Lugtesansen er stadig et mysterium

I 2004 modtog de amerikanske forskere Richard Axel og Linda Buck Nobelprisen i medicin for deres opdagelse i 1991 af lugtreceptorer.

Før denne opdagelse var lugtesansen ubetinget den mest mystiske af vores sanser. Og til trods for kendskabet til lugtreceptorer er der stadig stor usikkerhed om, hvordan disse virker, og hvad forklaringen er på, at mennesker og dyr kan skelne mellem forskellige lugte.

Hos mennesker og landlevende, lungeåndende dyr er lugtesansen knyttet til et cellelag i næsehulen, der kaldes det olfaktoriske epithel.

Duftmolekyler i luften, der binder sig til receptormolekyler, giver anledning til aktivering af nervesignaler. Signaler fra ca. 25 mio. sanseceller ledes til hjernen.

Tanken om, at det er lugtmolekylernes form, der er afgørende for lugtesansen, går helt tilbage til slutningen af 1940’erne. Gennembruddet kom, da Richard Axel og Linda Buck fandt receptorerne. I dag hælder man til, at det er en kombination af flere aktiverede receptorer, der bestemmer én bestemt duft, snarere end den oprindelige antagelse om én receptor, én form og én smag.

Er vibrationer afgørende?

Ideen om, at det i stedet er vibrationer i lugtmolekyler, der er afgørende for lugtesansen, har mindst lige så mange år på bagen som teorien om, at formen er afgørende, men den tabte opbakning i forhold til den konkurrerende teori, da den var svær at forklare. I 1996 relancerede den italienske forsker Luca Turin dog vibrationsteorien, da han spekulerede på, om vibrationer i lugtmolekyler kunne give anledning til en elektrontransport i lugtreceptorerne.

Lugtmolekyler er forholdsvis små. Velduftende mokus-stoffer, der anvendes i parfumeindustrien, er blandt de største med 15-18 kulstofatomer og 28 eller flere hydrogenatomer, mens acetophenon med en blomster- eller mandelagtig lugt har formlen C8H8O.

I 2011 beskrev Luca Turin, der i dag er tilknyttet Alexander Fleming Biomedical Sciences Research Center i Grækenland, sammen med andre forskere i tidsskriftet PNAS, at bananfluer var i stand til at skelne mellem almindeligt acetophenon og en version, hvor hydrogenatomerne var udskiftet med deuterium, hvis atomkerne både indeholder en proton og en neutron. På grund af masseforskellen mellem hydrogen og deuterium har de to versioner af acetophenon forskellig vibrationsfrekvens.

Selvom den nøjagtige struktur for receptoren er ikke kendt, kunne forskere fra University of Illinois i USA i 2012 gennemføre en række kvantekemiske beregninger, der indikerede, at vibrationer i duftmolekylet kunne påvirke transporten af elektroner fra en del af receptoren til en anden del og dermed forklare Luca Turins eksperimenter med bananfluer.

Moskuslugte er meget ens

Det betyder dog ikke, at sagen kan siges at være endeligt afgjort. For 11 år siden beskrev Andreas Keller og Leslie Vosshall fra The Rockefeller University i New York i Nature Neuroscience en række forsøg, hvor mennesker ikke var i stand til at skelne mellem de to former for acetophenon.

Luca Turin har til gengæld i en artikel i tidsskriftet PLoS One i 2013 vist, at mennesker let kan skelne mellem moskuslugte, hvor hydrogen er udskiftet med deuterium.

Denne artikel slutter dog med et andet interessant spørgsmål. Forskerne bemærker, at alle moskuslugte er meget ens, selv om den molekylære struktur kan være meget forskellig. De mener, at svaret herpå kan hænge sammen med, at der er empirisk evidens for, at molekyler med mere 18 kulstofatomer er lugtfrie. Noget tyder på, at de er for store til at passe inde i receptorerne.

Hvis det er rigtigt, så er de forholdsvis store moskuslugtmolekyler måske så store, at de kun passer ind i en eller få receptorer, som kun er stand til at detektere vibrationer i et meget begrænset område.

Og derfor findes der måske i virkeligheden kun én moskuslugt.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg tænker umiddelbart efter at have testet lidt med min egen næse, at lugtesansen måske "måler" på, hvor skrap molekylet er dvs. hvor ætsende/opløsende det virker.

Jeg tror derefter hjernen "forsøger" at afgøre om det er "en god eller dårlig syrekombination" eller sagt på en anden måde, om det er en god koktail.

Er der hold i min teori, skal der selvfølge tages højde for, hvad næsen fysisk måler opløsning i forhold til.

Det vil også kunne være en mulig forklaring på, hvorfor det er så svært at finde rundt i. Vi har simpelhen ikke adgang til at teste det, som vi i sin tid havde med både lyd og billede. Derudover er de fleste formentlig ikke ret godt til at arbejde med lugtesansen, som med f.eks. lyd og billede, som vi bruger meget, også når vi ikke spiser.

Jeg ved ikke om min tænkning giver mening, men det kan formentlig gode nogle ideer til yderligere forskning.

Jeg tænker også, at det er meget sikkert, at det er molekylernes kemiske struktur, som er afgørende. Enten "direkte" eller 'indirekte".

Jeg tænker også at de mange barriere i lugtesansen er med til at forvirre og dermed gøre det svært at skelne. F.eks. kører smagssansen og lugtesansen sammen i hjernen og giver den samlede oplevelse, men gør det svært at skelne dem fra hinanden. Derudover fortæller hjernen også, om noget er godt eller skidt, men det gør den jo sådan set også ved alle de andre sanser.

Så jeg synes personligt at forskningen skal fokusere meget på at skelne og finde den rå lugtesans, f.eks. ved at "lege sporhund og prøve både med og uden næseklemme på" for at lære at skelne det og studere det ned til mindste deltalje.

Det bedste forskningsudstyr er efter min opfattelse vores egen næser samt hjernen som selvfølge først skal trænes op.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten