Koku Almanın sırları Çözülüyor mu?

Her insanın kendine has bir koku desenine bağlı kimliği olduğunu biliyor muydunuz? İşte size yaşanmış bir hikâye: Bir gün bir tıp öğrencisi, gece yatarken zihnin fonksiyonlarını değiştiren ilaçlardan uygun dozda alır. Rüyada kendisinin köpek olduğunu, çevresinin çok zengin kokularla donatıldığını görür. Uyandıktan sonra da rüyanın tesiri devam eder ve etrafındaki her şeyin keskin ve güçlü kokular yaymakta olduğunu hisseder. Hastahaneye gittiğinde âdeta köpek gibi etrafını koklamaya devam etmekten kendini alıkoyamaz ve hasta odalarına ulaşmadan önce onların kokularını algılayarak içeride kaç tane hasta olduğunu bilir. Çünkü her insanın kendine has bir koku kimliği vardır. Bu koku desenleri sayesinde insanlar, görünüşlerindeki farklılıktan daha kesin bir şekilde ayırt edilebilir. Bu tıp öğrencisi, her cadde ve dükkânın da kendine ait koku paneli olduğunu ve onların kokularını algılayarak cadde ve dükkânları gözü kapalı tanıyabildiğini belirtmiştir. Bu öğrenci başka bir ilaç aldıktan birkaç hafta sonra, yüksek koku alma hassasiyetini kaybetti.

Hayvanlar hayatlarının büyük kısmını, kokularla ve diğer kimyevî sinyallerle yönlendirirler. Meselâ köpek ve fareler yiyeceklerini bulmada, yollarını ve barınaklarını hatırlamada, eşlerini ve yavrularını tanımada kokuları kullanırlar. Karıncalar gibi sosyal böcekler de kimyevî sinyalleri kullanarak nereye gideceklerini ve nasıl davranacaklarını birbirlerine çok doğru ve kesin şekilde bildirirler.

İnsanlar ise dünyayı daha çok gözleri ve kulaklarıyla algılar ve onlara güvenirler. Koku hislerini genellikle bilgi edinme aracı olarak kullanmazlar. Hatta burunlarımızın mesajını baskılar ve ihmal ederiz. Ancak anneler bebeklerini, yeni doğan bebekler de annelerini kokularından tanıyıp diğer kişilerden ayırt ederler. Ayrıca kokular yetişkin İnsanların davranışlarını etkileyen bir güce de sahiptirler. Bir mekânın, bir parfümün veya uzun zaman unutulmuş bir kokunun hatırlanması, hislerimizi harekete geçirdiği gibi, eski hayallerimizi de canlandırır. Birçok yazar ve ressam, belli kokuları algıladığında belli şeyleri çok daha kolay resmedip, geçmiş olayları çok daha kolay bir şekilde hatırlayarak resme veya yazıya dökebilmektedir. Bu koku, bir bardak çayın veya kahvenin yudumlanmasıyla gelen koku olabileceği gibi, bir gülün veya iyi veya kötü karakterli bir kimsenin kokusu da olabilir. Bu kokular bizde iyi veya kötü şeylerin hatırlanmasına yol açarak hislerimizi doğrudan etkiler. Bundan dolayıdır ki, mekânların ve insanların yaydığı kokular, çalışma performansını doğrudan etkiler.

Farkında olalım veya olmayalım, çevremizdeki ağaçlardan, çiçeklerden, topraktan, hayvanlardan, gıdalardan ve sanayi üretiminden etrafa yayılan bir koku çemberi içinde yaşıyoruz. Bu kadar çeşitli kokuları tanımlamak istediğimizde, çok ham ve kısıtlayıcı benzetmeleri kullanarak var olan kokunun zenginliğini yok ediyoruz. Meselâ, "gül gibi, amonyak gibi, sirke gibi kokuyor" diyoruz. Kokuyu ölçen ve ayırt eden âletleri kullanma ihtiyacı duymamışız. Bu nedenle farklı kokuları tanımlayan kelime hazinemiz gelişmemiş. Ayrıca herhangi bir şeyi daha önce koklamamış bir kimseye, o şeyin kokusunun genel özelliği verilse de tonlarını tam olarak tanımlaması oldukça zordur. Işığın veya sesin dalga boyunu ölçer gibi bir koku ölçüm skalası da henüz mevcut değil. Şu ana kadar bazı araştırmacılar maddeler için lineer bir koku ölçeği geliştirmeye çalışmışlarsa da başarılı sonuç alınamamıştır. Bunun önemli bir sebebi, koku veren maddelerin kimyevî yapılarının çok çeşitli ve üç boyutlu yapılarının farklı olması ve kimyevî yapısı aynı fakat üç boyutlu yapısı farklı olan moleküllerin farklı kokular neşretmesidir.

Birçok gıdanın lezzeti, içerdikleri aromatik maddenin oluşturduğu kokudan kaynaklanır. Gıdalardan havaya salınan aromatik maddeler burun deliklerinden geçerek burundaki koku algılama hücrelerine ulaşır. Dilimizdeki tat alma hücreleri sadece tatlı, tuzlu, ekşi ve acı olmak üzere dört farklı tadı algılama kapasitesine sahiptir. Diğer lezzetler ise kokudan gelir. Bunun güzel bir delili, soğuk algınlığında burun tıkandığında yiyeceklerin tatsız ve tuzsuz olarak algılanmasıdır.

KOKU ALMANIN BİYOLOJİSİ

Soluma ve yutma esnasında koku ve tat alma hisleri iş birliği hâlinde çalışır. Solunan veya yutulan kimyevî maddeler duyu hücrelerindeki reseptörlere yapışır. Bu tutunma yutulan veya solunan maddenin iyi veya kötü olduğu hakkında bir mesaja dönüştürülür. Bütün çalışmalara rağmen insanların bazı kimyevî maddeleri koklayarak nasıl tanıyabildikleri tam olarak anlaşılmış değildir. Burundaki koku alma hücreleri tarafından tutulan kimyevî maddelerin mesajı, beynin korteks bölgesindeki koku alma merkezine gönderilir. Koku alma merkezi doğrudan hipotalamusla bağlantılıdır ve insanlarda üreme ve annelik davranışlarını da kontrol eder.

Beyin korteksinde bulunan koku alma merkezinin gelen sinyallere cevap olarak ürettiği sinyal molekülleri hakkında bir ip ucu elde edilememiştir. Ancak, ortalama bir yetişkinin 10.000 farklı kokuyu algılama kapasitesinde olduğu tahmin edilmektedir.

Kokunun sırlarını çözmek için araştırmacılar burundaki koku alma hücrelerini lâboratuarda çoğaltarak koku moleküllerinin bağlandığı reseptörleri tanımlamaya ve izole etmeye başlamışlardır. Koku alma sistemini araştırırken semender dediğimiz kuyruklu kurbağalar, model olarak kullanılmaktadır. Çünkü, bu hayvanların koku atma sistemleri burun boşluğunda bir kese şeklinde olduğundan çalışılması kolaydır. Bu hayvanlar farklı kokular aldıklarında derilerindeki potansiyel elektrik enerjisinde değişiklik olur, bu değişimler uygun detektörlerle ölçülebilmektedir.

İnsanların kokuları, burunlarıyla algıladıkları zannedilir. Oysa burun sadece koku moleküllerini içeren havanın içerideki koku alma hücrelerine ulaşmasını sağlayan bir kanal vazifesi görür. Burun boşluğunun en dip kısmında yaklaşık birkaç santimetre karelik bir alanda yerleşen 5 milyon koku alıcı sinir hücresi ile kök hücre ve destek hücreleri kokunun algılanmasında görev alırlar. Her koku alıcı sinir hücresinin yüzeyinde 10 kadar ipliksi (cilia) yapı bulunur. Bu ipliksi yapıların üzerinde koku moleküllerini tanıyan reseptör proteinler bulunur.

Odorant olarak adlandırılan onbinlerce farklı şekil ve büyüklükteki maddeyi bu reseptörler nasıl tanımakta ve nasıl farklı cevaplar üretilmektedir? Bu hücreler üzerinde çok sayıda her maddeye özgü bir reseptör isimli tanıyıcı madde mi vardır? Yoksa sınırlı sayıda reseptör sınırsız sayıdaki koku maddelerini mi algılamaktadır? Beyin, reseptörlerden gelen sinyalleri nasıl işlemekte ve farklı kokuları tanımlayabilmektedir?

Harvard Tıp Fakültesinden Richard Axel, Linda Buck ve ekibi sadece koku alma hücrelerinde bulunan proteinleri kodlayan genleri belirlemeye çalışıyorlar. Bu ekibe göre yüzlerce farklı kokuyu tanıyan reseptörleri kodlayan yüzlerce koku alma geni var. Ancak, bu genler çok az miktarlarda proteine dönüştürüldüğü için bunları hücrelerden izole etmek kolay değil. 1991 yılında koku alma reseptörüne ait genleri bulmayı başaran grup şimdiye kadar 100 farklı geni tanımlamıştır. En az 500 ila 1.000 gen sadece farklı kokuları tanımlamada görevlidir ve en az 400-800 gen keşfedilmeyi beklemektedir.

Koku alma sistemini, görme sistemiyle kıyaslarsak görme sistemi, bütün renkleri ayırt edebilmek için sadece üç farklı reseptöre ihtiyaç duyar. Bu reseptörlerin hepsi ışığa cevap verir. Farklı dalga boylarındaki ışık bu reseptörlerin farklı şiddetlerde birbirleriyle etkileşmesine yol açar. Sonra beyin bu reseptörlerden gelen sinyalleri kıyaslayarak cismin rengini belirler. Ancak koku alma sistemi, koku üreten çeşitli kimyasallarla başa çıkmada farklı bir strateji kullanır. Belli bir koku sinir hücresi bir veya birkaç tane koku reseptörü proteinini sentezler. Acaba bu sınırlı sayıda koku reseptörü içeren sinir hücreleri burunda nasıl bir yerleşim göstermekte ve beyin bu sinir hücreleri ile nasıl bir bağlantı hâlinde bulunmaktadır? Bir başka deyişle koku almanın şifresinin tabiatı nedir? Meselâ gülün kokusu ile zambağın kokusu beyindeki farklı noktalara mı gönderilir yoksa hepsi bir noktada mı işlenir? Kokunun özelliği aktif hâle geçmiş sinir hücrelerinin yerleşimiyle mi belirlenir?

Her bir koku siniri, beynin koku alma merkezinde akson isimli fiber optik benzeri yapılarla diğer sinir hücreleri ile bağlantı kurmayı sağlayan bağlantılar (sinapslar) oluşturur.

Burundaki koku alma bölgesindeki sinir hücreleri gruplar hâlinde değil, dağınık olarak bulunurlar. Beynin koku alma merkezinde aynı reseptörden gelen mesajı taşıyan aksonlar aynı yerde buluşur. Dolayısıyla burundaki kokunun alındığı hücrelerin organizasyonu ile beyinde bu mesajların iletildiği yerdeki yerleşim belli ölçüde korunur. Sonuçta farklı reseptörler beyinde de mesajlarını kendilerine özgü farklı noktalarda toplarlar. Örnek verecek olursak korteks bölgesindeki koku alma merkezinin 1. 15 ve 54 nolu noktalarındaki faaliyet, burnun iç kısmında koku alma bölgesindeki 1, 15 ve 54 nolu reseptörlerin mesajına ait olduğuna göre bu koku, güle aittir. Çoğu koku farklı odorantların karışımını içerdiğinden, her koku farklı koku reseptörlerinin kombinasyonuyla algılanıp beyindeki koku merkezine gönderilir.

Koku biyolojisinde bir başka sır ise burundaki her bir koku alma sinir hücresinin ömrü yaklaşık 60 gün olmasına rağmen kokuları uzun süre nasıl hatırlayabildiğimizdir. Koku kayıt sistemi nasıl çalışıyor? Genelde sinir hücreleri kendilerini yenilemezken, burundaki sinir hücrelerinin kendilerine ait kök hücreleri vardır. Bu kök hücreler sinir hücreleri öldükçe yerine yenisini koyar. Koku hafızasının bizzat onu üreten hücreden daha kalıcı olmasının temelinde yeni oluşan sinir hücrelerinin aynı koku reseptörlerini sentezlemeleri ve aksonlarının beynin koku alma merkezindeki aynı noktayla sinaps oluşturmasıdır.

KOKULAR DAVRANIŞLARIMIZI ETKİLER Mİ?

Bu soruyu kısaca evet diye cevaplayabiliriz. Ancak hâlâ sır olan şey, beyine ulaşan koku sinyallerinin nasıl ve hangi sırada işlenip, organizmada nasıl davranış değişikliğine yol açtığıdır. Bir başka ilginç soru da şu: Acaba çevremizdeki insanların bünyelerinden neşredilen belirli kimyevî sinyalleri keşfedebilme kabiliyetine farkında olmadan sahip miyiz?

Birçok memeli hayvan kendi hemcinslerinden sosyal ve kur yapma mesajlarını koku alma reseptörleri aracılığıyla alırlar. Ve insanların da aynı sisteme sahip olduğu, ancak aktif şekilde ve bilinçli olarak kullanılmadığına dair deliller vardır.

Meselâ bir dişi fareden doğal olarak yayılan ve hava yoluyla taşınan kimyevi maddeler, erkek farenin karşı cinsle temasa geçme isteğini uyarmaktadır. Hatta çevresindeki diğer erkek farelerden gelen mesajlar da saldırgan davranışlar göstermesine yol açabilir. Ayrıca erkek ve dişi fareden salınan kokular her ikisinin fizyolojisinde belirgin değişikliklere sebep olur.

Farelerle yapılan çalışmalarda başka ilginç ve önemli sonuçlar elde edilmiştir. Diğer farelerden gelen koku sinyalleri, genç yavru farelerde ergenlik çağının daha erken dönemde ortaya çıkmasına yol açmış, dişilerde menstruasyon (adet görme) döneminin aktif hâle geçmesini hızlandırmıştır.

İnsanların da diğer insanlardan salınan bazı kimyevî maddelere cevap verdiği bilinmektedir. Uzun süre birlikte yaşayan kadınların menstruasyon çevrimlerinin biribirine yakın olduğu gözlenmiştir. Halbuki normalde kadınların bu çevrimleri rastgele dağıtılmıştır.Sıçanlarda yapılan deneylerde belli odorantlann dişilerin menstruasyon çevrimlerini kısalttığı veya uzattığı bulunmuştur.

Bütün bunlar gösteriyor ki, insanoğlu muhteşem bir sistem olarak yaratılmış ve her sistem kendi içinde ayrı bir mucize. Bu mucizevî sistemlerin sırlarının çözülmesi ise, ancak insanoğlunun en başta akıl olmak üzere kendisine verilen kabiliyetleri, bu mekanizmaları aydınlatmakta kullanması ve insanlığın hizmetine sunması ile olacaktır.