A zer molekula-usaina!
2005/04/01 Odriozola Agirre, Ibon Iturria: Elhuyar aldizkaria
Usaimena da, dudarik gabe, zentzumenik sentikorrena, eta berezia ere bada, zeren eta usaimen-epitelioa nerbio-bukaera soilez osaturik dago. Hori ez da gertatzen beste sentsazioekin (minarekin izan ezik), normalean transduktoreren batek kanpoko munduaren eta nerbio-sistemaren arteko indargetzaile moduan jokatzen baitu.
Usaimenaren bidez, nerbio-sistemak harreman zuzena du kanpoko munduarekin. Funtsean, garuna sudurrean dago ikusgai eta horrek aditzera ematen digu usaimena zentzumenetan zaharrena eta primitiboena dela. Usaimena oso lotuta dago, gainera, bere prozesamendu-zentroen hurbiltasun fisikoagatik gutxienez, garunaren zatirik primitiboenetariko batekin: sistema linbikoa, emozioen kontrol-zentroa, alegia. Horrek azalduko du agian usaimenak duen inpaktu indartsu eta batzuetan inkontzientearen zergatia.
Sentsazioaren kimikari buruz arituko gara hurrengo lerroetan. Sentsazio guztiak kimikoak dira, azken finean; izan ere, gure burmuineko jarduera neuronal guztia molekula eta ioien garraioan eta haiek parte hartzen duten erreakzioetan oinarritzen da. Izaki bizidunok kanpoko mundutik jasotzen ditugun zenbait mezu mezulari moduan jokatzen duten zenbait molekularen pertzepzioaren menpe daude. Usaimena kimioerrezepzioaren adibidea da.
Hemen ez dut usaimenaren fisiologia konplexua azaldu nahi, ez eta egitura molekularraren eta usaimenaren arteko erlazioa ere. Lan honen helburua da denontzat aski ezagunak diren usain batzuk zein konposatuk eragiten dituzten aztertzea.
Molekula usaintsuak airean lurruntzen direnean, gure sudurzuloetako mukira iritsi eta han disolbatzen dira. Ondoren, usaimen-nerbioek nerbio-bulkadak bidaltzen dituzte burmuinera, eta, ondorioz, sentsazio bat izaten dugu, batzuetan positiboa eta besteetan negatiboa.
Molekulaz inguraturik bizi gara, eta ez diegu beldurrik izan behar. Molekulak arnasten, jaten, edaten, usaintzen, iraizten edo janzten ditugu, eta, hala ere, gutxi batzuk baino ez ditugu ezagutzen. Batzuk egituraz zeharo konplexuak dira eta beste batzuk, berriz, oso sinpleak, baina izakiongan duten eragina ez dago inolaz ere egituraren konplexutasunarekin lotuta.
Molekula bat
Mundu osoko materia guztia, dela harkaitz zati bat, zuhaitz bat, oilasko bat edo Rolex bat, elementu kimiko izeneko ehun bat substantzia sinplek osatzen dute. Horien artean hidrogenoa, karbonoa, oxigenoa edo kobrea daude, esate baterako.
Izan daitekeen elementu baten zatirik txikiena atomoa da (grekeratik, atomos, ebaki ezina). Elementu puru baten zati bat, hala nola urre-zati bat, hainbat atomok osaturiko multzo bat besterik ez da. Atomoak oso txikiak izaten dira. Karbono-atomo baten diametroa 0,00000000015 metrokoa da (1,5 x 10 -10 m), beraz 1,5 cm-ko karbonozko marra bat (luzera honetakoa gutxi gorabehera: ) ehun bat milioi kar-bono-atomo da ertzetik ertzera, eta milioi bat atomo edo zeharka. Ikusteko gai garen hauts-izpirik txikienean ere atomo gehiago dago gure galaxian izarrak baino.
Konposatu asko molekulaz osaturik daude. Molekula antolamendu geometriko jakin batean elkartzen diren bi atomo edo gehiagoren konbinazio espezifikoa besterik ez da. Nahiz eta naturan ehun atomotik gora dauden, ondoren deskribatuko diren molekula guztiak gehienez bost atomo hauen konbinazioak dira: hidrogenoa, karbonoa, nitrogenoa, oxigenoa eta sufrea. Ikus dezagun orain gure sudurzuloetan sartu eta sentsazioak eragiten dizkiguten molekulek zer nolako itxura izan ohi duten.
Usain onak...
Usain batek hainbat oroitzapen eragin ditzake, batzuetan positiboak eta besteetan negatiboak. Jende askok haurtzaroko oroitzapenak izaten ditu, adibidez, fenola usaintzean (C 6 H 6 O), “eskolan erabili ohi ziren margoen usaina baitu.”
Usain atseginei buruz dihardugunean, askotan perfumeak datozkigu burura. Izan ere, perfumeak horrexetarako egiten dira, usaimenaren gozamenez jendea liluratzeko.
2-Metilundekanala (C 12 H 24 O) da 1921ean Coco Channel-ek aurkeztu zuen Channel N† 5 fragantziaren molekula nagusia. Perfume harekin hasi zen perfume-industria lehen aldiz konposatu sintetikoak erabiltzen, hala, perfumeak mundu guztiarengana irits zitezen.
Perfumegintzan aritzen diren kimikariek aparteko hizkuntza erabiltzen dute beren lorpenak deskribatzeko: " Provence -ko muinoetan aire freskoa hartuz eginiko uda-ibilaldia gogora ekartzeko sortu zen Paco Rabanne pour home ; belar-usaina, erromeroa eta ezkaia, eta freskotasun distiratsua itsas haize hotzarekin eta Alpeetako aire samur epelarekin nahastuz. Behar den efektua lortzeko, perfumegileak belar-olioak egur-ukituekin eta dimetilheptanolaren aroma kimikoarekin nahastu ditu, eta, hala, azken horren freskotasun sarkor baina definiezinak kanpoko airea edo liho garbitu berria gogorarazten ditu". (J. Ayres, Chemistry and Industry , 1988, 579).
Perfumeen fragantzia-edukia % 5-10 besterik ez da izaten, eta gainerakoa etanol/ur nahaste bat izaten da normalean (90:10). Beraz, perfume-industrian etanol-kantitate handia behar izaten da, eta, pentsa daitekeenez, ez hainbeste konposatu usaintsu. Hainbat fragantzia garrantzitsuren urteko produkzioa, jasminarena esaterako, 10.000 tona ingurukoa izan ohi da. Eta Cis -Jasmonak (C 11 H 16 O, jasminaren osagai nagusia) eta haren antzeko lurringintzarako osagai puruek ehunka euro balio dituzte gramoko.
Damaszenona (C 13 H 18 O) da arrosa-usainaren erantzule nagusia. Hala ere, botila ireki eta sudurra sartzen badugu, desengainu latza hartuko dugu; izan ere alkanforraren edo trementinaren antzeko usaina du. Baina hurrengo goizean, guk eta soinean generamatzan arropek izugarrizko arrosa-usaina izango dugu, usain hori diluzioz garatzen baita.
Landare-olio esentziadunetan ugariak dira terpenoen familiako konposatu usaintsuak, ia denoi sentsazio atseginak sortarazten dizkigutenak; horien adibide dira alkanforra (C 10 H 16 O), mentola (C 10 H 20 O) eta geraniola (C 10 H 18 O). Lehenengo biak, aski ezagunak, Reflex edo Vicks VapoRub produktuetan erabiltzen dira, eta oro har freskotasun-sentsazio atsegina sortarazten dute. Bigarrena, berriz, izenetik ondoriozta daitekeenez, geranioan aurkitzen da eta haren usainean hartzen du parte.
...eta usain txarrak
Gure izerdi-usaina, zati handi batean behintzat, kate labur eta ertaineko azido karboxiliko batzuei zor diegu (COOH taldea duten konposatuak alegia).
Lau karbono-atomoz osatutako azidoa, CH 3 (CH 2 ) 2 COOH, gurin minduaren usainaren erantzule nagusia da eta azido butiriko izenez ezagutzen da ( butirum , latinez, gurina). Konposatu hori oso arrunta da gonbitoan eta oinetako izerdian. Ez gabiltza oker oinetako izerdi-usainari gazta-usaina deitzen diogunean; izan ere usain sendoko zenbait gaztatan konposatu horixe bera dago. Ameriketako Estatu Batuetako ikerlan baten arabera, konposatu horren usainaren pertzeptzioa asko aldatzen da testuinguruaren arabera. Normalean, butirikoaren usainak erreakzio ezatsegina sortzen du jendearengan, baina janariari buruz pentsatzeko esaten bazaie usaina atseginagoa egiten zaie.
Azido kaproikoak, kaprilikoak eta kaprikoak 6, 8 eta 10 karbono-atomo dituzte hurrenez hurren, eta ahuntz-usaineko likido oliotsuak dira ( caper , latinez, ahuntza). Ahuntzek ez ezik, pertsonok ere jariatzen ditugu konposatu horiek (batzuek besteek baino gehiago), eta gure galtzarbeko kiratsaren parte dira. Txakurrek beren nagusiaren izerdi-usaina ezagutu omen dezakete duen azido karboxiliko edukiagatik.
Gizon-emakumeok dirutza ikaragarriak gastatzen ditugu urtero usain horiek saihesteko balio duten xaboi, gel eta produktu usain-kentzaileetan; izan ere, ahuntz-usaina antiestetikoa eta antisoziala da guretzat. Bitxia da, bestalde, konposatu kirasdun horiexek berak berriro gure gorputzean zabaltzeko are gehiago gastatzen dugula, azido kaproikoa, kaprilikoa eta kaprikoa perfume eta olio esentzial gehienetan baitaude.
Amoniakoa, NH 3 , gas pikante kolorgea eta sukoia da kondizio normaletan. Uretan oso disolbagarria da eta horrek eragina du haren usainean, oso erraz disolbatzen baita sudurreko usaimen-epitelioa estaltzen duen muki urtsuan. Uraren usaina amoniakoarena bezain pikantea izango litzateke segur aski gure zentzumen-organoak harekin hain ohituta egongo ez balira.
Umeldutako Camembert -ak edo Brie -ak ere amoniako-usaina izaten dute, gas hori osatzen baita nitrogenodun proteinak deskonposatzen diren heinean. Igande goizetan gure herrietako kale-kantoietan egon ohi den usaina mikrobioei eskertu behar diegu; izan ere, horien lanaren bidez, jendeak borondate onenarekin bezperan han utzitako urea, pixaren osagai nagusia alegia, amoniako bihurtzen da.
Haragi ustela usaintzen badugu aminak etorriko zaizkigu gogora, hots, amoniakoaren deribatu organikoak. Aminek amoniakoaren pikantetasuna gordetzen dute, baina askotan modu eraldatu eta ezatseginagoan. Putreszinaren (C 4 H 12 N 2 ) eta kadaberinaren (C 5 H 14 N 2 ) kasuan, izenak berak haien usainaren ideia garbi samarra ematen digu. Haragi ustelaren usainaren erantzule nagusiak izateaz gain, semenaren eta gernuaren usainetan ere parte hartzen dute proportzio txikiagoan, eta baita arnasatsean ere.
Arrain ustela usaintzen dugun hurrengo aldian, berriz, trimetilaminarekin pentsatu beharko genuke, horixe izango baita sudurraren barnean izango dugun molekula. Arrain-proteinen degradazio entzimatikotik askatzen da konposatu hori. Etxe-txakurrek ere batzuetan arrain-usaina izaten dute, amina hori jaria baitezakete. Trimetilaminurea izeneko gaixotasuna, emakumeetan gizonezkoetan baino ugariagoa, proteinen degradazioa eragiten duen entzima akastun bati zor zaio, eta gaixoak arrain-usaineko konposatu hori jariatzen du izerdian.
Adibide horiek guztiak ikusita, badirudi ondo dakigula lore bat edo kafe egin berria usaintzen dugun bakoitzean zer molekulak sortarazten duten gure garunera iritsiko den seinalea. Orain, gure buruan zer gertatzen den, gure emozioek nola erantzuten duten, edo gure gozamena zertan datzan ulertzetik oso urrun gaude oraindik, tamalez, nahiz eta zientziaren aurrerapenak gero eta zirraragarriagoak izan.
Sufrea, usain txarretan errege
Usain txarrei dagokienean, sufrearen deribatuetako asko ez dira ez atzean gelditzen. Mofetak jariatzen duen sprayaren usaina, adibidez, bi tiolen nahaste bat da, SH taldedun sufre-deribatuak, alegia.
Baina, antza denez, usain guztietan txarrena 1889an Freiburgeko hiriaren ebakuazioa eragin zuena da, han zeudenen ustez behintzat. Tritioazetonaren cracking -aren bidez tioazetona lortzeko saiakuntza bat egiten ari zirela, "herriaren zati handi batera berehala banatu zen usain iraingarri bat" eratu zen "zorabioak, gonbitoak eta ikarazko ebakuazioa eragin zituena". Laborategi-lanak bertan behera utzi ziren, noski.
Esso ikerketa-laborategi bateko langileek, agian ausardia handiegiaz, esperimentu bera errepikatu zuten Oxforden hegoaldean 1967an. Hondakin-botila baten tapoiak istripuz salto egin eta, berehala itxi zuten arren, ez zen ez denbora asko igaro handik berrehun bat metrora zegoen beste eraikinean lanean ari ziren kideak kexatu ziren arte botagurak eta ondoezak jota.
Bi konposatu horietako bakar bat da, antza denez, usain jasanezin horren erantzule: propanoditiola edo 4-metil-4-sulfanilpentan-2-ona. Segur aski denbora asko pasatuko da norbaitek eztabaida hori konpontzeko ausardia izan arte.
Hidrogeno sulfuroa, H 2 S, uraren sufre analogotzat har daiteke. Erdian sufre-atomo bat du oxigeno-atomoaren ordez. Baina, ordezkapen sinple horrek ezberdintasun nabarmenak dakartza, ez pentsa.
Hidrogeno sulfuroa usain nazkagarridun gas pozoitsua da. Arrautza ustelen usain bereizgarria hari zor zaio eta, kontzentrazio txikiagoan, baita arrautza egosi berrien usain atsegina ere.
Azak inoiz jan dituenak jakingo du dagoeneko (bai berak, baita ingurukoek ere) hidrogeno sulfuroaren usaina ez dela txantxetakoa. Aza-hostoak, izan ere, aberatsak dira sufredun aminoazidoetan, eta heste lodiko bakterioen eraginez deskonposatzen direnean, H2S gasa askatzen da, besteak beste. Hori, noski, atzealdetik ateratzen da.
Usain higuingarriek badituzte, dena den, beren erabilpenak. Gure etxeetara hodian zehar datorren gasari ter-butiltiol (CH3)3CSH eta antzeko sufre-deribatuak gehitzen zaizkio kontzentrazio txikietan; izan ere, gasak berak ez du inolako usainik eta bestela ezingo genuke gas-jariorik detektatu. Kontzentrazio txikia esatean, benetan txikia esan nahi da; gizakiok zati bat detekta dezakegu 50.000.000.000 gas natural zatitik.
Hala ere, ez pentsa sufre-deribatu guztiek usain nazkagarriak dituztenik. Konposatu horien ohorea garbitzeko aipatu beharra dago txerriek lur azpian metro bateko sakonerara aurki dezaketen trufaren usain preziatua, duen usain eta zapore bikainagatik urrea baino garestiago saltzen dena. Kafe egin berriaren usain atsegina ere sufre deribatu bati zor zaio, 2-furilmetanotiolari, hain zuzen (C 5 H 6 OS).
Gehiago jakiteko
- Atkins, P.
Atkins' Molecules
Cambridge University Press Cambridge, UK. 2003.
Clayden, J., Greeves N., Warren S. and Wothers, P.
Organic Chemistry
Oxford University Press, Oxford, UK. 2001.
Meierhenrich, U. J., Golebiowski, J., Fernandez, X., and Cabrol-Bass, D.
Angew
Chem. Int. Ed. 43, 6410-6412. 2004.
Chemical Engineering News
October 11, 11. 2004.
