşıma zincirine sahiptirler. Mitokondrilerin içinde, enerji üretiminin gerçekleştiği özel bir bölme bulunur. Burası elektron taşıma zinciri gibi önemli reaksiyonların gerçekleştiği yerdir. Bu reaksiyonlar sonucunda, besinlerden elde edilen enerji, ATP molekülüne dönüştürülür. ATP, hücrenin enerji birimi olarak bilinir ve hücrenin bütün vazifelerini yerine getirmesi için gerekli olan enerjiyi sağlar.
ATP’nin enerjisi, onun ADP’ye (adenozin difosfat) dönüşmesine yol açan fosfat bağının ayrılması (hidroliz) ile açığa çıkar. Hücre içinde enerji gerektiren her türlü faaliyette rol alacak enzimler, motor protein ve taşıma proteini, bu enerjiyi kullanırlar.
Hücre içindeki hayatî organellerden olan mitokondriler, her hücrenin içine yerleştirilmiş fıtrî pillerdir. Enerji kaynağımız olan bu piller, çalışma prensibi açısından klasik pillerden farklıdır. Evimizde kullandığımız pillerde elektronlar ve protonlar dışarı atılırken mitokondrilerde protonlar içeri çekilir ve bu sayede enerji elde edilir.
Klasik pillerde (mesela çinko-karbon pili), kimyevî enerji, elektrik enerjisine dönüştürülür. Mitokondrilerde ise glikoz moleküllerinin karbon bağlarında bulunan kimyevî enerji, solunumla alınan oksijenle reaksiyona girer ve 30–32 ATP enerji molekülü sentezlenir, ayrıca su ve karbondioksit açığa çıkarılır. Spor yaparken havaya verdiğimiz karbondioksit ile terleyerek çıkardığımız su, işte bu glikozun yanarken ürettiği enerjinin karşılığıdır. Bu olaya “hücre solunumu” adı verilir. Böylece glikozdaki kimyevî enerjinin %40’ı, hücre için daha kullanışlı olan ATP’ye dönüştürülür. Mitokondrilerin, enerji santrali olarak hayranlık uyandıran bir özelliği de üretilen enerjinin ısı olarak dışarı salınmasıdır. Böylece vücut ısımız dengede tutulur. Dinlenirken bile saatte yaklaşık 80 watt enerji tükettiğimizi düşünürsek, mitokondrilerimizin ne kadar büyük bir enerjiyi karşıladıklarını daha iyi anlayabiliriz.[2]
Mitokondrilerin çalışma prensibi, hidrojen yakıt pillerinin işleyiş prensibine benzemektedir. Hidrojen yakıt pillerinde elektrolit çözeltiden geçen protonlar elektrik akımı oluşturur. Gelecekte, mitokondrilerden ilham alınarak daha verimli ve çevre dostu piller üretilebilir.
Neredeyse her hücrenin en az 10 mitokondri barındırdığını düşünürsek (bazı hücrelerde binlerce olabilir), bu küçük canlı pillerin, insan vücudunu aslında devasa bir enerji santrali hâline getirdiğini görebiliriz. İlahî emir ve kanunlara itaat eden milyarlarca mitokondri, aynı anda çalışarak trilyonlarca ATP molekülü üretir ve bütün doku ve organlarımızın enerji ihtiyacı karşılanır.
Mitokondriler enerji üretirken hücreyi kirletmez ve sessiz sedasız çalışır. İnsan yapımı elektrik santralleri henüz hücre içindeki bu kimyevî santrallerin seviyesine erişememiştir.
Hücrelerdeki mitokondri sayısı o hücrenin enerji ihtiyacıyla doğru orantılıdır. Büyüklükleri ve şekilleri değişkenlik gösterir. Yaratılışta israf, eksiklik ve abesiyet olmadığını, her organın ihtiyacına göre hücrelerine konulan mitokondrilerin sayılarına bakarak anlayabiliriz. Ne kadar iş yapılacaksa o ihtiyacı karşılayacak sayıda mitokondrinin yaratılması buna güzel bir örnektir.
Mitokondrilerin Önemi ve Etkileri
Mitokondriler, enerji üretme dışında, hücrelerin sinyaller vasıtasıyla iletişimi, apoptoz (hücre ölümü), kalsiyum homeostazı (dengesi) ve enerji ile ilgili birçok fonksiyonun düzenlenmesiyle de ilgilidir. Mitokondrilerin şekil ve büyüklüklerinin düzenlenmesi için bazen bölünüp bazen de birleşmeleri (fizyon/füzyon) henüz bilemediğimiz bir süreç ile kontrol edilir ve bu düzenlenmenin bozulması, enerji metabolizması ve birçok hastalıkla yakından alâkalıdır.[3] Bu durum, mitokondriyal fonksiyon bozuklukları, kanser, diyabet, kardiyovasküler hastalıklar, nörodejeneratif[4] hastalıklar gibi pek çok rahatsızlığa yol açabilir. Mesela, Parkinson hastalarında, beyin hücrelerindeki mitokondrilerin enerji üretme kapasitesindeki azalma önemli bir rol oynar. Dopamin üreten nöronların ölmesi ve bunun sonucunda karakteristik hareket bozukluklarının görülmesi, mitokondriyal yetersizlikle bağlantılıdır. Yeterli ATP üretilememesi, beyin hücrelerinin görevlerini yerine getirememesine sebep olur. Alzheimer hastalığında da mitokondriyal anormallikler mevcuttur. “Myastenia Gravis”[5] hastalığında otoantikorlar,[6] kas-sinir kavşağında problemlerle beraber hücre içi mitokondriyal değişikliklere de yol açar. Mitokondrilerdeki fonksiyon bozukluğu ve kas hücrelerinin enerji eksikliğine hassasiyeti, kas-sinir hastalıklarının başlıca özellikleridir.
Mitokondriler anneden çocuğa aktarılan ırsî bir unsurdur. Mitokondriler babadan değil, anneden gelir.[7] Çünkü spermin kuyruk kısmına yerleştirilmiş mitokondriler, spermin yumurtaya ulaşması için gerekli enerjiyi sağlamakla vazifelidir. Ancak döllenme sırasında, yumurtanın içine sadece kromozomların yer aldığı spermin baş bölgesi girer. Kuyruk kısmı dışarıda kaldığından yavruda sadece anne yumurtasındaki mitokondriler bulunur ve babanın spermindeki mitokondriler yer almaz. Dolayısıyla her çocuğun enerji üreten mekanizmaları, annesinden mirastır. Hayatımız boyunca hücrelerimizin içinde sanki annemiz çalışır. Bu şekilde hayat enerjisi, sonsuz İlahî şefkate parlak birer ayna olan anneler vasıtasıyla nesilden nesle aktarılır.
Diğer organeller gibi mitokondrilerimiz de olmasaydı, sebepler planında hayatımız devam edemezdi. Mitokondriler, gelecekte yeni enerji teknolojileri ve tedavi metotlarının geliştirilmesine ilham kaynağı olabilir. Ancak en önemlisi, insanın kendi bedenindeki bu İlahî eserleri ve icraatları daha iyi anlaması ve bunların kıymetini bilmesidir.
Küçük ama rolleri büyük olan bu organellerin hâlâ sırları araştırılmaktadır. Nasıl bir tabur askerin sergilediği intizamlı hareketler ve disiplinli tavırlar, o taburun komutanına işaret ediyorsa, aynı şekilde mitokondrilerin bu akıl almaz faaliyetleri, mutlak kudret ve hüküm sahibi bir Hâkim’in varlığını ve birliğini ilan etmektedir.
Hücreleri, dokuları, organları ve bedeni yaratan kim ise elbette kâinatı yaratan da O’dur (celle celâluhu). Şuurları, akılları ve iradeleri olmayan mitokondriler de ancak O’nun (celle celâluhu) askerleri veya memurları olabilirler.
Dipnotlar
[1] L. Ernster, G. Schatz, “Mitochondria: a historical review”, The Journal of Cell Biology. 1981, 91 (3 Pt 2), 227–255.
[2] Peter Rich, “Chemiosmotic coupling: The cost of living”, Nature, 421, 6/2/2003, s. 583.
[3] David L. Nelson, Michael M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, New York: W.H. Freeman, 2017.
[4] Sinir sistemindeki sinir hücrelerinin (nöronlar) ölmesi veya fonksiyon görememesi anlamına gelir.
[5] Myastenia Gravis (MG), sinir sistemi ile kaslar arasındaki iletişimi bozan bir nöromüsküler hastalıktır.
[6] Otoantikorlar, bağışıklık sisteminin mikroplar veya yabancı maddeler yerine kendi vücut hücrelerine, dokularına veya organlarına karşı ürettiği antikorlardır.
[7] C. W. Birky, “The inheritance of genes in mitochondria and chloroplasts: laws, mechanisms, and models”, Annual Review of Genetics, 2001, 35(1), 125-148.
