Pesquisadores da School of Medicine da Universidade de Pittsburgh dizem ter descoberto o mecanismo subjacente na forma como sentimos cheiro que tem deixado pesquisadores perplexos por décadas.
Em um artigo publicado on-line na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, a equipe relata que, surpreendentemente, o mecanismo de como sentimos cheiros segue um princípio de física simples, chamado de cooperatividade.
A inalação de um perfume envia uma mistura complexa de moléculas de odor para a parte de trás do nariz, onde eles se ligam a receptores especializados que se encontram ligados milhões de neurônios olfativos. A ativação destes receptores envia sinais para os neurônios olfativos e deles para o cérebro, onde o cheiro é decifrado. Assim é explicado como sentimos cheiros.
Neurônios individuais têm apenas um único tipo de receptor e, portanto, reconhecer moléculas de odor específicas. No entanto, centenas de diferentes tipos de receptores olfativos são encontrados, e expressa, em números aproximadamente iguais toda a população de neurônios, que permite que uma pessoa detecte uma grande variedade de aromas, explica o investigador Jianhua Xing, Ph.D.
“Nas últimas décadas, os neurocientistas têm tentado descobrir como a natureza realiza estes dois objetivos: selecionar um, e apenas um, tipo de receptor olfativo para cada neurônio, enquanto, ao mesmo tempo, garantir que todos os tipos de receptores são representados em toda a população de neurônios “, disse o Dr. Xing.
Os mistérios de como sentimos o cheiro têm gerado muitas observações experimentais sobre como receptores olfativos realmente funcionam. No novo estudo, Dr. Xing e seus colegas usaram estes dados experimentais existentes para criar um modelo computacional de como a expressão do receptor olfativo pode ser tanto uniforme em um único neurônio, mas muito diversificada em toda a população de neurônios. Eles então usaram este modelo para prever corretamente várias descobertas adicionais que foram demonstrados por outros grupos de pesquisa, demonstrando que o seu modelo é válido.
Surpreendentemente, o modelo sugere uma regulação de três pinos de expressão do gene do receptor olfactivo, que segue um princípio física básica chamado cooperatividade, em que os elementos de um sistema influenciam o comportamento de uma outra, em vez de funcionar independentemente. Cooperatividade pode explicar muitos fenômenos, como a transição entre os estados líquido e vapor, por que óleo e água não se misturam, e até mesmo outros processos biológicos, tais como a forma como a proteína se dobra.
“Estamos espantados que a natureza tem resolvido o processo de engenharia aparentemente assustadora de expressão do receptor olfativo de uma forma tão simples”, disse Dr. Xing.
As descobertas abrem caminho para novas previsões sobre como sentimos cheiros, como receptores olfativos funcionam e como podem ser testados em experimentos futuros, cujos resultados irão ajudar a equipe refinar seu modelo e fazer ainda mais previsões.