olfatto, il senso chimico

I L S E N S O C H I M I C O
olfatto
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Riflessioni sull’olfatto
 “Che cos’è che plasma il nostro comportamento
quotidiano? Quali input trasmessi al cervello creano
le motivazioni che determinano la qualità della
nostra vita quotidiana, influenzano le decisioni che
prendiamo sulla salute, sull’alimentazione,
sull’amicizia e in generale sui rapporti sociali? Se ci
limitiamo solo alle sensazioni ovvie, non cogliamo i
fattori più profondi. Tra questi l’olfatto gioca un
ruolo decisivo, benché nascosto”.
 G.M. Shepherd- All’origine del gusto

Il senso comune dell’olfatto
 Gli scienziati, in questi
ultimi decenni, hanno
molto rivalutato l’olfatto
riconoscendone il ruolo
centrale nel produrre
sapore ed evocare ricordi.
 L’olfatto però non ha mai
goduto di grande
considerazione in passato
e, anche nella nostra
percezione, la sua funzione
non ha lo stesso peso di
vista e udito

L’ opinione di un greco famoso
 Parlando di odorato
Aristotele ( IV sec.a.C
diceva):
“La ragione è che questa
sensazione non l’abbiamo
perspicua , ma inferiore a
molti animali e in realtà
l’uomo sente gli odori
mediocremente e
percepisce l’odore solo se è
piacevole o spiacevole,
prova che l’organo
sensoriale non è in noi
perspicuo”.

Ipse dixit
 Nel pensiero di Aristotele era il tatto il senso
più importante e questa idea ebbe una gran
fortuna se, verso la fine del XVII sec. d.C.
(e ne eran passati di secoli!), uno studioso
nato a Roma e vissuto nel Granducato di
Toscana, la riprendeva per stilare una
gerarchia dei sensi.

Gerarchia dei sensi
 Nel 1695 Lorenzo
Magalotti, un virtuoso
dell’arte degli odori, sosteneva
che l’odorato era fra tutti i
sensi quello meno perfetto;
almeno per l’uomo, perché
ben diversa era la situazione
degli altri animali.
 Il Magalotti sosteneva anche
che l’uomo riceve stimoli dal
mondo esterno attraverso i
sensi, ma questi non sono
ugualmente attendibili per
quel che riguarda la realtà
obiettiva delle corrispondenti
percezioni.

Lorenzo Magalotti
Famosissime ed originali le sue
“Lettere sulle terre odorose d’Europa e
d’America dette volgarmente buccheri”
scritte alla marchesa Ottavia Renzil Strocchi, nel
1693, dove l’autore, a partire dalla moda tardo-
seicentesca delle argille profumate, con “l’anima a
fior di pelle” insegue l'”incognito indistinto” di un
profumo, di un’impalpabile essenza.

Gerarchia dei sensi
 Secondo Magalotti la
gerarchia tra i sensi sarebbe
così ordinata:
 tatto
 vista
 udito
 gusto
 odorato
Gerarchia che trova sua
conferma nell’uso di alcune
locuzioni
-Questa cosa si tocca con mano-
massima inconfutabilità
-Questa cosa si vede con gli
occhi-
qualche dubbio
-Questa cosa si sente bisbigliare-
c’è possibilità di fraintendere
-Questa cosa si comincia
assaporare
siamo ancora indietro
-Questa cosa si subodora-
se ne sa davvero molto poco

Gerarchia dei sensi
 Anche nella nostra
attuale cultura si
attribuisce più
importanza a vista e
udito considerati sensi
dell’ intelletto
dimenticando che
proprio gusto e olfatto
assolvono un
importantissimo compito
di protezione aiutandoci
per esempio a
distinguere i cibi avariati
 Se vedere e sentire sono
forme di sapere vale la
pena ricordare che
sapere, in tutte le lingue
romanze deriva dal latino
assaporare, gustare,
avere odore.

I sensi
 Tutto quanto ci è dato di sapere del nostro
mondo, della sua natura e delle sue
dinamiche, giunge a noi attraverso gli
organi di senso, in modo diretto o indiretto
che sia.

I sensi
 Andando a considerare uno ad
uno i 5 sensi ufficiali, notiamo
che alcuni di essi (olfatto e
gusto) sono basati su
interazioni chimiche dirette,
alla stregua di veri e propri
metodi di analisi
composizionale, mentre altri
(vista, udito e in parte
tatto) risentono della natura
chimica di un oggetto o di un
fenomeno in modo
decisamente più indiretto.

vista
 Quello che noi
percepiamo è il frutto
dell’interazione della
radiazione
elettromagnetica con le
molecole che
compongono il
materiale di cui è fatto
il corpo.
 A supporto della
percezione visiva c’è una
membrana chiamata retina
e fotorecettori noti come
bastoncelli e coni.
La radiazione che siamo in grado di
percepire corrisponde a un range molto
limitato di lunghezze d’onda e viene
trasformata in un impulso nervoso
trasmesso lungo il nervo ottico.

colori
 Ora i colori sono classificati e
riproducibili: Pantone è
un'azienda statunitense che si
occupa principalmente di
tecnologie per la grafica, della
catalogazione dei colori e della
produzione del sistema di
identificazione di questi ultimi.
Divenuto standard internazionale
per quanto riguarda la grafica, è
ultimamente utilizzato anche per la
gestione dei colori nel mondo
dell'industria e della chimica.
 https://it.wikipedia.org/wiki/Pantone.
Con l’esperimento cruciale di Newton
(1642-1727), è stata svelata la natura dei
colori .

UDITO
 Il suono è dovuto alle onde di
compressione/decompressione
nell'aria che fanno vibrare il
nostro timpano. Le vibrazioni
vengono rilevate da particolari
cellule nelle orecchie, che
inviano un messaggio al
cervello.
 L’apparato uditivo umano è
sensibile a uno spettro di
frequenze acustiche
abbastanza ampio, che va
da 20 Hz a ca. 20.000 Hz.

Tatto
 Gli organuli del tatto,
nella nostra pelle,
rilevano pressione,
freddo, caldo e altre
proprietà dei corpi e
spediscono un
messaggio al cervello
 Ciò che percepiamo con
il tatto corrisponde
all’organizzazione
spaziale macroscopica
della materia sulla
superficie dell’oggetto.

Gusto
 Quando alcune molecole
vengono in contatto con
la nostra lingua, attivano
i recettori che si trovano
nelle papille, che inviano
messaggi al cervello .
 Il gusto è forse il più
rudimentale dei sensi umani.
Ha però il grande vantaggio di
essere in grado di percepire
molecole tipicamente non
volatili.
 I carboidrati semplici
responsabili del dolce, gli
alcaloidi , associabili a veleni
e all’amaro, i Sali e gli acidi
carbossilici.

Il gusto
 il gusto è in grado di discernere pochissime sensazioni
diverse: dolce, amaro, acido e salato, alle quali si è
recentemente aggiunto l’umami (il sapore del
glutammato).
 il piccante sembra che derivi da una semplice
stimolazione dei recettori sensibili al calore, quindi di
tipo tattile,
 il gusto allappante, anche detto “tannico”, tipico dei
polifenoli, sembra essere correlato direttamente alla
denaturazione delle proteine naturalmente presenti nella
bocca dell’assaggiatore, e questo spiegherebbe perché
l’acqua non lo elimina.

L’olfatto
 Le molecole
evaporano dagli
oggetti che ci
circondano e
arrivano al nostro
naso dove attivano
cellule speciali che
trasferiscono il
messaggio al cervello.
 In realtà le cose non sono
così semplici e ancora il
meccanismo dell’odorato
riserva qualche mistero

L’olfatto
 Alcune delle caratteristiche più affascinanti della
fisiologia degli odori fu scoperta dai vincitori del
nobel per la medicina del 2004, Linda Buck e
Richard Axel. In contrasto con il modello a
serratura/chiave, semplice ma specifico, che
governa sapore, scoprirono che l’odore è il risultato
del lavoro di un insieme di cellule sensoriali. Un
certo tipo di molecole odorose interagisce con più di
un tipo di ricettori cosicché la sensazione finale è
dovuta all’azione combinata di tutti i ricettori che
sono stati attivati.

olfatto
 Si possono ottenere delle immagini olfattive
utilizzando fMRI (Risonanza magnetica funzionale)
ed esponendo cavie agli odori mentre la macchina è
in funzione.
 Così facendo, si ottiene l’immagine dell’attività dei
glomeruli attivati da ogni singolo odore, una sorta di
mappa spaziale
 Probabilmente il riconoscimento degli odori avviene
attraverso l’interpretazione da parte del cervello di
queste mappe.

I sensi “ chimici”
 Osservando le schede relative ai sensi possiamo
notare che tutti i sensi funzionano per mezzo
di cellule speciali che raccolgono gli stimoli e
inviano messaggi al cervello
 Due sensi, gusto e olfatto, rilevano direttamente le
molecole
 Potremmo quindi etichettarli come i più chimici
dei nostri sensi

Come funziona l’olfatto?
 Per essere percepite dai nostro naso, le molecole devono
essere lipofile, piccole (peso molecolare <300Da) e
volatili.
 Le molecole profumate si liberano nell’aria dal fluido o
solido che le contiene.
 Il tessuto sensibile , chiamato epitelio olfattivo è un
mucosa che si trova in fondo alla cavità nasale.
 Le molecole odorose raggiungono quest’area (a circa 7
cm dalle narici) nell’aria che respiriamo.
 Se l’odore è debole, dobbiamo sniffare 2 o 3 volte per
costringere l’aria verso la membrana sensoriale.

 Nell’epitelio olfattivo, le
molecole si dissolvono
nella mucosa e si
accoppiano con i
recettori degli odori che
sono situati sulla
membrana plasmatica
delle celle sensoriali. Le
cellule spediscono
degli impulsi nervosi
al cervello che associa
l’odore con la sostanza
che lo produce (per
esempio una rosa).

 Il cervello ci permettere di riconoscere
l’odore anche se non vediamo l’oggetto che
emette il profumo, come per esempio il
profumo di una torta nel forno.
 Oppure lo classifica come sconosciuto come
quando si entra in un ristorante esotico per
la prima volta.

 Il sistema di attivazione
del recettore crea un
vasto repertorio di odori
percepibili. Si stima infatti
che noi siamo in grado di
ricordare circa un
migliaio di odori e
distinguerli a seconda di
una quantità di fattori che
dipendono dell’età,
dall’esperienza, dalla
sensibilità individuale.

Ricapitolando
Che cosa succede quando si annusa una rosa?
 Le molecole evaporano dalla rosa
 Fluttuano nell’aria arrivano al naso e colpiscono
l’epitelio olfattivo
 Raggiungono i ricettori e vi si inseriscono
 Le cellule dei recettori si attivano e spediscono un
messaggio al cervello
 Si riconosce l’odore della rosa

Non tutto odora!
 Che cosa deve succedere perché un oggetto
sia profumato?
 Devono esserci molecole che si stacchino
dall’oggetto e raggiungano il nostro naso.
 Esistono sostanze volatili che non hanno nessun
odore perché non possediamo recettori in grado di
rilevarle.

Come mai alcune cose non odorano?
 Da alcune cose
evaporano
pochissime molecole,
troppo poche per
attivare i ricettori
olfattivi.
 Un esempio: l’oro è
inodore

Come mai alcune cose non odorano?
 Da altre sostanze si
liberano molecole
volatili che non hanno
nessun odore.
 Esempio: il metano.
Noi non abbiamo recettori
per rilevarne la presenza.
Per questo, al metano,
viene addizionato
etantiolo una sostanza il
cui odore è rilevabile
anche in quantità
piccolissime.

Perché gli animali hanno un odorato migliore del
nostro?
 1) hanno un maggior numero di ricettori. L’epitelio
olfattivo dei segugi è di 60 cm2, contiene 300 milioni
di ricettori ed è in grado di percepire piccolissime
quantità di sostanza.
 2) hanno diversi tipi di ricettori. Possono percepire
odori che noi non riusciamo a sentire.
 3) grandi porzioni del loro cervello sono dedicate a
questa funzione

Animali e olfatto
 Le unità cinofile sono
fondamentali in
numerosi scenari.
Dall’intervento in caso di
valanga e di terremoti
alla ricerca in superficie
 Corto, il cane eroe di
Amatrice ospite al
festival di Sanremo.
Durante le operazioni di
soccorso, trovò un’intera
famiglia con un bimbo di
8 mesi.

Animali e olfatto
 I cani molecolari, chiamati
così dalla stampa, sono
segugi dal grande potere
olfattivo, in grado di
seguire una pista umana
anche dopo diverso tempo
dal passaggio del soggetto
in un luogo.
 Il loro naso è in grado di
percepire e distinguere
anche le più piccole
particelle di odore e a
mantenere in memoria le
tracce individuate, capacità
sviluppata grazie a un
addestramento speciale.

Il sapore
 In che modo gusto e odorato sono connessi?
 La lingua può riconoscere solo dolce, amaro, aspro,
salato e umami, tutto il resto è in realtà odore.
 Per esempio: il sapore dell’ananas risulta dalla
combinazione di dolce, aspro e dall’odore dei suoi
componenti.

Sapore
In che modo le molecole volatili raggiungono il
naso?
 Quando si inspira e si parla di olfatto ortonasale
 Da dentro la bocca fino la gola mentre si mastica e
questo si chiama olfatto retronasale

Il sapore
 Quando sentiamo il sapore del cibo in bocca non
avviene perché lo annusiamo (inspiriamo), bensì
perché espiriamo emettendo piccoli sbuffi di odore
dal cibo e dalle bevande dal retrobocca e all’indietro
attraverso i passaggi nasali mentre mastichiamo e
deglutiamo.
 Questo tipo di olfatto viene chiamato
Olfatto retronasale
G.M. Shepherd- All’origine del gusto

Esperimenti!
 Per provare come il sapore di un cibo non possa
comporsi senza l’aiuto dell’olfatto, puoi fare un
piccolo esperimento:
 poni in bocca e mastica qualcosa con un sapore ben
definito, per esempio una caramella agli agrumi, poi
tappati il naso e continua a masticare - dopo alcuni
secondi, il sapore scomparirà e rimarranno le
sensazioni di dolce e agro.

Il sapore
 Perché lo shampoo alla
fragola ha un buon odore
ma un pessimo sapore?
 Perché con l’odorato si
percepiscono solo le
molecole volatili, con il
gusto anche le altre,
sapone compreso.

Abilità linguistica
 La nostra abilità linguistica nel dare un nome agli
odori è molto meno evoluta rispetto alla capacità del
nostro naso di riconoscerli. Succede un po’ come per
il riconoscimento dei volti.
 E’ facile riconoscerli ma molto meno facile descriverli

Come si classificano gli odori?
Classificare gli odori in un piccolo numero di classi non
è così facile come per I sapori (dolce,aspro,salato,amaro
e umami).
Di un odore si può dire: floreale (gelsomino), speziato
(zenzero, pepe), fruttato, (acetato di ethile), resinato
(fumi di resine), marcio (uova andate a male), bruciato
(catrame), muschio, canfora, rancido (acido isovalerico,
acido isobutirrico), acre (acido formico, acido acetico) e
questa lista potrebbe continuare.
Se ci concentriamo solo sulla chimica, si può attribuire a
ciascun gruppo funzionale un odore caratteristico

Classificazione chimica degli odori

Classificazione
 Come si vede il gruppo funzionale non corrisponde a
un solo tipo di odore; per esempio gli esteri sono
responsabili dell’odore delle colle e della frutta!

La ruota degli aromi dei vini
 Ann C. Noble ricercatrice
presso la University of
California di Davis ha
dedicato la vita all’analisi
scientifica della
degustazione dei vini e
ha ideato questa ruota
nella quale in tre cerchi
concentrici ha disposto
tutti i termini con cui è
possibile descrivere i vini

Come classificare i profumi?
 Nessuna fragranza è un’entità a sé. Un
profumo non è una somma di odori ma
è strutturato secondo note olfattive,
che gli esperti hanno ordinato in sette
famiglie.

Famiglie olfattive
agrumata fiorita fougere cypre orientale legnosa
Bergamotto
,mandarino
,limone,
petitgrain
Rosa,
gelsomino,
tuberosa,
fiori di
arancio
Lavanda,
muschio di
quercia,
geranio
cumarina
Bergamotto
muschio di
quercia,
pachouli,
cistus
Benzoino
vaniglia,
labdano,
zibetto.
Legno di
cedro, legno
di sandalo,
pachouli,
vetiver

Fine

Fonti
G.M. Shepherd- All’origine del gusto- Codice Edizioni 2014
http://www.chimicare.org/blog/filosofia/la-chimica-dei-sensi-o-il-senso-per-la-
chimica/

olfatto, il senso chimico

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