En Kapsamlı ve Karmaşık Duyu Organı / İkinci Beyin Sesli Kitap 19

Hamburgerden bir ısırık al, bir parça taze, çıtır ekmeğin tadını çıkar, bir kase çorba veya iyi bir parça çikolatanın enfes lezzetinin tadına bak. Peki ne tadıyorsun?

Cevap sana dilinin tat tomurcuklarında bulunan reseptörler topluluğu tarafından verilecektir. Bir hücrenin dış zarına gömülü olan bu moleküller, bir kilidin bir anahtarı tanıması gibi, yediğin veya içtiğin herhangi bir şeydeki belirli kimyasalları tanır. Bu reseptör bir gıda maddesindeki böyle bir kimyasala bağlandığında, beynine bir mesaj gönderir ve beynin ağzından ve dilinden aldığı duyusal bilgi akışlarından belirli bir tat oluşturur.

Dilindeki tat reseptörleri tatlı, acı, tuzlu, ekşi ve umami olmak üzere beş farklı tat niteliğini algılayabilir; bu niteliklerin herhangi bir yiyecek ısırığındaki kombinasyonu onun lezzetini belirler. Buna ek olarak, yediğin şeyin dokusu - bir havucun çıtırlığı, yoğurdun pürüzsüzlüğü veya bir spagettinin benzersiz dokusu - gıdanın mekanik niteliklerini tanımada uzmanlaşmış başka bir reseptör setini uyarır. Ağzında kodlanan tüm bu hislerin birleşimi, tat olarak bildiğin deneyimi oluşturur. Gıda şirketleri bu deneyimi en üst düzeye çıkaran gıdalar tasarlama konusunda ustadır.

Şaşırtıcı bir şekilde, son araştırmalar tat deneyimine dahil olan aynı mekanizmaların ve moleküllerin bazılarının ağzınla sınırlı olmadığını, aynı zamanda gastrointestinal sistemimiz boyunca da dağıldığını göstermiştir. Bilim, acı ve tatlı tat reseptörleri için durumun böyle olduğunu kesin olarak göstermiştir. Aslında, insan bağırsağında yaklaşık yirmi beş farklı acı tat reseptörüne dair kanıt bulunmuştur. Bağırsak tat reseptörlerinin tat deneyimimizle çok az ilgisi olduğunu ya da hiç ilgisi olmadığını bilmemize rağmen, bağırsak-beyin eksenindeki işlevleri hakkında da çok az şey biliyoruz. Bununla birlikte, bu reseptör molekülleri duyusal sinir uçlarında ve bağırsak duvarındaki hormon içeren dönüştürücü hücrelerde (serotonin içeren hücreler gibi) bulunur, bu da onları bağırsak-beyin diyaloğuna katılmak için mükemmel bir konuma getirir.

Bu reseptörlerden bazıları sarımsak, acı biber, hardal ve wasabi gibi bitki ve baharatlarda bulunan belirli moleküller tarafından aktive edilirken, diğerleri mentol, kafur, nane ve hatta esrara tepki verir. Bugüne kadar, fitokimyasal reseptörler (bitkilerdeki belirli kimyasalları tanıyan reseptörler) olarak adlandırılan bu reseptörlerden yirmi sekiz tanesi yalnızca fare bağırsağında tanımlanmıştır ve insan bağırsaklarının da bitkilerde bulunan çeşitli kimyasallara duyarlı benzer veya daha fazla çeşitlilikte reseptöre sahip olduğundan şüphe etmek için hiçbir neden yoktur.

Çoğumuz dilimizdeki tat reseptörlerini uyarmak ve böylece yemeğin lezzetini arttırmak için baharatlar ve otlar kullanırız. Doğal tedavilere inanan ve sayıları giderek artan bireyler, bitkileri veya özlerini özellikle tıbbi amaçlarla tüketmektedir ve bitki uzmanları sana bunların hepsinin deneysel olarak elde edilmiş sağlık faydalarını sıralayabilir. Bununla birlikte, dünyanın birçok yerinde baharatlar kültürün ayrılmaz bir parçasıdır: Acı biber olmadan Hint veya Meksika yemeklerini, taze ot ve yoğurt çeşitleri olmadan İran yemeklerini veya nane olmadan Fas çayını kim hayal edebilir?

İnsanların çeşitli bitki ve baharatlara yönelik tat tercihlerindeki bölgesel ve coğrafi farklılıkların, bunların tüketimini teşvik etmek ve dünyanın farklı bölgelerinde yaygın olan hastalıklara karşı koruma sağlamak üzere adapte olduğu düşünülebilir. Örneğin, gelişmekte olan dünyanın birçok yerinde baharatlı gıdaların tüketimi insanları gastrointestinal enfeksiyonlardan koruyor mu? İran yemeklerinde taze otların tüketilmesi ya da Fas'ta yemekten sonra zorunlu olarak nane çayı içilmesi hazımsızlığı önlüyor mu? Tüm dünyada yaygın olarak kullanılmalarını nasıl açıklarsak açıklayalım, bitki kaynaklı bu maddeler bizi ve bağırsak-beyin eksenimizi çevremizdeki bitki çeşitliliğine sıkı sıkıya bağlıyor. Çeşitli bitkiler açısından zengin bir diyetten elde edilen çok sayıda fitokimyasal, bağırsaklarımızdaki mükemmel eşleşen duyusal mekanizmalar dizisiyle birleştiğinde, iç ekosistemimizi (bağırsak mikrobiyomumuz) çevremizdeki dünyayla senkronize eder.

Peki, bağırsaklarımızda neden bu kadar çok sensör var? Tatlı yiyecekleri algılayanlar gibi bazı reseptörler, yiyeceklerimizi metabolize etme şeklimizde önemli bir rol oynar. Tatlı reseptörlerimiz glikozu (karbonhidratlar sindirildiğinde oluşan) veya yapay tatlandırıcıları algıladığında, glikozun kan dolaşımına emilimini ve pankreastan insülin salınımını uyarırlar. Ayrıca beyne sinyal gönderen ve tokluk hissi veren diğer bazı hormonların salınımını da uyarırlar.

Bağırsaklardaki acı tat reseptörlerinin işlevi ise gizemini koruyor. Bu reseptörlerden bazılarının bağırsak mikrobiyotası tarafından üretilen metabolitlere yanıt verebileceği ve yüksek yağ alımının ve bağırsak mikrobiyotasındaki yağa bağlı değişikliklerin bir sonucu olarak bu reseptörlerdeki değişikliklerin obezitede rol oynayabileceği düşünülüyor. Ortak bir çalışma, yakın zamanda obez deneklerde bu hipotezin desteklendiğini gösterdi.

Gastrointestinal sistemdeki acı tat reseptörleri için önerilen başka olası roller de vardır. Bunların uyarılmasının, açlık hormonu olarak da bilinen ve iştahı uyarmak için beyne giden bağırsak hormonu ghrelin salınımına yol açtığı gösterilmiştir. Birçok Avrupa ülkesinde yemeklerden önce acı bir aperatif içme alışkanlığı, aperatiflerin bağırsaktaki acı tat reseptörlerini uyararak ghrelin salgılatması ve böylece iştahı artırması nedeniyle gelişmiştir.

Geleneksel Çin tıbbında kullanılan korkunç tattaki acı bitkisel ilaçları da düşün. Tedavi edici etkilerinin yaşattıkları acı tat deneyimiyle çok az ilgisi olduğu, ancak bir şekilde bağırsaktaki yirmi beş acı reseptöründen bir veya daha fazlasının aktivasyonuyla ilişkili olduğu ve böylece beynine ve vücuduna iyileştirici mesajlar gönderdiği çok daha muhtemel görünüyor. Daha da ilgi çekici olanı, gül kokusunun keyfine varmak, bir kutu bozuk sütü tespit etmek veya iyi bir barbekü mekanını koklamak için kullandığımız aynı burun koku reseptörlerinin bağırsak sistemine de yayıldığına dair son kanıtlardır. Bağırsağın tat reseptörleri gibi, bu bağırsak koku reseptörleri de öncelikle endokrin hücrelerde bulunur ve burada farklı hormonların salınımını kontrol ederler.

Tat ve koku alma reseptörleri sadece ağız ve burunda değil, sindirim kanalının her yerinde bulunduğundan, orijinal isimleri olan "tat" ve "koku" biraz geçersiz hale gelmiştir. Bunun yerine, bilim insanları artık bu reseptörlerin akciğerlerde ve diğer iç organlarda bulunan geniş bir kimyasal algılama mekanizması ailesinin parçası olduğunu ve farklı organlardaki konumlarına bağlı olarak farklı roller oynadıklarını anlıyorlar. Bugün bildiklerimize dayanarak, bu kimyasal sensörlerin bu organlarda yaşayan farklı mikrobiyal topluluklardan gelen mesajları alabilmesi mümkündür.

Peki, sinir sistemi bu hayati bilgilerden payına düşeni dağınık bağırsağının içinden nasıl alıyor? Bu yüksek performanslı veri toplama sisteminin, kısmen sindirilmiş yiyeceklerin ve bağırsakta hareket eden aşındırıcı kimyasalların dağınık dünyasına dalmış olması pek mantıklı değil. Aslında öyle değil: nöronların kendileri bağırsak astarının içinde, bağırsak içeriğiyle doğrudan temastan uzakta oturuyor ve oradaki olayları algılamak için bağırsağın içine bakan özelleşmiş bağırsak astar hücrelerine güveniyor. Bu hücreler bağırsak duvarındaki aracılara, özellikle de çeşitli endokrin hücrelere sinyal gönderir, onlar da yakındaki duyusal nöronlara, özellikle de vagus sinirine sinyal gönderir. Bugüne kadar, her biri bağırsak duyumlarının belirli bir yönü için özelleşmiş olan ve bağırsağın endokrin hücreleri tarafından salınan belirli bir moleküle yanıt veren çok sayıda farklı duyusal nöron tanımlanmıştır. Bu sinirlerin her biri enterik sinir sistemine ya da beyne sinyaller gönderir.

Bağırsağın endokrin hücreleri o kadar çoktur ve sinir sistemimize sinyal gönderme konusunda o kadar beceriklidir ki sağlığımız ve refahımız açısından çok önemli roller oynarlar. Bir an için bağırsağındaki tüm bu hormon içeren hücreleri tek bir hücre yığınına sıkıştırabileceğini hayal et: bu, vücudumuzdaki en büyük endokrin organ olurdu. Mideden kalın bağırsağın sonuna kadar bağırsağı kaplayan endokrin hücreler, yediklerimizde bulunan ve mikrobiyota tarafından üretilen çok çeşitli kimyasalları algılayabilir. Örneğin, miden boş olduğunda, mide duvarındaki özelleşmiş hücreler ghrelin adı verilen bir hormon üretir ve bu hormon kan dolaşımın ya da vagus siniri yoluyla beynine ulaşır ve burada güçlü bir yeme dürtüsünü tetikler. Öte yandan, doyduğunda ve ince bağırsağın yediklerini sindirmekle meşgul olduğunda, buradaki hücreler beynine doyduğunu ve daha fazla yemeyi durdurma zamanının geldiğini söyleyen "tokluk" hormonları salgılar.

Endokrin hücreleri içeren bağırsak-beyin iletişim kanalına ek olarak, bağırsak temelli bağışıklık sistemimizi ve bu bağışıklık hücrelerinin ürettiği sitokin adı verilen enflamatuar molekülleri içeren başka bir sistem daha vardır. Bağırsaklarımızda yaşayan bağışıklık hücreleri tercihen ince bağırsakta Peyer yamaları olarak bilinen kümeler halinde bulunur ve ayrıca apandisitimizde ve ince ve kalın bağırsak duvarı boyunca dağılmış olarak bulunur. Bağırsak temelli bağışıklık hücreleri, hücre tabakası ve dendritik hücreler olarak adlandırılan bazıları, bağırsak mikroplarımızla ve potansiyel zararlı patojenlerle etkileşime girebilecekleri bağırsak tabakasına bile uzanır. En önemlisi, bu hücrelerden salınan sitokinler bağırsak astarını geçebilir, sistemik dolaşıma girebilir ve nihayetinde beyne ulaşabilir. Alternatif olarak, hormon içeren bağırsak hücrelerinden salınan sinyal molekülleri vagus siniri yoluyla beyne sinyal gönderir.

Sinir sistemimizi yediğimiz gıdaların özellikleri hakkında bilgilendiren bu kadar çok mekanizma varken, bağırsaklarımızın besinleri emmekten çok daha fazlasını yapmak üzere tasarlandığı anlaşılıyor. Bağırsağın ayrıntılı duyusal sistemleri insan vücudunun Milli Güvenlik Birimi'dir; yemek borusu, mide ve bağırsak dahil olmak üzere sindirim sisteminin tüm alanlarından bilgi toplar, sinyallerin büyük çoğunluğunu görmezden gelir, ancak bir şey şüpheli göründüğünde veya yanlış gittiğinde alarmı tetikler. Anlaşıldığı üzere, vücudun en karmaşık duyu organlarından biridir.