χημεία   από τον Σταυρακαντωνάκη Γιώργο   Χημικό -Λύκειο Γαζίου Ηράκλειο                         mailto:stayrakant@sch.gr

Η ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΟΣΦΡΗΣΗΣ και το CHANEL No5

    Είναι εντελώς φυσικό να θέλουμε να ελκύουμε τους άλλους ανθρώπους, όταν συζητάμε με αυτούς
ή όταν φλερτάρουμε. Πώς κοινοποιούμε αυτή την επιθυμία στους γύρω μας ;
Η γλώσσα του σώματος είναι ο ένας τρόπος, η οσμή είναι ο άλλος. Και τα δύο λειτουργούν
στη "χημεία" μας, αλλά χρησιμοποιώντας την αίσθηση της όσφρησης, το μήνυμα είναι καθαρά χημικό.
    Η αίσθηση της όσφρησης στους ανθρώπους είναι λιγότερη ισχυρή σε σύγκριση με τα ζώα και βέβαια
η όσφρηση είναι η τελευταία από τις αισθήσεις που κατανοήθηκε.
Μέσα στη μύτη μας συμβαίνει μια μοριακή αλληλεπίδραση. Υπάρχουν αισθητήρες που μπορούν
γρήγορα να παγιδέψουν και να ανιχνεύσουν μόρια που μεταφέρονται με την αναπνοή.
Εάν εφαρμόζουν στο σωστό υποδοχέα, θα αναγνωριστούν και αυτό θα μεταφερθεί στον εγκέφαλό μας.
Στην πραγματικότητα υπάρχουν διάφοροι τύποι υποδοχέων και η ενεργοποίηση των συνδυασμών τους καθορίζει την οσμή που καταλαβαίνουμε.
    Σε χημικό επίπεδο, ένα βιολογικό κύτταρο είναι ένας σάκος που περικλείεται με τη μεμβράνη,
γεμάτος με μοριακά σχήματα που αλληλεπιδρούν σε ένα υδατώδες υγρό.
    Οι σύνθετες διαδικασίες μέσα σε έναν οργανισμό συχνά αρχίζουν με ένα μοριακό "κλειδί" που
εφαρμόζει σε μια αντίστοιχη μοριακή "κλειδαριά". Το κλειδί μπορεί να είναι ένα μικρό μόριο που
κυκλοφορεί σε ένα υγρό του σώματος, ενώ η κλειδαριά είναι συνήθως είναι ένα μεγάλο μόριο,
γνωστό σαν υποδοχέας, που συχνά βρίσκεται μέσα σε μια κυτταρική μεμβράνη.
Η επιφάνεια του υποδοχέα περιέχει μια κοιλότητα με συγκεκριμένο σχήμα (θέση του υποδοχέα),
που εκτίθεται στο υγρό που περνάει. Χιλιάδες μορίων διέρχονται από αυτή τη θέση, αλλά όταν
ένα μόριο έχει το κατάλληλο σχήμα (το μοριακό "κλειδί") και φτάνει στον υποδοχέα, αυτός το "αρπάζει"
μέσω διαμοριακών έλξεων και αρχίζει η βιολογική επίδραση.
    Ας δούμε πώς λειτουργεί αυτό το συνταίριασμα στην όσφρηση. Μια ουσία πρέπει να έχει ορισμένες ιδιότητες για να έχει οσμή. Για να ταξιδεύει μέσω του αέρα, πρέπει να είναι αέριο ή ένα υγρό ή στερεό που να περνάει εύκολα στην αέρια φάση. Για να φτάσει στον υποδοχέα πρέπει να είναι διαλυτό, έστω
σε μικρή έκταση, στη λεπτή ταινία υδατικού διαλύματος που περνάει από ρηνικές διόδους.
    Ακόμα πιο σημαντικό είναι το ότι το μόριο με την οσμή ή ένα μέρος του πρέπει να έχει σχήμα που εφαρμόζει σε έναν από τους οσφρητικούς υποδοχείς που καλύπτουν απολήξεις νεύρων βαθιά στις ρινικές διόδους. Οταν συμβεί αυτό, οι νευρικές ωθήσεις φτάνουν στον εγκέφαλο που τις μεταφράζει
σαν μια ειδική οσμή.
  Στη δεκαετία του '50, εισήχθηκε η στερεοχημική θεωρία της όσφρησης για να εξηγήσει τη σχέση μεταξύ
της οσμής και του μοριακού σχήματος. Η βασική της προϋπόθεση είναι ότι το σχήμα του μορίου
(και μερικές φορές η πολικότητά του) και όχι η χημική σύστασή του είναι η πρωταρχική ανίχνευση
της οσμής του. Σύμφωνα μ' αυτή τη θεωρία, υπάρχουν επτά πρωταρχικές οσμές και καθεμιά αντιστοιχεί
σε ένα από τους επτά διαφορετικούς τύπους των οσφρητικών υποδοχέων.
Οι επτά οσμές είναι : καμφορά, μοσχοβόλος, ανθώδης, μέντας, αιθέρα, καυτερή και σαπίλας (οι δύο τελευταίες οσμές εξαρτώνται περισσότερο από την πολικότητα των μορίων, παρά από το σχήμα τους).
  Πολλές προβλέψεις της θεωρίας αυτής επιβεβαιώθηκαν πειραματικά. Αν δύο ουσίες εφαρμόζουν
στον ίδιο υποδοχέα, πρέπει να έχουν την ίδια οσμή, ακόμα και αν η σύστασή τους διαφέρει.
Η καμφορά, το εξαχλωροαιθάνιο και το κυκλοοκτάνιο, ουσίες με διαφορετική σύσταση, ταιριάζουν
και οι τρεις στον υποδοχέα καμφοράς και πραγματικά έχουν τέτοια οσμή. Αν διαφορετικά τμήματα
ενός μορίου ταιριάζουν σε διαφορετικούς υποδοχείς, το μόριο πρέπει να έχει ανάμικτη οσμή.
Τμήματα του μορίου της βενζαλδεϋδης ταιριάζουν στους υποδοχείς καμφοράς, ανθώδους και μέντας
που σημαίνει τελικά μυρωδιά αμυγδάλου. Πραγματικά, άλλα μόρια που έχουν την ίδια μυρωδιά,
ταιριάζουν και στους τρεις υποδοχείς.
    Παρ' όλα αυτά, η πρόβλεψη της οσμής μόνον από το σχήμα δεν είναι τόσο απλή.
Ενας από τους βασικούς λόγους αποτυχίας είναι ότι ένα μόριο στην αέρια φάση μπορεί να έχει πολύ διαφορετικό σχήμα από το σχήμα που θα έχει στο διάλυμα, από το οποίο το ανιχνεύει ο υποδοχέας.
    Στις αρχές της δεκαετίας του '90 αποδείχθηκε η παρουσία 1000 υποδοχέων και πιστεύεται ότι με
τους διάφορους συνδυασμούς, ένας άνθρωπος μπορεί να διακρίνει πάνω από 10.000 οσμές.
    Αν και η βασική αρχή της παλιάς θεωρίας γίνεται δεκτή - ότι η οσμή εξαρτάται από το μοριακό σχήμα -
η φύση της εξάρτησης είναι σύνθετη και είναι περιοχή έρευνας για τις βιομηχανίες τροφίμων, καλλυντικών
και εντομοκτόνων. Η αίσθηση της όσφρησης είναι τόσο ζωτική που το σημείο αυτό είναι πεδίο έρευνας
και για βιολόγους.
  Πολλές άλλες βιοχημικές διεργασίες ελέγχονται από την εφαρμογή ενός μορίου σε μια θέση υποδοχέα
σε ένα άλλο μόριο : τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που εφαρμόζουν σε ορισμένες θέσεις και διευκολύνουν
έτσι τις αντιδράσεις, νευρικές ωθήσεις μεταφέρονται όταν μικρά μόρια απελευθερώνονται από ένα νεύρο
και εφαρμόζουν σε υποδοχείς σε ένα άλλο, οι ορμόνες ρυθμίζουν την απελευθέρωση ενέργειας και
την ανάπτυξη με την εφαρμογή και ενεργοποίηση υποδοχέων, όπως επίσης η λειτουργία των γονιδίων καθορίζεται όταν συγκεκριμένα νουκλεϊνικά οξέα εφαρμόζουν σε ειδικές θέσεις άλλων.
Πραγματικά, καμία άλλη μοριακή ιδιότητα δεν είναι τόσο κρίσιμη για τα ζώντα συστήματα, όσο το σχήμα.
 

Η Chanel κάνει την επανάσταση

Η Μέριλιν Μονρόε, όταν ρωτήθηκε τι φοράει όταν κοιμάται, απάντησε : "μόνο δύο σταγόνες Chanel No5".

Το Chanel No5 κατέχει μιαν ιδιαίτερη θέση στην ιστορία της Χημείας, γιατί είναι το πρώτο άρωμα που περιείχε ένα συνθετικό συστατικό. Το 1921 στο Παρίσι η σχεδιάστρια μόδας Gabrielle "Coco" Chanel ζήτησε ένα άρωμα να συνοδεύσει τη συλλογή της και αυτό δημιουργήθηκε από τον Ernest Beaux,
που ανάμεσα στα άλλα φυσικά συστατικά χρησιμοποίησε και μια αλδεϋδη, την 2-μεθυλο-ενδεκανάλη,
ένα συνθετικό συστατικό.
Το μυστικό του Chanel No5 δεν ήταν μόνο τα συστατικά του, αλλά και οι αναλογίες τους.
Μέχρι που να αναπτυχθούν οι σύγχρονες μέθοδοι ανάλυσης παρέμεινε εφτασφράγιστο μυστικό.