Kemik dokusu, yumurta kabuğu ve geçen hafta aktarmaya çalıştığımız üzere Horasan harcı yapısal olarak birbirlerine benzerdir. Kemik ve kabuk doğal maddelerdir, kollajen matriks içerisine kalsiyum çöktürülür, Horasan harcı ise organik sülfür kaynakları kullanılarak yapılan bağlayıcıdır, tamamen benzer şekilde kalsiyum kalsitle sağlamlaşır, karbondioksiti havadan çeker. “Sağlamlık” kavramının mimari ve inşaattaki değeri açıktır, buna karşılık biyolojik sistemdeki konumu “görecelidir”. Karada yaşayan bir canlı için kemiklerin sağlam olmasının iskeleti kullanılabilir hale getirdiği varsayılabilir, oysa salyangozlarda, denizde yaşayan canlılarda, balıklarda ve kabuklularda aynı kavram geçerli değildir, yani yer çekimi etkisi mantığı sınırlıdır. Bu mantık yanılsaması solunum sisteminin yapısı için de söz konusudur. Kaburgaların akciğerle solunum yapan memelilerde ve kuşlarda nefes alırken göğüs kafesinin “çökmemesini” sağladığı düşünülür, “hava ancak bu şekilde negatif basınç oluşturarak içeri çekilebilir”. Oysa benzer kaburga sistemi solungaçlarıyla oksijen alan balıklarda da söz konusudur. Benzerlik kaburgaların bile gerek köken gerekse işlev açısından sorgulanmalarına neden olur. O halde tartışmanın merkez noktası “sağlamlık” değil, kemik, yumurta ya da midyenin kabuğunu oluşturan kollajen örgüye (matriks) neden kalsiyum çökmesinin zorunlu olduğudur.
Bu irdelemede hatırlanması gereken başka bilgiler şunlardır:
(1) Kemik ya da kabuğa çökmüş olan kalsiyum sabit değildir, gereksinime göre yeniden çözülür ve bağlanır. Bu durum hücre işlevinde kullanılan kalsiyumun dahili kaynaklardan “içeri-dışarı” mantığıyla da aynen uyumludur.
(2) Kalsiyumun kemik dokuda kalması, kemiğin üzerine güç binmesiyle ilişkilidir, nitekim felç (yatağa bağımlı olmak) gibi durumlarda kemik kalsiyum içeriğini yitirir, osteoporoz (kemik erimesi) başlar. Aynı şey az hareket etmek durumunda da gerçekleşir, osteoporozun engellenmesinde yürümenin/koşmanın önemi açıktır. Bunlara ek olarak, kilo fazlası olan kişilerde osteoporoz gelişmesi olasılığı, zayıf olanlara göre çok daha düşüktür.
(3) Beri yandan kafatası kemikleri de kalsiyumla kapanır. Kafatasını oluşan kemikler ameliyat sırasında bir nedenle yerine yerleştirilemeyip, “sonradan yerleştiririz” diye karın duvarına gömülürlerse hızla kalsiyum içeriğini yitirir; (2) numaralı veri ile çelişkili olarak, kafatası kemikleri ağırlık taşımamaktadır.
Kemikler neden kalsiyumla doyurulmak zorundadır?
Yukarıdaki iki önerme birbirinden kopuk iki “gerçekliktir”. Yani kemik doku “sağlamlık” gerekçesiyle kalsiyumla doyuruluyorsa, (birilerinin kafanızı ezmesi” mutlak olasılık olmadığı sürece) bu durum kafatası, yumurta ve midye kabuğuyla çelişir. O halde matriks ve kalsiyumun sağlamlık dışında başka bir mantığı da olmak zorundadır; “kemik ve kabuk içerideki bir diğer unsuru korumak amacıyla kapatılmak zorundadır” önermesi yanlış olmayacaktır. Sorun bu unsurun ne olduğunun tanımlanmasındadır.
Biz kemik dokuların hepsini “kemik” başlığı altında toplasak da, aslında bunlar birbirinden farklı dokulardır, ortak tek özellikleri “sert” olmalarıdır. Uyluk kemiği gibi ağırlık taşıyan kemikler uzun tüp biçimli orta kısımlarında “kompakt” (yekpare), kalça boynu gibi “dönen” kısımlarında ise “trabeküler” (örgümsü) yapıda parçalardan oluşur. Osteoporoz kemiğin ortasındaki tüp bölümünde değil, trabeküler kemikten oluşan boyun kısmında sorun yaratır. “Kalça kırığı” olarak adlandırılan durum uyluk kemiğinin boynunun kırılmasıdır. Zaten kemik yoğunluğu ölçümleri de (dansitometri) buradan ve yine ağsı özellik gösteren bel omurlarından yapılır (bir diğer ölçüm metodu da topuk kemiğinin ultrasonik incelemesidir, aynen Horasan harçlarının ultrasonik sağlamlık incelemelerine benzer, ses geçirgenliği mantığı aynıdır). Kırılmaya eğilimli bu kısımların ortak özelliği içerilerindeki kan yapımının erişkinde de sürüyor olmasıdır. Oysa uzun kompakt kısımdaki ilik erişkinlerde yağ dokusuna dönüşür. “Kalsiyumla kapama” mantığı “bir anda” sağlamlıktan çıkıp “metabolik etkinliğe” dönüşse de, erişkin uyluk kemiğinin “yağlı” boru (kompakt) kısmı, yine de yoğun bir biçimde kalsiyumla doyurulduğundan “metabolik etkinlik” mantığıyla tezat oluşturur. İşte bu noktada “kalsiyumla kapatılması” mantığı, tıpta da “bilerek ya da bilmeyerek” bir karşılığı olan, ama teknolojide geniş kullanım alanı bulunan (görünürdeki ilk ortak kavram) “piezoelektrik etkiye” dönüşür.
Biyolojinin fizikle kesişimi: Piezoelektrik etki
Piezoelektrik kavramı kristal yapıdaki maddelerin “fiziksel güç yüklenmesi” durumunda ortaya çıkardıkları elektrik enerjisidir. Teknolojik olarak bakıldığında bunun saf örneğini kuvars oluşturur. Kuvars kristal yapısındadır, mekanik güçle sıkıştırıldığında elektrik deşarjı üreterek yanıt verir. Bu özelliği nedeniyle özellikle kol saatlerinde enerji kaynağı olarak kullanılır, kurulan düzenek kolun sallanması ile oluşan mekanik gücü elektrik enerjisine çevirerek kondansatörde biriktirir (kondensasyon yoğunlaştırma demektir). Bir diğer kullanım alanını ise ölçme teknolojinde “transducer” olarak adlandırılan algılayıcılar oluşturur. Aynı mantıkla, uygulanan kuvvet kuvars benzeri bir kristalin oluşturduğu elektrik akımı (deşarj) ölçülerek hesaplanır (mesela ilaç biliminde kasın kuvveti bu mekanizmanın ucuna asılarak ölçülür). İlginç olan, piezoelektrik etkinin üç boyutlu biçimlerinde kristal özelliği gösteren tip I kollajen (kemik ve kas kirişi) ve keratin (boynuz) gibi yapısal proteinler için de aynen geçerli olmasıdır. Kollajen sentezinden sorumlu fibroblastlar (kollajen yapan hücreler) mekanik uyarıyla (vücut ağırlığı) kemiği yıkıp-yaparlar (yeniden modelleme). Bu özelliğin canlı sistemde geçerli olduğunu gösteren en önemli kanıt kemik iyileşmesinin mekanik güçle uyarılmasıdır. Bacak kemiği kırıklarında olabildiğince hızlı kaldırıp yürütme, kol kemiği kırıklarında fizik tedavinin olası nedeni de budur. Kemik yapımı fiziksel yük ile uyarılmaktadır.
