Cildimiz vücut sıvılarını neden sızdırmaz?

Cildimizin tüm dış katmanı her 2-4 haftada bir yenilenir. Buna rağmen, cildimizden gelişigüzel bir sızıntı hiç gerçekleşmez. Bilim insanları bunun nedenini, deri hücrelerinin tetrakaidecahedron (14 yüzlü polihedron) şeklinde diziliminden kaynaklandığını belirtiyor. Bu dizilimde; deri değişimi esnasında bile aralarda boşluk oluşmuyor.

Imperial College London’da araştırmacı Reiko Tanaka’ya göre; bu çalışma, hücrelerin cilt yapısını nasıl oluşturduğunun, hücrelerin birbirine nasıl bir mekanizma ile bağlandığının görülmesini sağlamıştır.

Tanaka ve ekibi, çalışmalarını memeli epidermisinin (epidermis; cildimizin koruyucu bariyer kısmıdır) çeşitli katmanları üzerinde sürdürmektedir.

Önceki çalışmalardan elde edilen bilgilere göre; memeli epidermisinde iki ana fiziksel bariyer kısmı bulunmaktadır. Cildin en dış tabakası (stratum corneum) hava-sıvı arayüz bariyerini oluşturur. Bu kısım yüzeye en yakın kısımdır. Bu tabakanın altında, sıvı-sıvı arayüz bariyeri bulunur. Bu kısım sıkı bağlantılar (tight junctions) tarafından oluşturulur. (Bu sıkı bağlantılar; hücrelerin çok dar aralıklarla yanyana dizilmesini ve aralardan sıvı geçisine olanak vermemesini sağlar.) Cildin dış tabakasının altında bulunan ikinci tabaka (stratum granulosum), üst tabakada sürekli dökülen hücrelerin yerini alan sağlıklı hücrelerin bulunduğu tabakadır. Bu tabaka, en dış tabakanın yerini alır ve yeni hücreler üretir. Stratum granulosum tabakası, cildimizin sıvı sızdırmama özelliği ile ilgili en önemli katmandır çünkü sıkı bağlantılar ve hücrelerin dizilimi bu tabakada meydana gelir ve dökülen üst tabakanın yerini bu katman alır. Bu tabaka; dış katmandaki ölü ya da yaşlı hücreleri dışa doğru iterek, yerine genç ve sağlıklı hücrelerin geçişini sağlar.

Stratum granulosum tabakasının, bugüne kadar cildin sıvıları sızdırmama özelliği üzerindeki etkisi açıklığa kavuşturulamamıştı. Tanaka ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada, konfokal mikroskop yardımıyla stratum granulosum tabakasındaki hücreler görüntülenerek, şekilleri belirlenmiş ve bu şekillerin cildin bariyer özelliği üzerinde etkili olduğu görülmüştür.

Bu şekil, 14 yüzlü polihedrondur ve tetrakaidecahedron olarak adlandırılır.

Tetrakaidecahedron yapısı, ilk kez 1887 yılında, matematiksel fizikçi ve mühendis William Thomson (Lord Kelvin) tarafından önerilmiştir. Bu şekil aynı zamanda, doğada bir boşluğu en iyi şekilde  doldurabilen yapı olarak da bilinmektedir. Tanaka’nın ifadesine göre, Lord Kelvin’in önerdiği bu şekil, cildimizdeki bariyer etkisinin sürdürülmesine yardımcı olan, doğadaki en önemli şekillerden biri.

Tanaka ve arkadaşları, tetrakaidecahedron şeklinin cildin bariyer özelliği hakkındaki önemini şu şekilde açıklıyor: üretilen proteinler, geçici olarak “yapıştırıcı” gibi davranıyor ve dış katmandaki eski hücrelerin bir arada tutulması bu şekilde sağlanıyor. Yeni hücreler, sıkı bağlantılar sayesinde eski hücreleri çevreleyerek, onların yerini alıyor. Bu sistem sayesinde, bariyer zarar görmeden hücre değişimi gerçekleşiyor.

Hücre değişim süreci, aşağıdaki videoda görüldüğü şekilde gerçekleşir.

Ayrıca bu araştırma, egzama gibi cilt hastalıklarının anlaşılmasında da etkili olmaktadır. Sıkı bağlantıların oluşması esnasında gerçekleşen işlev bozuklukları, bu bariyerin zayıflamasına, pürüzlere ve enfeksiyona neden olmaktadır.

Araştırma grubu, çalışmalarını epidermis katmanındaki cilt kalınlığının nasıl kontrol edildiği üzerine sürdürmektedir.

Kaynak
http://www.sciencealert.com/scientists-have-figured-out-why-human-skin-doesn-t-leak