Article traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Les claus de l’aroma

Per Jordi Montaner 8 de abril de 2003

L’olfacte és un dels nostres sentits més complexos. El nas humà pot detectar prop de 10.000 aromes diferents, una activitat que abasta a prop de mil gens diferents (aproximadament el 3% del genoma humà). Científics estatunidencs acaben de desxifrar algunes claus importants sobre com l’aroma és interpretada en el nostre sistema nerviós i subratllen el paper dels receptors olfactoris en el nas; també especulen que un dèficit nutricional de zinc estigui lligat a una deterioració important de la capacitat olfactòria.

La detecció d’aromes guarda relació amb els receptors olfactoris del nas i aquests amb la presència de metalls que incorporem amb la dieta

Els nivells corporals de zinc en un organisme sa no excedeixen dels dos o tres grams. Aquest metall es troba en tots els teixits, però les concentracions són especialment elevades en fetge, ronyó, ossos, retina, músculs i pròstata.Si bé la principal entitat clínica per manca de zinc que es coneix és l’acrodermatitis enteropática (presència d’eritemes, butllofes, pústules o crostes en tronc i extremitats), aquest dèficit podria estar implicat també en una deterioració de la capacitat olfactòria.

El zinc intervé en la mobilització de la vitamina A del fetge i actua com a cofactor de més de cent enzims. Per la seva participació en aquests sistemes enzimàtics es relaciona a aquest metall amb la utilització de l’energia, la síntesi de proteïnes i la protecció oxidativa. Els aliments que constitueixen la principal font de zinc per a l’organisme són les carns, peixos i mariscos; així mateix està present en la llet i els cereals integrals. Recentment s’ha vinculat al zinc en la transcripció de l’ADN, i no són pocs els estudis de genètica que paren esment a les seves possibles funcions.

Receptors

Els receptors olfactoris, encara en fase d’estudi i definició, poguessin tractar-se de proteïnes fixades a la membrana de cèl·lules nervioses. Kenneth S. Suslick, de la Universitat d’Illinois, ha constatat que l’estructura de les proteïnes es veu alterada per determinats dèficit d’ions de zinc o coure que s’uneixen a elles.La resposta olfactòria a una determinada olor, segons aquest patró, passaria a dependre de senyals de canvi iònic en les proteïnes susceptibles i en un mecanisme de transport iònic a través de la membrana cel·lular nerviosa.

“Crida l’atenció que tanta part del genoma estigui orientada exclusivament a l’activitat olfactòria, per la qual cosa vam voler explorar millor aquest mecanisme”, explica Suslick. L’investigador va partir de la base que les molècules que presenten ions metàl·lics són les que fan olor més (i gairebé sempre pitjor); a partir d’aquí va apuntar la possibilitat que els “receptors olfactoris” anessin en realitat metaloproteínas (proteïnes amb un receptor d’ió metàl·lic en la seva estructura). Suslick diu haver identificat fins ara prop de 75 receptors olfactoris,metaloproteínas que entren i surten de la membrana cel·lular nerviosa.

El nas, un trencaclosquesContinua sent un misteri, no obstant això, com petites quantitats d’un determinat compost poden desxifrar-se com una aroma agradable, mentre que grans quantitats del mateix compost s’interpretin com una olor insofrible. Com les hi apanya el nas per a discriminar entre més de 10.000 olors?

Bufona Buck, de la Universitat d’Harvard, juntament amb Junzo Hirono i Takaaki Sato, del Centre de Recerca Electrònica del Japó, semblen haver desxifrat aquest trencaclosques amb un descobriment sorprenent. Aquests investigadors han descobert que el sentit de l’olfacte en els mamífers està basat en un ‘abecedari’ de receptors per a crear una resposta olfactòria específica en les neurones del cervell. “Cada receptor és utilitzat una vegada i una altra per a definir una olor, igual que les lletres són utilitzades una vegada i una altra per a definir diferents paraules,” afirma Buck.

Les quatre ‘lletres’ que compondrien semblant abecedari serien A, C, T, G (abreviacions per als nucleòtids adenina, citosina, timina i guanina). Buck i els investigadors japonesos van esbrinar que la combinació d’aquestes quatre lletres permet la creació d’un número gairebé infinit de seqüències.

A mesura que les olors penetren en el nas, contacten en l’epiteli olfactori amb una capa de cèl·lules sensibles allotjada sobre la paret de la cavitat nasal. Es creu que l’epiteli olfactori conté prop de cinc milions de neurones olfactòries, i cada neurona olfactòria expressa només un dels mil tipus de receptors olfactoris sobre la seva superfície.

Quan una olor excita una neurona, el senyal passa a través de l’axó de la cèl·lula i és transferida al bulb olfactori. A partir d’aquesta estructura, localitzada en la part frontal del cervell, els senyals viatgen a l’escorça superior (encarregada del processament conscient) i al sistema límbico (que genera els sentiments emocionals). “Aquesta és la raó per la qual una olor pot evocar respostes emocionals poderoses com també proporcionar informació prèviament processada (evocar)”, explica Buck.

Qüestió de sensibilitatFa 10 anys, la investigadora estatunidenca va trobar que les neurones que expressen el mateix tipus de receptor es troben escampades per tot l’epiteli olfactori; “però els seus axons convergeixen sempre en punts específics del bulb olfactori”. Tot apunta al fet que la convergència de senyals de milers de neurones amb el mateix receptor pot augmentar la sensibilitat per a baixes concentracions de compostos odorosos.

En les seves recerques més recents, el grup de Buck va sotmetre les neurones d’un ratolí a una varietat d’olors, identificant per mitjà de fluxos càlcics quines neurones resulten estimulades per una olor particular. “Quan una molècula s’uneix al seu receptor, els canals de calci en les membranes de les neurones s’obren i entra un flux d’ions de calci a la cèl·lula; això genera un impuls elèctric que viatja per l’axó a manera de senyal nerviós”.

Utilitzant aquest mètode, Buck ha demostrat que un únic receptor pot reconèixer diverses olors, que una única olor pot ser reconegut per diversos receptors i que diferents olors són reconeguts per una combinació de receptors. “Això indica que el sistema olfactori utilitza un sistema de combinació per a representar la identitat de les olors”.

El nas, equipada amb nervis olfactoris, també s’encarrega de diferenciar el gust de les substàncies que es troben dins de la boca. De fet, moltes sensacions que es perceben com a gustatives, tenen el seu origen en el sentit de l’olfacte. D’altra banda, la percepció d’olors està molt relacionada amb la memòria, i una determinada aroma és capaç d’evocar situacions de la infància, llocs visitats o persones estimades.

Algunes recerques apunten a l’existència de set olors primàries: càmfora, almesc, flors, menta, acre i descomposició. Aquestes olors primàries corresponen a set tipus de receptors existents en les cèl·lules de la mucosa olfactòria. Les recerques sobre l’olfacte assenyalen que les substàncies amb olors similars tenen totes molècules del mateix tipus, i es pensa que aquestes molècules es combinen amb cèl·lules específiques del nas, o amb compostos químics que estan dins d’aquestes cèl·lules.

Les substàncies químiques entren per les fosses nasals, els sostres de les quals estan entapissats per la pituïtària, que a més d’escalfar l’aire que es dirigeix als bronquis, té una regió poblada per cèl·lules epitelials de sustentació i, entre elles, els quimioreceptors, o cèl·lules de Schultze.

ESTÍMUL SEXUALLa capacitat seductora d’un determinat perfum o aroma té també una base biològica. La relació sexual augmenta la producció de l’hormona prolactina, que estimula el creixement de noves cèl·lules a la regió frontal del cervell, on es localitzen precisament les neurones que activen l’olfacte.

La prolactina estimula a les cèl·lules fins al punt que, durant els pics hormonals, poden néixer fins a dos mil noves cèl·lules en una setmana. Aquest fet explica, per exemple, l’augment del sentit de l’olfacte que fan gala les dones embarassades, però també obre la porta a la recerca de teràpies per a reconstituir el sistema de neurones danyat per una embòlia o un altre accident vascular.

Entre els animals, s’adjudica a la prolactina la capacitat de diferents femelles per a detectar i reconèixer l’olor particular de la seva prole i proporcionar-los d’aquesta manera l’atenció deguda. S’ha observat, fins i tot, que les femelles amb un dèficit de prolactina actuen com a “mares descurades”.