Kokuları Nasıl Alıyor ve Tanıyoruz?

İnsan vücudu anatomik olarak incelendiğinde ve organların her biri ayrı ayrı araştırıldığında, ne kadar mükemmel bir sanat harikasıyla karşılaşacağımızı bilmem söylemeye ihtiyaç var mı? İlim adamları en güzel şekilde yaratılmış olan insanı keşfetmek için, teknolojinin en yeni imkânlarını kullanarak yoğun çalışmalarını sürdürmektedir. Bunun için en basit gibi görünen bir organımızdan en karmaşık olarak kabul edilen diğerlerine varıncaya kadar hepsi araştırma ve inceleme konusu yapılmaktadır. Gözümüz mü, kalbimiz mi incelenmedi, sindirim organlarımız mı, dolaşım sistemimiz mi araştırılmadı? Her birisi için ayrı ayrı bilim dalları oluştu. Ciltler dolusu kitaplar ve makaleler yazıldı. Neticede bu organlarımızın mükemmel olduğu, insanların bu organların benzerlerini yapamadıkları ve yapamayacakları anlaşıldı. Bırakın benzerini yapmayı, bu organlarımızın nasıl çalıştıkları, mesela burnumuzla kokuyu nasıl aldığımız hususu bile aydınlanmadı. Gelin, koklama duyusu ve kokuyu değerlendirme şeklinin tek hücrelilerden memelilere kadar nasıl olduğu konusundaki çalışmalara bir göz atalım.

Gerçekte koklama hissi bizim çevreyle olan münasebetimizi sağlat. Her nefes alışımızda dış çevredeki mikroskobik parçalar burnumuza girip kimyevi analize tabi tutulmak üzere sinirlerle fiziki olarak temasa geçerler. Bu sinirlerin bir ucu dışa doğru uzanırken diğer ucu da beyinle irtibatlıdır. Yani dış dünya ile beyin arasında bir boru hattı gibidirler. Kokulara karşı çok fazla gayret göstermeden, daha önceki tecrübelerle beyin arasındaki münasebetten, onların mahiyetleri ile alakalı püf noktalarını yakalarız.

Tek hücreli organizmadan insana kadar her canlı, kimyevi maddeleri hisseder. Mesela bir mikrobiyolog, bakterileri incelerken kemotaksis olarak adlandırdığı davranışların, bakterileri gıdaya doğru çekerken toksinlerden de uzaklaşmasını sağladığını söylemektedir.

Bakterilerin dış kısmındaki zarlarda yerleşmiş olarak dört veya beş tip reseptör (alıcı) bulunduğu, alıcılardan biri bir kimyevi maddeyle uyarıldığı zaman bakterinin flagellumuna (kamçısına) sinyaller gönderildiği bilinmektedir. Hücrenin dış kısmına ise birçok dönen pervaneler monte edilmiştir. Eğer bir alıcı şeker benzeri maddelerle karşılaşırsa, kamçı bakteriyi besin maddelerine doğru iter. Eğer alıcı, toksinler (zehirli maddeler) için uyarılırsa bakteri o yönden kaçarak uzaklaşır. Beyni olan canlıların beyinleri ise sanki birer koklama kompütürleridir, Böceklerin, beyin sinirlerinin yarısını, koklama hücrelerinin neyi duyduklarını bulup çıkarmak için kullandıkları tahmin edilmektedir. Böcekler için kokunun ne kadar önemli olduğunu bir düşünün. Bal arılarının çiçeklerin nektarlarını ısrarlı olarak takip edip bulması, sivrisineğin avının solumasıyla ortaya çıkan karbondioksiti hissederek gıdasını elde etmesi, karıncaların ise Pheromonlara (hormonlara benzeyen uçucu maddeler) dayanarak tehlike sinyallerini, mıntıka işaretlerini, arkadaşlarını tanımaları, sosyal hayattaki müthiş ahengi sürdürmeleri, hep koklama hisleri sayesinde mümkün olmaktadır. Başka bir nörobiyolog ise, böceklerin koku moleküllerini yakalamak için antenlerini kullandıkları ve tatma işini de ağızlarının kenarlarında veya başka yerlerindeki kimyevi alıcılar vasıtasıyla yaptıklarını söylemektedir. Mesela sinekler ayaklarında ve kanatlarında birtakım kemoreseptörlere (kimyevi alıcılara) sahiptir.

350 milyon yıldan beri yaşayan kara salyangozu, beyninin yarısını koku ve tat işiyle meşgul etmektedir. Tat ve koku almayı iki çift anteniyle yapar. Bunlardan bir çifti havada dalgalanırken kokuları toplar, diğer çifti ise bir dil gibi tanımayı ümit ettiği maddelerin içerisine girer. Bazılarına göre kara salyangozu tecrübeli ve iyi bir koklayıcı olup, muayyen kokulara karşı belirli davranışlarıyla cevap vermek üzere programlanmaya meyillidirler. Bu kara salyangozunun kokuları araştırmak için eğitilebileceği söylenmekte ve bu maksatla bazı nörobiyologların sabırla salyangozu eğitmeye çalıştıkları ifade edilmektedir.

Memelilerde ise koku alma, burnun içi ile sınırlıdır. Koku alma işinin farelerde, domuzlarda ve köpeklerde zirveye ulaştığı bilinmektedir. Çok duyarlı kütle spektrometrelerinin ölçüm yapabilmesi için yüzlerce moleküle ihtiyaç olmasına rağmen, çoğu araştırıcılar bazı koku maddelerinden gelen birkaç molekülün bile köpekler tarafından algılanabileceğini söylemektedirler. Primatlarda (maymunlarda) koku alma kabiliyeti azalmaya doğru meyillidir. İnsanlar ise kokuyu en az hissedenlerdir. Mesela bizler bir köpekten yüzlerce defa daha az koku alırız.

Yüce Yaratıcı, bunun yerine insanlara çok mükemmel bir görme sistemi ihsan etmiştir. Bizler koku alma için bizzat bir gayret sarfetmez ve kaynağını araştırma ihtiyacı da hissetmeyiz. Köpekler çok hassas bir koklama duyusuna sahip olmakla beraber, stereotip bir cevaba sahiptirler, yani araştırarak yerini bulurlar. Fakat bir kokuyu duyduğumuzda ondan etkilenmiyor da değiliz. Mesela parfüm yapımcıları için kokular çok önemlidir ve özel ilgi gösterirler.

Kokular gerçekte hislerimiz ve hafızamızla sıkı sıkıya bağlıdır; şöyle ki: Kokular burundan limbik sisteme hareket eder, oradan hipokampüse geçer ve burada hafızayı kontrol eder. Sinyaller sonra neokortekse yayılır. Bu harika ve kompleks işlem, bir şeyin buruna girip sinirleri uyarmasıyla başlar. Genelde bunlar uçucu bir molekülün havaya geçmesi, oradan da burnumuza girmesi şeklinde olur. Moleküller burnun nemli kısmında sanki banyo yaparlar, oradan yaklaşık beş milyon koklama hücresi bulunan sümüksü dokusuna geçerler. Buradaki sinir hücrelerinin milyarlarcası bir arada beyni meydana getirirler. Bu sinirlerin her biri sekiz veya daha fazla sayıda tel tel kirpik gibi tüylere (cilia) sahip olup, beyin sinirlerinden farklı olarak (beyin sinirleri ömür boyu devam eder) koklama sinirleri her ay veya iki ayda bir yenilenirler. Burnumuzun içinde sürekli sabit bir hava akımının bulunması ve nefes aldığımız zaman yabancı maddelerin burundan geçmesi bu sinirlerin yıpranmasına sebep olur. Bu şekilde yıpranan ve aşınan hücrelerin yerine yenilerinin geçmesi için tamir mekanizması konulmuştur. Yüzey zarlarının içerisine gömülmüş durumda olan ciliumlar (tüycükler) alıcıdır. Bunlar koku moleküllerini yakalamak için zarın üst kısmında bohça gibi bir şekle sahiptirler. Alt kısımları da hücrenin içinden dışarı çıkmış durumdadır. Bir koku molekülü gelince cilia’nın etrafındaki sümüksü kısmın içerisinde çözünür ve bohça şeklindeki reseptöre yüzerek gider. Buraya ulaşma sinir hücresinde bir seri olaylardan sonra sinirlerin kokuyu beyne iletmesiyle neticelenir. Acaba sinir hücreleri bunu nasıl başarır? Hücrenin dışındaki bir molekülün varlığı, hücre içinde bir elektrik sinyaline nasıl dönüşür? Bunun G-proteini diye adlandırılan birtakım maddeler tarafından yapıldığı söylenmektedir. Bu proteinlerin 50 kadarı reseptörlerin temeline yapışır. Bir koku molekülünün küçük bir uyarmasını, büyük bir hücre reaksiyonuna çevirmek suretiyle amplifikatör(yükseltici) gibi hareket ederler. Bir alıcı, koku molekülüne dal budak saldığı zaman onu sarar ve bu proteinleri hücre içerisine yerleştirmek üzere bırakır. Proteinler sırayla diğer hücre proteinleri ile etkileşir. Bu proteinler hücre zarı içindeki kanalları açar ve elektriki olarak yüklenmiş sodyum iyonlarının hücrenin iç kısmına hızlı bir şekilde geçmesine müsaade eder. Nihayet elektriki pulslar (atışlar) sinir hücresi boyunca artarak zirveye ulaşır. Sinyaller beyne nakledilir ve yorumlanır. Bütün bu olaylar bir saniyenin binde biri gibi bir zamanda cereyan eder.

Çok fazla olan kokuları nasıl oluyor da sınırlı sayıdaki reseptörlerle algılayıp tanıyabiliyoruz? Bu, şu şekilde izah edilmektedir:

Ya her biri çok sayıda kokulara duyarlı olan az sayıda reseptör vardır -aynen renklere karşı duyarlı üç tip hücrenin olması gibi- (biri kırmızıya, biri yeşile ve diğerinin maviye) bu üç renk ile yüzlerce değişik tondaki renkleri ayırt edebiliyoruz veyahut her biri az sayıdaki kokularla etkileşen çok sayıda reseptör vardır. Bu sorunun cevabı ise ilim adamlarınca şu şekilde verilmektedir: Memelilerin koklama sinirlerinde bir aileye ait bin civarında reseptör bulunan genlerin mevcut olduğu ve bizim yüz bin civarındaki bütün genlerimizin yüzde biri kadarı bu reseptörleri üretmekle meşgul olmaktadır; hâlbuki renk ile sadece üç genin görevli olduğu ileri sürülmektedir. Şayet her bir koklama hücresi sadece hususi bir kokuya ait bir reseptör taşıyorsa, beynin bir kokuyu nasıl tanıyacağı muamması kolayca çözülecektir. Sinir hücresi kokuyu tanıdığı için beyin de hangi kokunun gönderilmek üzere uyarıldığını bilecektir. Maalesef bu iş bu kadar basit değildir. İnsanların yaklaşık bin reseptöre sahip oldukları ve bunların her birinin bin tane kokuyu tanıyabilme kapasitesinde oldukları söylenmektedir.

Bunun da ötesinde her bir sinir, bir tip reseptörü taşıyabilmesine rağmen, bir reseptör birden fazla kokuyu tanıyabilir. Beynin muayyen bir kokuyu ayırt etmesi için bir sinirden daha fazla kaynaktan gelen sinyallere ihtiyacı vardır. Bu da basitleştirilmiş bir kodlama şemasıyla şöyle izah edilmektedir: Üç tane sinir düşünün(A,B,C). A siniri üzerindeki bir alıcı bir koku molekülü ile bağlansın. Bu koku benzer molekül yapısına sahip bir limon kokusu veya gül kokusu olsun. B siniri üzerindeki alıcı ise ıhlamur veya gül kokusu ile bağlanabilsin. C nöronu üzerindeki alıcı ise limon veya ıhlamur kokusu ile bağlanabilsin. Şayet A ve B sinirleri uyarılırsa, beyin kokunun gül olması gerektiğini bilir; Çünkü iki sinir bu kokuya duyarlıdır. Keza A ve C sinirleri uyarılırsa beyin ıhlamur kokusunu alacaktır. Her bir sinirin bir tip alıcıdan daha fazlasını taşıdığı ve kodlama şemasının çok daha kompleks olduğu belirtilmektedir. Ancak birçok sorular hala cevapsızdır. Mesela başlangıçtaki bazı işlemler burnun içerisinde nasıl devam ediyor? Bir bölgedeki reseptörler meyvemsi kokulara, başka bir bölgedekiler çiçek kokularına has olabilir mi? Araştırmacılar hangi reseptörlerin hangi koku moleküllerine dallanıp uzandığı konusunda ipuçlarına sahip değildir. Mükemmel bir organımızla isteğimizin dışında cereyan eden koku alma işlemiyle ilgili birçok soru büyük bir iştiyakla kâinatın sırlarını çözmeye çalışan tefekkür ve mana boyutu olan ilim adamlarını beklemektedir.

Dr.C.KEMAL SÜMBÜL