L’olfatto e le sue opportunità

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di Lisa Giannelli

è il mezzo per il quale
“gli aromi
innescano ricordi o desideri che sono in grado di influenzare, in modo subliminale, ogni essere umano”

L’olfatto è il senso più antico e ancestrale dell’uomo.
È il senso attraverso il quale conosciamo e ci rapportiamo con il mondo esterno.
È il senso che comunica al livello più istintivo del nostro cervello, precludendo spesso il giudizio razionale a favore delle emozioni, le quali lasciano un’informazione indefinita, ma più “vera” e longeva nel tempo. Sull’odore, all’infuori delle capacità olfattive individuali, non sempre risulta facile trovare una descrizione univoca ed esaustiva, così come accade per i colori e le loro sfumature.
In realtà non esistono due sostanze con lo stesso odore, per cui in pratica riconosciamo un numero infinito di odori, in quanto tutti questi “odoranti” sono piccole molecole volatili che hanno strutture diverse e in qualche modo queste differenze vengono percepite come odori differenti. L’odore è collegato alla struttura molecolare, infatti anche una minuscola variazione di struttura delle molecole può cambiare radicalmente l’odore percepito, così come la diversa concentrazione di molecole può essere percepita gradevole o acre. Ciò è dovuto al fatto che l’essere umano normalmente percepisce, come unico odore, un gruppo di molecole diverse.

Affinché un odore venga registrato è necessario che le molecole odorose siano di un numero sufficiente e ce ne vogliono poi altrettante affinché si possa coscientemente percepirlo.

E’ importante riconoscere una sottile differenza fra sensazione e percezione, che non sono la stessa cosa: sensazione è quando l’odore viene rilevato a livello neuronale, percezione è invece quando si diviene coscienti dall’aver percepito un odore.
I principi di funzionamento dell’olfatto, attraverso i quali riusciamo a distinguere, riconoscere e ricordare moltissimi odori diversi, non hanno attratto l’interesse della ricerca se non negli ultimi anni. Nel corso dei secoli si sono succedute numerose teorie sull’odore, aventi tutte in comune l’obiettivo di correlare le strutture molecolari con le caratteristiche olfattive delle sostanze odorose. Curiosamente, è proprio una delle teorie più antiche, ipotizzata per la prima volta da Lucrezio, quella che oggi è accettata pur se rielaborata in chiave moderna.

Ad oggi è impossibile prevedere l’odore di una molecola conoscendo la sua struttura molecolare. Ne consegue che, benché le teorie attualmente in uso siano perfettibili, non bisogna porsi la domanda se esista una relazione fra la struttura e l’odore di una molecola (SOR, Structure Odor Relations), bensì se questa relazione sia così semplice da poter essere rilevabile mediante i nostri limitati mezzi. E’ stato stimato che l’uomo è in grado di percepire circa 10.000 odori.

Il percorso degli odori dal naso al cervello

Le ricerche genetiche hanno rilevato che i geni, che controllano la sintesi delle proteine impiegate per il riconoscimento degli odori, sono circa 350.
Evidentemente ogni molecola odorosa interagisce con più recettori attraverso un codice che il cervello è in grado di interpretare. Quindi ogni neurone esprime un solo recettore, ma ogni sostanza odorosa stimola, in maniera diversa, più di un recettore. Questo meccanismo combinatorio consente a una ristretta gamma di recettori di distinguere un elevato numero di odori, nonostante essi si differenzino tra loro per numerosi parametri.

Il professor A. Fontanini (dipartimento di neurobiologia e comportamento alla Stony Brook University dello stato di New York) ha fatto un’analisi che rileva l’importanza nell’olfatto del valore “edonico”. Gli odori e i profumi possono cioè risultare buoni o cattivi: l’odore di fogna è pur sempre disgustoso, mentre quello del pane appena sfornato è delizioso.

“Ad oggi è impossibile prevedere l’odore di una molecola a partire dalla sua struttura molecolare: d’altra parte ciò è comprensibile in quanto le relazioni struttura-odore sono di diversi ordini di grandezza più complesse rispetto a quelle struttura-attività in campo farmacologico.”

I PUNTI CHIAVE della ricerca di Axel e Buck:
LA RICERCA: nel 1991, Axel e Buck, due importanti ricercatori, hanno rivelato le basi molecolari dell’olfatto scoprendo i circa 1.000 geni che permettono di riconoscere gli odori.

GLI ODORI: gli esseri umani possono distinguere fino a 10.000 odori, ma hanno solo 350 recettori olfattivi (contro i mille dei topi)

I GENI: nell’uomo, il 3% dei geni è dedicato all’olfatto e riflette l’importanza evolutiva di questo senso (gli odori sono recepiti da 4 zone del naso).

Riassumendo: Dalla valutazione delle varie teorie, si deduce che:

  • La sensazione odorosa avviene solo quando c’è contatto fra molecola odorosa e membrana olfattiva.
  • Affinché si manifesti la sensazione odorosa, deve esservi una precisa relazione fra la struttura della molecola e la sensazione odorosa stessa.
  • I recettori olfattivi non possono adattarsi a molecole più grandi di una certa dimensione.
  • Sostanze diverse possono avere odori simili e viceversa.
  • La natura del contatto tra molecola odorosa e recettore è di tipo fisico.
  • L’intensità dell’odore è da attribuirsi in parte all’efficacia con cui la molecola odorosa attiva i recettori olfattivi e non necessariamente all’affinità per gli stessi.

Inoltre, non è possibile esimersi da considerazioni sul tipo di composto odoroso in quanto, per poter essere identificato, deve necessariamente presentare alcune caratteristiche:

  • La sostanza deve essere sufficientemente volatile affinché le molecole possano raggiungere le narici. Un corpo non volatile, come ad esempio il vetro, non ha alcun odore.
  • Le molecole di una sostanza odorosa devono obbligatoriamente essere, almeno in minima parte idrosolubili, in quanto non potrebbero attraversare lo strato di muco, che ricopre l’epitelio olfattivo all’interno della cavità nasale.
  • È necessaria una certa liposolubilità per poter superare gli strati lipidici che formano le membrane delle terminazioni cellulari nervose.

Nel 2004 è stato assegnato il premio Nobel a Richard Axel e Linda Buck che hanno individuato una vasta famiglia di geni dei recettori dell’olfatto e definito alcuni principi della fisiologia di questo senso, dando alla ricerca sulla percezione degli odori un ruolo primario nel mondo scientifico. Questi due ricercatori americani, biologi molecolari, attraverso la tecnica di PCR (Polymerase Chain Reaction) sono riusciti, oltre che a identificare il gene specifico, a “fotocopiarlo” riuscendo così ad avere una quantità di geni e, soprattutto, il loro prodotto: le proteine. Utilizzando quindi i geni di un complesso molecolare (GPCR, G-Protein Coupled Receptors) sono riusciti ad isolare i recettori olfattivi che vi sono associati, scoprendo che appartengono a una superfamiglia di proteine con ruolo specifico, non solo nell’olfatto, ma anche nella vista e nel gusto, confermando così la tesi che il senso dell’olfatto sia legato a tutti gli altri sensi.

La questione è che viene attribuito un valore emotivo agli odori e ciò fa pensare che siano profondamente legati alla nostra sopravvivenza.
Il nostro olfatto separa ciò che rappresenta cibo e altri aspetti gradevoli, da ciò che rappresenta pericolo. Inoltre, è giusto ricordare che il sistema olfattivo è collegato in modo diretto sia all’ipotalamo, che all’amigdala e al sistema limbico, parti del cervello impegnate a governare le emozioni. Gradevole o sgradevole: tutto dipende dalla cultura e dalle esperienze di ciascuno.

Alla luce delle diverse teorie scientifiche e dei dati empirici sui vari meccanismi della percezione degli odori rimane fermo un dato di fatto, e cioè che gli odori nella nostra vita quotidiana, così come in quella passata, restano fedelmente legati alle nostre emozioni.

Lisa Giannelli
Farmacista

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