Koku alma işleminin gerçekleşmesi için yalnızca burnun ve beynin olması yeterli değildir. Sağlıklı bir şekilde koku alabilmek için bu iki organın yanı sıra birçok yardımcı mekanizmanın daha çalışıyor olması gerekir. Koku hücreleri ve koku soğancığı da bu yardımcı mekanizmalardandır.
Koklama organı denildiğinde hemen akla burun gelir. Bununla birlikte, koku alma işleminin burnun sadece %5’lik bölümü tarafından gerçekleştirildiği az sayıda kimse tarafından bilinir. (P. Whitfield, D.M. Stoddard, “Hearing, Taste, and Smell; Pathways of Perception”, Torstar Books, Inc., New York, 1984.) Yale Üniversitesi’nden Profesör Gordon Shepherd’in “Burunlarımızla kokladığımızı düşünürüz, (fakat) bu kulak mememizle işitiriz demeye benzer” (Maya Pines, “Finding the Odorant Receptors”, Howard Hughes Medical Institute, 2001,hhmi.org/senses/d/d120.htm) şeklindeki ifadesi söz konusu gerçeği vurgulamaya yöneliktir.
Burundaki Kimyasal Analiz Tesisi
Gün boyunca ortalama 23.040 defa nefes alırız. Sürekli tekrarladığımız bu işlem sırasında, burnumuz alınan havayı akciğerler için en uygun duruma getirir. Bu işi yaparken, aynı anda çok önemli bir işlevi daha gerçekleştirir: Koku alır. (Şekil Her nefes alışımızda, “hava” olarak adlandırdığımız gaz karışımı, burun deliklerinden içeri girer. Tek bir nefeslik hava, milyar kere trilyon sayıda molekülden meydana gelir. Çıplak gözle göremeyeceğimiz kadar küçük olan koku tanecikleri de muazzam miktardaki molekülden oluşan bu grubun içinde yer alırlar. Soluk almamızın ardından, burnun içindeki özel kemikler (türbin kemikler) havanın bir kısmını koku alıcı bölgeye yönlendirir. Böylece koku molekülleri, burun boşluğunun üst bölümünde bulunan koku algılayıcı bölgeye varırlar. Burası burun deliklerinden yaklaşık olarak 7 santimetre içeride ve yukarıdadır. (Şekil 2) Koklamak istediğimiz bir çiçeği burnumuza yaklaştırıp derin bir nefes aldığımızdaysa, daha fazla koku molekülü koku bölgesine ulaşır.
Kokunun kaynağını oluşturan koku molekülleri, değişik şekil ve boyutlardadır ve diğer moleküllere kıyasla daha “küçük”türler. Bahçedeki çiçeklerin etkileyici kokuları, leziz bir yemeğin çekici kokusu veya çürük bir meyvenin kötü kokusu farklı moleküllerden oluşur. Burnumuzdaki kimyasal tesis tüm bu molekülleri kolaylıkla teşhis eder. Hatta aynı kimyasal formüle, yani aynı atomlara sahip molekülleri bile anında tanır. Örneğin, “L-carvone” ile “D-carvone” molekülleri arasındaki küçücük farklılık, atomlarının değişik diziliminden kaynaklanır. Bu denli benzerliğe rağmen burnumuz, söz konusu iki molekülü rahatlıkla ayırt edebilir; bunlardan birincisinin kimyon, ikincisinin ise nane benzeri koktuğunu bize bildirir.
Muhteşem Haberciler: Koku Hücreleri
Koku alıcı hücreler aslında sinir hücreleridir. Temel görevleri, koku moleküllerinin taşıdıkları mesajları alarak koku soğancığına taşımaktır. Toplam sayıları konusunda bilim dünyasında farklı görüşler vardır: Bazı araştırmacılar sayılarının 10 milyon 6 , bazıları da 50 milyon civarında olduğunu belirtmektedir. Milyonlarca koku hücresi küçük bir posta pulu boyutlarındaki koku bölgesinde, göz kamaştırıcı bir düzen içinde yerleşmiş durumdadır.
Koku hücresinin kendi içinde de dikkat çekici bir görev dağılımı vardır. Tanınmış araştırmacılardan Stuart Firestein, “Bütün duyu alıcıları gibi, koku alıcı hücre de hem yapısal hem de işlevsel olarak birçok bölüme ayrılmıştır” 8 diyerek bu hücrelerdeki özel düzenlemeye dikkat çeker. Bu özel sistem, elektron mikroskobu görüntülerine göre yapılan çizimlerde daha ilk bakışta kendini belli eder. (Şekil 3)
Koku hücresi başlıca üç ana bölümden oluşur; ortada hücre gövdesi, bir ucunda silya isimli tüycükler, diğer ucunda da akson isimli bir uzantı bulunur. (Şekil 4) Hücre gövdesi, pek çok kompleks hücresel işlemin gerçekleştiği; akson, elektrik sinyalinin taşındığı; tüycükler de koku molekülleri ile temasın kurulduğu bölgelerdir.
Hücrenin bir ucundaki koku tüycüklerinin sayıları 10 ile 30 arasında değişir, uzunlukları 0.1-0.15 milimetredir.9 Koku tüycüklerinin burnun diğer bölgelerindeki benzerlerinden farkı, hareket etmemeleri ve koku reseptörlerine sahip olmalarıdır. (Şekil 5) Diğer bir deyişle, koku tüycükleri vücuttaki diğer tüycüklerden farklı, tamamen kendilerine özel bir yapıdadırlar. Koku tüycükleri reseptörler için bir iskelet oluşturma görevini de üstlenirler. Dikkat edilirse, tüycüklerin şeklinin olabilecek en verimli model olduğu görülür; böylece küçücük bir bölgede, koku moleküllerinin reseptörlerle iletişim kuracağı geniş bir alan ortaya çıkmıştır. Ayrıca son araştırmalar göstermiştir ki, her koku hücresinde bin değişik koku reseptörü türünden sadece birisi bulunur.
Eşsiz Bir Haberleşme Merkezi: Koku Soğancığı
Koku soğancığı beynin ön bölümünde, koku bölgesinin ve kafatasını oluşturan kemiğin hemen üzerinde yer alır. (Şekil 6) İki koku bölgesine karşılık iki de koku soğancığı bulunur; her birinin büyüklüğü bir bezelye tanesi kadardır. Ancak bu küçüklüğüne rağmen, yaptığı işler bakımından dev bir haberleşme merkezine veya üssüne benzetilebilir. Koku alıcılarından gelen tüm sinyaller önce bu merkezde toplanır. Milyonlarca bilgi yeniden düzenlenir ve buradan da yorumlanması için, özel koku sinirleri kanalıyla beyindeki koku korteksi, hipokampus, amigdala ve hipotalamusa gönderilir. (Şekil 7) Yani bu minik organ, milyonlarca koku hücresi arasındaki kusursuz koordinasyonun yürütüldüğü yerdir.
Soğancığa haber getirenler koku alıcı hücrelerdir. Soğancıktan aldıkları mesajları beyine taşıyanlar ise mitral hücrelerdir ve yetişkin bir insandaki sayıları 50.000 civarındadır. Söz konusu iki grup hücre arasındaki iletişim, soğancıkta yer alan ve “glomerulus” denilen haberleşme birimlerinde kurulur. Hemen hatırlatalım ki küresel bir biçimi olan bu haberleşme biriminin çapı 0.1 milimetredir. Tek bir soğancıkta yaklaşık olarak 2.000 glomerulus bulunur. Her glomerulusta, 25.000 kadar koku alıcı hücrenin aksonları ile 25 kadar mitral hücrenin dandritleri buluşurlar.
Yukarıdaki rakamlara bir bütün olarak baktığımızda ise ortaya daha hayret verici sayılar çıkar. Yani, milyonlarca koku hücresinden gelen mesajlar on binlerce mitral hücreye aktarılmaktadır. (Şekil 8) Milyonlarca bilgi, bir saniyenin binde birkaçı gibi zaman aralıklarında ve hatasız bir şekilde hücreler arasında yer değiştirmektedir.
Dahası, her bir reseptörden gelen bilgilerin koku soğancığında toplanması, yeniden düzenlenmesi ve organize edilmesi sonucunda koku duyarlılığı daha da artmakta; yani eskisinden daha mükemmel bir sonuç elde edilmektedir. Buradaki hatasız iletişimin ne anlama geldiğini şöyle tasvir edebiliriz:
Belirli bir bilginin bir milyon telefon hattıyla taşındığını ve bu hatların sayısının bir santralde aniden bine indirildiğini varsayalım. Böyle bir geçiş durumunda, orijinal bilgilerde bir kayıp veya hata olmaması düşünülemez. Ne kadar gelişmiş teknoloji kullanırsanız kullanın, bunu önlemeniz mümkün değildir. Buna karşın, koku hücreleri aynı görevi, yaşadığımız sürece kusursuz olarak yapmaya devam ederler. Şurası bir gerçek ki, koku soğancığındaki mesaj nakli hayranlık uyandıracak bir sistemin sonucudur.
Koku Sinirlerimizdeki Bağlantı Nasıl Kurulur?
Koku sinir hücrelerini diğer nöronlardan ayıran önemli bir özellik vardır. Beynimizdeki yüz milyar nöron hayatımız boyunca yenilenmezken, burnumuzdaki milyonlarca koku alıcı hücre ortalama olarak 45 gün yaşar. Bu sürenin sonunda ölenlerin yerlerini yenileri alır. Yeni koku hücrelerinin inşa edildiği yer de, koku bölgesindeki bazal hücrelerdir. Bazal hücreler adeta koku hücresi fabrikası gibi çalışır; sürekli ve düzenli üretim yaparlar.
Dikkat edin, yaklaşık olarak her 45 günde bir, milyonlarca koku hücreniz tamamen değişir. Ancak siz, gülün kokusunu yine gül olarak, portakalın kokusunu yine portakal olarak algılarsınız. Koku hücrelerindeki devir teslim sırasında herhangi bir hata olsaydı, birçok kokuyu yanlış algılayabilir veya fark edemeyebilirdiniz. Oluşacak muhtemel bir karışıklığı düzeltmeniz de mümkün olamayacağı için, koku duyunuz sizi sürekli yanıltır ve büyük bir sıkıntı kaynağı olabilirdi. Ancak böyle bir şey Allah’ın izniyle asla olmaz. Yeni sinir hücreleri, görevlerini eksiksiz sürdürürler.
Hiç şüphesiz bunlar, sonsuz bir ilim ve kudret sahibi olan Rabbimiz’in kusursuz yaratışının ve eşsiz sanatının birer delilidir. Koku sistemini oluşturan her bir parça, her bir hücre, her bir molekül ve her bir atom yaratıldığı ilk günden itibaren onu yaratan sonsuz ilim ve akıl sahibi Allah’ın ilham ettiği şekilde hareket etmektedir. Allah her birine nasıl hareket etmesi gerektiğini tüm detaylarıyla, her an bildirmektedir. Bu gerçek bir Kuran ayetinde şöyle açıklanmaktadır:
“Allah, yedi göğü ve yerden de onların benzerini yarattı. Emir, bunların arasında durmadan iner; sizin gerçekten Allah’ın herşeye güç yetirdiğini ve gerçekten Allah’ın ilmiyle herşeyi kuşattığını bilmeniz, öğrenmeniz için.” (Talak Suresi, 12)
Gün boyunca burnumuzdan nefes alıp veririz. Burnumuz, içeri giren havayı akciğerler için en uygun hale getirirken, havanın bir kısmını koku alan bölgeye yönlendirir ve böylece aynı zamanda koku da alırız.
Çoğu insan olağanüstü bir kimyasal analiz tesisine sahip olduğunun farkında dahi değildir. İşte bu tesis burnun içindeki koku bölgesinde yer alır, adeta bir kimya fabrikası gibi durup dinlenmeksizin çalışır ve çevredeki kokuları tahlil eder. Biz günlük işlerimizi yaparken koku almak için hiçbir çaba göstermediğimiz sırada, o faaliyet halindedir. Geceleyin uyku halinde olduğumuz zaman bile, duman gibi zararlı bir kokuyu fark ederek hemen bizi uyarır. Söz konusu olan öyle benzersiz bir tesistir ki on binden fazla kokuyu teşhis edebilir, üstelik mükemmel bir doğruluk oranı ve duyarlılıkla çalışır.
Duyu sistemlerindeki bazı hücreler. Görüldüğü gibi her duyu hücresi özel bir yapıya sahiptir.
Koku hücresi başlıca üç ana bölümden oluşur; ortada hücre gövdesi, bir ucunda silya isimli tüycükler, diğer ucunda da akson isimli bir uzantı bulunur.
Koku soğancığının kafatasındaki yeri ve yapısının detayları.
Koku soğancığındaki sistem son derece komplekstir. Yandaki şekilde sadece farklı reseptörlere sahip iki tür koku hücresi (kahverengi ve mavi), iki glomerulus ve birkaç hücre gösterilmiştir. Koku alma sisteminde on milyonlarca koku hücresi, bin farklı koku reseptörü, iki bin glomerulus, on binlerce mitral hücre, kümelenmiş hücre, granül hücre ve periglomerular hücre olduğunu hatırlatalım. Bu gerçek göz önüne alınırsa bahsedilen komplekslik daha iyi anlaşılır.
Koku alma sistemimizdeki şaşırtıcı olan bir diğer nokta da, yeni koku sinirlerinin koku soğancığına giden yolu hatasız bulabilmeleridir. Burunda ve beyinde herhangi bir yön levhası yoktur; yeni hücrelerin yol sorup öğrenebilmeleri de söz konusu değildir. Koku sinirlerindeki bağlantıların hayatımız boyunca, hiçbir hataya yer vermeyecek şekilde yenilenmesinin olasılık hesaplarıyla açıklanması da mümkün değildir. Milyonlarca koku sinirinin aralarındaki bağların tesadüfen kurulduğu şeklindeki bir iddianın ise, İstanbul gibi büyük bir şehrin telefon sistemini oluşturan kabloların rüzgar, şimşek ve rastlantılarla hatasız döşenmesi iddiasından hiçbir farkı yoktur. Hiç şüphesiz bunlar, sonsuz bir ilim ve kudret sahibi olan Rabbimiz’in kusursuz yaratışının ve eşsiz sanatının birer delilidir.
Bu makale, İlmi Mercek Dergisi 75. sayı (Eylül 2010) 58. sayfada yayınlanmıştır.