Uzm.Dr.Mustafa SARIKAYA KOKU ve TAD DUYULARI Uzm.Dr.Mustafa SARIKAYA

Genel Bilgiler Çevremize yayılan moleküllerin sürekli bombardımanı altındayız. Bu moleküller bize koku ve tad duyuları aracılığıyla günlük hayatımızda sürekli olarak kullandığımız önemli bilgiler sağlar. Bize yiyeceklerin varlığı ve onlardan kaynaklanacak potansiyel zevk veya tehlike hakkında bilgi verirler. Bunların yanı sıra yediğimiz yiyeceklerin sindirimi ve kullanımı için gereken fizyolojik değişiklikleri başlatırlar.

Çoğu memelide koku duyusunun bir başka rolü daha vardır: Aynı türün üyelerine karşı verilen fizyolojik ve davranışsal tepkileri ortaya çıkarmak İnsanlar ve diğer memeliler büyük bir koku ve tad çeşidi ayırt etme yetisine sahiptir.

İnsanlar, olfaktör yetileri diğer bazı memelilere göre sınırlı olmasına rağmen, binlerce değişik koku molekülü (etkeni) algılayabilir Koku moleküllerini ayırt etmede hayli eğitimli olan parfümcüler 5000 değişik çeşit koku molekülünü. Şarap tadıcıları ise tad ve aromaya dayanan 100’den fazla farklı tad bileşenlerini ayırt edebildiklerini söylemektedirler

Tad ile bağdaştırdığımız geniş lezzet çeşitleri, çiğneme ve yutma sırasında nazal boşluğun arkasından olfaktör sisteme ulaşan uçucu moleküllerle birlikte, acı, tatlı, tuzlu, ve ekşi moleküllerin karmaşık karışımlarından meydana gelir.

Bu dersimizde koku ve tad uyaranlarının nasıl saptandığı ve beyine iletilen nöral sinyal paternleri halinde nasıl kodlandığı incelenecektir

KOKU DUYUSU Kokular Nazal Olfaktör Duyu Nöronlarıyla Saptanır Olfaktör algının ilk basamağı burundaki olfaktör duyu nöronlarında gelişir. Bu nöronlar, insanlarda nazal boşluğun arkasında 5 cm2lik bir alanı kaplayan küçük bir özelleşmiş epitelyum parçası olan olfaktör epitelyumda yerleşmiş bulunmaktadır

İnsandaki olfaktör epitelyum “glia”ya benzer destek hücreleriyle birlikte yer alan birkaç milyon olfaktör duyu nöronu içerir ve her ikisi de temel bir kök hücre katmanının üstünde bulunur

Olfactory reception Koku molekülleri Transdüksiyon

Olfaktör nöronlar, kısa ömürlü olmaları – (ortalama 30-60 gün) - ve sürekli olarak temel kök hücre popülasyonundan ikame edilmeleriyle diğer nöronlardan ayrılırlar.

Olfaktör duyu nöronu bipolar bir sinir hücresidir. Apikal kutbundan tek bir dendrit çıkar, genişleme bölgesi oluşturur, buradan 5-20 sil örtücü müküs içinde serbestçe salınır. Bazal kutuptan tek bir akson çıkar, kribriform damağı delerek, olfaktör bulbusa uzanır. Buradaki bir dizi sinapstan sonra bilgi, olfaktör kortekse uzanır.

Olfaktör nöronun silleri koku “yakalamak“ üzere özelleşmiştir. Müküs: destek hücreler ve Bowman bezleri tarafından oluşturulur ve salgılanır. Bu, gerekli moleküler ve iyonik ortamı sağlar. İçinde, çözünebilir (OBP) koku bağlayan proteinler bulunur. Molekül yoğunlaştırma, membrandan taşıma veya uzaklaştırma işlevi görürler

Büyük Bir Koku Reseptör Ailesi Çok Geniş Çeşitlilikte Koku Etkeninin Ayırt Edilmesini Sağlar Burun boşluğuna girip, müküs içinde çözünen uçucu koku etkenleri, olfaktör duysal nöronların sillerinde bulunan koku reseptörleri ile yakalanır.

Koku reseptörleri, heterotrimerik GTP bağlayan proteinlerle etkileşerek transdüksiyon gerçekleştiren, yapısal benzerlik gösteren büyük bir reseptör süper ailesine aittir.

Koku Etkeni ile Reseptör Etkileşimi Duysal Nöronda Depolarizasyona Yol Açacak Bir İkinci Haberci Sistemini Harekete Geçirir Koku molekülleri, olfaktör sil preparatlarında adenilat siklaz ve cAMP düzeylerini artırırlar. Bu, GTPye bağımlıdır, yani bir G proteiniyle eşleşmeyi gerektirir.

Koku molekülü ile reseptör etkileşimi, reseptör ile heterotrimerik G protein etkileşimine yol açar, GTP ile eşleşen alfa alt birimin (Gαolf ) serbestleşmesine ve adenilat siklazı uyarak cAMP artışına neden olur. Bu da, siklik nükleotid kapılı iyon kanallarının açılmasına, depolarizasyon ve jeneratör potansiyeline yol açar.

Ayrıca, koku etkeninin bağlanmasını izleyen inozitol trifosfat, cGMP ve karbon monoksid kaskatları da aktive olabilmektedir; Bu durumda da, siklik nükleotid kapılı iyon kanalları açılır ve depolarizasyon meydana gelir

Hoş olmayan bir kokuya sürekli maruz kalırsak, bir süre sonra onu farketmez oluruz. Ancak, temiz havayla kısa bir karşılaşma sonrası yine kötü kokuyu almaya başlarız. Bu adaptasyonu açıklayan iki farklı fizyolojik mekanizma vardır: Birincisi - reseptör ile ligand etkileşiminin, reseptörün bir tirozin kinaz ile fosforillenmesi sonucu duyarsızlaşarak (desansitizasyon) etkinliğini yitirmesidir.

İkincisi - görsel sistemdeki adaptasyona benzer biçimde - olfaktör nöronun, siklik nükleotid kapılı iyon kanallarının cAMPye duyarlılığını, ortamdaki ligand yoğunluğuna göre ayarlaması yolu iledir.

Farklı Olfaktör Nöronlarda Farklı Koku Reseptörleri Bulunur Bin farklı koku etkenini nasıl algılıyor ve ayırabiliyoruz? In situ hibridizasyon çalışmaları, her nöronun yalnız bir tür koku reseptörü içerdiğini göstermiştir.

Koku Bilgisi Olfaktör Bulbusta Şifrelenir Burundan gelen duysal bilgi, beyinde, burun boşluğunun üzerinde ve gerisinde iki yanlı yerleşmiş olfaktör bulbuslara iletilir. Burada, duysal aksonlar, glomerüller ile sinaps yapar. Akson, glomerülde olfaktör kortekse uzanan mitral ve saçaklı nöronlar ve glomerülü çevreleyen periglomerüler ara nöronlar ile sinaps yapar

Koku Bilgisi Olfaktör Bulbusta Şifrelenir Her nörona ait tek akson, tek bir glomerülle sinaps yapar. Bunun gibi, her mitral ve saçaklı nöronun primer dendriti de tek bir glomerülle sınırlıdır. Her glomerüldeki 20-50 istasyon nöronuna ait dendritlerde bir kaç bin duysal akson konverjans yapar. Böylece, olfaktör duysal sinyal ileten nöron sayısı yaklaşık 100 kat azalmış olur.

Koku Bilgisi Olfaktör Bulbustan Neokortekse Doğrudan ve Talamus Aracılığı ile İletilir Mitral ve saçaklı hücre aksonları, lateral olfaktör yolak ile olfaktör kortekse iletilir Koku korteksi beş temel alana bölünmüştür: 1) ön olfaktör çekirdek (anteriyor komisürün bir bölümü olarak iki olfaktör bulubusu birbirine bağlar), 2) piriform korteks, 3) amigdala bölümleri, 4) olfaktör tüberkül, 5) entorinal korteksin bir bölümü

primer olfaktör kortex (piramidal hücreler) kortikal & sub- alanlar olfaktör bulbus (mitral hücreler) Duysal epitel (reseptör hücreleri) koku stimulusu

Feromonlar Türe Özgü Kimyasal Habercilerdir Bazı türler, kendi türlerinden diğer bireylerin davranış ve fizyolojisini etkilemek üzere çevrelerine kimyasal maddeler (feromonlar) salarlar. Bu etkenler, bir çok hayvanın cinsel ve toplumsal davranışı ile üreme fizyolojisi üzerinde çok önemli rol oynar.

Feromonlar Türe Özgü Kimyasal Habercilerdir Fare, sıçan, sığır ve domuz gibi türlerde, östrus siklusunu başlatabilir, püberte yaşını belirleyebilir, döllenmiş embriyoların implantasyonuna engel olabilir ve dişilerin çiftleşmeye hazır olduğu mesajını iletebilir. Feromonların kaynağı, idrar veya glandüler dış salgılardır. Bunlardan çok azı kimyasal olarak tanımlanabilmiştir

Vemoronazal Organ Feromon Bilgisini İletir Feromon algısında iki temel olfaktör sistem aracılık eder: Birincisi, görmüş olduğumuz temel koku sistemi, diğeri de yardımcı (aksesuar koku sistemi veya vemoronazal) sistem. Vemoronazal sistem, nazal septum tabanındaki, iki yanlı yerleşmiş, birer çift vemoronazal sinir ve aksesuar olfaktör bulubuslardan oluşur

İnsanların beden kokuları ile iletiştiği de önemle tartışılmaktadır. İnsanda, vemoronazal sistemin fötal dönemde varolduğu ancak gelişim süreci ile vestigiyal organ olarak kaldığı düşünülmektedir

Olfaktör Keskinlik İnsanda Bireyler Arası Farklılık Gösterir Belirgin bir anomali sergilemeksizin, koku duyarlılığı, kişiden kişiye bin kata kadar değişebilen farklılık gösterir. En çok görülen anomali, belirli bir kokuya karşı duyarsızlıkla giden ve insanlarda, %1-20 sıklıkta görülebilen özgül anosmidir. Örmeğin, insanların %12’si misk kokusunu alamaz. Doğal olarak bu özgül koku reseptörlerinin bulunmaması ile açıklanır

Daha ender anomaliler olan genel anosmi ve hiposmi,solunum yolu enfeksiyonları nedeniyle oluşur ve sıklıkla geçicidir. Kronik anosmi veya hiposmi, olfaktör epiteli etkileyen enfeksiyonlar, olfaktör sinir harabiyetine ve skar doku oluşmasına yol açan kafa travmaları veya Parkinson hastalığı gibi özgül durumlarda ortaya çıkabilir. Kakosmi denen hoş olmayan koku halusinasyonları da epileptik nöbetler sonucu gelişebilir.