Deri Saç Tırnak gibi Yapıların Ana Maddesi Nedir?

Keratin; tırnak, boynuz, kıl gibi üst deri ürünü olan epidermis yapılarının ana maddesini oluşturan ipliksi proteinlerdir. Formülü C41H71O14N12S, mol kütlesi 988,2 g olan, tablet kaplamada kullanılan, pepsin ve tripsin tarafından sindirime karşı dirençli olan ve su içinde çözünmeyen, kıvrımlı zincir halinde bulunan, aynı zamanda buhara tutulup gerildiğinde, düz zincire dönüşen, tüylerde, kabuklarda, boynuz ve tırnaklarda bulunan bir proteindir.

Keratin Hakkında Ayrıntılı Bilgi

Keratin uzun bir amino asit zinciri, yani proteindir. Keratini oluşturan polipeptid zinciri bir sülfür köprüsü ile birbirlerine bağlanır. Sülfür köprüleri, sülfür atomları içeren amino asitler arasında bulunmaktadır. Bu bağlar küçük iplikçikler eklinde birleşirler. Daha sonra bu iplikçikler gitgide büyür ve bir arada istiflenerek bir hücre meydana getirirler.

Saçlarınız, birbirine sülfür köprüleri ile bağlanmış keratin moleküllerinden başka bir şey değildir. Saçınızdaki herhangi bir değişiklik sırasında aradaki bu sülfür bağları kırılır. Örneğin saçın çeşitli işlemler ile dalgalandırılması, bu gözle görülmeyen molekül bağlarının değişikliğe uğramasından ibarettir. Keratini tanımlamak için kullanılan tüm teknik açıklamalar aslında tek bir "saç" hücresini tanımlamak içindir. Tek bir saç teli bu hücrelerin yığılmasından meydana gelir. Yani saçlarınız esnektir. Bunun da nedeni keratini meydana getiren hidrojen bağlarıdır. Esnek hidrojen bağlarının sağladığı bu özellik nedeniyle saçlar hareket eder ve kolay kolay kopmaz. Bir de bunun tersini düşünelim. Eğer keratin molekülü farklı bir kimyasal bağ ile bağlansaydı, kitlevi ve son derece sert saçlara sahip olurduk. Şekil alan, rahat hareket edebilen saçlarımız yerine belki de kafamızda bir tahta kadar sert bir ağırlık taşıyor olacaktık. Ancak hidrojen bağları sayesinde hiçbir zaman böyle bir durum söz konusu olmaz.

Yukarıda mikroskobik ölçülerdeki keratin maddesinin özel olarak boyandıktan sonra  çekilen fotoğrafını görüyorsunuz.

Saç moleküllerini bir araya getiren bağların başka önemli özellikleri de vardır. Saçların esnemesi sırasında, molekülleri bir arada tutan sülfür köprüleri herhangi bir zarar görmez. Bu nedenle her ne şekil alırsa alsın ve ne kadar esnerse esnesin saçlar rahatlıkla eski hallerine dönebilirler. (P. W. Atkins, Molecules, A Division of HPHLP New York, 1987, sf. 91) 
Saç renginin açılması çoğunlukla saça rengini veren bileşiklerin bozulmasıyla gerçekleştirilir. Bu genellikle moleküllerin oksitlenmesini sağlayan hidrojen peroksit gibi seyreltilmiş çözeltiler sayesinde mümkün olur. Hidrojen peroksit ile saç rengi açıldığında daha fazla miktarda sülfür köprüsü meydana gelir. Saçın böyle bir açılma sonrasında daha kırılgan olmasının ve esnekliğini yitirmesinin nedeni budur.

Saçın parlaklığı da, saçın ışığı yansıtabilme yeteneğidir. Bazı saç ilaçları ve şampuanlar, keratin moleküllerindeki hidrojen iyonlarını çıkararak bunların elektrik yük dağılımlarını değiştirirler. Bunun sonucunda keratin molekülleri ve mikrofibril tutamları daha sıkı yapışırlar ve ışığı daha iyi yansıtma özelliği kazanırlar. Söz konusu malzemeler kullanıldıktan sonra saçın daha fazla parlamasının nedeni moleküllerde meydana gelen bu küçük değişikliktir. Saç kremi kullanımı ardından saçların daha rahat açılması da moleküler seviyede meydana gelen çeşitli değişikliklerin sonucudur. Saç kremlerinde iyonik maddeler bulunur ve bunlar keratin liflerine bağlanarak onları elektrik yüklerini etkilerler. Bu durum, birbirlerine yaklaşıyor gibi görünen saç tellerinin arasındaki itici gücü arttırır. Saç telleri birbirlerinden uzaklaştıklarından birbirlerine dolaşıp kırılmaları zorlaşır.

Keratin Molekülü Nerelerde Bulunur?

Keratin molekülü, bedenimizde de günlük hayatta kullandığımız eşyalarda da çok çeşitli şekillerde bulunmaktadır. Deri, neredeyse saf keratin molekülünden oluşmuştur. Yün, ipek, balık pulu, tüyler ve tüy sapları da keratinden meydana gelir. Pençeler ve tırnaklar da keratinden oluşurlar. Fakat bunlar daha fazla sülfür köprüsü ile çaprazlama bağlıdırlar. Bu çaprazlama bağ, keratinin daha fazla işlenmiş olduğunu gösterir. Bu durumda meydana gelen molekül daha kuvvetlenir ve sertleşir. Tırnak ve pençelerin sert olmasının nedeni budur. İpek de keratin moleküllerinden oluşur. Pek çok böcek ve örümcek tarafından salgılanan katılaşmış bir sıvı olan ipeği oluşturan keratin molekülleri diğer maddelerdekinin aksine bir sarmal biçiminde değillerdir. Bunun yerine birbirlerinin üzerine yığılarak bağlanmış sert amino asit levhaları oluştururlar. İpeğin yüzeyine dokunduğumuzda bu düz yapıyı hissedebiliriz. Keratin çeşitli özelliklerinden dolayı oldukça farklı yerlerde kullanılabilmekte, birbiriyle ilgisiz pek çok malzemenin ana maddesini oluşturmaktadır. Örneğin, deri ile tırnak birbirlerinden farklı maddelerdir. Yün ise apayrıdır. Ama hepsi keratinden oluşmuştur ve hepsi keratinin kendine has özellikleri nedeni ile çeşitli nitelikler edinirler. Örneğin saçın ve derinin esnek olması önemlidir. Ama tırnaklar sert olmalıdır. İpeğin pürüzsüz bir görünüm verebilmesi için yapısının düz olması gerekmektedir. 

Bütün bunlarda dikkat çeken ise keratinin tüm bu maddelerde "koruyucu" olarak ön plana çıkıyor olmasıdır. Deriyi koruyan madde keratindir. Derinin ne kadar korunaklı ve özel bir malzeme olduğu bilinmektedir. Keratin, kendine has moleküler yapısı ile deriyi dış etkilere karşı korunaklı bir hale getirir, derinin yapısını özel bir şekilde belirler. Bir örnek vermek gerekirse derinin gözenekli yapısı insanın hayatta kalabilmesi için son derece önemlidir. Bu gözenekli yapının olmaması durumunda vücuttaki fazla ısı ve suyun dışarı çıkması mümkün olmaz ve insan ateşlenerek ölür.

Keratin bu gözenekli yapının temelini oluşturur. Sürekli olarak dışarıdaki ortamla ve çeşitli zararlı mikroorganizmalarla muhatap olan deri, bütün bunlara karşı koyabilecek yapıyı keratin sayesinde kazanmıştır. Aynı şekilde saçların ve tırnakların korunması da bu özel molekülün işlevlerine bağlıdır. Kısacası keratin, doğada kendi işlevini yerine getirmek için yüce Rabbimiz'in yarattığı sayısız nimetten sadece bir tanesidir.