Yaşamlarımız boyunca havadan, yiyeceklerden, kişisel bakım ve temizlik ürünlerinden ve daha pek çok yer kaynaklı bir çok kimyasala yani kanserojen maddelere maruz kalıyoruz. Ne yazık ki, bazı kimyasallara maruz kalmak da, kanser de dahil olmak üzere çeşitli sağlık sorunlarına neden oluyor.
Halkın korunmasına ve kanser riskinin azaltılmasına yardımcı olmak için, çeşitli kurumlar kimyasalları kanserojen olma potansiyellerine göre sınıflandırmak ve kategorize etmek için prosedürler geliştirmiştir. Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı (IARC – The International Agency for Research on Cancer) bu konuda çalışmalar yapan en etkili kurumlardan birisidir.
Sınıflandırma, kimyasalı dört gruptan birine yerleştirir: Grup 1 kimyasalın insanlar için kanserojen olduğunu, Grup 2A kimyasalın insanlar için muhtemelen kanserojen olduğunu, Grup 2B kimyasalın kanserojen olma riski taşıdığını ve Grup 3 sınıflandırılamaz olduğunu gösterir.
Örneğin sigara dumanı, ortam havası kirliliği ve işlenmiş et gibi şeyler 1. gruba dahil edilmiştir. Yani bunların kanserojen oldukları doğrulanmıştır. Bu sınıflandırmalar bilimsel temellere dayanmaktadır. Ve bir uyarı niteliğindedir. Ancak sonraki süreçler politika yapıcıların aldıkları kararlara göre şekillenmektedir. Bunun sonucunda da kanser tüm dünyada en önemli sağlık sorunlarının başında gelmektedir.
Kanser Oluşumu İle Matematik Arasındaki İlişki Nedir?
Toksik yani zehirli kimyasalların kansere neden olmasının ardındaki mekanizmalar oldukça karmaşıktır. Bir kişi bir kanserojene maruz kaldıktan sonra, kimyasal genellikle vücut tarafından emilir. Sonrasında da farklı dokulara dağılır. Kimyasal hücrelere girdikten sonra, genellikle onu başka biçimlere dönüştüren kimyasal reaksiyonlar ortaya çıkmaya başlar.
Bu reaksiyonların sonuçları, hücrenin genlerini doğrudan veya dolaylı olarak etkileme potansiyeline sahiptir. Hücrenin belirli molekülleri nasıl üreteceğine ilişkin talimatlarını veya bunları düzenleyen süreçleri içeren genler sonuçta artık değişmiştir. Bu genetik hasar onarılmazsa hücre görevini yapamaz hale gelecektir. Bu hücreler, hücresel sinyallere normal olarak yanıt vermezler. Ayrıca kanser hücrelerinin karakteristik özellikleri olan anormal oranlarda büyüme ve bölünme oluşacaktır.
Kanser hücrelerin kontrolsüz bir şekilde bölünmesine ve vücudun diğer bölgelerini işgal etmesine neden olan genetik mutasyonlardan kaynaklanan bir hastalık olarak görülse de kanser tek tip bir hastalık değildir. Daha ziyade bir çevreye yanıt olarak bir organizmanın davranışındaki, morfolojisindeki ve fizyolojisindeki bazı değişikliklerin oluştuğu bir hastalıktır.
Kanserin ilerlemesinin temel itici gücü, DNA’nızın nerede ve ne zaman etkinleştirildiğidir. Ve arka plandaki yayılım süreçleri de oldukça karmaşıktır. Ancak bilim insanları matematik yardımı ile kanserlerin neden metastaz yaptığını ve tedavilere dirençli hale geldiğini anlamaya çalışır. Bunun için de Stokastik süreçleri araştırır.
Stokastik Süreç Nedir?
Bu ifade zaman veya mekana göre değişen/evrilen olguları tanımlamak için kullanılan bir olasılık modelidir. Araştırmacılar bu modeli COVID-19’un yayılmasını, direncini ve evrimini, borsanın davranışını ve bir kumarhanedeki hemen hemen her oyunu incelemek için kullanabilirler. Stokastik, hisse senedi fiyatlarında bir gösterge olarak kullanılır.
Stokastik süreçler teorisi, olasılık teorisinin 20. Yüzyılda ortaya çıkan ve hızla gelişen bir bölümüdür. Stokastik kavramının ilk kez J. Bernoulli (1654-1705) tarafından kullanıldığı bilinmektedir. 20. yüzyılın başlarında ünlü olasılık teorikçisi V. Bortkiyeviç (1868- 1913)’in katkısıyla kavram tekrar hayatımıza girmiştir. Daha fazlasını bu yazımızda bulabilirsiniz. Stokastik Süreçler ve Markov Zincirleri Nedir?
Bir sürecin stokastikliğini ölçmenin önemli bir yolu, bir sonuçtaki belirsizliğin derecesini ölçen entropidir. Bir çoğumuz entropi kavramını sadece ısı ile ilgili süreçlerde düşünsek de pek çok farklı bağlamda bilimde kullanılmaktadır. Adil bir zarla bir yazı tura attığımız zamanlarda entropi düşüktür. Bunun nedeni sonucun ne olacağını tahmin edemememizdir. Ancak ayarı ile oynanmış bir zarda entropi yüksek olacaktır. Bunun nedeni belli sayıların gelme olasılığının neredeyse kesin olmasıdır.
Epigenetik, Stokastik Süreçleri Ve Kanser Oluşumunu Birbirine Bağlayacaktır.
Yukarıda ele aldığımız süreçleri araştırmalara dahil etmek, uzmanların kanserin nasıl yayıldığını anlamasını sağlar. Deneysel ve hesaplamalı biyologlar, hücrelerin dahili olarak nasıl organize edildiği, çevresel sinyallere nasıl tepki verdiği ve dokuları nasıl oluşturduğu konusundaki rastgele süreçleri anlamak için entropiyi kullanmaktadır.
Biyologlar ve matematikçiler, hücrelerin gen aktivitesini ve epigenetik değişikliklerini ölçerek, kanser hücrelerindeki entropiyi, onları çevreleyen normal hücrelerle karşılaştırırlar. Bilim insanları, epigenetik entropinin kanseri nasıl tetiklediğini belirleyerek, kanseri erken evrelerinde daha iyi tespit edebilir. Bunun sonucunda da entropiyi azaltan ve böylece tümörlerin yayılma ve tedaviye dirençli hale gelme riskini azaltan ilaçlar tasarlayabileceklerdir.
Sonuç olarak epigenetik entropi, kanseri matematik olmadan tam olarak anlayamayacağınızı gösteriyor. Matematik, biyoloji tarihinde ilk defa 1760 yılında çiçek hastalığının matematiksel analizinde İsviçreli bilim adamı Bernoulli tarafından kullanıldı. Takip eden yıllarda da daha pek çok salgın hastalığın modellemesi çeşitli matematikçiler tarafından yapılacaktı.
Matematik Biyoloji İle Yakından İlişkilidir
Sanılanın aksine, matematik sadece soyut konularla ilgilenen ya da yalnızca mühendislerin hesaplama yaparken kullandığı bir bilim değildir. Biyomatematik veya matematiksel biyoloji, biyolojinin özelliklerini açıklamak için matematiksel modeller geliştiren disiplinler arası bilimdir. Detaylar için: Matematik ve Biyoloji Birleşirse: Biyomatematik Yani Matematiksel Biyoloji
Özü itibariyle matematik; kendine has sembolleri, kuralları ve yöntemleri olan doğru düşünme sanatıdır. Aynı biçimde biyoloji de sadece ezbere dayalı bir bilim değildir. İşte biyomatematik bu iki geniş bilim dalının arasında bir köprü vazifesi görmektedir.
Günümüzde biyolojideki birçok problem, ağ analizi, grup teorisi, diferansiyel denklemler, olasılık, kaos teorisi ve kombinatorik gibi diğer alanlarda geliştirilen matematiksel teknikler kullanılarak çözülmüştür. Gelecekteki problemlerin çözümü için de biyologların matematiğe ihtiyaç duyacağı neredeyse kesindir.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Stoll RE. Cancer hazard identification: toward simplification and interpretability. Toxicol Pathol. 1998 Jul-Aug;26(4):582-3. doi: 10.1177/019262339802600416. PMID: 9715519.
- Does this cause cancer? How scientists determine whether a chemical is carcinogenic – sometimes with controversial results. Yayınlanma tarihi: 30 Ocak 2023; Bağlantı: https://theconversation.com/
- Cancer evolution is mathematical. Yayınlanma tarihi: 24 Şubat 2023; bağlantı: https://bigthink.com/health/cancer-evolution/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
