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Los mecanismos biológicos del sentido del olfato

Durante mucho tiempo se pensó que los olores podían reducirse a siete: alcanforado, almizclado, floral, mentolado, etéreo, picante y pútrido, hoy se sabe que el número es mucho mayor: alrededor de 4.000, con estructuras muy variadas. Lo que no facilita, en modo alguno, la tarea de los biólogos que tratan de comprender el funcionamiento de nuestro aparato olfativo.

Con sólo siete olores básicos, era fácil imaginar un sistema en el que sólo siete tipos de neuronas olfativas, en el interior de la nariz, captarían cada uno de esos olores. Un poco como si fueran cerraduras que sólo aceptan su llave. Pero la variedad de las estructuras químicas de las moléculas odoríficas desmintió esa hipótesis, y la cuestión crucial se replanteó ¿Cómo nos las arreglamos para distinguir varios miles de olores diferentes? La percepción de un olor conlleva, al igual que los otros sentidos, varias etapas, algunas de las cuales se conocen bien.

En el interior de la nariz, la cavidad nasal está recubierta por una fina capa de células diversas; entre ellas, neuronas olfativas en un número que va de 10 a 100 millones, con células-cepa que aseguran la renovación de esas neuronas, las únicas que se renuevan a lo largo de la existencia. Las neuronas olfativas son bipolares: por un lado, apuntan hacia la cavidad nasal, terminando en minúsculas pestañas sumergidas en una capa de mucosidad, y por otro, se prolongan en un axón. Los axones de todas las neuronas olfativas se reúnen en el bulbo olfativo, auténtico centro de selección y análisis de las informaciones procedentes de la nariz.

El propio bulbo olfativo despacha luego las informaciones hacia distintos puntos del cerebro, donde son a un tiempo percibidas conscientemente y almacenadas en la memoria.

Aunque se conoce bastante bien el trayecto de las informaciones olfativas, los biólogos aún no cuentan con ciertos datos, especialmente en dos campos: el detalle preciso del tratamiento de las informaciones en el cerebro, y la percepción de las moléculas odoríferas por las terminaciones nerviosas de las neuronas olfativas. En este último campo es donde se acaba de dar un paso decisivo: por fin sabemos cómo sienten las neuronas de nuestra nariz.

Se había avanzado en varias teorías. La primera defendía que las neuronas olfativas serían todas idénticas, no habría ninguna específica de tal o cual molécula, ni, por tanto, de un olor específico. El reconocimiento del olor dependería de la forma en que interactuase la molécula odorífera con la membrana de la neurona, influyendo así en el mensaje transmitido al cerebro. La otra teoría consistía en suponer que cada neurona contaría con uno o varios tipos de receptores y, por lo mismo, estaría especializada en la detección de uno o varios olores. La molécula odorífera que llegase a la mucosa nasal se fijaría en el receptor específico, y este enlace molécula-receptor provocaría la creación y transmisión de una señal de la neurona hacia el cerebro. Al saber qué tipo de neurona le envía las señales, el cerebro sabría también qué olor había sido captado. Entre estas dos hipótesis igualmente lógicas, la balanza ha terminado inclinándose por la segunda, la de los receptores. Las razones han sido varias. La primera la dieron las personas incapaces de sentir ciertos olores (se dice de ellas que son anósmicas). Por ejemplo, el 50 por ciento de la gente no puede detectar el olor de una pequeña molécula llamada androsterona, el 15 por ciento la percibe muy ligeramente y sólo el 35 por ciento siente realmente un olor fuerte y muy desagradable (que recuerda al de la orina o el del sudor).
Ahora bien, estudios recientes han demostrado que la sensibilidad a la androsterona no se debe al azar, sino que depende de un factor genético. Y así, los auténticos gemelos (idénticos genéticamente) sienten la molécula del mismo modo, mientras que los falsos gemelos (genéticamente distintos) la perciben muchas veces de forma distinta.

La incapacidad de captar un olor dado no es compatible con la primera hipótesis de interacción no específica de las moléculas con la membrana de las neuronas. Por lo contrario, encaja con la segunda teoría.

La anosmia se debería, pues, al no funcionamiento de un receptor preciso, causada probablemente por una mutación en el gen responsable de su fabricación. La confirmación de esa hipótesis vino por otro lado. Los investigadores observaron que, cuando una molécula odorífera entra en contacto con una neurona olfativa, se produce en el interior de dicha neurona una reacción en cadena que lleva a la producción de una pequeña molécula: la AMP cíclica. Y resulta que es exactamente el mismo proceso que se desarrolla en el interior de nuestro cuerpo con ciertas hormonas como la adrenalina. Cuando una molécula de adrenalina circula en la sangre y llega a las células en las que debe actuar, se fija en receptores en la superficie de esas células. De ello resulta en la célula una reacción en cadena: el receptor se pone en contacto con otra proteína, llamada proteína G, que actuará a su vez con una tercera proteína, luego con una cuarta, etc.

En suma, una auténtica carrera de relevos que lleva finalmente a la producción de AMP cíclica. Esta AMP cíclica es llamada segundo mensajero, ya que le corresponde la tarea de transmitir la información de la hormona (el primer mensajero) a toda la célula. En el caso de la adrenalina, liberada en respuesta a una situación de estrés (ante un peligro o un esfuerzo a realizar), la orden será la de producir glucosa o ácidos grasos para ciertas células, la aceleración de los latidos del corazón, la distensión de los músculos lisos.

En ambos casos (tanto en la fijación de una hormona como en la recepción de un olor) se llega al mismo resultado: la producción de AMP cíclica. La hipótesis más lógica, tras esto, es la de que las moléculas odoríficas se fijan también en receptores en la superficie de las neuronas olfativas.

Y aquí es donde intervienen Linda Buck y Richard Axel, de la Cambridge International University (U.K.). Partieron de la hipótesis que acabamos de describir. Aprovechando el parecido antes descrito entre los receptores de adrenalina y los de las moléculas odoríficas, los investigadores trataron de localizar genes cuya estructura se pareciera a la del gen que ordena la fabricación de receptores de adrenalina. Descubrieron una serie de genes que, efectivamente, se parecían a los de los receptores hormonales, y que sólo funcionan en las neuronas olfativas, ahí donde captan las moléculas odoríferas. He aquí, pues, por fin, nuestros receptores olfativos. Queda una cuestión complementaria ¿Cuántos tipos de receptores hay? Tantos como anosmias existen, es decir, unos treinta o, más aún, tantos como olores podemos percibir, es decir, 4.000, lo que es mucho.

Aunque las técnicas empleadas no permiten dar con el número exacto, hay probablemente entre cien y varios centenares. Un número ciertamente impreciso todavía, pero que permite a los biólogos hacerse una idea más clara de lo que ocurre en nuestra nariz cuando captamos un olor. Este descubrimiento de los receptores olfativos es fruto de largas investigaciones, pero constituye también un nuevo punto de partida, y abre un vasto campo de trabajo. Todavía queda decidir si cada una de nuestras millones de neuronas olfativas tiene uno o varios tipos de receptores. Luego, habrá que identificar en cada receptor la o las moléculas odoríferas que reconoce. Teniendo en cuenta los 4.000 olores distintos que puede reconocer nuestra nariz, se entiende que no hemos hecho más que empezar.

 

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