1870’ten beri Mikrobiyoloji ve Bakteriyoloji bilimine olan katkılarıyla, günümüzde hâlâ kullanılan bilimsel yöntemleriyle bilim dünyasında önemli bir yer edinmiş olan Robert Koch, birçok salgını önlemiş ve hastalıklara neden olan bakterileri keşfetmiştir. Analitik zekası ve zekice planlanmış deneylerinin sonucunda 1905 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü almıştır. Gelin başarılarla dolu bu yaşama birlikte göz atalım!

Robert Koch’un Yaşantısı

11 Aralık 1843’te Almanya’da doğan Robert Koch’un lise yıllarında doğa bilimlerine ilgi duymaya başladığını biliyoruz[1] . Dönemin gereği doğa bilimleri üzerine detaylı öğrenimler yapabilmesi için en uygun yere, Tıp Fakültesinde okumak için 1862’de Göttingen Üniversitesi’ne gitmiştir. Gittikten sonra hocası Jacob Henle’in 1840 yılında yayınladığı Pathologische Untersuchungen isimli kitapta ortaya koyduğu bulaşıcı hastalıkların etkeni olan parazitik yaşayan bakteriler olduğu fikrini okumuş ve bundan çok etkilenmiş olduğunu, doktorasını tamamladıktan sonra da kimya alanında daha detaylı öğrenim sağlayabilmek için 6 aylık bir eğitim almaya Berlin’e gittiğini bilmekteyiz[1,2].

Göttingen Üniversitesi

Kendisi çalışmaları ile bizlere ve bilim tarihine göre her ne kadar yakın dönem gözükse de aramızda neredeyse 150 yıl olduğunu unutmamalıyız. Hayatına sığdırdığı çalışmalarına elbet ki direkt “mikrobiyoloji” ile başlamamış, aldığı eğitimin de gereği olarak 1870’te Fransa-Prusya Savaşında hizmet etmek için gönüllü olarak katılmış ve 1872’den 1880 yılına kadar Wollstein’de Bölge Sağlık Görevlisi olarak çalışmıştır. İşte kendisini bilim tarihi içerisinde tanımaya başladığımız değerli araştırmaları bu dönemde gerçekleştirmiştir.

O sıralarda şarbon, bizim bilgimizle Bacillus anthracis etkeni hastalık, Wollstein bölgesindeki çiftlik hayvanlarında çok yaygındı. Koch, bilimsel ekipmanı olmamasına, kütüphaneyle ilişkisi kesilmesine dolayısı ile elinde kendini tasdikleyebileceği kaynak olmaması ve hasta insanlarla meşgul olmasına rağmen bu hastalık üzerinde çalıştı. İmkansızlığa rağmen laboratuvar olarak evini kullandığını ve eşinin kendisine bir şekilde tahsis ettiği mikroskop dışında kendi ekipmanını kendisi karşılayarak çalışmalarını sürdürdü[1,2].

Şarbon etkeni olduğunu bildiğimiz Bacillus bakterisinin varlığını, en azından şekil temelli bir sınıflandırmaya tabi tutarak varlığından bilim dünyasını haberdar eden, hatta hastalık etkeni olabileceği ihtimali Pollender, Rayer ve Davaine sayesinde biliniyordu. Koch, araştırmalarında bir Bacillus‘arastlamış, hastalığa neden olduğunu öngörmüş ve öngörüsünü bilimsel olarak da doğrulamaya karar vererek çalışmalarına ağırlık vermiş[1] . Bu noktada çalışmasındaki hipotezi öğrenmiş oluyoruz.
 O yıllarda şarbon, hayvandan insana geçebilmesinden ötürü büyük bir problemdi ve dört yıl içinde 528 insan ve 56.000 hayvanın ölümüne neden olduğu kayıtlara geçilmişti. Koch, ölen çiftlik hayvanlarının dalaklarından aldığı kan örneklerini ince odun parçaları yardımı ile farelere enjekte etti ve farelerin basil tarafından öldürüldüğünü buldu. Bunu bir de doğrulamak adına sağlıklı hayvanların dalaklarından alınan kanla aşıladığı farelerde bu hastalık görülmedi. Bu durum, yani yaptığı kontrollü deneyin sonucu hastalığın şarbonlu hayvanların kanıyla bulaşabileceğini tahmin eden diğer araştırmacıların çalışmalarını da doğrulamış oldu diyebiliriz[1,2]. Tabii bu sonuç, Koch’un kafasında başka ihtimalleri de doğurduğundan ötürü onu pek de tatmin etmedi ve başka bir deney yapmaya karar verdi. Yeni deney düzeneği, besi yerigörevi görmesi adına öküzün göz sıvısında Bacillus‘un saf kültürünü elde etti. Koch bu kültürleri inceleyerek, çizerek ve fotoğraflayarak basillerin çoğalmasını kaydetti[1].
Bakteriler de dahil olmak üzere stres faktörünün canlı yaşamında önemli bir faktör olduğunu biliyoruz. Ortam koşulları bozulduğunda olumsuz şartlara karşı, özellikle oksijen yokluğunda, kendilerini dayanıklı sporlarla çevrelediklerini gözlemleyen Koch, ortam koşulları düzeldiğinde sporların açıldığını ve basillerin (Bacillus anthracis) yeniden çoğalmaya devam ettiğini gözlemlemiştir[1,2]. Burada spor yapısının etkisi de merak uyandırıcı hâle gelmiştir onun için, hatta bir deney düzeneğinde toprakta sporların korunması ihtimalini incelemiş, kontamine olmuş yani toprağa karışmış sporların toprak içerisinde de yıllarca korunabildiğini gözlemlemiştir. Bu çalışmalarının ışığında Koch, hastalıklı hayvanların yakılmasını veya spor oluşumunu önleyebilecek kadar soğuk toprağa gömülmelerini önermiştir[3].

Bir bilim insanının heyecanı, dönemine bakacak olursak çalışmasının bilinmezi bulması gibi bir özelliğe sahip oluşuyla tahmin edebileceğimizden fazla olduğuna hepimiz eminiz. Sonuçlarını, yeni bir bilgiyi keşfetmenin heyecanıyla Almanya’nın en ünlü botanikçisi Ferdinand Cohn ve meslektaşlarına göstermiş; Cohn, Koch’un çalışmalarından çok etkilenmiş ve 1876’da editörü olduğu dergide Koch’un çalışmalarını yayınlamıştır[1,2].

Her ne kadar imkansızlıkla boğuşsa da çalışmaları ile ünü duyulmaya başlamıştı. Öyle ki bu zamana kadar olan çalışmaları sayesinde Berlin’de İmparatorluk Sağlık Bürosu’nda bakteriyolojik çalışmalarına devam etti[1,3]. Sıcak bir besin suyunu ve jelatini karıştırdı ve cam tabağa döktü, mikrop oluşumuna izin vermeden donmasını sağladı. Bu yöntem, ona kolonilerde hücre seçmesine ve onları yayarak saf kültür elde etmesine yardımcı oldu[4]. Bu işlem, günümüzde çok basit gözükse de besi yeri hazırlama tekniği üzerine bir ilkti. Ayrıca bakterileri kolayca görebilmemiz ve tanımlayabilmemiz için yeni bir boyama metodu geliştirdi[1,3]. Koch’un asistanı Julius Richard Petri, Koch’un bakterileri ve kolonileri kolay gözlemleyebilmesi için, günümüzde hâlâ kullanılan, petri kabını tasarladı[1,2].

Koch, ayrıca bugün Koch Postülatları dediğimiz bir bakterinin hastalığa sebep olup olmadığını anlamamıza yardımcı olan bir yöntem geliştirdi[1,3,4,5].

Bu noktada postülat kelimesi biraz daha açalım; Fransızcada postulat “varsayım”, İngilizcede ise postulate “temel İlke” anlamlarında geçerken kelime kökenini Latince olarak bilmekteyiz. Kelime, “post-” sorgulamak veya soru sormak anlamına gelen bir fiil üzerinden türemiş, sorgulamak ve aslına ulaşmak anlamına gelecek olan “postulare” kelimesini oluşturmuştur. Terimsel olarak felsefe okumaları yapmaya aşina olan okurlarımız bu kelimeyi “aksiyom” olarak da bilirler; bahsimiz temel olarak hastalıkların sebebi ve teşhisinde izlenecek yöntemler anlamına gelmektedir. “Koch’un Postülatları” dediğimiz zaman aslında bir bakıma Koch gibi düşünmek, nedenselliğe Koch gibi yaklaşmak fikrinin zihinlerinizde canlanması gerektiğini söyleyebiliriz [ek-1].

Koch Postülatları

Yukarıda da bahsettiğimiz gibi Koch, bir bakterinin hastalık etkeni olup olmadığını anlamak için veya bakterinin hangi faktörü etkilediğini bulmak adına izlediği birkaç yol veya önerileri şöyle sıralayabiliriz[4,5]:

1- Patojen olduğundan şüphelenilen organizma hasta hayvanın hastalıklı dokularında bulunmalı ve sağlıklı hayvanda bulunmamalı. 2- Şüpheli organizma saf kültür olarak izole edilmeli ve üretilebilmelidir. 3- Şüpheli organizmalar sağlıklı hayvana aktarıldığında hayvanda hastalık gözlenmelidir. 4- Organizma tekrar izole edildiğinde orijinal hâliyle aynı kalmalıdır.

Mikrobiyolojide Yeni Yöntemler

Mikrobiyolojik araştırmalarda; zayıf aydınlatma, bakterilerin suda hareketli olması ve saydam olmalarından ötürü görüntüleme imkanlarının olmayışı yüzünden fazlasıyla uğraştırıcıydı. Koch, bu problemlerin hepsine karşı koyarak bakterileri sıvı çözeltide de üretebileceğini, buna paralel olarak sıvılarda bakterilerin hareketlerini durdurabilecek bir yöntem keşfetti: Bakterileri daha kolay görebilmek ve zor morfolojik özelliklerini belirlemek için eozin, safranin, metil viyole gibi anilin boyaları kullandı. Aydınlatma ve çözünürlük problemlerini geliştirebilmek için mikroskop geliştiricilerle çalışmaya başladı.
Bunların dışında şunu da unutmamak gerekir: Bakteriler incelemek adına büyütülmeye fazlaca ihtiyaç duyan canlılardır. Standart bir mikroskop önünde çalışırken -genellikle- 10 kat büyüten oküler ve 4, 10, 40 hatta 60 kat kadar büyüten objektifler -yani mercekler- ile kuru inceleme yaparız. Bakterilerin incelenmesi bu büyütmelerde bizlere detaylı bir görüntüyü vermeyecektir. Koch da bunun farkındaydı, bu ihtiyaç üzerine yoğunlaşarak immersiyon yağı merceğini, kondansatörü kullanan ve bakterilerin fotoğraflarını yayınlayan ilk doktor olmuştur[2].

Post-doktora asistanlarından Walter Hesse ve eşi Fannie Hesse de yol göstericileri Koch’un besi yeri çalışmaları ışığında agar ile besi yeri yapılabildiğini keşfettiler. Alglerden elde edilen agar erime noktası yüksek olduğu için etkili bir ortamdı, Koch da bu vesileyle agar ile deneylerini gerçekleştirmeye başlamıştır[2,4].

Besiyeri üzerinde tüberküloz etkeni Mycobacterium tuberculosis bakterisinin koloni görüntüsü
Mikroskop altında Mycobacterium tuberculosis

Koch, tüberküloz etkeni bakterileri saf kültürler hâlinde elde etti ve çeşitli deneyler yaptı. Enfeksiyonu kaptığı tespit edilen veya başka tabirle enfeksiyona yakalanan ve 3-4 hafta sonra verem sebebiyle ölen hayvanların akciğer boşluklarında ve ciğerlerindeki akıntıda basil tipte (Mycobacterium tuberculosis) tespit etti[2,6]. Bu tespitini aynı fare ile yaptığı gibi hastalık oluşturabilmek için sağlıklı hayvanlara enfekte akıntıyı aşıladı. Aşılanan canlılarda hastalık görüldüğünde akıntının hastalığı bulaştırmada esas kaynak olduğu sonucuna vardı. Ayrıca basil yüklü akıntı, canlı bir organizma dışında çoğalamıyorken canlı bedeninde bulunduğu,yani uygun beslenme ortamını bulduğunda patojenitesini (hastalık yapabilirliğini) haftalarca sürdürebilidiğini gözlemlemiştir, dolayısıyla enfekte akıntının doğru bir şekilde atılması ve çevrenin dekontaminasyonu (arındırılması) hastalığın önlenmesinde önemli bir adımı oluşturuyordu. Bu keşif, önce küçük çapta, ardınından geniş çevrelere yayılarak tıbbi çalışma alanlarında ve tedavi sürecinde kıyafetlerin ve çarşafların sterilizasyonuna dikkat edilmeye başlandı ve halka açık yerlerde tükürme yasaklandı[2]. 24 Mart 1882’de Koch tüberkülozla ilgili bulgularını 36 üyenin katıldığı Berlin Fizyoloji Derneği’nde sundu[2,6].

Vibrio bakteriler için Kromojenik besiyeri

Elbet ki Koch, bunca keşfi ile “sadece” bilim insanı olmakla kalmayacaktı. 1883’te Alman Kolera Komisyonu Başkanı olarak kolera salgınını araştırmak için Mısır’a gitti[1,2]. Özellikle Mısır’a gidiş sebebi, takdir edilir ki bölgede Kolera hastalığını işaret eden bulgularla karşılaşılmış, bir nevi epidemik etki yaratmasıydı. Burada yaptığı araştırmalarda Koch, şüpheleri üzerine giderek ölmüş bir insanın bağırsak mukozasını incelemeye başladı. Buralarda da bir çeşit zararlı bakteri olduğunu biliyordu, bunun sebebi insanların kontrol edilemez bir ishal haliyle dolayısı ile vücuttan fazla su kaybı sebebiyle ölmesiydi. Uygun besi yeri denemelerini ilerletti, gözlemlediği vibrio şeklinde, hareketli, aerobik ve hızla büyüyen bu bakterilerin asitlere ve kuru ortama karşı duyarlı olduğunu, bazik ortamda daha kolay ürediğini ve besin olduğu müddetçe vücut dışında da spor üretmeden yaşayabildiğini keşfetti. Koch’tan günümüze uzanan bir iz olarak, yine bazik değerde olan ve bu gibi çalışmalarda kullanılan çeşitlli besiyeri olduğunu, en çok bilinenlerden birisi olarak “Kromojenik Besiyeri” kullanıldığını biliyoruz.

Hastalıktan ölmüş insanların bağırsak örneklerini incelediğinde basillerin en fazla olduğu bölgeyi ince bağırsağın distal yüzeyi olduğunu fark etmiştir. Bu bakterileri kırmızı kan hücrelerinin yoğun olduğu ortamda, yani oksijen taşınımının var olduğu bir ortamda ürettiğinde bakterilerin öldüğünü fark etti. Bu noktada işin etik noktasının da önemli oluşu, kolera hastalığının büyük ölçüde insanlarda görülmesi ve hayvanlar üzerinde insanlardaki etkiyi yaratmadığı için çalışmalarını hayvanlar üzerinden yürütemedi,dolayısı ile detaylı bir araştırma yürütememiştir[2]. Yine de elindeki bilgilerle hastalık kontrolü için birkaç yöntem öne sürmüş, sahip olduğu bilginin çok geniş olmamasına karşın 1893’ten bugüne hâlâ onun öne sürdüğü yöntemlerin benzerlerini kullanmaktayız[1].

Bunun yanı sıra 1896’da Güney Afrika’ya sığır vebasının kökenini araştırmak için gittiğinde hastalığın nedenini tanımlayamamış ama salgını yayılmasını kısıtlamıştır. Daha sonra Hindistan’da ve Afrika’da sıtma, karasu humması, veba üzerinde çalıştı ve hastalıklarla ilgili gözlemlerini yayınlamıştır[1]. Bu noktada dikkat çekici olan noktanın, Koch’un mikro boyutlardaki canlılarla mücadele noktasındaki öngörüleri olduğunu bir kez daha hatırlatalım. Çalışmalarında görülen ikili bir yaklaşım söz konusudur : Öncelikle deneysel bir yol izler ve ardından yorumlayıcı-analitik yola başvurur. Yayınlar ve istatiksel veriler için bilgi toplamak ve kan, dışkı, doku gibi materyal toplamak deneysel yolu oluşturur. Fotoğraf dokümanları ve karşılaştırmaları da dahil olmak üzere biyolojik materyallerin izolasyonu, üretimi, boyanması ve gözlemlenmesi yorumlayıcı-analitik yolu oluşturur[3]. Burada bilim felsefesinin, ortaya sistemik olarak konmasa da nasıl şekillenebileceğini görebiliriz. Dönemindeki yaygın görüş olan ampirik yaklaşımdan ziyade sınamayı tercih edişi, belki de adını duymamızdaki en önemli faktör diyebiliriz.

Çalışmalarının, dolayısı ile yöntemlerinin başarısı, tüberkülozla ilgili araştırmaları sonucunda kazandığı 1905 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü ile taçlanmıştır[1,2,3,6]

Robert Koch, hayatına sığdırdığı onca çalışma, yöntem ve buluşun fikir babası olarak bilim tarihine izini bırakmış, 27 Aralık 1910’da Almanya’da hayata veda etti.


KAYNAKÇA

[1] “Robert Koch Biographical”, Nobel Prize, (30.12.2020 tarihinde erişilmiştir.)
[2] Blevins, S.M., Bronze, M.S., (2010), “Robert Koch and the golden age of bacteriology”, International Journal of Infectious Diseases, 14, 9, s. 744-751
[3] Münch, R. (2003), “Robert Koch”, Microbes and Infection, 5(1), syf. 69-74
[4] Weiss, R.A., (2005), “Robert Koch: The Grandfather of Cloning?”, Cell, 123(4), syf 539-542
[5] Madigan, M.T., Martinko, J.M., Bender, K.S, Buckley D.H., Stahl, D.A, “Brock Mikroorganizmaların Biyolojisi”, Palme Yayınevi: Ankara, 14. Baskıdan Çev., s. 16-20.
[6] Sakula, A., (1982), “Robert Koch: centenary of the discovery of the tubercle bacillus, 1882”, Thoraks, 37(4), 246–251

Ayrıca bakınız:
[ek-1] “Postulat”, etymologeek, etimolojiturkce (9.01.2021 tarihinde erişilmiştir).


Yazı Sahibi

Merhaba, ben Sümeyye. Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü 2. sınıf öğrencisiyim. Araştırarak yeni şeyler öğrenmeyi ve bunları insanlara aktarmayı severim. Mikrobiyoloji, moleküler biyoloji, zooloji ilgi alanıma girer. Boş zamanlarımda meditasyon ve yoga yapmaktan, programlama öğrenmekten zevk alırım.