Makine mühendisinden kas mekaniğine yenilikçi bakış

Botoks tedavisine Boğaziçili öğretim üyesinden yenilikçi bir yaklaşım...

Boğaziçi Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği’nde öğretim üyesi olan Prof. Dr. Can A. Yücesoy, matematiksel modellemeye ek olarak çeşitli deneysel yöntemler yoluyla kas hastalıklarının sebeplerinin anlaşılmasına ve tedavisine yönelik yenilikçi bir bakış açısı geliştirerek uygulanan tedavileri optimize etmek üzere TÜBİTAK destekli bir çalışma yürütüyor. 

Lisansını Makine Mühendisliği alanında tamamlayan Yücesoy, 2008’de Türkiye Bilimler Akademisi tarafından Üstün Başarılı Genç Bilim İnsanı Ödülü’ne layık bulunmuş, 2009 yılında ise Boğaziçi Üniversitesi Vakfı’nın verdiği Üstün Başarı Ödülü’nü almıştı. Yücesoy’un ekibinin serebral palsi hastalarının geçirdiği ortopedik ameliyat sırasında uyguladığı özel bir kas mekaniği ölçüm tekniği bulunuyor. Bu alandaki çalışmaları yurtdışındaki akademik yayınlar arasında özeli bir karşılık buluyor.

Prof. Dr. Yücesoy kas mekaniğine yenilikçi bakış açıları geliştiren çalışmaları kapsamında serebral palsi hastalarına uygulanan Botoks tedavilerinde optimal çözümleri araştırıyor. Yücesoy’dan güncel çalışmaları hakkında bilgi aldık.

Kas mekaniği bilinenden daha karmaşık

Kasların hareketimizi sağlayan ve kuvvet üreten organlar olduğunu belirten Yücesoy, kasın bu kuvveti nasıl ürettiğine dair uzun zamandır çalışmalar yürüttüğünü ve genel kanının aksine bu mekanizmanın bilinenden daha karmaşık olduğunu gösterdiklerini belirtiyor. Bunun temel sebebini kası oluşturan sarkomerlerin fonksiyonunu bilinenden daha fazla faktörün etkilemesiyle açıklayan Yücesoy, bilim dünyasındaki yaygın kanaatin bu faktörleri hesaba katılmamasının pek çok kas hastalığının sebebinin iyi anlaşılamamış olmasına yol açtığını söylüyor;

‘’Yunanca küçük kas anlamına gelen sarkomer, kasın temel fonksiyonel birimidir ve sarkomerlerin boyu kas kuvvetinin birincil belirleyenidir. Tendon da bu kuvveti ekleme iletir ve hareketimizi sağlar. Ancak, bizim geliştirdiğimiz bakış açısına göre sarkomer dizilerinden oluşan kas fiberleri ile bunları çevreleyen bağ dokular birbirine sadece tendonlarda değil, ayrıca kas fiberi boyunca da bağlı. Bu da söz ettiğim daha karmaşık mekanizmaya yol açıyor ve yaygın kanaatin aksine kasın içinde farklı sarkomerlerin eşit değil, farklı boylar alabilmesine yol açıyor. Yanyana duran kasların da birbiriyle etkileşimi olduğunu ve bunun da sarkomerlerin boylarına etkileri olduğunu deneyler, modelleme ve ileri manyetik rezonans görüntüleme teknikleri kullanarak gösteriyoruz. Buna göre kasın temel fonksiyonu olan kuvvet ve hareket üretimi kendisine has ve değişmez değil. Aksine, koşulların değişimi bunu da değiştirebiliyor. Söz ettiğim koşullar hastalıkların ve tedavilerin etkisi örneğin. Bu temel bilimsel konuları geliştirmeye devam ediyoruz’’. Sağlıklı bireylerin kas fonksiyonun anlaşılması, sporcuların performanslarının arttırılması, sakatlıklarının azaltılması gibi çok yaygın uygulamaları var bu yeni bakış açılarının.

Serebral Palsi hastalarında Botoks uygulamaları ve temel sorunlar...

Son yıllarda bu mekanizmanın iki uygulama alanına odaklandıklarını belirten Yücesoy bu alanlardan ilkininserebral palsi hastaları ve spastik kaslarının mekanik davranışı olduğunu belirtiyor. ‘’Bu hastalar eklemlerini açmakta zorlanıyor ve bu sebeple yürüyemiyor ve/veya ellerini iyi kullanamıyorlar. Buna eklemde etkiyen yüksek kuvvetlerin yol açtığı biliniyor. Ancak, tek tek spastik kaslar bunun kaynağı mı, bilinmiyor. Son yıllarda İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden Prof. Dr. Yener Temelli ile ortaklaşa olarak serebral palsi hastalarının ortopedik cerrahileri sırasında özel bir deney yapıyoruz. Bu ameliyat sırasında cerrahi olarak ekspoze edilen kasları elektriksel olarak uyarıp eklem hareketine katkılarını doğrudan tendonlarından ölçüyoruz. Bu çalışmanın bizi de başta şaşırtan çok ilginç bir bulgusu olarak spastik kasın eklemde bariz biçimde görülen probleme yol açacak kuvvet üretme potansiyeli olmadığını gösterdik. Bu mesajı duyurduğumuz ilk çalışma International Society of Biomechanics kongresinde binden fazla bildiri içinde en iyi beş bildiriden biri seçilmişti. Daha sonraki çalışmalarda farklı kaslar birlikte uyarıldığında bu durumun değişebildiğini, veya bazı kaslar için bunun da etkili olmadığını gösterdik. Buna göre tek tek normal olan, ama birbirlerine anormal bir biçimde entegre olmuş kaslar serebral palsi hastalarının hareket sorunlarına yol açıyor olmalı diye düşünüyoruz’’.

Yücesoy şöyle devam ediyor: ‘’Çok yeni bulgularımız ise ekleme ulaşan ve sorunu yaratan ama hiç bir zaman kasın tendonunda ölçülmeyen büyük kuvvetlerin varlığına işaret ediyor. Bu da tendonun ekleme kuvvet iletimi için tek yol olmadığı düşüncemizin ilginç bir yansıması gibi duruyor. Oysa tedavi için tendona odaklanıyor. Bunun çözümün problemin merkezinde aranmadığı anlamına geliyor olabileceğini düşünüyoruz. Kasları birbirine anormal biçimde bağlayan ve sağlıklı insanlardan farklı biçimde adapte olan bir kas bağdokusu yapısı, serebral palsi hastalarında patolojinin merkezinde olabilir. Buna göre eklemdeki problemi yaratan kuvvetler bir kasın içinden geçip, ama tendonuna hiç ulaşmadan kası terk edip, bağdokular üstünden ekleme ulaşıyor olabilir. Bunu anlayabilirsek yapılan cerrahi müdahalelerin işlerliğinin önemli ölçüde arttırılması ve cerrahi sonrası sıklıkla tekrarlayan problemlerin önüne geçilmesi mümkün olabilir’’

Yücesoy’un ekibinin odaklandığı diğer bir alan Botoks enjeksiyonları. Botoksun kozmetik başta olmak üzere pek çok alanda kullanıldığına dikkat çeken Yücesoy, ‘’Botoks kası kısmen paralize eder, sinirlerin kası uyarmasını engeller. Botoksun serebral palside de özel bir kullanımı var. Kasta ortaya çıkan kısmi paralizazyon, eklemdeki probleme yol açan refleksi oluşturan reseptörlerin önemli bir kısmı devreden çıkartıyor. Buna spastisite yönetimi deniyor ve hastanın daha rahat hareket etmesi sağlanıyor. Ancak, etki nörolojik anlamda olumlu olsa da hareketi hala kaslar sağlıyor ve çalışmalarımız Botoks ile onların değişime uğradığı gösteriyor. Serebral Palsili çocukların Botoks tedavisi tamamlandıktan sonra da eklemlerini hareket ettirmekte zorlandığını gözlemliyoruz. Bu da dikkate değer bir probleme işaret ediyor’’ diyor.

Yücesoy, TÜBİTAK tarafından da desteklenen bu araştırmanın Botoks uygulamaları boyutuna dair şunları ekliyor: 

Botoksun nörolojik etkisi olumlu, ancak yeterli çözüm değil

’Bu tedavi serebral palsi hastalarında nörolojik soruna faydalı oluyor. Ancak, çalışmalarımız botoksun kasların yapısına ve fonksiyonu açısından tedaviden beklenenle uyumsuz etkileri olduğuna işaret ediyor. Botoks genelde iki yıl boyunca periyodik olarak kullanılıyor ve sonrasında bırakılıyor. Doğal olarak nörolojik soruna olumlu etkisi de ortadan kayboluyor. Deneylerden elde ettiğimiz bulgular, hareketin hala motoru olan kasın bu süre sonunda değişeceğine işaret ediyor. Botoks tedavi sürecini simüle ettiğimiz bir modelleme çalışmamız ise serebral palsi hastalarının eklemlerinde görünen patolojik fonksiyonların gerilemeyeceğini hatta belirginleşecek bir duruma gelebileceğini öneriyor. Hastaların bu sürecin sonunda büyük oranda ortopedik cerrahiye alınıyor olması da bu düşüncemizi destekliyor . Bulgularımız buna kas dokusunun daha önce bilinmeyen bir biçimde adaptasyon geçirmesinin yol açtığına işaret ediyor’’.

Yücesoy bu çalışmaları olgunlaştırıp Botoksun yol açtığı olumsuz adaptasyonların mekanizmasını belirlemeyi ve sonrasında bunu giderecek yollar bulmayı hedeflediklerini sözlerine ekliyor. “Geliştirdiğimiz yenilikçi bakış açılarından hareketle bu adaptasyona ilacın kendisinin değil, kısmı paralizasyonun yarattığı değişen mekanik durumun yol açtığını düşünüyoruz”.

Halen bu araştırmalar kapsamında hayatında hiçbir zaman Botoks tedavisi almamış, ameliyata girecek bir hasta ile Botoks tedavisi görmüş bir hasta arasında ne gibi farklılıklar olduğunu konu alan bir çalışmaya hazırlandıklarını da belirten Yücesoy, 5-8 Temmuz 2016’da ABD- Chicago’da düzenlenen 21. Uluslararası Elektrofizyoloji ve Kinesiyoloji Kongresi’nde alanın eksperlerini biraraya getiren bir sempozyuma katıldı. Yücesoy, yürütmekte oldukları çalışmaları bu kongrede uluslararası bilim dünyasının dikkatine sundu.

Haber: Duygu Durgun Köseoğlu / Kurumsal İletişim Ofisi