Kemik canlıdır

Bir an

Pazartesi akşamı Sevgül yazılı kâğıtlarını kenara itip telefonu hoparlöre alıyor. Arayan, Uşak'taki ablası Şükran. Cumartesi pazardan dönerken belediye binasının önündeki ıslak mermer basamakta ayağı kaymış, düşerken sağ elini yere koymuş. Acilde bileğinin kırıldığını söylemişler; kolu şimdi dirsekten parmak diplerine kadar alçıda.

"Ortopedi doktoru bir de kemik yoğunluğu ölçtürelim dedi," diyor Şükran. "Ne gerek var Sevgülüm? Ayağım kaydı, düştüm, kırıldı. Kemik dediğin taş gibi bir şey. Ne yenilenecek, ne ölçülecek?"

Sevgül kalsiyumla D vitaminini okurken kemiğin cansız bir iskele olmadığını bir yerde görmüştü, ama ablasına bunu tek cümleyle anlatamıyor. Ölçümün sonucu henüz yok; randevu üç hafta sonra.

Duyularımız dışarıdan gelen ışığı, sesi, kokuyu, dokunuşu okuyan alıcılardı; onları konuşurken hep vücudun dünyayı nasıl algıladığına baktık. Şimdi bakış içeri dönüyor, bizi ayakta tutan yapıya. Şükran'ın sorusu iyi bir başlangıç: taş gibi görünen bir şey nasıl yenilenir ve kendi boyundan düşen birinin bileği kırılınca hekim neden kemiğin içine bakmak ister?

Soru

Taş kadar sert görünen kemik nasıl olur da hayat boyu yıkılıp yeniden kurulur ve bu sürekli yenilenme yükle, yaşla ve menopozla nasıl değişir?

Nasıl işler

Kemik, mineralle sertleşmiş bir protein örgüsüdür ve içinde hücreler yaşar. Üç hücre tipi işi paylaşır. Osteoklastlar eski ya da hasarlı kemiği eritip söker. Osteoblastlar açılan boşluğa yeni kemik örgüsünü döşer. Osteositler ise kemiğin içine gömülü kalmış eski osteoblastlardır; yetişkin kemiğindeki hücrelerin yüzde 90 ile 95'ini oluşturur ve onlarca yıl yaşayabilirler. Bonewald'ın derlemesine göre osteosit, yıkım ile yapımı yöneten ve böbreğe kadar sinyal gönderen bir hücredir.

Raggatt ile Partridge bu döngüyü beş evrede anlatır. Önce bir noktada iş başlatılır (etkinleşme), osteoklastlar oraya toplanıp kemiği söker (yıkım), ortalık temizlenip yapıma geçilir (geri dönüş), osteoblastlar yeni örgüyü döşeyip mineralle sertleştirir (yapım) ve iş durur (sonlanma). Kemik kaybı, bu terazinin bir tarafa yatmasıdır: söküm yapımdan hızlı ilerler ya da yapım geride kalır.

Peki ekipler nereye çağrılacağını nereden bilir? İşte burada yük devreye girer. 1892'ye gelindiğinde Alman cerrah Julius Wolff ve başkaları, canlı kemiğin iç mimarisinin üstüne binen yüke göre değiştiğini fark etmişti; nasıl olduğunu ise kimse bilmiyordu. "Wolff yasası" bu yüzden bugün bir mekanizma değil, tarihsel bir gözlemin adı olarak okunmalı. Mekanizmayı açıklamaya çalışan en bilinen model Harold Frost'un mekanostat önerisidir. Frost onu iki termostatlı bir odaya benzetir: kemikteki gerinim bir üst eşiği aşınca yapım açılır ve kemik güçlenir, bir alt eşiğin altında kalınca söküm öne geçer ve kemik incelir. Homeostaz dersinde konuştuğumuz negatif geri bildirimin bir benzeri, ama ayarlanan değer kandaki bir madde değil, kemiğin taşıdığı yükün büyüklüğü.

Frost'un bir vurgusu daha var: kemiğe binen en büyük yükler yer çekiminden çok kaslardan gelir. Güçlü kas, kemiği daha çok büker ve çeker; zayıf kas, iskelete daha az iş verir. Kasla kemik bu yüzden birlikte düşünülmeli.

Kemik kütlesi çocukluk ve gençlikte birikir, bir noktada tepeye ulaşır ve yetişkinlikte yavaşça azalmaya başlar. Kalsiyumla D vitamini dersinde, menopoz geçişinde son adetin çevresindeki birkaç yılda kaybın hızlandığını SWAN çalışmasının verisiyle görmüştük; cinsiyet hormonları dersinde de östrojenin yıkım ile yapım arasındaki dengeyi yapım lehine tuttuğunu. Östrojen azalınca söküm bir süre önde gider.

Kırık, bu sürekli tamir düzeninin en görünür sınavıdır. Marsell ile Einhorn'un The biology of fracture healing (2011) özetine göre alçıdaki ya da atelle tutulan bir kırıkta iyileşme çoğunlukla dolaylı yoldan ilerler. Önce kırık hattında kısa bir iltihap evresi olur ve onarım hücreleri bölgeye çağrılır. Sonra kıkırdaktan bir ilk köprü, yani yumuşak kallus kurulur. Bu köprü damarlanır ve kireçlenerek sert kemiğe döner. En sonda yeniden yapılanma devreye girip kemiğin eski biçimini ve yapısını büyük ölçüde geri getirir. Şükran'ın bileğinde şu anda olan bu.

Kalsiyum dersinde tanımladığımız kemik mineral yoğunluğu Şükran'ın randevusunda ölçülecek; sonuç gelmeden onun kemiği hakkında bir şey söylenemez.

Kanıt

Yaygın yanılgılar

Sayılarla

Rus Mir istasyonunda dört ile on iki ay kalan kozmonotlar omurgadan ayda ortalama yüzde 1, kalçadan yüzde 1,5 kemik kaybetti. Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki 14 mürettebatta kayıp omurgada ayda yüzde 0,9, kalçada yüzde 1,4–1,5'ti. Vico ve arkadaşları Mir'deki 15 kozmonotta ilginç bir ayrıntı buldu: yük taşımayan ön kol kemiği değişmedi, yük taşıyan kaval kemiği bir ayda bile kayba başladı ve toparlanma uçuşun kendisinden uzun sürdü.

Yatak da benzer sonuç verir. LeBlanc ve arkadaşlarının çalışmasında 17 hafta kesintisiz yatan altı sağlıklı genç erkek bel omurlarında yüzde 3,9, topukta yüzde 10,4 kemik kaybetti. Altı ay sonra yalnız topuktaki kayıp neredeyse tamamen geri gelmişti. Aynı sürede kafatası kemiğinin yoğunluğu ise arttı.

Yükün tersi de ölçüldü. Kannus ve arkadaşları 105 Finli kadın tenis ve skuaş oyuncusunun raket tutan kolunu öbür koluyla karşılaştırdı. Oynamayanlarda iki kol arasındaki mineral farkı yüzde 3 ile 5 dolayındaydı; oyuncularda kemik bölgesine göre yüzde 8,5 ile 16. İlk adetten önce ya da o yıl oynamaya başlayanlarda fark, ilk adetten 15 yıl sonra başlayanlardakinin iki ile dört katıydı.

Herkes için aynı mı?

Hayır; burada belirleyici olan zamanlama. Baxter-Jones ve arkadaşları 8 ile 30 yaş arasını izledi: tepe kemik kütlesine bölgeye göre ya ergenliğin bitişinde ya da yirmili yaşların başında ulaşılıyor ve boy atma hızının en yüksek olduğu yılın iki yıl öncesi ile iki yıl sonrası arasında, genç yetişkin tüm vücut kemik mineralinin yüzde 39'u birikiyor. Ulusal Osteoporoz Vakfı'nın Weaver ve arkadaşlarınca yazılan bildirgesi, tepe kemik kütlesinin yüzde 20 ile 40'ını yaşam biçiminin belirlediğini ve en güçlü kanıtın kalsiyum alımı ile fiziksel etkinlik için olduğunu söylüyor. Ergenlikte kazanılan, sonraki on yıllarda harcanacak birikimdir.

Cinsiyet ikinci farktır. Kadınlarda menopoz geçişi kaybı hızlandırır; MedlinePlus erkeklerde de yaşla testosteronun azalmasını kemik kaybının nedenleri arasında sayar. Uzun süre kortizon grubu ilaç kullanmak, iltihaplı bağırsak hastalığı ya da romatoid artrit gibi süreğen iltihaplı hastalıklar, düşük vücut ağırlığı, yeme bozukluğu, sigara ve çok alkol de kemik terazisini söküm yönüne iter. Ölçüme erişim de eşit değil; randevu için şehir değiştirmek herkesin gücü değil. Hatice Nine için ne gerektiğine onu tanıyan Dr. Aylin karar verir; ninenin düşmesi ayrı bir sorudur ve bu ders onu yanıtlamıyor.

Ne zaman hekime?

Şükran'ın durumundaki gibi alçılı bir bilekte asıl dikkat, sinir ve dolaşım belirtilerine verilir. Amerikan Ortopedi Cerrahları Akademisi'nin hasta sayfası, bilek kırığından sonra parmaklar uyuşur ya da solgunlaşırsa, ağrı geçmek yerine şiddetlenirse, biri parmaklarını nazikçe düzeltirken dayanılmaz bir ağrı olursa ya da başparmağı veya işaret parmağını bükmekte yeni bir güçsüzlük başlarsa vakit kaybetmeden acil servise gidilmesini yazar.

Kemik yoğunluğu açısından da bazı işaretler bir randevuyu hak eder. Elli yaşını geçmiş biri kendi boyundan düşüp bir kemiğini kırdıysa, bunu "talihsizlik" diye geçme; aile hekimine kemik sağlığını sor. Görünür bir zorlanma olmadan birden başlayan sırt ağrısı, yıllar içinde boyun kısalması ya da sırtın öne doğru kamburlaşması da MedlinePlus'ın omurga kırıklarıyla ilişkilendirdiği işaretlerdendir.

Kendi hayatında

Şükran'ın cümlesinde iki ayrı iddia var. "Kemik taş gibi" iddiası yanlış: kemik canlı, hücreleri onu her gün söküp yeniden kuruyor ve bileği tam da bu yüzden kaynayacak. "Ne ölçülecek" sorusu ise yerinde bir soru, çünkü cevabı belli: hekim, kendi boyundan düşüşte kırılan bir bileğin arkasında kemik terazisinin söküm yönüne yatıp yatmadığını görmek istiyor. Sevgül'ün ablasına söyleyebileceği en yararlı şey, randevuya gitmesi ve sonucu hekimle birlikte okuması.

Kapanış

1. Kemik, osteoklastların söküp osteoblastların yeniden kurduğu, içindeki osteositlerin yönettiği canlı bir dokudur; yetişkin iskelet de bu döngüyle sürekli yenilenir.
2. Kemik gücünü üstüne binen yüke göre ayarlar: uzayda ve yatakta yükten kurtulan kemik aylar içinde kaybedilir, raket tutan kol gibi düzenli yük alan kemik kalınlaşır ve bu tepki ergenlikte en güçlüdür.
3. Osteoporoz, kemik mineral yoğunluğunun genç yetişkin ortalamasının 2,5 standart sapma altına indiği bir tanı eşiğiyle tanımlanır; erken evrede belirti vermez ve ölçülmeden bilinmez.

Beş soru

1. Osteoklast, osteoblast ve osteosit kemiğin yeniden yapılanmasında hangi işi üstlenir?
2. Frost'un mekanostat modeli, kemiğin yüke tepkisini hangi gündelik düzeneğe benzetir ve bu benzetme neyi açıklar?
3. Uzay istasyonundaki mürettebatta ve 17 hafta yatan gönüllülerde kemik kaybı en çok hangi bölgelerde görüldü?
4. Tenis ve skuaş oyuncularında oynamaya başlama yaşı kollar arasındaki kemik farkını nasıl etkiledi?
5. LIFTMOR denemesi kemik kütlesi düşük kadınlar için neyi gösterdi ve bu sonuç neden herkes için evde ağır kaldırma önerisine çevrilemez?

Yanıtlar

Osteoklast eski ya da hasarlı kemiği söker, osteoblast açılan yere yeni kemik örgüsünü döşer ve mineralle sertleştirir. Osteosit kemiğin içine gömülü kalan eski bir osteoblasttır; yetişkin kemik hücrelerinin büyük çoğunluğunu oluşturur ve yıkımla yapımın nereye yönleneceğini düzenler.

İki termostatlı bir odaya benzetir. Kemikteki gerinim üst eşiği aşınca yapım açılır, alt eşiğin altında kalınca söküm öne geçer. Bu, kullanılan kemiğin neden güçlendiğini, kullanılmayanın neden inceldiğini açıklar.

Uzay istasyonunda kalça, omurgadan daha hızlı kaybetti: ayda yüzde 1,4–1,5'e karşı yüzde 0,9. Yatak çalışmasında en büyük kayıp yüzde 10,4 ile topuktaydı, bel omurlarında yüzde 3,9'du.

İlk adetten önce ya da o yıl başlayanlarda raket kolu ile öbür kol arasındaki fark, ilk adetten 15 yıl sonra başlayanlara göre iki ile dört kat büyüktü. Kemik yüke her yaşta tepki verir, ama büyüme yıllarında daha güçlü tepki verir.

Sekiz aylık gözetimli ağır kaldırma ve çarpma egzersizi bel omurlarında ve kalça boynunda kemik yoğunluğunu evde hafif egzersize göre daha iyi korudu. Ama deneme küçüktü, katılımcılar elenerek seçildi, her seans gözetimliydi ve ölçülen sonuç kırık değil yoğunluktu.

Sonraki derse köprü

Frost'un modelinde kemiği en çok yoran yükü yer çekimi değil kas üretiyor; Şükran'ın alçıdaki kolu da şimdilik hem kemiğe hem kasa az iş veriyor. Peki kemiği büken o kuvvet nereden doğar? Bir kas lifi sinirden gelen emirle nasıl kasılır, saniyelik bir sıçrama ile uzun bir yürüyüş için hangi yakıtı yakar ve neden bütün lifler aynı değildir?