Koku Burnunuzda, Tad Dilinizde mi?

Vücudunuzda Koku Duyusunun “Sadece” Burnunuzda ve Tadın da Dilinizde mi Olduğunu  Düşünüyorsunuz?!…
kokuBazen bilim deneylerinin sonuçları inanılmayacak kadar garip oluyor. 2005 yılında Jennifer Pluznick, karaciğer hastalığında rol aldığı bilinen bilindik bir genin, diğer genler için temel değişiminde rol aldığını öne sürer. Laboratuvar testleri onun teorisini destekler. Ancak, bunun hangi genler üzerinde etkili olduğuna bakar, ve sonra dönüp bir kere daha bakar: Aralarında kokuları tanımlamamızı sağlayan koku reseptörlerini, kimyasal sensörleri kodlayan bir kaç gen vardır!

Pluznick önce gözlerine inanamadı. Bildiğimiz kadarıyla, karaciğer  kanımızdan atıkları filtreler ve idrarla ondan kurtulur. O, duyusal organ değildir. Pluznick şunları belirtir: “Bu dataya inanıp inanmıyacağımız konusunda emin değildim. Bu gerçekten de yanlış gözükmekteydi.” Pluznick’in yaptığı çalışmada bir hata olduğunu düşünerek, New Haven, Connecticut’daki Yale Tıp Okulu’ndan bir araştırmacı, başka bir deney daha yaptı. Koku-sistemi proteinlerini mikroskop altında ışıltılı bir şekilde parlatacak bir sıvıda, bir parça karaciğeri bekletti. Mercekten baktığında, parça Noel Ağacı gibi aydınlanmıştı.

Pluznick son 8 yılını bunun neden kaynaklandığını anlamak için harcadı.

Koku duyusu, fiziksel dünya ile en güçlü bağlantılarımızdan bir tanesidir. Burnumuz, kokuları birbirinden ayırt etmeyi sağlayan yüzlerce farklı koku reseptörleri içermektedir. Bir gülü ya da güveçte sığır etini kokladığınızda, beyin, burnunuza taşınan ve bu reseptörlere kilitlenen koku moleküllerine tepki vermektedir. Sadece belirli moleküller belirli reseptörlere uyar ve beraber uyum sağladıklarında, tıpkı anahtarın kililde uyması gibi, bu hücrelerde değişimleri tetikler. Koku reseptörleri olayında uzmanlaşmış  nöronlar beyine mesajlar yollarlar ve biz de neyi kokladığımızı biliriz. 1991’deki yaklaşık 1000 adet genin koku reseptörleri ürettiğinin bulunması, 10 yıldan fazla bir süre sonra Tıp Alanında Nobel ödülü ile ödüllendirildi.

Ancak, aklı karışmış biyologlar tarafından son 10 yılda ortaya konan raporlarda; genellikle benzerleri gibi tat alma organında bulunan bu reseptörlerin, tüm bedenimizde ortaya çıkmasıdır. 2003 yılında yapılan araştırmalarda spermde acı tat reseptörleri bulunur. Aynı yıl, Pluznick karaciğerde koku reseptörleri tespit eder, ve San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde biyologlar, omurgada ekşi tat reseptörleri tanımlarlar. Takip eden bir kaç yılda üstün körü yazılmış bazı makalelerde, tatlı tat reseptörlerinin idrar kesesinde ve bağırsaklarda, acı tat reseptörlerinin de sinüslerde, solunum yollarında, pankreas, ve beyinde ve koku reseptörlerinin de kas dokularında mevcut oldukları yazılmıştır.

Orada onların işi neydi? Bu buluşlar açıklandığında, araştırmacılar, genomla ilgili datayı ortaya koydular ve bu reseptörlerin tüm bedende neredeyse her dokuda düşük seviyede mevcut olduğunu belirttiler. Bununla ilgili olası bir açıklama; önceki fonksiyonları zaman içinde kaybolan evrimsel artıklar olduğuydu. Ancak, Pluznick ve diğerleri, kanıtları ortaya koyarak, en azından bazı dokularda tam tersine pasif olduklarını belirtirler. Onların buluşları; bedenimizin içindeki derindeki şeyleri “kokladığını” ve “tattığını” söylemekte ve bu becerinin sağlığımız için çok önemli olduğuydu.

Sistem Sensörü

Böbrek, mükemmel bir dantel gibi işlenmiş millerce minik tüplerden meydana gelmektedir. Bu işlemenin arasında kan damarları sistemi ve böbrek tüpleri özellikle birbirine sarılmış bulunur, su ve besinler ve diğer moleküller duvarlardan süzülür ve ikisi arasından geçer. Kanın istemediği şey; tüplerde oluşarak idrara akma ve kanın azalması ve istediği de;kan basıncını sabit tutması ve kanın temizlenerek geri dönmesi.Eğer bu prosesin çalışması durusa, o zaman bedenin sistemi hemen kapanır ve kendi egzoz dumanından zehirlenir.

Mikroskop camından bakınca, Pluznick, ileri-geri kimyasal işleyişte oluşan idrarı örneklendirmede ve kan süzme oranını ayarlamak için uyarı yollamada merkezi rol oynayan bir grup hücre olan “makula densa”dan yayılan floresan ışığını görür. Pluznick şunları ifade eder: “Makula densa”, kimyasal sensör olarak düşündüğünüz böbrekteki tek hücre tipi ve o, pek çok duyu oluşturmakta ve bana onun gerçek olduğunu düşündürdü.” Bir sonraki adım; böbreğin bu bölgesinde bu reseptörlerin yokluğunda nelerin olacağını tespit etmek. Koku reseptörlerinden bir tanesinden mahrum olarak tasarlanan fareleri kullanarak, Pluznick, “Olfr78” diye adlandırılan reseptörü  tanımladı. Testler, bu farelerin, kan süzme oranı ve renin (kan basıncını ve sıvı dengesini düzenleyen böbrek enzimi) üretimine yönelik böbrek sorunları olduğunu ortaya çıkardı. Ve her ikisi de “makula densa” tarafından kontrol edilmekteydi.

Pluznick tüm zamanını bu bilmeceyi çözmeye adar. “Ligandlar” olarak bilinen hangi kimyasal “anahtarlarınOlfr78 rersptör “kilitleri” açacağını bulmak, Pluznick’e reseptörün neye tepki verdiğine dair büyük resmi anlamasına yardımcı olabilecekti. Bu çalışması onu, biyolojideki “garip” bir buluştan, “harika” bir buluşa götürür: “Mikrobiyom”.

Bedenimiz, trilyonlarca bakteri, mantar ve diğer mikroorganizmalar içerir. İnsan bağırsağında bunlar, önemli fonksiyonları yerine getirir. Örneğin; belirli yiyeceklerin parçalanarak enerjiye ve önemli yapı maddelerine dönüşmesi ve zararlı mikropları bastırması ve alerjileri engellemesi ve bir takım başka yollarla bağışıklık sistemine  yardım etmesi. Son yıllarda, içimizde bulunan farklı mikropların dengesinin, sağlığımız için önemli olduğuna dair açıklamalar gitikçe yayılmaktadır. Huzursuz bağırsak sendromu, obezite, Alzeimer, Parkinson ve depresyon gibi hastalıklara sahip insanların sağlıklı insanlarla karşılaştırıldığında, bağırsak bakterilerinde farklılık gözükmektedir.

Geçen Mart ayında yayınlanan Pluznick’in çalışması, bağırsak bakterisinin bitki içerikli yiyeceklerin bileşenlerini sindirdiğinde, kısa-zincirli yağ asitleri, molekülleri olan Olfr78 ligandlarını  ürettiğini göstermiştir.

Diğer biliminsanları, örneğin; bağışıklık hücre üretimini tetikleme, kalp hastalığı riskini azaltma, kan glikoz seviyesini dengede tutma ve kolon duvarını koruma gibi, onların, insan sağlığındaki rollerini belgelendirdiler.

Pluznick, bu ortaya çıkan tabloyu karmaşık ve tamamlanmamış olarak kabul etmektedir. Başka bir çalışma da kısa-zincirli yağ asidlerine bağlı daha büyük ve ters etkiye sahip olan bir diğer reseptörü açıklamaktadır. Ancak, Pluznick tesadüfen bulduğu koku reseptörlerinin sağlığa-bağlı fonksiyonlarını en iyi şekilde yürütmesini sağlayan, kan basıncı değişimini yapmasını söyleyen bakteriye aracı olduğunun daha önceden bilinmediğine inanmaktadır.

Acı Gerçek

Pluznick bu gizemi çözerken, diğer araştırmacılar da tat ve koku reseptörlerinin vücudunun nerelerinde olduklarını incelemekteydiler. St.Louis, Washington Üniversitesi’nde şimdilerde profesör olan Yehuda Ben-Shahar, insanın hava yollarında acı tatta hücreler buldu. Bu hücreler, tehlikeli kimyasallar solunduğunda sallanıp,hareket ederek bunları bedenden süpürmeye yardımcı olan “clia” diye bilinen mikroskopik saç-şeklindeki protrusyonla (çıkıntı) kaplılardır. Dildeki acı reseptörlerinin bizim zehiri tanımlamamız için geliştiği düşünülmektedir ve Ben-Shahar da bu havayollarındaki reseptörlerin de benzer bir yolla bizi korumak için mevcut olup olmadığını düşünmekte.

Kendisi ve meslektaşları, bu hücrelerdeki reseptörlerin  belirli zehire sahip moleküllere maruz kaldıklarında, clia’nın hareket edip, bu zehiri süpürüp atmasında bir dizi olaylar zincirini tetiklediklerini buldular. Bu Ben-Shahar’ın şöyle düşünmesine yol açar: “Belki de acı reseptörleri diye bildiğimiz reseptörlere “tehlike algılayan reseptör” diyebiliriz. Ben–Shahar şunları dile getiriyor: “ O reseptörlere acı reseptörleri dememizin yegane nedeni, onları tattığımızda elde ettiğimiz şey yüzünden. Belki de bizim almamamız gereken şeyler için onlar bir araya gelmekte.”

Aslında, Pensilvanya Üniversitesi Tıp Fakültesi, Kulak-Burun-Boğaz doktoru Noam Cohen tarafından yapılan bir çalışmada sinüslerde acı tat reseptörlerinin şaşırtıcı rolü de bulundu.

O, bağışıklık sistemi saldırılarına karşı savunmayı büyük ölçüde güçlendiren bir manevra olan “biyofilmi” yapmak için biraraya geldiklerinde bakterilerin birbirlerine yolladığı kimyasal sinyalleri engelliyebilen belirgin bir tip reseptör buldu. Sinüslerdeki bu acı tat reseptörleri, bu sinyalleri aldıklarında, toksik gaz salgılatarak, clia’ları hareket ettirip, bakterilere karşı bir saldırı hareketi düzenlerler.

Eğer insanlar, bu acı tat reseptörlerini farklı bir formunu üreten bir genetik değişkene sahip olurlarsa, o zaman maalesef onlar, arka-kanal bakteri iletişimine kapalı olurlar ve  şiddetli sinüs enfeksiyonuna da daha açık olurlar. Düzenli olarak ciddi sinus enfeksiyonu geçiren hastalar, sık sık operasyonu tercih ederler. Ancak, Ben-Shahar ile birlikte Cohen, Kaliforniya, Huntington Sahilindeki Kimyalalgılama Bilimleri toplantısının Nisan ayındaki buluşmasında, bunun, bu sinyalleri alamayan acı tat reseptörlerine yardımcı olamayabileceğini öne sürerler. Çünkü, kişinin sinüslerinde bulunan acı tat reseptörleri, dilindekilerle benzerdir. Bu sebepten dolayı, Cohen, doktorlara, hastaların dillerinde reseptörün hangi versiyon olduğuna dair test yapmalarının tedaviye yardımcı olabileceğini bildirir.

Farklı Tatlar

Pluznick’in araştırması, Olfr78’in böbreğin ötesinde, derideki kan damarlarında, kalp ve kasta mevcut olduğu ortaya koymaktadır.

Firestein, koku reseptörlerinin kan damarlarından tüm vücud boyunca, belki de çok daha geniş anlamda yaygın olabileceğini düşünmekte. Kimyasal sensörler için daha iyi bir yer olamayacağını, çünkü kanın bedendeki maddelerin hareket etmesindeki ana yol olduğunu belirtir. Dokular, besini getiren ve artıkları kan damarları ile dolu olduğu için, bu reseptörlerin, vücudun pek çok yerinde neden ortaya çıktığı açıklanabilir.

Ortaya çıkan şey; bu reseptörlerin bir çeşit genel-amaca yönelik kimyasal sensör olduğuna dair bir tablo. Bir kapı zili düşünün: kapının hemen önündeki düğme, yangın alarmı, çan sesi ya da istendiği takdir de “wild thing-vahşi şey” gibi her çeşit melodiyle proglamlanabilir küçük bir makineye bağlı. Düğme neyin çaldığına aldırış etmez, o sadece bir parmağın bastığı makinedeki mesaja bakar. İşte bu reseptörler, bu düğme gibidir ve parmak da ona dokunan doğru kimyasal yapı. Çıktı da, bağışıklık sistemini uyaran ya da clia’ya darbeyi vuran belki bir koku algısıdır.

Pluznick:“ Böbrekte, koku reseptörleri var derseniz, bu, kulağa delice gelir. Ama böbrekte kimyasal sensörler var derseniz, o zaman bu akla daha mantıklı gelir!”

Bu reseptörlerle ilk olarak burunda ve ağızda karşılaştık. Diğer organlardaki kimyasalı algılama kapasiteleri yüzünden daha önceleri bu role sahip olabileceklerini düşünmek heyecan verici. Bazıları, bunların burunda ve ağızda alışılmadık şekilde çok yüksek sayılarda mevcut olduklarını kabul ederken, bazıları da buna katılmamaktadır. Ben-Shahar: “Biz bunlara “tat reseptörleri” diyoruz ama belki de onlar tat reseptörleri değil. Belki de onlar pek çok şeyi önceden yapıyorlardı.” Cohen daha güçlü bir açıklama ile şunları söyler:“ Evrimde geridönüşüm çok kuvvetli bir konu. Bu acı tat reseptörlerinin, dile göç etmeden önce, aslında ait olduğu yerin, havayolları olduğunu düşünüyorum.”

Pluznick, şimdi Maryland, Baltimore’daki Johns Hopkins Tıp Fakültesi’nde profesör. Böbrek rahatsızlıkları konusunda epey uzun zamandır çalışmakta. Laboratuvarında yapılan çalışmalarda bu reseptörlerin nasıl çalıştığına ve bunun böbreğe nasıl katkıda bulunduğuna odaklanılmaktadır. Pluznick, şuanda halâ koku ve tat reseptörleri diye adlandırdığımızın daha kapsamlı fonksiyonları hakkında keşfedilecek daha çok şeyin olduğunu düşünmekte. Ama kendisi ve diğerleri epey akıllı çalışmalar yaptılar. Akademik danışmanına böbrek geni deneyinden elde ettiği “kötü” data hakkında nasıl şikayette bulunduğunu hatırladığında, Pluznick gülümsüyor ve şunları söylüyor: “ Bana bir saniyeliğine baktı ve bakışı, “böbrekteki koku reseptörleri “gibiydi! J Bu çok iyi olabilir öyle değil mi?” dedi. O noktada, ikimiz de halâ bunun (böbrekteki koku reseptörü) daha sonra güleceğinimiz o çılgın, saçma fikirlerinden bir tanesi olduğunu düşündük.”

Çılgınca belki ama, saçma ve aptalca olmaktan çok uzak…

Çeviren: AylinER
http://www.bbc.com/future/story/20130710-how-our-organs-sniff-out-smells

Check Also

New Mexiko’daki Ulusal Güneş Gözlemevi’nin Kapanmasının Gerçek Nedeni