Giriş
Merak eden biri olarak küçücük bir nöronun aksonu — o uzun, ince ve hayati yapı — değişebilir mi diye düşündüğümde, hem bilimsel heyecan hem de şaşkınlık duyuyorum. Aslında akson sadece “sabit bir kablo” değil; beyin ve sinir sistemimiz deneyimlere, öğrenmeye, hasara ve çevresel etkilere göre değişebiliyor. Bu yazıda, “Bir nöronda akson boyu değişir mi?” sorusunu, güncel bilimsel veriler ışığında, ama herkesin anlayabileceği şekilde ele alıyorum.
Akson nedir, neden önemli?
Nöronlar (sinir hücreleri), gövde (soma), dendritler ve akson olmak üzere temel parçalardan oluşur. ([biyolojiegitim.yyu.edu.tr][1]) Akson, nöronun elektriksel sinyalleri uzak mesafelere — diğer nöronlara, kaslara veya bezlere — ileten uzun ve ince uzantısıdır. ([Vikipedi][2])
Akson uzunluğu nöron tipine göre büyük ölçüde değişir. Bazı aksonlar birkaç milimetreyken, bazı motor nöronlarda — örneğin omurilikten ayağa uzanan— akson uzunluğu bir metreyi aşabilir. ([TÜBİTAK Bilim Genç][3])
Bu geniş uzunluk aralığı, aksonun hem yapısal hem de işlevsel açıdan ne kadar esnek olabileceğini düşündürüyor. Ancak “esneklik” gerçekten fiziksel uzunluk değişikliği anlamına geliyor mu?
Sinir sistemi ve plastisite: Yapı değişimi mümkün mü?
Nöroplastisite (neuroplasticity), sinir sisteminin yalnızca işlevsel değil, yapısal olarak da değişebilme yeteneğini tanımlar. Bu değişiklikler arasında sinaps oluşumu, dendrit uzaması/çekilmesi, hatta yeni nöron oluşumu (bazı beyin bölgelerinde) sayılabilir. ([Wiley Online Library][4])
Yapısal nöroplastiside yalnızca “sinaps sayısı veya gücü” değil; dendritlerin ya da glial hücrelerin yapılarındaki değişiklikler de gözlenmiştir. ([MDPI][5])
Ancak, bu değişikliklerden bahsederken, literatürde akson uzunluğunun değişip değişmediğine dair daha dikkatli olmak gerekiyor. Çünkü akson, dendritten farkı olarak — çoğu zaman — sabit kabul edilen uzun bir uzantıdır.
Akson büyümesi ve rejenerasyon: Gelişim ve hasar sonrası durum
Gelişim döneminde (embriyonik ve erken postnatal) aksonlar aktif olarak uzar ve hedeflerine yönelir. ([jneurosci.org][6]) Bu süreç, sinir ağlarının doğru biçimde kurulmasını sağlar.
Ancak olgun (yetişkin) memeli merkezi sinir sisteminde (CNS), bu büyüme kapasitesi büyük ölçüde kaybolmuştur. Yetişkin nöronlar hasar gördüğünde aksonlarını yeniden büyütme (rejenerasyon) eğiliminden yoksun olabiliyor. ([jneurosci.org][6]) Bunun nedeni, hem çevresel faktörlerin (örneğin inhibe edici ortam) hem de nöron içi “büyümeyi kısıtlayan” moleküler mekanizmaların aktif olmasıdır. ([jneurosci.org][6])
Yine de bazı özel koşullarda — örneğin yaralanma sonrası rejenerasyon araştırmalarında — akson büyümesi gözetilmektedir. Ancak bu, normal yaşam koşullarında rutin olarak görülen bir “uzama” değil; bir müdahale veya zorlama sonucu ortaya çıkan bir durumu yansıtır. ([ScienceDirect][7])
Aksonun kendisi — Uzunluk sabit mi yoksa değişebilir mi?
Son yıllarda yapılan çalışmalarda, yalnızca sinaps veya dendrit değil; aksonun bazı parçalarında — özellikle akson başlangıcında yer alan Axon Initial Segment (AIS) — boyut değişikliği gözlemlenebildiği raporlanmıştır. ([Neuroscience News][8])
Bu araştırmalardan biri, AIS’nin — nöronun ateşleme eşiğini belirlemesinde kritik rol oynayan bölüm — sinir sistemi aktivitesine bağlı olarak uzayıp kısalabildiğini gösteriyor. Örneğin, nöronal aktivite çok yüksek olduğunda AIS biraz kısalıyor; düşük olduğunda ise uzayabiliyor. ([Neuroscience News][8])
Yani aksonun tüm uzunluğu değil; ama başlangıç segmentinin uzunluğu ve ion kanal yoğunluğu gibi yapısal özellikleri değişebiliyor. Bu da nöronun uyarılabilirliğini ayarlamaya yarıyor — beyin için bir çeşit “ayarlama mekanizması”.
Buna karşılık, aksonun kilometrelerce uzayan distal kısmının — normal koşullarda — uzayıp kısaldığını gösteren ikna edici kanıt yok. Yetişkin beyinde uzun aksonların yeniden uzaması nadir; rejenerasyon çoğu zaman sınırlı. ([jneurosci.org][6])
Sonuç: Akson boyu sabit sayılmaz ama…
Akson, sabit bir kablo gibi görünse de, nöron dünyasında bazı esneklikler mümkün. Özellikle aksonun başlangıç kısmı (AIS), nöronal aktiviteye bağlı olarak yapısal değişikliklere uğrayabiliyor. Bu, sinyal geçişini ayarlayan hassas bir mekanizma olarak düşünülebilir.
Ancak, aksonun tamamının, örneğin bir metrelik bir aksonun metrelerce daha uzaması — normal erişkin yaşamında — bilimsel olarak desteklenmiş bir gerçek değil. Uzama ve rejenerasyon çoğunlukla gelişim döneminde veya hasar sonrası özel koşullarda gözlemleniyor.
Yani: evet — bazı kısımları değişebilir, ama “akson boyu her zaman esnek” demek doğru değil.
Düşündürmeye Açık Sorular
Nöronun yaşamı boyunca aksonun distal kısmında, çok yavaş da olsa mikroskobik uzunluk değişimleri olabilir mi?
Beyin hasarı sonrası rejenerasyonun önündeki moleküler engeller tam olarak neler — ve bunları ortadan kaldırmak mümkün mü?
Günlük öğrenme, deneyim ve çevresel değişikliklerin, yalnızca sinapslar ve dendritlerde değil, aksonun yapısında da ölçülebilir etkileri olabilir mi?
Bu sorular, nörobilimin hâlâ üzerinde çalıştığı ve tartıştığı konular. Eğer istersen, son çalışmalar ışığında “akson plastisitesi araştırma trendleri” üzerine de bir yazı hazırlayabilirim.
[1]: “Sinir hücresi (Nöron)”
[2]: “Akson – Vikipedi”
[3]: “Nöron Nedir?Sinir Hücresi Nedir? İnsan Vücudundaki En Uzun Hücre Nedir …”
[4]: “Adult Neuroplasticity: More Than 40 Years of Research”
[5]: “Hallmarks of Brain Plasticity – MDPI”
[6]: “Mechanisms of Axon Growth and Regeneration: Moving between Development …”
[7]: “Axonal Growth in the Adult Mammalian Nervous System … – ScienceDirect”
[8]: “Live Imaging Reveals Axon Adaptability in Neuroplasticity”