Η όσφρησή μας είναι κβαντική!



Ξεχωρίζουμε τις μυρωδιές από τις μοριακές ταλαντώσεις τους
Είναι η μύτη μας μια «κβαντομηχανή»;  Αυτό το ερώτημα έθετε στον τίτλο του άρθρο που δημοσιεύσαμε στο ΒΗΜΑScience πριν από 2 περίπου χρόνια, ενώ στο υπότιτλο η απάντηση έλεγε «Η δική μας δεν ξέρουμε ακόμη, αλλά πάντως της μύγας είναι!».  Το άρθρο, το οποίο μπορείτε να διαβάσετε εδώ αναφερόταν στη συνεργασία του Έλληνα νευροβιολόγου δρος Ευθύμιου Σκουλάκη από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη με τον βιοφυσικό Luca Τurin, που τότε εργαζόταν στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ). Η συνεργασία είχε στόχο να διερευνήσει το πώς μυρίζουμε. Ναι, σε αντίθεση με την όραση και την ακοή, η όσφρηση παραμένει ακόμη και σήμερα η λιγότερο μελετημένη αίσθηση και οι δύο συνεργάτες επιζητούσαν να ρίξουν φως στα παράδοξα της όσφρησης.
Τα κενά της θεωρίας
Βλέπετε, η επικρατούσα θεωρία για την  όσφρηση δεν φαίνεται ικανή να εξηγήσει κάποιες παρατηρήσεις. Η θεωρία αυτή θέλει την ύπαρξη ενός μηχανισμού  αντίστοιχου με εκείνου του κλειδιού και της κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά φτάνουν και προσδένονται στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων. Αποτέλεσμα της πρόσδεσης είναι η αλλαγή της στερεοδιάταξης του μορίου-κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτεί την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.
Η θεώρηση αυτή για τη λειτουργία της όσφρησης δεν έχει προβλεπτική ικανότητα: δεν μπορεί κανείς να υποθέσει πώς θα μυρίζει ένα μόριο μόνο και μόνο από τη στερεοδιάταξή του. Παραδείγματος χάριν, η αντικατάσταση ενός μορίου οξυγόνου της αιθανόλης, η οποία έχει μυρωδιά βότκας, από ένα μόριο θείου δίνει την αιθανοθειόλη η οποία αν και με στερεοδιάταξη πολύ κοντά σε αυτή της αιθανόλης, έχει την ανυπόφορη μυρωδιά των χαλασμένων αβγών. Κι ακόμη, είναι γνωστό ότι υπάρχουν μόρια που έχουν σχεδόν ίδια μυρωδιά αλλά η στερεοδιάταξή τους είναι τελείως διαφορετική (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά).
Οι ταλαντώσεις
Εργαζόμενοι με την Drosophila melanogaster (μύγα του ξυδιού), οι δύο συνεργάτες έδειξαν πριν από δύο χρόνια ότι τα έντομα αντιλαμβάνονται τις οσμές από τις ταλαντώσεις των μορίων τους. Καθώς όμως οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς διαφέρουν από εκείνους των εντόμων, οι δύο ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν αν το ίδιο ίσχυε και για εμάς.
Για να το πετύχουν αυτό ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής βιομηχανίας αρωμάτων η οποία διαθέτει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα αποτελούμενη κυρίως από χημικούς. Η ομάδα αυτή πήρε ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μόρια στην αρωματοποιία, το μασκ (musk) και το τροποποίησε. Για την ακρίβεια, άλλαξε τα μόρια υδρογόνου με μόρια δευτέριου (το δευτέριο είναι ισότοπο του υδρογόνου). Η αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα να μεταβληθούν οι μοριακές ταλαντώσεις του musk, αλλά όχι και η στερεοδιάταξή του.
Σύμφωνα με το άρθρο των ελλήνων ερευνητών το οποίο δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PlosOne, η δευτεριωμένη έκδοση του musk μυρίζει διαφορετικά από την κανονική. Με άλλα λόγια, ένας άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τη μια από την άλλη.
Είναι λοιπόν η μύτη μας μια κβαντομηχανή; Ο Luca Turin ξέρει ότι παίρνει χρόνο για να αλλάξουν οι παλιές θεωρίες. Αλλά, τα τελευταία ευρήματα ίσως είναι αρκετά για να πούμε ότι υπάρχει και μια κβαντική συνιστώσα στην ανθρώπινη όσφρηση.

Σχόλια

Δημοφιλείς αναρτήσεις από αυτό το ιστολόγιο

Οι λαικές Αγορές της Πάτρας

Κολπάκια για το Γκαζόν σας

ΟΔΗΓΙΕΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΠΟ ΕΝΤΟΜΑ ΚΛΠ ΖΩΥΦΙΑ, ΠΑΡΑΣΙΤΑ (ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΕΙΣ)