NOBEL ÖDÜLLERİ DİZİSİ-3

Bugün yazımıza ilginç bir hikaye ile başlamak istiyorum. Eylül 1991 tarihinde Ötztal Alpleri’nde bir doğal mumya keşfedildi. Bu nedenle MÖ 3400 ile 3100 yılları arasında yaşamış olan bu adam Ötzi olarak adlandırıldı ve "Buz adam" diye bir lakap takıldı. Bu adam Avrupa’nın en eski doğal mumyası olma özelliğinde. Çekilen röntgen grafisi ile saptanan sol omzuna gömülü bir ok başı ve çeşitli yaralar nedeniyle öldürüldüğü düşünülmektedir. Bu adamın hayatının doğası ve ölümünün koşulları çok fazla araştırma ve spekülasyon konusu olmuştur. Ötzi ile ilgili resmî 2000’e yakın haber ve makale bulunmaktadır. Onlarca belgesel ve bir de sinema filmi mevcuttur.

Ayrıca bu konuda ilginç olan bir durum da Ötzi'nin keşfi ve üzerindeki araştırmalar ile şu veya bu şekilde bağlantılı 7 kişinin aradan geçen 14 yıl içinde ölmüş olmasıdır. Kimileri bu ölümleri Ötzi’nin laneti olarak görmektedir.

Benim asıl bahsetmek istediğim konu ise yüzlerce yıl sonra bulunan bu mumyanın X-ray (röntgen) ile çekilen görüntüsü ile ölüm sebebi hakkında yorum yapılabiliyor olmasıdır. İşte X-ray ışınını bir diğer ismiyle röntgen ışınını bulan Wilhelm Conrad Röntgen bu keşfiyle fizik dalında ilk Nobel ödülünü alan kişidir. Bu keşif nasıl gerçekleşmişti?

Wilhelm Röntgen, çeşitli tipteki vakum tüpü ekipmanlarının (Heinrich Hertz, Johann Hittorf, William Crookes, Nikola Tesla and Philipp von Lenard’ın cihazları) içinden bir elektrik akımı geçirildiğinde oluşan dış etkileri araştırıyordu. Kasım ayının başlarında, Lenard'ın tüplerinden birine katot ışınlarının tüpten çıkmasına izin vermek için ince bir alüminyum pencere eklemişti. Ancak alüminyumu güçlü elektrostatik alan tarafından üretilen katot ışınlarının hasarından korumak için bir de karton kaplama ekleyerek deneyi tekrarlıyordu. Wilhelm Röntgen, karton kaplamanın ışığın geçişini engellediğini biliyordu. Ancak alüminyum pencereye yakın yerleştirilen baryum platinosiyanür ile boyanmış küçük bir karton ekran üzerinde, görünmez katot ışınlarının floresan etkisine neden olduğunu farketti. Röntgen, Lenard tüpünden çok daha kalın bir cam duvara sahip olan Crookes-Hittorf tüpünün de bu florasan etkisine neden olabileceğini düşündü. Bu fikri 8 Kasım 1895 yılında test etmeye karar verdi. Lenard tüpüyle yaptığına benzer bir karton kaplama oluşturdu. Crookes-Hittorf tüpünü bu kartonla kapladı ve elektrotları bir Ruhmkorff bobinine bağlayarak bir elektrostatik yük oluşturdu. Bu noktada Röntgen, tüpün birkaç metre ötesindeki bir yerde hafif bir parıltı fark etti. Emin olmak için, birkaç kez daha denedi ve her seferinde aynı parıltıyı gördü. Bir kibrit çakarak, parıltının daha sonra kullanmayı planladığı baryum platinosiyanür perdesinin konumundan geldiğini fark etti. Bu parıltının yeni bir tür ışın nedeniyle olduğunu tahmin etti. Sonraki haftalarda, bilinmeyen bir ışın olduğu için “X” harfini kullanıp “X-ışınları” olarak adlandırdığı yeni ışınların birçok özelliğini araştırdı. Bu yeni ışınlar daha sonra birçok dilde “Röntgen ışınları” olarak adlandırılmaya başlandı.

Ruhmkorff bobini

Röntgen çeşitli malzemelerin ışınları durdurma yeteneğini araştırırken, elektrik deşarjı sırasında önüne bir parça kurşun getirdi. Bu sırada, Röntgen ilk radyografik görüntüyü gördü: baryum platinosiyanür ekranında kendi titreyen hayaletimsi iskeleti. Bu keşfinden yaklaşık altı hafta sonra X-ışınlarını kullanarak eşi Anna Bertha’nın elinin radyografik bir fotoğrafını çekti. Eşi fotoğrafı gördüğünde “Ölümümü gördüm” diyerek bağırmıştı. Daha sonra arkadaşı Albert von Kölliker’in elinin çok daha net şekilde radyografik görüntüsünü elde etti. 1895 ile 1897 yılları arasında X ışınları ile ilgili 3 makale yayınladı. Bu gelişmelerin sonucunda “radyolojinin babası” ünvanını da kazanmış oldu.

Ayrıca eşinin elinin çekilen radyografik görüntüsü tüm zamanların en etkili 100 fotoğrafından biri seçilmişti.

Anna Bertha’nın eli ve 1895 yılında ilk yayınlanan makale

Gelelim x ışınlarının önemine. İlk keşfedildiği dönemde özellikle uluslararası savaşlar nedeniyle travmalarda kullanımı çok hızlı şekilde artmıştı.

1. İlk olarak 1896 yılında Habeş Savaşı’nda (1. İtalyan-Etiyopya Savaşı) kullanımı başladı.
2. 1897 yılı baharında Türk-Yunan Savaşı
3. 1897-1898 yılları arasında süren Tirah Seferi’nde yaklaşık 200 kişide kullanıldı.
4. 1896-1899 yılları arasında İngilizlerin Sudan’ı fethi için yapılan Nehir Savaşı’nda ilk kez savaş alanında röntgen cihazı kullanılmıştı.
5. İspanya-Amerika Savaşı, ABD ile İspanya arasında 1898'de başlamış ve İspanya'nın Amerika kıtasındaki kolonilerini yitirmesi, ABD'nin de Büyük Okyanus'un batısında ve Latin Amerika'da yeni bölgeler elde etmesiyle sonuçlanmıştı. Bu savaşta gemilerde röntgen cihazı kullanılmış ancak çok faydalı olmadığı düşünülmüştü. Savaş sırasında iki tanesi yanmıştı.
6. II. Boer Savaşı, Boer Savaşı, Güney Afrika Savaşı, İngiliz-Boer Savaşı olarak da bilinir.
7. I. Dünya Savaşı’nda yaygın kullanılmıştı. Ayrıca Fransa’da Marie Curie röntgen arabasını geliştirmiş ve savaşta kullanımını sağlamıştı. Fransız radyolojist Antoine Beclere Val-de-Grace Hastanesi’nde bu konuda eğitim merkezi kurdu.
8. II. Dünya Savaşı’nda daha kolay taşınabilir ve daha kaliteli görüntülerin çekilebildiği röntgen cihazları kullanıldı.

Bu savaşlar nedeniyle bu cihaz tıp alanına hızlı bir giriş yapmıştı. İlerleyen yıllarda vücudun çeşitli bölgelerinde çeşitli hastalıklar için röntgen kullanımı giderek arttı. Şu an dünyada her yıl 3,6 milyar tanısal röntgen tetkikleri kullanıldığı tahmin ediliyor ki bu dünya nüfusunun yarısına yakın bir sayıdır. Özellikle covid-19 pandemisinin olduğu bu dönemde en çok kullanılan ve araştırılan tetkiklerden biri oldu. Yine 2018 yılında yapılan bir çalışmada kontrol amaçlı yapılan sağlık muayenelerinde x-ray kullanımı araştırılmıştı. Elbette radyasyonun yan etkileri olduğu ve sık uygulanabilecek masum bir tetkik olmadığını unutmamak gerekir. 2021 yılında “Nanobiyo arayüzü incelemek için kullanılan X ışını temelli teknikler” adında bir çalışma yapılmıştı ki bu çalışma x ışınlarının ilerleyen süreçte gelişerek çok daha ayrıntılı araştırmalara fırsat yaratacağını göstermektedir.

X ışınlarının tıp alanı dışında da faydalı olduğu durumlar yıllar ilerledikçe ortaya çıkmaya başladı. Bu durumların en ilginç olanı uzay araştırmalarındaki faydalarıydı. Kara deliklerin gizemini çözmek için X ışını görüntüleri incelenmeye başlandı. Bir de yüksek teknolojili X ışınları tarafından keşfedilen görünmez antik böcekler ortaya çıkarıldı. Bu olay da biyoloji alanında X ışınlarının kullanımının faydalı olabileceğini gösterdi. Yazının başında anlattığım hikaye gibi arkeoloji alanında kullanımı tarihsel olayları açıklamada yardımcı olurken bazı yazıtların daha ayrıntılı incelenmesini de sağladı.

Havayolu ve alışveriş mağazalarının güvenliklerinde kullanılan teknoloji de X ışını teknolojisidir. Bu da gündelik yaşamımızın içerisinde olduklarını fark ettirir. Ayrıca 1950’li yıllarda X ışınları ile alınan fotoğraflar sayesinde DNA’nın çift sarmal yapıda olduğu ortaya çıktı.

DNA'nın çift sarmal yapısı

X ışınlarının radyasyon nedeniyle yan etkileri olduğundan bahsetmiştim. Clarence Dally adında Thomas Edison’un yanında çalışan teknisyen X ışını maruziyeti nedeniyle ilk hayatını kaybeden kişi oldu. Metastatik karsinom nedeniyle 1904 yılında 39 yaşındayken hayatını kaybetmişti. Ardından sırayla ölümler ve kanser tanıları geldikçe bu konuda önlemler alınmaya başlandı. Günümüzde hastanelerde röntgenlerin çekildiği odalar çevreye radyasyon yayılımını önlemek amacıyla kurşun kaplı odalarda gerçekleştirilmektedir. Radyoloji teknisyenleri radyasyon maruziyeti riskinden dolayı normalin iki katı yıllık izin hakkına sahipler ve çalışma esnasında koruyucu kurşun yelekler kullanmaktalar.

Bütün bunların yanı sıra Nick Veasey adında bir sanatçı x ışınlarını kullanarak fotoğraflar çekip bu işi sanata dökmeyi başarmıştır. Kesinlikle göz atmanızı tavsiye ederim. "X: The Man with the X-Ray Eyes" adında 1963 yılında çekilmiş ilginç bir de film vardır. X ışınlarını algılayabilen gözlere sahip olan bir doktorun başından geçenleri anlatan bir filmdir.

Röntgen fizik dalındaki ödülünü tıp dalında alsa olurdu. Hatta Röntgen belki de bütün dalları kapsayan bir buluş gerçekleştirmiş ve genel bir ödülü haketmişti. Şimdi bir diğer konuya gelelim.

İnsan vücudunda kanın osmolaritesi 275-295 mOsm/kg’dır. Bu cümle elbette birçok kişi için bir anlam ifade etmiyor. Aslında bu cümle yaşamın en temel ve olması gereken bir kanunudur. Kanın osmolaritesi bozulursa insan vücudundaki birçok hücre canlılığını koruyamaz ve doğal olarak insan da canlılığını koruyamaz.

Osmolaritenin hücre üzerine etkisi

Peki nedir bu osmolarite? Osmolarite, 1 litre solüsyon içerisindeki çözünmüş partiküllerin miktarı olarak tanımlanır. Bir çözeltinin osmotik basıncını o çözeltide olan osmotik aktif partiküllerin miktarı belirler. Osmotik basınç bir zarla ayrılmış bölgeler arasında sıvı hareketini sağlar. Osmolariteye göre sıvılar birbirlerine göre izotonik (aynı), hipotonik (daha düşük partiküllü), hipertonik (daha yüksek partiküllü) olarak sınıflandırılabilir. İşte insan vücudunda hücrelerin canlılığını koruması için izotonik denilen 275-295 mOsm/kg osmolariteye sahip olması gerekir. Düşük olursa hücreler şişer ve ölür, çok yüksek olursa hücreler büzüşür/çöker ve ölür. Yoğun bakım hastalarında yapılan bir çalışmada görüldüğü gibi hiperosmolarite yüksek ölüm oranı ile direk ilişkili bulunmuş. Yine yoğun bakımlarda hastalarda oluşan sıvı fazlalığının osmolariteyi bozarak insan vücuduna zarar verdiği birçok çalışmanın konusu ve sonucudur. Ayrıca böbrek yetmezliği olan kişilerin yaşamını sürdürmesi için gerekli olan diyaliz işleminin de temel mekanizmasını oluşturur.

Hipo veya hiperosmolaritenin ölüm oranına etkisi

İşte bu osmotik basıncın kanununu keşfeden adam Jacobus Henricus van’t Hoff’tur. Bu keşfi bitkiler üzerinde çalışarak bulmuş ve 1901 yılında kimya dalında Nobel ödülü kazanmıştır. Bu keşif insan yaşamının temel fizyolojik kanunudur.

Van’t Hoff ne yazık ki günümüzde yeterince değeri bilinmeyen biridir. Kimya dalında ödül almış olmasına rağmen Röntgen'e benzer şekilde tıp alanındaki etkisinin daha çok olduğunu düşünüyorum.

Herkese iyi okumalar diliyorum. Eleştiri veya katkılarınızı bekliyorum.