Mucize Protein: Hemoglobin

Oksijene tüm hücrelerimiz ihtiyaç duyar. Vücudun en dışındaki hücreden en içindeki hücreye kadar oksijen iletilir. Bu görevi hemoglobin molekülü üstlenir. Hemoglobin kandaki kırmızı kan hücrelerinde çok sayıdabulunur. Özel yapısıyla oksijeni bütün hücrelere ulaştırır. Anne karnındaki bebeklerde de farklı bir hemoglobin bulunur. Buna fötal hemoglobin denir. Annenin hemoglobinindeki oksijenin bebeğe geçmesini sağlar. Bebeğin dokularının yeterli oksijen almasına yardım eder. Fötal hemoglobin doğumdan hemen önce yıkılmaya başlar. Bebek doğduğunda fötal hemoglobin yıkılırken erişkin hemoglobin artar. Bu düzen kusursuz ve tesadüfe yer olmayan bir yapıdadır. Allah’ın yaratış mucizesini şimdi de detaylı olarak inceleyelim.
Hiç düşündünüz mü? Dakikada 20, günde 28.800, yılda 10 milyon, bir ömür boyu ise yaklaşık 700 milyon kez nefes alıyoruz! Her nefesimizde havadan aldığımız oksijen, vücudumuza kusursuz bir şekilde dağıtılıyor. Bu dağıtım o kadar önemli ki, beyne 8 saniye oksijen gitmese bilinç kaybı yaşanıyor! Vücudumuzun 100 trilyon hücresi her günde 500 litre oksijene ihtiyaç duyuyor. Eğer bu oksijen ihtiyacı sadece kan sıvısının oksijen taşıma kapasitesiyle karşılansaydı dakikada 1000 kez nefes alıp vermemiz gerekirdi. Şüphesiz bu bizim için katlanılmaz bir hal alırdı.
İşte bu sıkıntıyı yaşamamız için Allah kanımızda özel bir oksijen taşıyıcı yaratmıştır: Hemoglobin molekülü. Hemoglobin ihtiyacımız olan oksijenin %98’ini dokulara taşıyarak hayatı mümkün kılar. Hemoglobin molekülü oksijeni tutarken demiri kullanır. Demirin hemoglobindeki işlevini bir TIR’da yük taşımak için kullanılan konteynerlere benzetebiliriz. Nasıl konteyner TIR’ın yükünü tutuyorsa, demir de hemoglobin molekülünün yükü olan oksijeni tutar.
Günlük hayatta bizim için sorun olan paslanma yani oksijenin demiri etkilemesi kanda bizim için hayat vericidir. Aldığımız nefes ile akciğerlerimize doldurduğumuz oksijen kanımızdaki demir ile temasa geçerek tutunur ve oradan da sayısı 100 trilyonu bulan hücrelerimize taşınır.
Yüce Rabbimiz Kuran’da oksijenin demirle taşınmasına (paslanmaya) 1400 sene önce şöyle işaret etmiştir:

“Asla, hayır; onların kazandıkları, kalpleri üzerinde pas tutmuştur.ˮ(Mutafiffin Suresi, 14)

Demirin Vücuda Verebileceği Olası Zararlara Önlemler

Demir bu önemli görevi yerine getirirken bulunduğu yere son derece hassas bir şekilde yerleştirilmek zorundadır. Çünkü 3 değerli demir iyonları kimyasal reaksiyonlar yoluyla hücreye büyük zararlar verebilir. Demirin 2 değerli halinden 3 değerli hale geçmesi hemoglobinin oksijen taşıma kapasitesini de azaltır. Hücre gözü, kulağı ve aklı olan bir kimyager gibi 2 değerli ve 3 değerli demiri ayırt edebilir. Hatta 3 değerli demir 2 değerliye çevrilir. Böylece hemoglobin oksijen taşır hale gelir.

3 değerli bulunan demir iyonlarını pimi çekilmiş el bombasına gibidir. Çünkü bu iyonlar hücrede saldırgan moleküller oluşmasına neden olur. Bu saldırgan moleküller de hücredeki DNA, RNA, protein ve zar gibi yapılara saldırarak tahribata yol açar. Bu tahribat hücre için ölüm demektir. Ancak hücrelerimizin her birinde sayısız bomba ile yaşamamıza rağmen bunları hiç fark etmeden rahatlıkla hayatımıza devam ederiz. Çünkü Allah bizi korumak için çok özel bir sistem yaratmıştır.

Heme molekülü yüzük şeklinde karbondan oluşan ortasında demir bulunan bir yapıdır. Bu yapı demirin çevredeki moleküllere zarar vermeden belli bir mesafede saklı tutulmasını sağlar. Bu saklama 2 değerli demirin 3 değerli demire dönüşmesini önlemek için önemlidir. Heme molekülünün bu harika mimarisi demiri oksijen taşımada verimli hale getirir.

Ortası dolu bir simit şeklinde olan kırmızı kan hücreleri çok sayıda hemoglobin içerir. Kırmızı kan hücresinin şekli ve yapısı oksijenin en iyi şekilde taşınmasını sağlar. İki kutuptan bastırılmış yuvarlak şekli hücrenin yüzey alanını arttırır. Yüzey alanının artması hücre içine daha fazla oksijen alınmasını sağlar. Bu özel şekil hücrenin hacmini de azaltır. Tek bir hücre kalınlığındaki kılcal damarlardan bile geçebilir.  Aynı zamanda yapısı itibariyle esnektir. Damarlardaki sert dönüşlerde esneyerek kan akışının devamına olanak sağlar. Kırmızı kan hücreleri yüzey alanı, hacmi ve esnekliğiyle özel bir yapıya sahiptir.
Kırmızı kan hücreleri daha fazla hemoglobin molekülü taşıyabilmek için çekirdek, mitokondri, endoplazmik retikulum gibi organellerini atar. Çekirdek normalde hücrenin tüm işlevlerini düzenler. Hücrenin bölünüp çoğalmasına olanak verir. Mitokondri şekeri parçalayıp enerji üretir. Özellikle hücre bölünmesi için gereken muazzam enerjiyi üretir. Endoplazmik retikulum protein sentezinin son halkasını oluşturur. Proteinlerin özel şekilde katlanmasının yapıldığı yerdir. Bu kadar hayati organellerin atılması aslında hayret edilesi bir mekanizmadır. Çünkü çekirdek ve mitokondriyi atması kırmızı kan hücresinin bölünüp çoğalmasını ve birçok farklı işlev yapmasını engeller. 100 trilyon hücremize gerekli oksijeni taşımak için kendini adeta feda eden kırmızı kan hücreleri fedakarlığın hücresel düzeyde de olduğunu gözler önüne serer. DNA’mızda kırmızı kan hücresinin bu fedakarlığı kodludur. Şuursuz atomlardan oluşan hücrenin risk analizi yapıp kendi yaşamı pahasına bu fedakarlığı yapması bize bunu yaratanın Allah olduğunu da göstermektedir. Zaten evrime göre fedakarlık mekanizması yoktur. Evrime göre en güçlünün hayatta kaldığı vahşi bir savaş vardır. Halbuki gözle bile görülmeyen minicik hücreler bile fedakarlık örneği göstererek evrim teorisinin “survival of the fittest”(güçlü güçsüzü yener) öğretisini yalanlar.

Hemoglobinin Vücuda Oksijen Taşıması

Hemoglobinin oksijen alıp vermesi ortamdaki oksijen basıncına bağlıdır. Hemoglobinin mimarisi havadaki ve dokudaki oksijen basıncına göre özel tasarlanmıştır. Havada oksijen basıncı yaklaşık 100 torrdur. Hemoglobin de 100 torr basınçta tüm oksijen depolarını doldurabilir. Şuursuz atomların basınç hesabı yapıp ona göre şekil alması tabii ki mümkün değildir. Allah hemoglobini havadaki basınca özel şekilde yaratmış, “şekil ve suret” vermiştir. Dokularımızda da oksijen basıncı ortalama 20 torrdur. Hemoglobinin, şaşırtıcı olarak, dokuda bulunan 20 torr oksijen basıncında oksijene ilgisi çok düşer. Böylece dokulara gelen hemoglobinin oksijen depoları boşalır.

Hemoglobin toplam dört oksijen molekülü taşır. Hemoglobine oksijen bağlanmasıyla şekli değişir.  Böylece her oksijen diğerinden daha kolay bağlanır. Bu mekanizmayı dört tekerli bir kamyona benzetilebilir. Sadece bir tekerle çok zor giderken; iki taneyle zor; üç taneyle daha kolay; dört taneyle en kolay yol alır. Hemoglobinin şekil değiştirmesi oksijenin iki kat daha verimli taşınmasını sağlar.
Hemoglobinin mimarisinin detaylı analizleri iki farklı şekli olduğunu gösterir: R (relaxed) yani sakin ve T (tense) yani sıkı durum. Sakin durumdaki hemoglobin çok rahat oksijen bağladığından oksijen depoları dolar. Sıkı durumdakiyse oksijensizdir. Bu müthiş yapı hemoglobini oksijen taşımada çok verimli hale getirir. Dokulardaki oksijensiz durumda hemoglobin oksijen depolarını boşaltır. Sıkı duruma geçen hemoglobin dokuya verdiği oksijeni böylece geri almaz. Akciğerde ise oksijenle karşılaşan hemoglobin rahat duruma geçer. Hemoglobinde gerçekleşen şekil değişikliğiyle oksijen depoları kolayca dolar. Sıkı durumu kamyonun kasasını kaldırıp yükünü boşaltmasına; rahat durumu da kamyonun kasasını yük dolu olmasına benzetilebilir. Kamyon kasayı kaldırdığında yük tamamen boşalır ve geri gelemez. Kasa yük dolu ve yatay pozisyondayken de yük sabit şekilde kasada durur.

Sıkı durumdan (T durumu); rahat duruma (R durumu) geçen hemoglobinde meydana gelen şekil değişikliği oksijenin kusursuz olarak vücuda dağılmasını sağlar. Öyle bir dağıtım sistemi ki gece gündüz, her dakika, her saniye durmadan çalışır. Oksijenin bağlanmasına göre şekil değiştiren hemoglobin tam anlamıyla Allah’ın mucizesidir.

Şimdiye kadar hemoglobinin çalışma mekanizmasını, oksijen taşınmasında hemoglobinin hayati işlevini, hemoglobinde meydana gelen 15 derecelik bir açı değişikliği sayesinde aldığımız nefesin vücudumuza sorunsuz bir şekilde dağıtılabildiğini gördük. Ancak hemoglobin mucizesi bununla sınırlı değil. Anne karnında da oksijene ihtiyaç duyuyoruz. Peki, nefes almadan, akciğer kullanmadan anne karnındaki bebek nasıl oksijen ihtiyacını karşılıyor?

Anne Karnındaki Bebeğe Özel Yaratılan Fötal Hemoglobin Mucizesi

Fötal hemoglobin bebeğin kırmızı kan hücrelerinde üretilen özel bir hemoglobin türüdür. Fötal hemoglobininin oksijen depolarını doldurmaya olan ilgisi erişkin hemoglobininden daha fazladır. Anne ile bebek arasında gaz ve diğer maddelerin değişimini sağlayan plasentada bebek anneden oksijen alır. Plasentada toplam  uzunluğu 550 km’yi bulan kılcal damarlarda bebek besin ve oksijenini anneden alıp karbondioksit ve bazı atıklarını anneye verir. Peki annenin hemoglobininden bebeğe oksijen geçişi nasıl sağlanır?

Bunu mıknatıs örneğiyle açıklayalım. Erişkin hemoglobiniyle fötal hemoglobini mıknatısa; oksijeni demir bilyeye benzetelim. İki mıknatıs da demir bilyeyi çeker. Ancak annenin mıknatısı bebeğe göre daha güçsüz. Anne mıknatısı demir bilyeyi taşırken anne karnındaki bebeğin mıknatısıyla karşılaşınca demir bilye anneden çocuğa geçer. Böylece demir bilye sorunsuz bir şekilde çocuğa da iletilebilir. Tersini düşünelim; eğer anneyle karındaki çocuğun mıknatıs gücü aynı olsaydı demir bilyeyi iki mıknatıs da aynı kuvvetle çekeceği için demir bilye çocuğa çok daha az geçebilecekti. Bu durumda da çocuk yeterince oksijen alamadığından ağır sinir sistemi hasarları oluşur ve ölü doğma riski artardı.

Fötal hemoglobinin yapısı erişkin hemoglobininden farklıdır. Erişkinde hemoglobin 2alpha 2beta alt-parçacıklarından oluşur Fötal hemoglobinse 2alpha 2gamma alt-parçacıklarına sahiptir. Düşünsenize! DNA’da bilgiler o kadar detaylı kodlanmış ki; gamma alt parçacıkları üretilince bebeğin sağlıklı gelişeceği biliniyor. Böylece anne karnında geçen süre boyunca gamma üretiliyor. Ne zamanki bebeğin doğumu yaklaşıyor. O zaman da gamma alt parçacık üretimi hız kesiyor ve beta alt parçacık üretimi başlıyor. Kusursuz çalışan bu mekanizma harika bir düzende.
Adeta bir mucizeler zinciri: Anne karnındaki bebekte hemoglobin üreten hücreler; 1)anneden oksijen almak için fötal hemoglobin üretilmesi gerektiğini biliyor, 2) doğumun ne zaman gerçekleşeceğini biliyor, 3) doğumdan sonra akciğerlerdeki havadan oksijen alınmaya başlanacağını biliyor, 4) erişkin hemoglobinin havadan oksijen almaya daha uygun olacağını biliyor, 5) böylece hem doğumdan önce hem doğumdan sonra bebeğin oksijen ihtiyacını karşılayacak hemoglobin türlerini kusursuz bir biçimde üretiyor. Şimdi bunun tesadüfen oluşması mümkün mü? Bu mekanizmanın zaman içinde kör tesadüflerle oluşması imkânsız. İlk bebekten itibaren kusursuz şekilde çalışan bu mekanizma bize Allah’ın üstün yaratma sanatını kanıtlıyor ve gücünü gösteriyor.

“Allah, herşeyin Yaratıcısı’dır. O, herşey üzerinde vekildir. Göklerin ve yerin anahtarları O’nundur. Allah’ın ayetlerine (karşı) inkâr edenler ise; işte onlar, hüsrana uğrayanlardır.ˮ( Zümer Suresi, 62-63)

Yazar / Op. Dr. Hüsnü Erel Aksoy