COVİD ve Koku: COVID-19 koku alma duyumuzu nasıl çaldı?

by Laura Howes

C&EN, September 26, 2022 | A version of this story appeared in Volume 100, Issue 34

SARS-CoV-2, binlerce insanı bozulmuş veya koku alma duyusu yitirmiş durumda bıraktı.

Koku duyumuzla algıladığımız, çoğu zaman farkına bile varmadan bir kimyasallar dünyası ile çevriliyiz. Tüm insan duyuları arasında, “koku duyumuz” evrimsel olarak en eskisidir. Beynimizde, duygusal sistemimiz daha sonra geldi ve koku alma sisteminin üzerine inşa edildi. Fiziksel iç içe geçme, kokunun neden güçlü hatıraları ve duyguları uyandırdığını açıklayabilir.

COVID-19’un koku alma etkileri koku kaybıyla sınırlı değildir. Bazıları için enfeksiyon, insanların tipik olarak zevk aldıkları veya rahatlık buldukları kokuların (sabah kahvesi gibi) tam gaz bir tiksinme veya tiksinme hissini tetiklemesine neden olur.

ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri’ne göre, 2020’den önce, 40 yaş üstü ABD nüfusunun yaklaşık %12’sinde koku alma duyusunda bozukluk vardı. Ve ardından salgın geldi.

Postviral koku bozukluklarından etkilenen çok sayıda insan, araştırmacıların virüslerin vücuttan ayrıldıktan çok sonra koku alma duyusunu nasıl değiştirebileceğini daha iyi anlamalarını sağladı.

HARİKA BİR HİS
Havadaki koku molekülleri burun içine yüzdükten sonra burun boşluğu yüzeyine yerleşirler. Oradan, koku alma nöronlarının zarlarında oturan koku alma reseptör proteinlerinin bağlayıcı ceplerine takılmadan önce bir mukus tabakası boyunca yayılırlar. Diğer duyularla ilgili nöronların aksine, koku moleküllerini algılayan nöronlar dış dünya ile doğrudan temas halindedir. Bu pozisyon onları benzersiz bir şekilde açıkta ve çok hassas hale getirir.

Binlerce, hatta daha fazla koku çeşidini ayırt etme kapasitemiz olabilir. Ancak burnda sadece yaklaşık 400 farklı koku reseptörü vardır. Ve burun içindeki her nöronun sadece bir tür reseptörü (alıcısı) vardır. Bu durum, her reseptörün birden fazla koku molekülünü bağlayabilmesi gerektiği anlamına gelir. Her molekül kombinasyonu, reseptörlerden belirli bir sinyal modeli oluşturur. Beynimiz bu deseni tanıdığında kokuyu tanımlayabiliriz.

Bir molekülün bir koku reseptörüne bağlanması, reseptör proteininin 3 boyutlu yapısını değiştirir. Bu değişiklik, sinir hücresinin içinde, hücrenin koku ampulüne bağlandığı diğer uçta bir sinyalle sonuçlanan kimyasal bir çağlayanı başlatır. Ampulün içindeki bağlantılar bu sinyallerin sıralanmasına yardımcı olur. Aynı tip reseptöre sahip nöronlar, sinyallerini glomerulus adı verilen ortak bir merkeze gönderir. Beyin, partnerimizin veya evcil hayvanımızın belirli bir kokusunu tanımak için aktive edilmiş glomerül modelini çözer.

Koku sorunları söz konusu olduğunda değişen bir dünyada yaşıyoruz. Kişiden kişiye küçük farklılıklar, hepimizin kokuyu biraz farklı şekilde deneyimlediğimiz anlamına gelebilir.

Kafa travması, nazal polipler, nörodejeneratif hastalıklar ve viral enfeksiyonlar dahil olmak üzere birçok şey insanların koku alma yeteneğini azaltabilir. Ancak araştırmacılar, pandeminin vurduğu 2020’nin başına kadar viral enfeksiyonların kalıcı koku hasarına neden olabileceğinin tüm yollarını bilmiyorlardı.

BİR BURUNDAN DAHA FAZLASI
Birçok solunum yolu virüsü ile koku kaybını anlamak oldukça kolaydır. Burun iltihaplanır ve mukusla dolar. Basitçe söylemek gerekirse, koku molekülleri tıkalı bir burundaki koku reseptörlerine ulaşamaz. Semptomlar ortadan kalktığında koku alma duyumuz tekrar yerine gelir.

Koklama duyusunu kaybeden COVID-19’lu birçok insan, tıpkı bir elektrik düğmesini kapatmış gibi çok çabuk koku hissini kaybeder. Çoğu için koku alma duyusu bir veya iki hafta içinde normale dönerken, COVID-19 ile ilişkili koku kaybı aylarca da sürebilir.

“Koku eğitiminin” insanların koku alma duyusunu yeniden kazanmalarına yardımcı olduğu kanıtlanmıştır.

Araştırmacılar COVID-19’un kokuyu etkilediğini fark ettiğinde, birçoğu dikkatlerini bunun nasıl yaptığı sorusuna ve özellikle de olfactory nöronlara (koku almayı sağlayan sinir hücrelerine) virüs bulaşıp bulaşmadığı sorusuna çevirdi. Eğer öyleyse, enfekte sinirler virüsün beyne girmesine izin vermiş olabilir. Ancak SARS-CoV-2 ile enfekte olmuş kişilerin burunlarından alınan ölüm sonrası doku çalışmaları bu fikri çürüttü: bilim adamları, burundaki nöronların ilgili tipte reseptöre (kısaca ACE2 reseptörü adı verilen anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 veya SARS-CoV-2’nin hücreleri enfekte etmek için kullandığı reseptör) sahip olmadığını doğruladılar.

Ancak burunda, koku moleküllerini algılayan nöronlar, nöronları yerinde tutan destek hücreleri ile çevrilidir. Enfekte olabilen, hasar görebilen ve ölebilenler bu destek hücreleridir. Virüs doğrudan destek hücrelerine saldırsa da, bu dolaylı olarak koku alma nöronlarına zarar verebilir.

Enfeksiyonun akut fazı sırasında, destek hücreleri, virüsle savaşmaya çalışmak için enflamatuar yanıtı aktive eden molekülleri dışarı pompalayabilir. Bu inflamatuar faktörler koku alma nöronlarına girebilir ve onları değiştirebilir.

Alzheimer hastalığına bağlı koku kaybı

Koku alma nöronlarının içindeki genlerin paketlenmesinin, vücuttaki diğer hücrelerin çoğundan farklı olduğu gösterilmişti. Koku alma nöronlarında DNA, kızarmış yumurta gibi düzenlenir: çekirdeğin merkezi sıkıca sarılmış DNA ile doldurulurken, koku alma için anahtar genler, koku alma reseptörleri için olanlar gibi, merkezden uzağa halkalar halinde yayılır. Alzheimer hastalarında bu düzen bozulur.

SARS-CoV-2 ile enfekte olmuş insanlardan alınan ölüm sonrası örneklerin yanı sıra hastalığın hamster (Çin faresi) modellerini analiz ederek, enfeksiyon sırasında, destek hücrelerinden gelen enflamatuar faktörlerin, nöronlardaki DNA organizasyonunu Alzheimer ile aynı şekilde etkilediği bulundu. Bu yeniden düzenleme, birçok koku alma nöronunun proteinlerinin yapılmamasına neden olur. Kısa vadede, protein eksikliği, nöronların enfeksiyon sırasında kokuları algılamasını engeller. Ancak bazı insanlarda, organizasyonel değişiklikler tersine dönmeyebilir ve daha uzun süreli koku kaybına neden olabilir (Cell 2022, DOI: 10.1016/j.cell.2022.01.024).

Gen karıştırma, aynı zamanda, bazı kokuların geri dönmeye başladığı parosmi olarak bilinen bir fenomen olan koku alma duyusunun bozulmasının bir nedeni olabilir.

İĞRENÇ KOKULAR
2020’nin ortalarından bu yana, internet aramaları ve parosmi kelimesini kullanan sosyal medya paylaşımları hızla arttı.

Parosmi genellikle inanılmaz derecede rahatsız edicidir ve birçok tetikleyici olsa da, en büyük sorunlar belirli yiyeceklerin yanındayken iğrenme duygusudur. Bazen bu yiyeceklerden kaçınılamaz. Bakkala gittiğinizi, yiyecekleri ellediğinizi, alışveriş sepetine koyduğunuzu, parasını ödediğinizi, poşetlediğinizi, paketini açtığınızı, bir yere koyduğunu, hazırladığını, pişirdiğini ve Tanrı korusun aileyi beslemek için masaya getirmeyi hayal edin. İğrenç yiyeceklerin diğer insanların ağzında kaybolmasını izlemek! korkunç!!!

KOKU SİSTEMİ

Koku nöronları destek hücreleri ile çevrilidir. Her koku alma sinir hücresi (nöron), tek bir reseptör tipini ifade eder. Her tip reseptör, belirli bir koku molekülünü seçici olarak bağlar. Bir molekül bir reseptöre bağlandığında, sinir hücresi glomerüller yoluyla beyne uyaranları türe göre ayırmaya yardımcı olan bir elektrik sinyali gönderir.

Burundaki reseptörlere bağlanan moleküllerin bir sıralama adımı yoluyla beyne nasıl sinyal gönderdiğini gösteren bir diyagram.

Anosmi ve parosmi?

Gıdalar, belirli bir dizi reaksiyonla üretilen güçlü aroma bileşikleri içerir. “Hepsi Maillard kimyası”. Maillard reaksiyonları, pişirme veya kızartma sırasında gıdaların kızarmasından sorumlu olanlardır. Şekerler ve amino asitler, pirazinler ve tiyoller gibi kimyasalları içeren kokulu bileşikler üretmek için birbiriyle reaksiyona girerler.

Bu fenomeni araştırmak için postviral parozmisi olan 30 kişi takip edildi. Vakaların yarısı COVID-19’dan, yarısı diğer virüslerdendi. Her kişi, bir maddenin aroma bileşiklerini tek tek ayıran ve katılımcıların ayrı ayrı bileşikleri koklamasına izin veren bir gaz kromatografının önünde oturdu. Buna paralel olarak, araştırmacılar bileşikleri kütle spektrometrisi ile tanımladılar. Bu düzenek, araştırmacıların sorunlara neden olan bireysel koku bileşiklerini belirlemesine izin verdi.

Kahve ve et gibi maddelerde bulunan aşağıdaki koku bileşikleri, bir araştırmaya katılan insanlarda parosmiyi (bozuk bir koku alma duyusunu) tetikledi.

COVID-19, koku alma nöronlarındaki gen organizasyonunu değiştirebilir ve düzensiz DNA ekspresyonu parosmiye dahil olabilir (örneğin, belirli bir nöronda farklı bir reseptör geninin eksprese edilmesine neden olarak). Birdenbire, bir nöron, bağlandığı koku moleküllerini alamıyor, bu nedenle kokunun normalde tetikleyeceğinden farklı bir glomerulusa bir sinyal gönderiyor.

COVID-19’dan sonra çoğu insan koku ve tat duyularını yeniden kazanırken, COVID-19’lu kişilerin yaklaşık %5’i tat veya koku alma duyularında kalıcı değişiklikler yaşayabilir (BMJ 2022, DOI: 10.1136/bmj-2021-069503). Bu çalışma insanları sadece yaklaşık 6 ay takip etmesine rağmen, Kelly etkilerin çok daha uzun sürebileceğine inanıyor. Etkilenen insan sayısının dünya çapında milyonları bulacağı tahmin ediliyor.

Koku ve tat kaybı görünmez semptomlardır. Koku alma ve koku alma hücresi düzenleme mekanizmalarını ve koku kaybının nedenlerini anlamak, ilaç keşif çabalarına yardımcı olacaktır.

Koku duyusunu yenilemeye yönelik bazı tedaviler halihazırda klinik deneylerde. Örneğin, Stanford Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, trombosit açısından zengin plazma enjeksiyonlarının koku alma hücrelerinin yenilenmesine yardımcı olup olmayacağını test ediyor. Diğer araştırmacılar, retinol olarak da bilinen topikal A vitamininin koku alma nöronlarının yenilenmesine yardımcı olup olmayacağını görmek için denemeler yürütüyor. A vitamininin bir metaboliti olan retinoik asit de doku gelişimi ve rejenerasyonunda önemli rollere sahiptir.

Kaynak: How COVID-19 stole our sense of smell