Cos’è la puzza e come percepiamo i cattivi odori

Vi siete mai chiesti perché mai certe cose puzzino più di altre, e da cosa derivino i cattivi odori? Qual è la scienza misteriosa che ci consente di sentire buoni e cattivi odori, e perché può esserci utile? In questo articolo scoprirete tante cose su uno dei sistemi più affascinanti e ancora misteriosi del nostro corpo: quello olfattivo.

La chimica della puzza

Chi ha studiato un po’ di chimica lo sa: la colpa è sempre delle molecole. La puzza è spesso il risultato di composti chimici volatili rilasciati da sostanze in decomposizione: frutta, verdura, in generale alimenti marci (esatto, proprio quel piacevole che esala dal cestino dell’umido). Infatti, i processi di decomposizione biologica producono gas come ammoniaca o solfuri, che sono noti per il loro caratteristico odore sgradevole.

Vediamo quali sono le puzze più comuni e le molecole coinvolte nella realizzazione di questi sgradevoli odori:

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Di Nicole Pillepich

• Urina: ammoniaca (NH₃), composto azotato che deriva dalla decomposizione delle proteine.
• Uova marce: solfuro di idrogeno (H_₂S), spesso presente nella decomposizione di materia organica in ambienti anaerobici.
• Feci: indolo e scatolo. Queste due molecole sono spesso prodotte dalla decomposizione di sostanze contenenti triptofano, come nel caso delle feci.
• Pesce: Ammine biogene (come trimetilammina, presenti in pesce in decomposizione, sono responsabili di odori di pesce pungenti e sgradevoli).
• Latte rancido: Acido butirrico, che si trova in tutti i latticini in decomposizione.

I batteri giocano un ruolo cruciale nella generazione di odori sgradevoli associati alla puzza. Organismi decompositori come batteri e funghi scindono le molecole complesse in sostanze più semplici, rilasciando contemporaneamente composti volatili responsabili della puzza.

Come percepiamo gli odori

Ok, abbiamo visto che le molecole odoranti rilasciate dai batteri che risiedono negli alimenti sono responsabili delle puzze più comuni. Ma questo non basta per sentire i cattivi odori: manca un sistema di ricezione degli odori in grado di cogliere queste molecole e trasdurle in un impulso nervoso. Senza di esso, le molecole sarebbero solo sostanze volatili disperse in aria, e nessuna di esse avrebbe il suo odore specifico.

Partiamo dalla base: il nostro sistema olfattivo comincia nel naso. Dove, strano ma vero, risiedono molti neuroni.

Il sistema olfattivo del naso

I neuroni olfattivi sono cellule sensoriali che hanno un corpo e un prolungamento: esattamente come gli altri neuroni. La cosa particolare è che, essendo neuroni sensoriali, devono in qualche modo rendere conto del senso dell’olfatto. Essi riescono a percepire le molecole olfattive grazie al fatto che i loro prolungamenti sono fatti a mo’ di ciglia, ed in effetti sono a tutti gli effetti chiamate cilia olfattive. Grazie a questi piccoli villi che protrudono dalla parete del naso, le molecole rimangono intrappolate e attivano il recettore.

I geni che configurano i recettori olfattivi nel corpo umano sono la percentuale maggiore in assoluto. Ben 1000 geni codificano per i recettori olfattivi! Questo significa che abbiamo una grandissima quantità di molecole recettoriali, praticamente per ogni tipo di odore. La cosa più affascinante è che ogni neurone sensoriale, quello localizzato nell’epitelio olfattivo del naso, può esprimere un solo recettore, e questo recettore o deriva dalla madre o dal padre.

Un’altra cosa davvero assurda è che il sistema olfattivo adulto si rinnova, ovvero cambia le proprie cellule nel corso della vita: ma allora com’è possibile sentire sempre gli stessi odori? In realtà, la replica esatta non esiste, ma sappiamo che l’odorato rimane pressoché costante nel corso della vita: questo è dovuto alla salda espressione dei geni dei neuroni, che mantengono sempre la stessa espressione dei recettori olfattivi.

Dal naso al cervello

Come avviene la trasduzione olfattiva? I neuroni ricevono una molecola odorante, che viene legata dallo specifico recettore fatto apposta per lei. A questo punto tutto dipende dal recettore: esso è legato ad una proteina G che a sua volta è legata ad un enzima in grado di convertire ATP in cAMP. Questa piccola molecola ciclica funge da secondo messaggero intracellulare, vale a dire attiva dei canali dentro alla stessa cellula. In questo caso particolare, essa è responsabile di “svegliare” i neuroni sensoriali dell’epitelio olfattivo, in quanto ne apre i canali del sodio. In questo modo, il neurone che normalmente è a riposo, raggiunge la soglia e di colpo si desta con un potenziale d’azione.

Cosa succede poi al neurone? Esso si connette ad un altro neurone nella zona del proencefalo, in particolare nel bulbo olfattivo. Il suo segnale di veglia viene in sostanza trasmesso di luogo in luogo, partendo dal naso e fino al cervello.

Lì, nel cervello, le zone deputate all'olfatto sono molteplici: alcune di esse sono collegate al senso di paura e alle emozioni (come l'amigdala), o alla memoria (ippocampo) e ci aspettiamo che uniscano alla sensazione odorosa anche una sensazione più viscerale, emotiva. Pensate a cosa vi suscita, ad esempio, la percezione di un cattivo odore: emozioni e ricordi, probabilmente non del tutto piacevoli.

Ed ecco come il nostro bellissimo raccoglitore di materia grigia può sentire la puzza di uova scadute gettate nell’umido due giorni prima. Il modo in cui il nostro cervello distingue, poi, tra un odore piacevole e sgradito, invece, è un'altra storia, e come tutte quelle che riguardano il nostro cervello è molto complessa: ma se siete interessati, possiamo raccontarvela la prossima volta.