El olor u olor es la dirección que permite analizar los compuestos químicos volátiles ( olor ) presentes en el aire.
El olfato es un sentido vital para muchas especies; es por ejemplo útil o necesario para las actividades de investigación alimentaria (caza, investigación de plantas apetecibles, etc.), la evitación de depredadores , la ubicación del lugar de anidación, puesta, reproducción, parto, etc., para el reconocimiento y el marcado del territorio, para la comunicación entre individuos mediante mensajes olfativos, para la búsqueda de parejas sexuales, y para la polinización de flores, etc.
Este sentido se usa menos en humanos que en muchos mamíferos para los que es preponderante, sin embargo, el olor personal todavía parece jugar uno o más roles en humanos en términos de comunicación no verbal , en diversas edades del cuerpo. Vida, con matices en particular según el sexo (Hombre / Mujer), según la edad o según los contextos socioculturales.
La olfativa es la ciencia del lenguaje de los olores y su papel en la comunicación no verbal.
El sentido del olfato del tiburón es el más desarrollado de los animales.
El aparato olfativo está más o menos desarrollado según las familias de las aves. Los bulbos olfativos del petrel de las nieves en particular, de la familia Procellariidae , ocupan un tercio de la masa cerebral. Al registrar directamente la respuesta neuronal de los bulbos así como al observar las respuestas fisiológicas de los individuos, se sabe que los buitres , patos , palomas y estorninos perciben diferentes olores y los distinguen.
Las aves pueden usar aromas para:
En algunas especies , las secreciones de la glándula uropigial tienen un olor reconocible que difiere de un individuo a otro, lo que permite el reconocimiento individual y posiblemente interviene en la atracción de parejas potenciales. Este es particularmente el caso de ciertos patos , muchos petreles , frailecillos y abubillas .
El olor del gato es el más desarrollado de los mamíferos hasta la fecha.
AplicacionesLos perros han sido entrenados con éxito para oler gotas de mercurio, por ejemplo, atrapadas en la alfombra o en las grietas del suelo, instrumentos contaminados, pozos, alcantarillas ... Así, dos labradores en Suecia han ayudado a identificar 1,3 t de mercurio recogido en las 1.000 escuelas que participó en el proyecto "Mercurius 98". En los Estados Unidos, un perro adiestrado recuperó 2 t de mercurio de las escuelas de Minnesota .
En los seres humanos, el individuo generalmente es capaz de distinguir naturalmente su propio olor, el de su cónyuge y algunos de sus parientes, y el de otras personas, pero esta capacidad puede verse muy degradada por el uso. Desodorante de perfumes o ciertas prácticas de higiene personal . El cerebro y otros órganos ( corazón ) continúan respondiendo a ciertos estímulos olfativos durante el sueño. Al tercer día, el recién nacido es capaz de reaccionar al olor de su madre, al de la leche materna (o artificial si ha comenzado a ser alimentado con esta leche temprano) o responder con expresiones faciales. Diferente con un agradable (vainilina) o olor desagradable (ácido butírico). La mayoría de los estudios que han comparado las capacidades olfativas de hombres y mujeres han concluido que las mujeres son mejores que los hombres para detectar olores, identificarlos, discriminarlos y recordarlos. Los estudios de imágenes funcionales y electrofisiológicos apuntan en la misma dirección (cuando existen diferencias de sexo). El ciclo menstrual, el embarazo, la gonadectomía y la terapia de reemplazo hormonal influyen en el olfato femenino. Aunque la importancia de las feromonas se debate en los seres humanos, parece haber una relación compleja entre las hormonas reproductivas humanas y la función olfativa.
Ciertos olores también pueden ayudar a concentrarse en una tarea difícil; Así, se ha demostrado experimentalmente que la difusión episódica de un olor como el de la menta podría mejorar los resultados de un ejercicio difícil que implica una doble tarea compleja, pero no mejora los resultados de una prueba. En muchos animales, el olfato es mucho más importante que en los humanos. Así, los corredores biológicos (incluidos los acuáticos) son para muchas especies corredores de aromas y olores. También se utilizan principalmente por la noche o en penumbra por la mañana y por la noche. El gusto , que puede detectar las sustancias químicas en solución, es un significado cercano al del olfato. Además, no hay distinción entre el gusto y el olfato en un medio acuático.
El olfato es más activo o mejorado en aire húmedo, caliente (o "pesado"), porque la alta humedad permite que las moléculas de aerosol olorosas se mantengan por más tiempo (por ejemplo, perfumes).
El olfato es la función sensorial que corresponde a la percepción de sustancias olorosas. Generalmente es la percepción consciente, que puede ser solicitada por vía directa (olfato) o por vía retronasal . Esta función la realiza la mucosa olfativa que cubre aproximadamente el 10% o 2 cm 2 de la superficie total de la cavidad nasal . Las células glandulares, presentes en la mucosa y en la submucosa, secretan un moco que recubre el epitelio olfatorio, lo que asegura el lavado permanente de la mucosa.
Esta mucosa olfativa está formada por neuronas olfativas primarias, mucho más sensibles que el gusto. Estas neuronas son neuronas bipolares especializadas: presentan cilios al final de las dendritas que bañan en la capa de moco que recubre la cavidad nasal y que terminan en el epitelio olfatorio , un cuerpo celular ubicado en el primer tercio de la mucosa , y un axón. comunicándose con el bulbo olfatorio . Neuronas olfativas, como las neuronas del gusto, ya diferencia de otras neuronas , se renuevan constantemente cada uno o dos meses. Al contrario de lo que ocurre en los roedores, las células nerviosas del bulbo olfatorio humano no se renuevan o muy poco (menos del 1% en 100 años) ( neurogénesis adulta ).
Las moléculas olorosas llegan directamente por difusión en el moco , o son tomadas a cargo por proteínas de transporte ( proteína de unión al olor u OBP) que permiten que las moléculas hidrófobas , la mayoría, penetren en el moco que recubre el epitelio y así '' llegan a los receptores de membrana presentes en los cilios de las neuronas olfativas. Se cree que estas proteínas de transporte concentran las moléculas de olor en los receptores de membrana. Como ligandos , las moléculas de olor se unen a los receptores de la membrana ciliar, lo que desencadena una vía de transducción para un estímulo que involucra a las proteínas G olf (primer mensajero), la enzima adenilato ciclasa y cAMP (segundo mensajero). El segundo mensajero provoca la apertura de los canales iónicos Ca 2+ / Na + presentes en la membrana plasmática del receptor olfativo, estos dos iones luego ingresan a la célula. El Ca 2+ provoca la apertura de un canal de Cl - , la salida de este ion provoca una despolarización de la membrana por lo que el receptor olfativo produce potenciales de acción . Estos impulsos van directamente al bulbo olfatorio, en la región prefrontal del cerebro , donde esta información (y la del gusto) es procesada por el cuerpo.
Cada tipo de receptor olfatorio (se enumeran 400 tipos diferentes de proteínas receptoras olfativas) parece poseer una sensibilidad particular, que parcialmente, pero no completamente, se superpone a la de otras células. Esto significa que una molécula definida activa un conjunto único de receptores (cada uno de estos receptores responde con una intensidad propia). Los axones de las neuronas olfativas que llevan el mismo receptor convergen hacia la misma estructura sináptica (glomérulo) ubicada dentro del bulbo olfatorio. Esta activación "geográfica" es luego reflejada por un patrón espacio-temporal neuronal particular dentro del bulbo olfatorio y es interpretado como un olor por el cerebro.
Los millones de olores detectables por los humanos son cada uno creado por una sustancia fragante estructuralmente distinta de las demás. Para ser olorosa, la sustancia debe tener un peso molecular entre ciertos valores y ser volátil. El mecanismo todavía se conoce relativamente poco, pero se ha logrado un progreso considerable en los últimos años en su comprensión tras el descubrimiento de los genes (más de 1000, o el 3% de los genes humanos) que codifican las proteínas receptoras de los olores. Dado que cada neurona olfativa expresa sólo uno o algunos de estos genes, son necesarios, por tanto, muchos receptores olfativos. El ser humano es así capaz de percibir miles o incluso miles de millones de compuestos olorosos gracias a un sistema de codificación combinatoria basado en la selectividad limitada de las neuronas receptoras olfativas ( fr ) . Estas neuronas que expresan el mismo gen del receptor olfatorio transmiten todos sus potenciales de acción a la misma pequeña área del bulbo olfatorio. Desde que existe el Homo sapiens , el 60% de sus genes olfativos se han perdido por inactivación genética, pero todavía tiene entre 350 y 400 activos en la actualidad.
El olfato humano se consideraba uno de los sentidos menos desarrollados. En el XIX ° siglo, y en la década de 1970, neuroanatomistas qualifiaient humana microsmate (débil desarrollo de las áreas del cerebro asociadas con el olfato) debido a su menor utilidad para la supervivencia ( sistema olfativo residual , después de haber eliminado la nariz bipedismo del sustrato terrestre), y se opusieron a especies macrosmáticas (roedores, cánidos). La literatura científica consideró que podía detectar 10.000 olores diferentes pero estudios realizados por científicos del comportamiento como Karl von Frisch en la década de 1970 demostraron que el hombre posee una discriminación cualitativa de olores finos y variados, que se producen sobre cantidades infinitesimales. Un estudio de 2014 sugiere que puede percibir más de un billón (1000 mil millones de s) de olores. Así, el olfato sigue siendo de gran importancia en la determinación consciente o inconsciente de nuestro comportamiento. En la práctica, existen dos umbrales de percepción. El más débil corresponde a la detección de un olor, pero que el sujeto no puede identificar. El segundo umbral corresponde a la identificación del olor en cuestión. Algunas moléculas, como los tioles , se detectan a tasas mucho más bajas que otras. Algunos animales son capaces de detectar moléculas mil millones de veces más diluidas que el umbral de nuestro sentido del olfato. Finalmente, existe la presunción de que determinadas moléculas (hormonas, feromonas ) son detectadas por el sistema olfativo, incluso si su percepción no se traduce en olor "consciente".
La percepción de un olor resulta de un estímulo muy rápido, casi instantáneo, que comprende varias informaciones, entre las que se encuentran la intensidad y la calidad del olor. En términos de intensidad, nuestro sentido del olfato se comporta como la noción de frío y calor. La intensidad de la señal es importante al comienzo de la percepción y luego disminuye gradualmente con la adaptación. Cualitativamente, nuestro sentido del olfato funciona igual que la noción de gusto. Podemos reconocer, apreciar y clasificar la calidad de un aroma, basándonos en respuestas instintivas y culturales.
Aunque siguen vías nerviosas distintas, el olfato y el gusto están estrechamente relacionados, y mucho de lo que se atribuye al gusto en realidad depende del olfato. Así, si el órgano olfativo está congestionado por un resfriado , las sensaciones gustativas se reducen considerablemente.
Ciertos mecanismos de tipo clave (molécula odorífera) - bloqueo (receptor) son conocidos y aceptados, pero no se comprenden completamente, como ocurre con otros campos que involucran fenómenos de reconocimiento de ligando - proteína ; no son suficientes para explicar el rendimiento y la rapidez de la respuesta olfativa (p. ej., el mecanismo del olfato no parece alterar la composición química de la molécula del olor y la física y la química clásicas no explican bien lo que dentro de un componente olfativo activa realmente el receptor ).
Los efectos cuánticos parecen explicar (al menos en parte) la eficiencia y la velocidad del olfato (ya que también parecen desempeñar un papel clave en el proceso de magnétodetección enzimática y ). Malcolm Dyson en 1938 y luego Wright en 1977 plantearon por primera vez la hipótesis de que las vibraciones moleculares de la molécula odorífera son las detectadas por el receptor (que luego podría, por ejemplo, transformar de cierta manera las variaciones térmicas de un producto oloroso en una señal que el cerebro comprende. ), pero esta hipótesis planteó la cuestión de saber cómo el receptor podría distinguir una fluctuación particular mientras que en las células y en cualquier organismo vivo todo fluctúa térmicamente constantemente.
En 1996 , Luca Turin sugiere que el receptor no detecta fluctuaciones térmicas, sino vibraciones mecánicas cuánticas de la sustancia olorosa, un proceso de este tipo ya se había observado en 1968 como un medio de transducción de señalización por Lambe y Jaklevik que había demostrado un " túnel de electrones inelástico "(IET) capaz de codificar información sobre energía molecular (vibraciones cuantificadas o fonones ) en la corriente resultante (el túnel inelástico corresponde a una transición que tiene lugar sin pérdida de energía para el electrón que atraviesa una barrera aislante (a través del efecto túnel) ), mientras que pierde energía en el caso de la transición elástica, un caso mayoritariamente dominante). Tal efecto biológico es posible en los receptores de la nariz; la regla de oro de Fermi es para la transferencia de un electrón, teniendo el odorizante solo una presencia débilmente interferente; la célula receptora no olería este olor, pero de alguna manera lo oiría (a través de fonones, no por un sistema de tipo timpánico , sino por un sistema de interacciones que tienen lugar a escala atómica, dentro del alcance de la física cuántica y / o química cuántica . Bastaría con que el agente aromático roce el sitio de unión del GPCR (barrera aislante), que se adhiere allí brevemente a través de un sistema donante / aceptor de electrones, lo que permite la transferencia de un electrón (causado por la perturbación efecto de la mera presencia del odorante) .Si la transferencia de electrones es inelástica, es discriminatoria y la molécula odorante puede identificarse por su excitación fonona . Este modelo es compatible con el reconocimiento de moléculas quirales por olfato.
Probar esta hipótesis es teóricamente bastante fácil, gracias al hecho de que una vibración molecular cambia con sustituciones isotópicas. De hecho, el isótopo tiene un tamaño / masa que varía ligeramente, lo que implica un cambio vibratorio (sin modificar ninguna otra propiedad física si el isótopo no es también radiactivo). La sustitución de un solo átomo del odorizante por uno de sus isótopos (átomo de oxígeno o hidrógeno, por ejemplo, reemplazado por uno de sus isótopos) debe entonces cambiar el olor percibido por el sujeto que inhala el odorizante ... una diferencia que difícilmente podría explicarse mediante hipótesis no cuánticas).
Sin embargo, la percepción humana de los olores está modulada por factores subjetivos y culturales que pueden complicar la experimentación. Además, los primeros experimentos dieron resultados inclinados a veces en una dirección, a veces en la otra:
Al igual que los otros sentidos, el olfato se puede realzar con la atención. Su intensidad también depende del ritmo circadiano . Por tanto, se ha demostrado en ratas de laboratorio que el comportamiento de la respuesta neuronal a un olor varía según la hora. Así, en la rata, un olor que se considera biológicamente neutro ( aceite de madera de cedro o aceite mineral ) es un estímulo olfativo mejor percibido en el período nocturno subjetivo por el sentido del olfato de la rata que en el día subjetivo, lo mismo para un olor biológico. . relevantes ( alarma ) como la de la orina del zorro rojo , uno de los principales depredadores potenciales de la rata.
En la década de 1960, una investigación realizada por el profesor Lipsitt demostró que existen capacidades de aprendizaje y detección de olores en los recién nacidos. Incluso en el útero , el sistema olfativo fetal es uno de los primeros sentidos que se implanta entre las 11 y las 15 semanas.
La exposición del feto a sustancias olorosas transportadas por el líquido amniótico le da una primera experiencia olfativa que probablemente influirá en sus preferencias después del nacimiento.
A nivel anatómico, el sistema olfativo está formado por dos estructuras, el sistema olfatorio principal cuya estimulación induce sensaciones olfativas y el sistema trigémino que induce sensaciones somatosensoriales (táctil, térmica, dolorosa, humedad). Hay una tercera parte llamada " órgano vomeronasal " , que se encuentra en la abertura de las fosas nasales. En los seres humanos, el órgano vomeronasal se encuentra todavía en un estado rudimentario, ya que su nervio aferente desaparecer de la 18 ª semana de vida embrionaria. No parece ser funcional, pero su implicación en la detección de feromonas es objeto de mucho debate (Giorgi et al., 2000; Foltan y Sedy, 2009; Mast y Samuelsen, 2009). En muchas especies de vertebrados este órgano sensorial está ligado a la percepción de feromonas para su reproducción o al marcaje de su territorio por ejemplo.
Los trastornos del olor se denominan disosmias .
Cuantitativo Anosmia e hiposmiaLa pérdida del olfato se llama anosmia , su disminución sustancial se llama hiposmia . La mayoría de las veces se debe a un trauma, ciertas intoxicaciones (intoxicación crónica por plomo, por ejemplo, para los ancianos) o un virus ( SARS-CoV-2 , responsable de COVID-19 ) o infecciones mal tratadas ( rinitis aguda , ...), pero también puede ser de origen genético o congénito o seguir a la toma de ciertos medicamentos .
La anosmia puede afectar a todos los olores o solo a algunos de ellos (anosmias específicas). A menudo se acompaña de ageusia (su equivalente relacionado con el gusto), aunque esta disminución del gusto se observa en personas que pierden el sentido del olfato tardíamente. A veces, la pérdida del olfato es una señal de que los senos nasales están bloqueados, especialmente en la enfermedad de poliposis nasal .
La anosmia es una de las señales de advertencia de enfermedades neurodegenerativas , como la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson , u otros problemas distintos de las pérdidas sensoriales "normales" asociadas con el envejecimiento. También se ha observado, en ratones de laboratorio modificados para producir de forma natural placas amiloides, reproduciendo así lo que se observa en humanos en el caso de la enfermedad de Alzheimer, que la primera parte afectada por la degeneración del cerebro es la responsable del olor a el ratón (ubicado entre el centro del cerebro y el hocico). Los primeros síntomas son un descenso rápido y notorio del olfato, detectado desde las primeras placas, alrededor de los 3 meses (en ratones modificados). Por tanto, una prueba olfativa podría ser una de las alternativas a los métodos más caros (escáner, etc.) de diagnóstico precoz de la enfermedad de Alzheimer ”.
La pérdida del olfato tiene varios efectos en las personas que se ven afectadas: a menudo induce un período de fuerte depresión , acompañada de diversos síntomas, que incluyen una disminución del apetito y la libido y la excitación sexual en particular. Cuando es grave, se asocia con un mayor riesgo de accidente doméstico.
Una prueba eficaz independientemente de la edad y cultura del paciente y que no involucre habilidades de memoria se basa en la inhalación de aromas muy desagradables: una persona normal (por reflejo) bloquea su respiración desde el inicio de la inhalación, mientras que una deficiente inhala por más tiempo. antes de detectar el olor o no detectarlo.
HiperosmiaLa hiperosmia es un aumento de la capacidad olfativa, por ejemplo, tiene la capacidad de identificar a la última persona que abandona una silla con su olor. Encontramos este síntoma en personas con cefalea en racimos de migraña o insuficiencia suprarrenal primaria crónica .
Cualitativo CacosmiaTrastorno de olores que hace que a los pacientes les gusten o perciban olores fétidos, putrefactos o desagradables. La cacosmia puede tener un origen fisiológico (rinitis, sinusitis, tumor) o psicológico. A menudo se confunde con cacostomía que designa la exhalación de olores desagradables. Estos provienen de trastornos funcionales (de la boca o del sistema digestivo).
ParosmiaLa parosmia es una distorsión de un olor a otro olor, generalmente desagradable.
FantosmiaLa fantosmia (o fantosmie) es un olor fantasma que se produce sin que haya una fuente de olor presente. Puede ser agradable o desagradable.
En Francia, las operaciones de la “nariz de Cleopatra” que piden a los ciudadanos que anoten sus sensaciones olfativas en la ventana o en el balcón una vez al día, han permitido seguir mejor el camino de cierta contaminación en las ciudades industriales (por ejemplo, Calais ), al mapear estas datos, cruzados con los del clima.
Bioinspiración : los investigadores están tratando de inspirarse en el olfato animal para desarrollar una nariz artificial .