Allah’ın (celle celâluhu) yarattığı güzellikleri tanımamız için ihsan edilen beş duyunun her biri müthiş bir sanat harikası olarak Sânî’yi gösterirken burun ve koklama duyumuzla ilgili bazı yeni keşifler ve tespitler yapılmıştır. Bilgisayarların giderek güçlenmesi ve yeni yazılımlarla ortaya çıkan “Yapay Zekâ” ile “Nanoteknoloji” ve “Moleküler Kimya” gibi üç ayrı disiplinin ortaklaşa yürüttükleri çalışmalar neticesinde, insanın terinden, ağzından, idrarından ve nefesinden çıkan kokulardan, hangi hastalığa yakalandığını anlamanın mümkün olduğu görülmektedir.
Parkinson hastalığı, multipl skleroz, karaciğer yetmezliği, Crohn hastalıkları, pulmoner hipertansiyon, kronik böbrek hastalığı veya herhangi bir kanseri, vücudunuzun içine hortumlarla, borularla, enjektörlerle girmeden ve canınızı yakmadan, sadece nefesinizi koklayarak teşhis ettiklerini düşünün, ne kadar rahat değil mi? Zaten neredeyse yarım asırdan fazla bir zamandır sürücülerin alkollü olup olmadığını tespit etmek için bir cihaza üflendiğini biliyorsunuz. Benzer bir tekniği, hastalıkların teşhisinde niçin kullanmadığımızı ilim insanları uzun zamandır merak ediyordu.
İsrail, Fransa, Letonya, Çin ve Amerika Birleşik Devletlerindeki üniversitelerden bir araya gelen bir ekip, ağızdan çıkan nefesin içindeki molekülleri tayin eden bir cihaza, yeni geliştirdikleri bir yapay zekâ yazılımını ekleyerek 17 hastalığı, yüzde 86 gibi bir doğruluk oranıyla teşhis etmeyi başardılar.
İnsanın vücudundan yayılan kokular, onun parmak izi gibi şahsına mahsus, genetiği ve metabolizmasına bağlı bir husustur. Emen bebekler annelerini kokularından tanır ve yabancı birisini çok acıkmadığı müddetçe kolayca emmez. Her ailenin de evine sinmiş bir kokusu vardır. Eşler birbirini kokularından tanır. Bu kadar önemli olan kokuların hikmetlerinden birisi (dil ile birlikte) gıdaların lezzetini almak, yemek için iştah duygusunu tahrik etmek iken bir diğeri de güzel kokulardan manevî hazlar duymak ve kötü kokular yardımıyla bozulmuş gıdaları tanıyıp zararlı şeylerden uzaklaşılması için uyarmaktır.
İnsanın sağlığı bozulduğunda hücre, doku veya organ seviyesinde çıkan arızalara bağlı olarak, parçalanma, ölme, çürüme, yanlış sentezlenmiş moleküller gibi menfî karakterde ürünler, kan dolaşımıyla vücutta seyahat etmeye başlar. Bunların bazıları deriye gelerek terleme yoluyla, bazıları böbreklere gelerek idrar yoluyla, bir kısmı da akciğerlerden dış dünyaya atılır.
Bir çalışmada kolon kanserli bir hastadan alınan kan, hasta olmayan beş kişiden alınan kanlarla yan yana konulmuş ve bir köpeğe koklatıldığında her seferinde kanserli kişinin kanı tespit edilmiştir. Bu çalışma, belirli bir kanser kokusunun var olduğunu ve kansere has kimyevî bileşiklerin vücutta dolaştığını göstermektedir.
Hazreti Yakub’un (aleyhisselâm) çok uzaklardan “Yusuf’umun kokusunu alıyorum.” demesi, getirilen gömleği gözlerine sürünce tekrar görmeye başlaması gibi mucizelerin Kur’ân-ı Kerim’de bahsedilmesi, koku veya gömleğe sinmiş ter gibi unsurların ileride hastalık veya iyileşme gibi süreçlerde, yol gösterici hususlar olabileceğine dair düşüncelere kaynaklık etmektedir.
İsrail Teknoloji Enstitüsünden Dr. Hossam Haick liderliğindeki bir araştırma ekibi, hastalığı olmayan (sağlıklı kontrol) veya 17 farklı hastalıktan mustarip olan 1404 kişiden nefes örnekleri topladılar. Bu hastalıklar; akciğer kanseri, kolorektal kanser, baş ve boyun kanseri, yumurtalık kanseri, mesane kanseri, prostat kanseri, böbrek kanseri, mide kanseri, Crohn hastalığı, ülseratif kolit, huzursuz bağırsak sendromu, idiyopatik Parkinson, atipik Parkinson, multipl skleroz, pulmoner hipertansiyon, preeklampsi toksemi ve kronik böbrek hastalığıdır.
Bu meseleyi daha iyi anlayabilmek için nefesin moleküler terkibine yakından bakmak gerekir. Nefes verdiğimizde, akciğerimizden azot, oksijen, karbondioksit, argon ve su buharı çıkar. İnsan nefesinde ayrıca gaz olarak yayılan ve normal sıcaklıkta yüksek bir buhar basıncına sahip olduğu için kolayca havaya karışan, organik yapıda uçucu kimyevî moleküller de bulunur. Modern kuantum kimyası ve moleküler biyolojinin kurucularından biri olan ve 1954 Nobel Kimya Mükafatı ve 1962 Nobel Barış Ödülünü alan Amerikalı biyokimyacı Linus Pauling, 1971’de bir gaz-sıvı kromatografi tekniği ile 250 insanın nefesindeki uçucu maddeleri inceledi. Kendisi modern nefes analizinde öncü olarak kabul edilmektedir. Bundan 40 yıl sonra yapılan bir araştırmaya göre, nefesin içinde çoğunlukla küçük miktarlarda uçucu moleküllerden ibaret 3.500’den fazla kimyevî terkip bulunmaktadır.[1]
Bu kimyevî yapıların çoğu, organizmanın bir bütün olarak işleyişine uygun olarak sentezlenen veya parçalanan metabolik ürünler olup bazılarına “biyobelirteç” denilir. Mesela akciğer biyobelirteçleri solunum sisteminde ve özellikle hava yollarında meydana gelen süreçlerle ilgilidir. Bunların değerlendirilmesiyle solunum yollarına ait iltihabî hastalıklar teşhis edilmektedir. Hidrojen peroksit ve izoprostanlar, nitrik oksit türevleri, araşidonik asit gibi iltihabî gösterge ölçüsündeki metabolitler (mesela, prostanoidler, lökotrienler ve epoksitler), adenosin ve sitokinler bunlardan bazılarıdır. Nefesin sıcaklığı da önemli bir faktör olarak görülmüş ve bütün faktörleri değerlendirmeye alan yeni yazılımların entegre edilmesiyle “elektronik burun” tipi cihazlar da prototip olarak imal edilmeye başlanmıştır. Hayvanların koku yetenekleri yardımıyla bazı hastalıkların teşhis edildiği bilinmektedir. Mesela köpekler insan nefesini, fareler ise insan balgamını koklayarak Mycobacterium tuberculosis isimli verem mikrobunu tespit edebilir.[2]
Burnumuzun içini döşeyen ıslak mukoza tabakası, tipik olarak uçucu (buharlaşması kolay) kimyevî molekülleri çeker. Koku molekülleri, bu mukoza epiteli içine yerleştirilmiş koku alıcı (reseptör) hücrelerine temas ettiğinde, bu reseptörlere bağlanır ve beynin ön ve taban kısmında yer alan koku soğanı bölgesindeki, sayıları 2000 kadar olan ve “glomerulus” adı verilen, kokuları alan ve elektrik sinyali olarak kodlayabilen özel sinirlerden yapılmış küre biçimindeki yapılara bir elektrik sinyali gönderir. Koku duyusu merkezinin yüzeyinin çevresinde, bu tür yaklaşık 2.000 kürecik (glomeruli) vardır. Koku, bu küreciklerde kodlanmış koku verici moleküllerin cinsine göre belirlenmiş kalıpların, beynin bu bölgesinde yorumlamasıdır. İnsan burnu bir trilyon kokuyu tespit edebilir. Haick’in araştırma ekibi, nanoteknoloji ve yapay zekâ ile öğrenme yardımıyla koklama sürecinde beyni taklit etmeye çalışmıştır.
Haick’in ekibi, belirli hastalıklarla ilişkili uçucu organik bileşikleri tespit etmek için nanometrik, yani milimetrenin milyonda biri büyüklüğünde olan moleküllerin içinden geçtiği nanotüplerden yapılmış bir tabakanın elektrik direncini kontrol eden, karbon tabanlı organik bir sensör tabakası kullanmıştır. Elektrik direnci, uçucu organik kimyevî moleküllerin cinsine ve direncine göre değişir. Yapay zekâ yazılımları bunları analiz ederek öğrenen bir sistemde değerlendirir. Bu sayede, “Hangi hastalıkta hangi molekül, normal insanlardakinden farklı bir şekilde bulunmaktadır?” sorusuna cevap bulunabilir.
Şimdiye kadar kliniklerde 8.000’den fazla hasta üzerinde yapılan ölçümlerde, ortalama yüzde 93’lük bir doğruluk oranıyla mide kanseri tespit edilmiş ve araştırmacılar, “her hastalığın kendine has bir nefes izi olduğunu” keşfetmiştir.[3]
Koku yoluyla hastalıkların teşhisi konusu iyice yayılmaya başlayınca, nefesteki veya terdeki koku desenlerinin belirlendiği vakalar artmaktadır. Böylece birçok hastalığın henüz belirti vermeden teşhis edilebilme ümidi artmaktadır. Hamilelikle alâkalı yüksek tansiyona bağlı olarak ortaya çıkan preeklampsinin erkenden teşhisinde yüzde 90 nispetinde isabet sağlanmıştır.[4]
Colorado Üniversitesinden Dr. Fred Hirsch’e göre, akciğer kanserinin teşhisinde bir cihaz, yüzde 90 doğruluk oranıyla kanser hücrelerinin yaydığı özel bir “koku”yu algılamaktadır.[5] Parkinson hastalığında henüz belirtiler ortaya çıkmadan, deriden salgılanan yağlı sebum maddesinden de normalden farklı, “misk gibi” bir koku yayılmaktadır. Doktorlar Parkinson hastalığını, kanser türlerini, böbrek yetmezliğini, multipl sklerozu ve Crohn hastalığını teşhis etmek için aynı teknolojiyi kullandıklarında doğruluk oranı yüzde 86’dır. Nefesteki amonyak, böbrek yetmezliğinin bir işaretidir. Illinois Üniversitesi araştırmacıları, böbrek yetmezliğinin nefes izini çok erken tespit edebilen, şimdilik tek kullanımlık bir cihaz geliştirdiler. Bazı hastalıklarda, cihaza gerek duymadan, insan burnuyla bile teşhis edebilecek durumlar listelenmeye başlanılmıştır. Mesela karaciğeriniz bozulmaya başlayıp zehirli maddeleri etkisiz hâle getirme işini aksattığında, idrarınızda, terinizde, hatta nefesinizde bazı maddeler birikecek ve çiğ balık kokusu gibi bir koku ortaya çıkacaktır.
Diş etlerinizde enfeksiyon varsa bakteriler, hidrojen sülfitten dolayı, çürük yumurta gibi kokan atık ürünler salgılar. Bu koku, bize kişinin dişeti hastalığı, diş apsesi veya kötü ağız hijyeni olduğunu gösterir. Diyabet hastalarının nefeslerinde meyvemsi bir koku olur. Bunun sebebi, yeterli insülin hormonu olmadığından veya mevcut insülin doğru kullanılmadığından vücudun enerji için yağ yakması veya diyabetik ketoasidoz olabilir. Epstein-Barr virüsünün sebep olduğu mononükleoz hastalığında ekşi nefes ilk belirtiler arasındadır. Trimetilaminüri gibi nadir bazı metabolik hastalıklarda, bağırsaklarda sindirilmeyen balık, karaciğer, yumurta ve bazı sebzeler çürümekte ve çürük balık kokusu yayılmaktadır. Genetik bir bozukluktan kaynaklanan Akçaağaç şurubu bozukluğunda, bebekler proteinlerin belirli kısımlarını parçalayamamakta ve bunun sonucunda idrarları, kulak kiri ve diğer vücut sıvıları, akçaağaç şurubu gibi kokmaktadır.
Dipnotlar
[1] Popov, A. T. (2011). Human exhaled breath analysis. Annals of Allergy, Asthma & Immunology, 106 (6): 457.
[2] Bijland, L.R. ve ark. (2013). Smelling the diagnosis: a review on the use of scent in diagnosing disease. Neth. J. Med. Jul-Aug. 71 (6): 300–307.
[3] Nakhleh, M.K. ve ark. (2017). Diagnosis and Classification of 17 Diseases from 1404 Subjects via Pattern Analysis of Exhaled Molecules. ACS Nano 2017, 11 (1): 112–125.
[4] Nakhleh, M.K. ve ark. (2016). Artificially Intelligent Nanoarray for the Detection of Preeclampsia under Real-World Clinical Conditions. Advanced Materials Technologies, 1: 1600132.
[5] Shamah, D. “With a breath, Technion device finds lung cancer”, www.timesofisrael.com/technions-nanose-catches-lung-cancer-90-of-the-time
