Percebemos odores das oscila√ß√Ķes qu√Ęnticas de suas mol√©culas

N√£o posso descrever para voc√™ como fiquei feliz h√° alguns dias em dirigir para o Instituto de Pesquisa Alexander Fleming em Vari. N√£o era apenas um dia ensolarado, mas tamb√©m era o dia em que eu finalmente faria parte de um experimento! Nos √ļltimos anos, tenho escrito sobre experimentos realizados por outros e, no passado, eu mesmo fiz muitos experimentos. Mas nunca at√© aquele dia fiz parte de um experimento ou, se preferir, nunca fui um animal experimental!

cheiro

Eu imagino ter confundido voc√™. √Č como ouvir voc√™ perguntar: “Por que ser feliz quando voc√™ vai ser uma cobaia?” Antes de tudo, vamos esclarecer que n√£o √© um dado que todos os animais experimentais sofrem. E, no meu caso, h√° muito tempo sou candidato a esse cargo e fiquei feliz por meu pedido ter sido aceito. Veja bem, eu queria ser uma das primeiras pessoas do planeta a ajudar a desvendar um grande mist√©rio: como cheiramos.

Pense por um momento: o homem conquistou o espa√ßo, criou computadores com possibilidades inconceb√≠veis, curou doen√ßas que o atormentaram por s√©culos, mas ele ainda n√£o sabe como um de seus cinco sentidos funciona. E as pessoas tendem a subestimar o cheiro em rela√ß√£o √† vis√£o ou √† audi√ß√£o, mas cometemos um grande erro. Lembre-se disso da pr√≥xima vez que um resfriado o privar de seu olfato por alguns dias: veja o quanto seu mundo fica mais pobre sem odores. Sem mencionar o quanto mais perigoso se torna, j√° que ningu√©m podia sentir o cheiro da fuma√ßa de um inc√™ndio ou de uma subst√Ęncia t√≥xica.

Chaves e fechaduras

Aqueles que est√£o acompanhando de perto os desenvolvimentos cient√≠ficos provavelmente se lembrar√£o de que em 2004 dois pesquisadores americanos, Richard Axel e Linda B. Buck, receberam o Pr√™mio Nobel de Medicina pela descoberta de receptores e receptores olfativos. do sistema olfativo. Conforme encontrado pelos dois parceiros, os receptores olfativos s√£o prote√≠nas instaladas nas c√©lulas especializadas do epit√©lio nasal. (A especificidade das c√©lulas epiteliais olfativas vem do fato de que cada uma delas carrega um √ļnico tipo de receptor olfativo.) Essas c√©lulas percebem odores e informam nosso c√©rebro de sua presen√ßa enviando impulsos el√©tricos inicialmente ao lobo olfativo e continuamente em outras √°reas.

No entanto, embora as vias dos impulsos el√©tricos do epit√©lio nasal para o c√©rebro pare√ßam claras, o mesmo n√£o ocorre com o primeiro passo da fun√ß√£o olfativa, que tem a ver com a intera√ß√£o dos odores com os receptores olfativos. A hip√≥tese original era que os odores e seus receptores funcionam como uma chave com um cadeado: qualquer odor pode “destravar” seu receptor correspondente a ele ligado.

Por mais atraente que pare√ßa, lamenta-se em algum lugar: “As hip√≥teses cient√≠ficas est√£o certas quando t√™m poder preditivo”, disse Luca Turin, pesquisadora do Instituto Fleming, ao BHMAScience. De fato, se o caso que deseja que os odores tenham um complemento estereotipado para seu receptor realmente explica a fun√ß√£o do olfato, √© poss√≠vel prever como a subst√Ęncia cheiraria se conhecesse sua forma no espa√ßo. Da mesma forma, seria de esperar que subst√Ęncias com formas semelhantes tivessem odores semelhantes.

Vodka e ovo estragado

No entanto, como sabem aqueles que pesquisam a fun√ß√£o do olfato, o acima n√£o se aplica. Um exemplo muito t√≠pico √© o par etanol-etanoetiol, que s√£o subst√Ęncias com estere√≥tipos muito semelhantes e odores diametralmente opostos. O primeiro cheira a vodka, enquanto o etanoetiol, que nada mais √© do que um etanol no qual uma mol√©cula de hidrog√™nio foi substitu√≠da por uma mol√©cula de enxofre, cheira a um ovo danificado. O cheiro do ovo estragado tamb√©m possui v√°rios compostos de boro e hidrog√™nio, o boro, cuja mol√©cula n√£o tem nenhuma semelhan√ßa com o etanotiol.

Tudo isso fez Turin, biof√≠sico, c√©tico em explicar a intera√ß√£o dos odores com seus receptores. Turin achava que o qu√≠mico brit√Ęnico Sir Malcolm Dyson, que em 1937 havia assumido que perceb√≠amos odores gra√ßas a suas vibra√ß√Ķes moleculares, provavelmente estava certo. Procurando maneiras de investigar esse caso experimentalmente, Turin procurou o neurocientista Efthymios Skoulakis, do Instituto Fleming. O Dr. Skoulakis e seus colegas investigam o mecanismo da mem√≥ria e do aprendizado usando a mosca (Drosophila melanogaster) como um animal experimental e desenvolveram t√©cnicas para treinar moscas com a ajuda de sinais olfativos.

O papel das oscila√ß√Ķes

Exatamente dois anos atr√°s, a dupla Skoulaki-Turin havia demonstrado que as vibra√ß√Ķes moleculares de uma mol√©cula, e n√£o seu estere√≥tipo, s√£o o modo como as moscas percebem os odores. Mas eles n√£o sabiam se esse poderia ser o caso com humanos. “As c√©lulas olfativas das moscas s√£o muito diferentes das nossas e apenas repetir o experimento em humanos pode resolver nosso mist√©rio”, disse Luca Turin.

O experimento √© simples de capturar, mas um pouco mais dif√≠cil de implementar. Uma mol√©cula cujo hidrog√™nio foi substitu√≠do por um secund√°rio (is√≥topo de hidrog√™nio) mant√©m seu estere√≥tipo, mas suas vibra√ß√Ķes moleculares s√£o diferentes devido √†s diferentes oscila√ß√Ķes do secund√°rio mais pesado. Se a teoria de Turim se aplicar, a mol√©cula secund√°ria deve cheirar diferente da original.

Para poder experimentar isso, os dois parceiros pediram a ajuda da Vioryl, a √ļnica empresa grega de perfumes que possui um grande departamento de pesquisa. “Dimitris Georganakis, da Vioryl e Klio Maniati, que trabalha em nosso laborat√≥rio, criou as mol√©culas secund√°rias de m√°scara de alta pureza necess√°rias para investigar a corre√ß√£o de nossa teoria”, disse Luca Turin.

As máscaras também

M√°scaras s√£o um grupo de mol√©culas amplamente usadas em perfumaria. A limpeza com a ajuda da cromatografia gasosa de mol√©culas de m√°scara normais e secund√°rias, para que seja certo que os volunt√°rios apenas cheirariam a subst√Ęncia sem qualquer mistura, foi crucial para a experimenta√ß√£o. Ent√£o, como um bom volunt√°rio, cheguei naquela manh√£ em Vari e cheio de impaci√™ncia vi as pequenas garrafas de laborat√≥rio com os dois tipos de m√°scaras, a regular e a secund√°ria, chegando em uma caixa.

A primeira garrafa, que eu n√£o sei o que ela cont√©m, abre. Trago-o ao nariz e sinto um cheiro indeterminado, algo que lembra pl√°stico. √Č o pl√°stico que envolve a tampa. N√£o fa√ßo ideia de como cheira o conte√ļdo da garrafa. Os pesquisadores se entreolham e sorriem. Eles me d√£o a pr√≥xima garrafa, nada. Eles trazem mais do laborat√≥rio. Nada.

Minha carreira como experimentadora termina antes mesmo de começar. Como eles me informam, pertenço aos 5% da população que não pode cheirar as máscaras! Felizmente para os pesquisadores, existem os outros 95%. Segundo um artigo recente publicado na revista PlosOne, outros voluntários foram capazes de distinguir as moléculas normais das secundárias da máscara.

O componente qu√Ęntico

Sua descoberta significa que a fun√ß√£o olfativa humana tamb√©m possui um componente qu√Ęntico, pois o que os volunt√°rios realmente percebem nada mais √© do que as diferentes vibra√ß√Ķes moleculares de mol√©culas com diferentes is√≥topos (segundo de hidrog√™nio). Quanto a mim, finalmente espero continuar minha carreira como animal experimental: como a equipe de pesquisa me informou, a pr√≥xima fase de seus experimentos precisa de pessoas que n√£o possam cheirar as m√°scaras. Assim que eu for mais novo que o curso dos experimentos, eu o informarei‚Ķ

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