Deri Renginin Evrimi ve D Vitamini - Folat Hipotezi: İnsanların Deri Rengi Neye Göre Belirleniyor?

İnsanların deri rengi, siyaha yakın bir kahverengiden beyaza yakın renklere kadar geniş bir yelpazede değişebilmektedir. İnsanlar arasındaki bu deri rengi (veya ten rengi) farklılığının yakın nedeni genetik faktörler ve/veya Güneş'e maruziyettir; ancak yaş, cinsiyet, hastalıklar, hormonlar, duygudurum gibi diğer faktörler de deri rengini kalıcı veya geçici olarak etkileyebilmektedir. İnsan popülasyonları arasındaki deri rengi farklılıklarının nihai sebebiyse, insan toplumlarının Dünya üzerinde farklı yaşam alanlarında yaşaması ve bu sırada deri altına ulaşabilen zararlı ultraviyole ışınlarının miktarının değişmesi nedeniyle, doğal seçilim yoluyla meydana gelen biyokimyasal bir adaptasyondur (evrimdir).^[1]

İnsanlarda Deri Rengini Belirleyen Nedir?

İnsan derisinin farklı renklerine etki eden birçok etmen vardır. Bu faktörlerin bir kısmı kalıtsal ve kalıcı etkilere sahiptir (yani evrimsel nedenlerdir); diğerleriyse gelişimsel etkilere sahiptir ve duruma bağlı olarak kalıcı veya geçici etkilere sahip olabilirler. Aşağıda, bu faktörlerin bir listesini bulabilirsiniz.

Melanin Pigmenti

İnsan derisinin rengini belirlemede açık ara farkla en önemli etmen melanin adı verilen pigmenttir. Hem gelişimsel süreçte hem de evrimsel süreçte melanin pigmenti miktarının artışı ve azalışı, insan derisinin tamamının veya bir kısmının rengini değiştirebilmektedir: Bir insanın derisinde ne kadar çok melanin varsa, o kişinin deri rengi o kadar koyu olur; ne kadar az melanin varsa, o kişinin deri rengi o kadar açık olur.

Melanin, ciltte melanosit adı verilen hücrelerde melanogenez denen bir biyokimyasal süreç sonucunda üretilen pigmentlerin genel adıdır. 5 farklı melanin türü vardır:^[2]

• Ömelanin
• Feyomelanin
• Nöromelanin
• Allomelanin
• Piyomelanin

Melanogenez sırasında tirozin isimli bir aminoasit oksidizasyona uğrar ve sonrasında polimerizasyon denen bir zincir üretim sürecinden geçerek kimyasal süreç tamamlanır. Yazının ilerlerleyen kısımlarında göreceğimiz üzere melanin pigmenti, Güneş'ten gelen zararlı ultraviyole ışınlara karşı koruyucu bir kalkan görevi görmektedir. Bu kalkanın bir yan etkisi olarak, insan vücudundaki melanin miktarı, dışarıdan bakıldığında derinin ne renkte olacağını belirlemektedir. Bu görevine ek olarak nöromelanin olarak bilinen pigmentler, aynı zamanda bir organizma içindeki hücresel fonksiyonlar için bir hızlandırıcı (katalist) görevi de görmektedir.

Derideki Bağ Dokular ve Hemoglobin

Açık deri rengine sahip kişilerin ten rengine etki eden önemli bir faktör, derinin dermis tabakasının altındaki mavimsi beyaz bağ dokusu ve dermise penetre eden damarlarda dolaşan hemoglobin miktarıdır. Melaninin bol bulunduğu siyah derili bireylerde bu dokuların rengi belirleyici etkisi görece azdır; çünkü yüksek melanin miktarı, bu diğer faktörlerin renk etkisini büyük oranda baskılamaktadır.

Duygular ve Sinir Sistemi

Fiziksel egzersiz, cinsel uyarılma veya genel olarak sinir sisteminin (örneğin öfke veya utanç nedeniyle) uyarılması sonucu, özellikle de yüzdeki arteriyoller genişleyerek, ten rengini etkileyen faktörlerden biri olan deri altı kırmızılığı daha belirgin hale gelir ve "kızarma" denen olay yaşanır.^[3]

Vücut Bölgeleri

Vücut genelindeki deri rengi genellikle birebir aynı değildir: Örneğin insanların avuç içleri (el ayaları) ve ayak tabanları, genellikle vücutlarının geri kalanından daha açık renklidir. Bu durum, özellikle de vücudunun geri kalanı daha koyu renkli olan bireylerde belirgindir.^[4]

Yaş

Yaşa bağlı olarak da deri rengi değişebilir: Bütün hominidlerde, yüz ve ellerin arkası gibi vücudun kıllarla kaplı olmayan kısımları bebeklerde soluk renklerle başlar ve cilt, güneşe maruz kaldıkça giderek koyulaşır. Yetişkinlikte deri rengi ne olacak olursa olsun, tüm insan bebekleri soluk renkli doğar ve insanlarda melanin üretimi, ergenlik sonrasına kadar zirveye ulaşmaz.^[5]

Çocukların derisi, ergenliğe girdikçe ve seks hormonlarının etkilerini deneyimledikçe koyulaşır.^[6] Bu koyulaşma özellikle meme uçlarında, meme uçlarının etrafını saran areolada, kadınlarda labia majora ve erkeklerde skrotumda belirgindir. Bazı insanlarda ergenlik döneminde koltuk altları da biraz koyulaşabilir.

İnsanların ten rengi, yaşla birlikte soluklaşır. İnsanlar 30 yaşı aştıklarında, melanositlere dönüşebilen kök hücreler yavaş yavaş ölmeye başlar ve bu nedenle melanin üretebilen melanosit hücreleri her 10 yılda bir, yaklaşık %10 ila %20 arasında azalır.^[7] Güneş altında kalmak sürekli olarak melanositleri uyarmaya devam ettiği için, kronik olarak güneşe maruz kalan yüz ve el derisi, vücudun güneşe maruz kalmayan bölgelerinin yaklaşık iki katı pigment hücresine sahiptir.

Yaşlı insanların yüzlerinde ve ellerinde cilt renginin lekeli görünümü, pigment hücrelerinin düzensiz dağılımından ve melanositler ile keratinositler arasında yaşa bağlı olarak beliren etkileşim değişikliklerden kaynaklanmaktadır.^[5]

Biyolojik Cinsiyet

İncelenen bazı popülasyonlarda kadınların erkeklerden daha açık cilt pigmentasyonuna sahip olduğu görülmüştür.^[8] Bu, kadınlarda hamilelik ve emzirme döneminde yüksek miktarda kalsiyum gereksinimi nedeniyle bir tür eşeysel çiftbiçimlilik ("cinsel dimorfizm") olabilir.

Yazının ilerleyen kısımlarında detaylarını göreceğimiz üzere, melanin üretim miktarını belirleyen ana faktörlerden bir tanesi, vücudun D Vitamini üretim biyokimyasıdır. Meme emen ve iskeletleri büyüyüp gelişmekte olan yenidoğanlar, anne sütünden, doğum öncesine nazaran yaklaşık 4 kat daha fazla kalsiyum almak zorundadırlar ve bu ihtiyacın önemli bir bölümü annenin kemiklerindeki rezervlerden gelir.^[9] Bu nedenle annelerin, diyetleri yoluyla aldıkları kalsiyumu emebilmek için yeterli D vitaminine ihtiyaçları vardır. Aksi takdirde, D vitamini ve kalsiyum eksiklikliğine bağlı olarak, yavruda spina bifida ve raşitizm gibi çeşitli doğum kusurlarının olasılığını artmaktadır.

Buna bağlı olarak oluşan seçilim baskısı nedeniyle, bazı yerli popülasyonlarda kadınlar, erkeklerden daha açık tenli olacak biçimde evrimleşmiş olabilirler; çünkü kadınların hem fetüsün ve sonrasında emzirecekleri bebeğin gelişimini desteklemek hem de kendi sağlıklarını korumak için yeterli D vitamini ve kalsiyum almaları gerekmektedir.

Ancak melanin dengesini etkileyen diğer faktörler, bu sonucu etkileyebilir: Örneğin İtalya, Polonya, İrlanda, İspanya ve Portekiz gibi bazı popülasyonlarda erkekler daha açık ten rengine sahiptir; çünkü bu coğrafyalarda yaşayan erkeklerde deri kanseri (özellikle de melanom) riski daha yüksektir ve bu durum, kadınlardaki D Vitamini biyokimyasından daha yüksek bir risk faktörü yaratmakta ve evrimsel süreci, erkeklerin daha beyaz olacağı şekilde yönlendirmeye sebep olmaktadır.^{[10], [11]}

Cinsiyetler, ten renginin yaşla birlikte nasıl değiştiğini de etkileyebilmektedir: Dişi ve erkek bebekler birbirlerinden farklı deri rengiyle doğmazlar; ancak ergenlikte devreye giren cinsiyet hormonlarının etkisiyle yaşları ilerledikçe birbirlerinden ayrılmaya başlarlar. Kadınlarda ayrıca adet döngüsü ve hamilelik sırasında areola gibi bazı vücut bölgelerindeki pigmentasyon da değişebilir. Ayrıca hamile kadınların %50 ila %70'i; "hamilelik maskesi" olarak da bilinen ve yanaklarda, üst dudaklarda, alında ve çenede renk değişimine sebep olan "melazma" (veya "kloazma") adı verilen bir değişim yaşarlar.^[5] Bu, kadın hormonları östrojen ve progesterondaki artışlardan kaynaklanır ve doğum kontrol hapı alan veya hormon replasman tedavisine katılan kadınlarda da görülebilir.^[12]

Hastalıklar

Biyolojik özellikler ve etnik kökenden bağımsız olarak hemen her insanda bir miktar düzensiz pigmentasyon görülür; dolayısıyla vücudun farklı kısımlarının birbirinden biraz farklı renkte olması normaldir. Ancak melanin pigmentinin belli bölgelerde gereğinden az üretilmesi hipopigmentasyona, gereğinden fazla üretilmesi hiperpigmentasyona, hiç üretilmemesi ise albinizm gibi cilt sorunlarına, aşırı üretimiyse melanizm gibi sorunlara neden olabilir. Ayrıca melaninin vücut genelindeki dağılımına bağlı olarak belirli bölgelerde lekeler, pürüzlü alanlar, kahverengiden griye değişen renk değişimleri veya çillenmeler görülebilir.

Burada dikkat edilmesi gereken kritik bir nokta; sarılık, karotenoz veya arjiri gibi cilt rengini etkileyen durumların melaninle ilgili olmamasıdır; bunlar, kanla ilgili durumlardır. Dolayısıyla deri rengindeki farklılaşmanın nedeni uzman bir hekim tarafından teşhis edilmelidir.

Coğrafi Lokasyon

Farklı coğrafi bölgelere düşen ultraviyole radyasyonun (UVR) enerjisi ile Dünya'daki deri rengi dağılımı arasında doğrudan bir ilişki vardır: Genellikle ekvatora daha yakın olan ve dolayısıyla daha yüksek miktarda mor ötesi ışın alan bölgeler daha koyu tenli popülasyonlara sahip olma eğilimindedir. Tropiklerden uzak ve kutuplara daha yakın olan alanlar daha düşük miktarda mor ötesi ışın aldığı için, buralarda yaşayan insanlar da daha açık tenli popülasyonlara sahiptir.^[13] Bunun en olası nedeni, melanin pigmenti, D vitamini ve B9 vitamini (folat) arasındaki ilişkidir. Yazının ilerleyen kısımlarında bu ilişkiye daha yakından bakacağız.

Ten rengindeki çeşitliliğin yaklaşık %10'u coğrafi bölgelerin içinde, yaklaşık %90'ı coğrafi bölgelerin arasında meydana gelir.^[14] Deri rengi güçlü bir seçici baskı altında olduğundan, benzer deri renkleri genetik akrabalıktan ziyade yakınsak evrimden kaynaklanıyor olabilir; yani benzer deri renklerine sahip popülasyonlar, genetik olarak birbirine daha yakın akraba olmak zorunda değildir. Ayrıca, farklı bölgelerden insanların yoğun bir şekilde karıştığı dünyanın bazı bölgelerinde, deri rengi ile soy hattı arasındaki bağlantı önemli ölçüde zayıflamıştır ve coğrafi bariyerler yıkıldıkça bu renk karışımı giderek hız kazanmaktadır.^[15] Örneğin Brezilya'da yaşayan insanlarda deri rengine ait varyasyonlar öylesine karışmıştır ki, tekil bir bireyin sahip olduğu deri reni, o kişinin son Afrikalı atasıyla akrabalık yüzdesiyle artık dikkate değer bir ilişkili göstermemektedir.^[16]

İnsanların Atalarının Derisi Ne Renkti?

İnsanların atalarının deri renginin değişimini 4 ana evreye ayırmak mümkündür:

• 1.2 milyon yıl ve daha öncesi: Bu dönemde insanların bütün atalarının vücudu kıllarla kaplıdır ve dolayısıyla derileri Güneş ışınlarından görece iyi korunmaktadır. Bu atalarımızın beyaza yakın veya pembemsi bir esmer bir deri rengine sahip olduğu düşünülmektedir.
• 1.2 milyon yıl - 100.000 yıl önce: Yaklaşık olarak Homo erectus türünün evriminden itibaren, insanın atalarının vücudundaki kılların giderek dökülmeye ve seyrelmeye başlamıştır. Buna bağlı olarak deri rengi de giderek koyulaşmıştır ve bugün siyah olarak tarif edeceğimiz renge ulaşmıştır.
• 100.000 - 50.000 yıl önce: Günümüzden yaklaşık 70.000 yıl kadar önce, anatomik olarak modern insan (Homo sapiens) popülasyonları, tropik bölgelerden ayrılarak kuzeye (yani daha düşük enlemlere) göç etmeye başlamıştır.
• 50.000 yıl önce - Günümüz: Sonradan, özellikle de son 50.000 yılda, insan popülasyonları farklı miktarlarda mor ötesi ışın alan bölgelere göç ettikçe, deri renklerinin de koyudan açığa değişmiştir. Ancak bu, tek yönlü bir evrim değildir: Daha kuzey enlemlere göç edip deri rengi açıldıktan sonra tekrar ekvator enlemlerine dönen popülasyonlarda deri rengi tekrardan koyulaşmıştır.

İnsan derisinin pigmentasyondaki bu tür büyük değişikliklerin sadece 100 nesil (veya yaklaşık 2500 yıl) kadar kısa bir sürede gerçekleşmiş olabileceği düşünülmektedir.^[5] Elbette bu sayı; besine erişim, kıyafet, vücudu kapatma ve sığınak erişimi gibi kültürel faktörlere göre değişim gösterebilecektir; dolayısıyla insanların optimal deri rengi dağılımına erişebilmesi için en fazla 10.000-20.000 yıl gerektiği düşünülmektedir.^[5]

The Sun

Güneş Işığı, Deri Rengini Neden Değiştirir?

Güneş ışınlarıyla birlikte taşınan ve daha önceki bir yazımızda işlediğimiz iyonize edici radyasyon, insanların hücreleri ve özellikle de DNA'sı için son derece zararlıdır. Bu nedenle bu ışınların vücudun daha iç katmanlarındaki hücrelere erişiminin engellenmesi gerekmektedir. İnsan gibi organizmalarda bu engelleme, geçici modifikasyonlar ve kalıcı adaptasyonlar yoluyla sağlanmaktadır. Yazımızın bu kısmında, bu farklı deri rengi değişimi türlerine bir bakış atacağız.

Agora Bilim Pazarı

FİZİK (Temel Bilim ve Mühendislik İçin)

Devamını Göster

₺1,730.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

Bir Modifikasyon Olarak Deri Rengi Değişimi

Zararlı Güneş ışınlarına karşı ilk savunma hattı, derinizin epidermis tabakasıdır (en üst tabaka). Bu tabakada burada bulunan melanosit hücreleri, yani melanin üretici hücreler, hasardan ilk etkilenen hücrelerdir.

National Cancer Institute

Bu hücrelerde üretilen melanin, Güneş'e karşı ana zırhımızı oluşturur. Güneş, bu zırhı dövdükçe, zırhımız da parçalanmaktadır. Bu, bir metafor değildir; gerçekten de melanin, yüksek enerjili morötesi ışınlara maruz kalınca fiziksel olarak parçalanıp dağılmaya başlamaktadır.^[17]

Kısa Vadede Kızarma ve Güneş Yanıkları

Bu melanin zırhın parçalanmasının direkt bir etkisi olarak deri hücreleri hasar almaya başlarlar ve savunma sistemimiz buna tepki vererek, deri hücrelerine daha fazla kan göndermeye başlarlar. Bu artan kan akışı dolayısıyla derimiz giderek daha kırmızı görünür.

Bu kan toplanması, Güneş altında kaldığımızda deneyimlediğimiz kızarmanın (yani "Güneş yanığı"nın) ana nedenidir. Güneş yanığı, bir iltihaplanma sürecine neden olur ve bu sırada prostanoidler ve bradikinin gibi kimyasallar üretilir. Bu kimyasal bileşikler, ısı alıcısı (TRPV1) aktivasyon eşiğini 43 °C'den 29 °C'ye düşürerek, bireyin sıcaklığa duyarlılığını artırır.^[18] Yanmayla birlikte deneyimlenen acının sebebinin, sinir liflerini aktive eden CXCL5 adlı bir proteinin aşırı üretiminden kaynaklandığı düşünülmektedir.^[19] Bu acı, aynı zamanda kişinin Güneş'ten uzaklaşmasını sağlayan bir uyarı niteliği de taşımaktadır.

Birçok deri yanığı 1. derece yanık olsa da deride yaşanan bu kızarma, teknik olarak bir radyasyon yanığı olarak kategorize edilmektedir ve çok kısa sürede alınan hasarı gösterdiği için, deri yanıklarına ve hatta ileri düzeyde deri kanseri veya ölüm gibi sorunlara yol açabilmektedir.^[20] Bu nedenle kızarma miktarının kontrol altında tutulması çok önemlidir.

"Sağlıklı miktarda güneşlenme" diye bir şeyin neden var olmadığıyla, yani amacı bronzlaşmak olan her türlü güneşlenmenin insanlar için neden zararlı olduğuyla ilgili daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz. Deri yanıklarıyla nasıl başa çıkılması gerektiğini ise buradaki yazımızdan öğrenebilirsiniz.

Orta Vadede Bronzlaşma

Güneş etkisi altında melaninin azalmaya başlamasının bir diğer etkisi, melanosit hücrelerinin bu eksiği gidermek için hızla melanin üretimine başlamasıdır.^[21] Bu hücreler, gereken seviyede değil, eskiden ihtiyaç duyulandan daha fazla melanin üretirler.^[22][23] Bunun sebebi, ortamda zırhı aşındıran bir kaynağın var olduğunun fark edilmesi ve daha güçlü bir zırha ihtiyaç duyulmasıdır.

Tam da bu nedenle, derinizdeki melanin miktarı arttıkça renginiz de giderek koyulaşmaktadır. Bu bakımdan "bronzlaşma" adı verilen süreç, vücudun Güneş'e karşı verdiği bir savunma tepkisidir.

Bu ilk bronzlaşma tepkisi, biyolojik olarak bir modifikasyondur. Yani kalıtsal bir özellikte değildir. Örneğin Güneş altında bronzlaşmış bir anne-babanın çocukları bronz olmayacaktır; tıpkı kas geliştiren annelerin kaslı çocukları, sünnetli babaların sünnetli çocukları, bir uzvunu yitirmiş ebeveynlerin uzvunu yitirmiş çocukları olmaması gibi... Ayrıca ne zaman ki Güneş altında kalmayı bırakırsınız, o zaman melanin seviyeleriniz düşerek eski haline dönecektir ve siz de eski, orijinal, genleriniz tarafından belirlenen deri renginize geri döneceksinizdir.

Deri Kanseri: Bronzlaşma, Kalıcı Bir Çözüm Değildir!

Bu korunma yönteminin en büyük problemi, modifikasyonların değişim yaratabilme aralığının, adaptasyondan, yani evrimsel değişimden çok daha kısıtlı olmasıdır. Bunu anlamak için şunu düşünebilirsiniz: Ne kadar bronzlaşırsanız bronzlaşın, siyah derili biri kadar siyah bir deriye ulaşamazsınız; halbuki siyah derili birinin de o siyah derisinin tek sebebi daha da fazla melanin içeren bir deriye sahip olmasıdır. Ancak sizin vücudunuzun geçirebileceği modifikasyon aralığı, melanositlerinizin üretebileceği maksimum melanin seviyesi tarafından, dolayısıyla genleriniz tarafından sınırlanmıştır.

Yani siz, kendi bedeninizi doğrudan Güneş altına attığınızda, vücudunuz, normal deri renginizi belirleyen genlerin izin verdiği ölçüde melanin üretebilmektedir. Bu tıpkı, iyi beslenen birinin, kötü beslenseydi olacaktan daha uzun olabilmesi; ancak daha uzun bir vücut inşa eden genlere sahip birinin eşit derecede iyi beslenmesi sonucunda erişebileceği boya asla ulaşamayacak olması gibidir. Yani bronzlaşabilme miktarınızın bir sınırı vardır. Ne var ki aldığınız Güneş ışınları, sizin maksimum bronzluğunuzdan daha koyu bir ten rengi gerektiriyor olabilir.

İşte bu durumda, vücudunuzun melanin savunması yenik düşer ve siz, Güneş'ten gelen o tehlikeli morötesi ışınları doğrudan hücrelerinize geçirmiş olursunuz. Yani modifikasyonlar sizi sadece bir yere kadar koruyabilir. O korumanın sınırlarına dayandığınızda, Güneş ışınları DNA hasarına sebep olmaya başlar, bu hasarın bir kısmı hücre bölünme döngüsünü kontrol eden genlerde yaşandığında, hücreleriniz kontrolsüz bir şekilde bölünebilmeye başlar ve kanser dediğimiz hastalık oluşur.

Bir Adaptasyon Olarak Deri Rengi Değişimi

İşte bunun ötesine geçebilmek için, popülasyon içinde en fazla melanin üretenlerin daha kolay hayatta kalabilmesi ve daha çok üreyebilmesi gerekmektedir. Bu olursa, popülasyon genelindeki ortalama melanin üretim kapasitesi de artmış olacaktır. Yani bir tür, modifikasyonlarla baş edebileceği sınırın ötesinde morötesi ışınlar aldığı şartlar altında yaşıyorsa, türün gen havuzu ile çevre arasında hayatta kalmaya dayalı bir etkileşim, yani bir seçilim baskısı oluşur.

Buna bağlı olarak, deri rengi bir kişinin hayatta kalıp kalamayacağını etkilemeye başlar. Bu, illa 1 veya 0 (ya da %100 veya %0) şeklinde olmak zorunda değildir. Kiminin bu özelliğe bağlı olarak daha başarılı, kiminin daha başarısız olması bile yeterlidir. Çünkü %5 kadar küçük bir avantaj farkı bile, sadece birkaç yüz nesil içinde, o ufak avantajlıların popülasyon içindeki baskın varyant olması için yeterlidir. İşte bu tür bir değişim, evrimin ta kendisidir.

Elbette günümüzde biz, tatil yerlerine ve yazlıklara gittiğimizde Güneş altında kalmamıza bağlı olarak hayatta kalıp ölmeyiz. Ancak bu risk, teknik olarak hâlen devam etmektedir; çünkü uzun süre Güneş altında kalmanız halinde edineceğiniz 3. derece yanıklar ve kanser, bizi hâlen öldürebilecek sorunlardır. Ama çoğumuz, güvenli evlerimiz, istediğimiz yere taşıyabildiğimiz şemsiyelerimiz ve güneş kremi gibi teknolojilerimiz sayesinde işi bu seviyeye gelmeden önleyebiliriz.

Buna rağmen her yıl, yüz binlerce insan melanoma ve diğer deri kanserleri nedeniyle ölmektedir. Ama atalarımız, bizim gibi hastanelere veya modern teknolojilere sahip değildi. Güneş altında kaldıklarında, deri rengine ve ilişkili birçok diğer nedene bağlı olarak hayatta kalıp kalamayacakları belirleniyordu. Sadece en uyumlu genetik ve fiziksel kombinasyonlara sahip olanlar daha kolay hayatta kalıp üredi.

İşte başarılı olan bu "kombinasyonun" bir parçası da deri rengiyle ilgiliydi: Ekvatora daha yakın yerlerde daha koyu tenliler, kutuplara daha yakın yerlerde ise daha açık tenliler daha kolay hayatta kaldı ve ürediler. Böylece onların soy hattı da giderek daha koyu veya daha açık tenli hale geldi. Bu, nesiller boyunca, birikimli seçilim ile, yani evrim ile oldu.

Deri Renginin Evrimi: D Vitamini-Folat Hipotezi

Burada sorulabilecek ilk soru, kuzeye göç eden insan atalarının deri renginin neden açıldığı olacaktır. Çünkü Güneş ışınlarının daha dik geldiği yerlerde artan melanin miktarı makuldür; fakat bu zırhın daha kuzey enlemlerde yok olması için bir sebep yok gibi gözükmektedir.

Elbette bu, iki nedenle hatalıdır: İlki, fazladan melanin üretimi masraflı bir iştir ve dolayısıyla eğer ki bu zırh için bir gerekçe yoksa, evrimsel süreçte kademeli olarak elenecektir. Ancak ve ancak bu maliyet dikkate değer miktarda değilse korunması beklenebilir. Öte yandan, ikinci sebep, nihai cevabı vermektedir: İnsanların yeterli miktarda Güneş ışınını hücrelerine geçirmeleri gerekir. Çünkü Güneş ışınları her zaman zararlı ve yıkıcı değildir; doğru dozda, sağlık açısından hayati öneme sahiptir.

D Vitamini Üretimi

Burada karşımıza çıkan kritik bir faktör, D Vitamini üretimidir. İlginç bir şekilde D vitamini üretimi, yeterli Güneş ışığı almaya bağlıdır.

D Vitamini Ne İşe Yarar?

D vitamini üzerine yapılan en kritik araştırmalar, D vitamininin kalsemik olmayan rollerini ve VDR'lerin insan biyolojisini ne ölçüde etkilediğini aydınlatmaya odaklanmıştır. D vitamininin bugüne kadar keşfedilen fonksiyonları arasında hücre çoğalması ve farklılaşmasının düzenlenmesi, hormon salgılanması ve D vitamini tarafından sağlanan bağışıklık tepkileri bulunmaktadır.^{[24], [25], [26], [27], [28], [29], [30]}

D vitaminin başlıca fonksiyonu kalsiyum ve fosfat dengesini sağlamaktır. Bu görevini kalsitriol formuna dönüştükten sonra yerine getirir. Kalsitriol, vitamin D reseptörü (VDR) bulunan dokularda etkilidir ve sentezi paratiroid hormonu tarafından uyarılır.^{[31], [32], [33], [34]}

D vitamini kemik ve diş sağlığı için de gereklidir. İmmün sistem, kalp-damar sistemi ve sinir sistemini de destekler. İnsülin salınımı düzenlendiği gibi Tip 2 diyabetin düşük D vitamini düzeyleri ile ilişkili olduğu gözlenmiştir. Aynı zamanda insanda 200'den fazla gen üzerinde D vitaminin etkisi olduğu düşünülmektedir. Anjiyogenezi ve kanser hücresi proliferasyonunu yavaşlatmak suretiyle karsinogenezi inhibe eder.

D3 vitamininin immün sisteme büyük bir katkısı vardır. Çünkü D3 vitamini, bazı patojen mikroorganizmalar için toksik olan proteinleri üreten genlere etki ederler ve o proteinlerin üretilmesini sağlarlar. Bu proteinler sayesinde vücudumuz patojenlerden korunmuş olur. Vücudumuzda D vitaminin eksikliği enfeksiyon oranını arttırdığı gibi kanser ya da kalp rahatsızlıkları gibi kronik rahatsızlıklardan ölüm oranını da arttırmaktadır.

Besinlerle alınmasının yanında güneş ışınlarının etkisiyle de vücutta yapılabilen D vitaminin eksikliği kronik alkolizmde, katı vejetaryenlerde ve toplumun dar gelirli kesimlerinde görülür. Ten renginin koyu olduğu ırklarda, D vitamini düzeylerinin düşük olduğu gözlenmiş, bunun nedeni olarak melanin pigmentinin UV ışınlarını engellenmesi için çok fazla üretilmesi gösterilmiştir. Gün ışığına maruz kalmama, yağ emiliminde aksaklıklar sonucu ortaya çıkan hastalıklar, karaciğer-böbrek hastalıkları ve ilerleyen yaş gibi durumlarda da eksiklik ortaya çıkabilmektedir.

Eksikliğinde başlıca etkilenen kısım kemik dokusudur. Bu durum klinikte çocuklarda raşitizm, erişkinlerde ise osteomalazi olarak adlandırılır. Bu hastalıkların her ikisinde de kemiklerin mineralizasyonu tam olmaz ve kırılma eğilimi gösterirler.

Kanda D vitamini düzeyine etki eden başlıca faktörler diyet ve gün ışığıyken genetik yapının da önemli rol oynadığı gösterilmiştir. D vitamini sentezi ve taşınmasında görevli üç farklı gende tek nükleotid polimorfizmi olan kişilerde D vitamini düzeyinde düşüklük gözlenir. 

D vitamini hakkında daha fazla bilgiyi buradaki ve buradaki yazılarımızdan alabilirsiniz.

Güneş Işığının D Vitamini ile İlgisi Nedir?

Kolekalsiferol ("7-dehidrokolesterol" veya kısaca "D3" olarak da bilinir) isimli ön-vitamininin D vitaminine dönüşebilmesi için Güneş ışığına maruz kalması gerekmektedir.

Nature

İşte melanin pigmenti gerekenden fazla olan atalarımızın derileri Güneş ışığını gereğinden fazla engelleyip de bu dönüşüme yeterince izin vermediğinde, D vitamini eksikliği yaşamaya başlamışlardır. Buna bağlı olarak kemik ve diş sağlıkları bozulmuştur, savunma sistemleri zayıflamıştır, kalp-damar sistemi ve sinir sistemi hasar almıştır. Günümüzde de D vitamini eksikliğine bağlı olarak kanser, Parkinson, depresyon ve demans gibi hastalıkların arttığını biliyoruz. Bu nedenle atalarımız arasında genetik varyasyonlar nedeniyle melanin pigmentini daha az üreten, dolayısıyla deri rengi daha açık olan bireyler, daha koyu tenlilere göre daha avantajlı konuma geçmişlerdir. Çünkü daha derilerinde daha az melanin olması sayesinde güneş ışığını alt katmanlara daha çok geçirebilmişlerdir ve D vitamini sentezi daha fazla mümkün olmuştur.

Dengeleyici Güç: B9 Vitamini (Folat)

Ama bu güneş geçirgenliği, ikinci bir sorunu doğurmuştur: Deri renginin açılması, sadece deri hücrelerine hasar vermekle kalmamaktadır; aynı zamanda Güneş ışınları, bir diğer hayati vitamin olan folat (veya folik asit veya B9 vitamini) moleküllerini de parçalamaktadır.^{[35], [36]} Folik asit; DNA sentezinde, tamirinde ve metilasyonunda görev alan çok önemli bir moleküldür.^{[37], [38], [39], [40]} Hatta gebe kadınlar yeterince folik asit tüketmediklerinde, yavrularında omuriliğin öncülü olan nöral tüpte hasar çok daha yaygın görülmektedir.^{[41], [42]}

Evrimsel Bir Takas: D Vitamini vs. Folat

Yani Afrika'dan çıkıp daha kuzey enlemlere göç eden atalarımız, evrimsel bir takasla yüzleştiler: D vitamininin üretilebilmesi için ortama uygun açıklıkta bir renk gerekiyordu; ama bu rengin abartılı açılması da tehlikeliydi, çünkü folik asit parçalanmasını çok hızlandırıyordu.

İşte bu iki sorun arasındaki denge, gezegenin farklı enlemlerine yayılan atalarımızın deri renklerinin optimize edilmesini sağlamıştır. Buna D Vitamini - Folat Hipotezi adı verilmektedir.^[8] Bu teoriye göre, Güneş ışınlarının genel olarak daha zayıf olduğu yerlerde deri renkleri giderek sarıya ve beyaza doğru kaymıştır. Güneş ışınlarının dik geldiği yerlerdeyse, atalarımızdan miras kalan siyah deri rengi korunmuştur. Bunlar arasındaki enlemlerde, bulunulan coğrafyaya en uygun olan ara renkler baskın hale gelmeye başlamıştır.

Deri pigmentasyonu D vitamini ve folat düzeylerini korumaya yaradığı ve bu besinlerin, üreme başarısını sürdürmek konusunda hayati bir role sahip olduğu düşünüldüğünde, bu hipotezin oldukça akla yatkın olduğu görülecektir:^{[43], [44]} D vitamini eksikliği, hem erkeklerin hem de kadınların üreme sağlığını etkiler ve olumsuz gebelik sonuçları, semen kalitesi ve seks hormonlarının üretimi ile ilişkilidir. Her iki cinsiyetin üreme dokularında nispeten yakın zamanda keşfedilen VDR'ler ve VDR'leri olmayan fareler üzerinde yapılan çalışmalar, D vitamini yetersizliğinin sperm sayısı ve motilitesindeki düşüşte ve testis, gonadlar, yumurtalık ve rahimdeki aberasyonlarla ilişkili olduğunu göstermektedir.^{[43], [45], [46], [47]}

Ayrıca kadınlar ve erkekler arasındaki farklar da bu teoriyi desteklemektedir: Ortalamada kadınların cilt pigmentasyonu, erkeklerden önemli ölçüde daha hafiftir (yani deri renkleri genelde daha açıktır). Bunun sebebi, kadınların özellikle de gebelik ve emzirme döneminde daha fazla kalsiyuma ihtiyaç duymasıdır. Bu nedenle kadınlar, ihtiyaç duydukları daha yüksek miktarda D vitaminini elde edebilmek için daha açık bir deri rengine sahip olacak şekilde evrimleşmişlerdir.^[8]

Doğu Asyalılar ile Batı Avrupalılar'da benzer açıklıkta deri renginin evrimleşmiş olması da iki grubta benzer seçilim baskıları altında benzer özellikler evrimleştiğinin (yani yakınsak evrimin) bir göstergesidir.^{[48], [49]}

Bu hipotezi kısmen destekleyen kanıtlardan bir diğeri, SLC24A5 geninin Avrupa'da açık ten ile ilişkilendirilen alelinin en geç 18.000 yıl önce sabitlendiğini, ancak metodolojik hata paylarından ötürü günümüzden sadece 12.000 ilâ 6.000 yıl önce bile sabitlenmiş olabileceğini gösteren araştırmalardır.^[50] Bu sayılar, tarımın başladığı tarihle birebir uyumludur.^[51]

Nüfus ve karışım çalışmaları, koyu ten renginin Afrika'daki erken hominidlerde evrimleştiğini, açık ten rengininse modern insanlar Afrika'dan çıktıktan sonra en az iki kez, ayrı ayrı evrimleştiğini göstermektedir.^{[48], [52], [53], [54], [55], [56]}

Açık ten evrimi, Batı ve Doğu Avrasya popülasyonlarında büyük oranda farklı genetik yollar izlemiştir. Bununla birlikte, KITLG ve ASIP isimli ve Avrasya popülasyonlarında yüksek frekanslara sahip olan iki gende, daha açık ten ile ilişkili mutasyonlar tespit edilmiştir ve bu mutasyonların, insanların Afrika'dan çıkmasından sonra ama söz konusu iki soyun birbirinden ayrılmasından öncesine tarihlenen ortak bir kökeni olduğu düşünülmektedir.^[54] Bu bilgiler ışığında, söz konusu kademeli evrimin şu şekilde yaşandığı söylenebilir:^[57]

Hereditas

D Vitamini-Folat Hipotezi'ni Destekleyen Modern Kanıtlar

D vitamini-folat hipotezi ilk olarak 1970'lerde, her ikisi de onkolog olan Richard F. Branda ve John W. Eaton tarafından ileri sürülmüştür.^[58] Bu hipotez, daha yakın geçmişte, her ikisi de antropolog olan Nina Jablonski ve George Chaplin tarafından daha da geliştirilmiştir.^[59]

D vitamini-folat hipotezi ilk kez rafine edildiğinde, geriye kalan bir soru, D vitamini ve folat süreçlerinde yer alan genetik varyantların dağılımının, ultraviyole radyasyon alan coğrafyalarla ilişkili olup olmadığıydı.^[36] Eğer durum öyleyse, D vitamini ve folat genlerinin ultraviyole ışınlarla entegrasyonu, bu besinlerin cilt pigmentasyonunun evrimine katılımı için güçlü bir argüman sağlardı. O günden bu zamana, tam da bu desteği sağlayan bol miktarda araştırma yapılmıştır.

D Vitamini Biyokimyası ve Genetiği

Yaygın VDR varyantlarının sıklığı ve etnik köken arasında belirgin farklılıklar tutarlı bir şekilde tespit edilebilmiştir.^[60] Örneğin, ortak VDR varyantı Fok1, Avrupa/Asya popülasyonlarına kıyasla Afrika popülasyonlarında daha düşük bir frekansa sahiptir.^[60] Öte yandan başka bir varyant olan Cdx2'in frekansı, Afrika popülasyonlarında en yüksek ve Avrupalılarda en düşüktür.^[61] Alel frekansındaki bu etnik farklılıklar, potansiyel olarak farklı UVR rejimlerine yönelik evrimsel adaptasyonu yansıtmaktadır.

Bu bulgular, VDR geninin çoklu lokuslarının güçlü enlemsel klinler (yumuşak geçişler) sergilediğini gösteren yakın tarihli bir çalışma ve mevcut yazarların Fok1, Bsm1, Apa1 ve Taq1 gibi birkaç VDR varyant alleli ile, ultraviyole ışınlara maruz kalmanın bir vekil ölçüşü olarak enlem arasındaki pozitif ilişkileri gösteren önceki çalışmaları ile desteklenmektedir.^[62]

Bsm1, Fok1 ve Taq1 varyantlarının atasal alellerinin, sırasıyla sitokin üretiminde, immün hücre tepkisinde ve VDR ekspresyonunda artış ile ilişkili olduğu da bilinmektedir.^{[63], [64], [65]} Bu alellerin taşınması, daha yüksek miktarlarda ultraviyole ışınlar ile ilişkili olan daha düşük enlemlerde en yüksektir ve bu, bu ortamlarda D vitamini modülasyonlu bağışıklık tepkilerini kolaylaştıran VDR genotipleri üzerindeki seçilim baskısını göstermektedir.

Tersine, Apa1, Fok1 ve Bsm1 için varyant alellerin yaygınlığı, daha düşük ultraviyole ışın maruziyeti ile ilişkili olan daha yüksek enlemlerde artmaktadır ve bu artışlar, serum D vitamini seviyelerindeki artışlarla ilişkilendirilmiştir.^{[66], [67]} Bu tür ortamlarda, enerji ihtiyacı ve soğuk stresi arttığı için, dolaşımdaki D vitamininin artması önem arz edebilir.

Bunlara ek olarak çok sayıda çalışma, D vitamini metabolizmasıyla ilişkili genlerdeki varyasyonun, vücuttaki D vitamini miktarını etkilediği fikrini desteklemektedir.^[68] Bunlar arasından en dikkat çekeni, UVB tipi radyasyonun neden olduğu D vitamini konsantrasyonlarını öngörmek için, ultraviyole ışınlara maruz kalma ile D vitamini metabolizmasıyla ilişkili genlerden olan CYP2R1 ve GC genlerinin varyantları arasındaki etkileşimleri gösteren çalışmalardır.^[69]

Benzer şekilde, yaygın GC varyantlarının dolaşımdaki D vitamini düzeylerindeki ırksal farklılıkların %10'unu izah edebildiğini bildiren araştırmalar da yapılmıştır.^[70] Bundan yola çıkarak, bu genetik belirleyicilerin, dolaşımdaki D vitamininin biyoyararlanımında farklılıklara yol açtığı ve etnik kökenler arasındaki D vitamini statüsündeki farklılıkları izah edebildiği ileri sürülmektedir. Bu da, bu varyantların D vitamini-folat hipotezine karşı delil sunduğu iddia edilmiştir. Bu iddialara göre bu varyantlar, yeterli D vitamini sentezi önünde bir bariyer olarak cilt pigmentasyonunun üstesinden gelen adaptif önlemlerdir. Ne var ki ultraviyole radyasyona yanıt veren D vitamini genlerinin varlığı, D vitamini-folat hipotezi ile tutarlıdır ve bu genetik faktörlerle açıklanabilen D vitamini durumundaki varyasyon miktarı, cilt pigmentasyonu gibi diğer faktörlerle karşılaştırıldığında küçüktür (%1-10).^{[69], [70]}

Folat Biyokimyası ve Genetiği

Ultraviyole ışınlar ve folat metabolizması genleri arasında da bugüne kadar çeşitli ilişkiler tespit edilmiştir: Örneğin serin hidroksimetiltransferaz (SHMT) ve metilen tetrahidrofolat redüktaz (MTHFR) enzimlerinin aktivitesinin UVR'ye duyarlı olduğu, SHMT'nin translasyonunun ultraviyole ışınlara maruz kalan hücrelerde arttığı gösterilmiştir.^[71] Ayrıca aynı çalışmada, morötesi ışınlara maruz kalma ile, MTHFR'nin ısıl olarak kararsız bir formunun üretilmesine neden olan MTHFR-C677T varyantının frekansı arasında önemli bir negatif ilişki gözlemlenmiştir.^[72]

Ayrıca yapılan diğer çalışmalarda, folat genlerindeki bazı polimorfizmlerin (MTHFR-C677T, MTHFR-A1298C, TYMS 28bp 2R>3R ve SHMT-C1420T) sıklığı ile enlem arasında bir ilişki olduğu da gösterilmiştir.^[73] Daha yakın zamanlarda yapılan diğer çalışmalar, Dünya genelindeki farklı popülasyonlardan gelen 30.000'den fazla kişiden alınan genotipik verilerin analizi yoluyla, 16 yaygın folat varyantının sıklığı ile cilt pigmentasyonunun derecesi arasında önemli ilişkiler tespit etmiştir.^[71]

Bu çalışmalar, özellikle yüksek UVR seviyelerinin olduğu bölgelerde yaşayan daha koyu cilt tiplerinin popülasyonlarında folat metabolizmasını olumsuz etkileyebilecek genotiplerin insidansını sınırlayacak şekilde meydana gelebilecek gen varyant sıklığı ve cilt pigmentasyonu arasındaki eğilimleri göstermektedir. Anahtar bir örnek olarak, anormal folata bağımlı süreçlerle yakından bağlantılı olan MTHFR-C677T varyantının insidansı, koyu tenli popülasyonlarda en düşüktür.^[71]

Bir bütün olarak baktığımızda bu bulgular; ultraviyole ışınlar, cilt tipi, D vitamini ve folat genleri arasındaki etkileşimlerin varlığını göstermektedir ve D vitamini-folat hipotezi için destekleyici moleküler kanıtlar sağlamaktadır.

Sonuç

Deri rengi, son derece sıradan biyokimyasal süreçlerin bir sonucu olarak oluşan, herhangi bir diğer coğrafi adaptasyondan farksız olan, biyolojik bir fenotip özelliğinden ibarettir. İnsanların derisindeki bir pigmentin, altta yatan metabolik faaliyetleri regüle etmek üzere azalıp artmasıyla insani değerleri arasında bir ilişki kurmak insanlık dışı ve akıl dışı bir uygulamadır. Bu, derhal terk edilmeli ve bugüne kadar, sırf bu fenotipik özellik nedeniyle küresel ölçekte sebep olunan zararların bedeli, failleri tarafından ödenmelidir.