H όσφρηση είναι από τις πιο αρχέγονες αισθήσεις, αλλά αποκρυπτογραφήθηκε με μεγάλη βραδύτητα από τις σύγχρονες επιστήμες. Μόνον στην αρχή της δεκαετίας του 1990 οι βιολόγοι κατάφεραν να περιγράψουν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι οσφρητικοί υποδοχείς, εργασία που τους χάρισε το Νομπέλ Ιατρικής. Εκτοτε η υπόθεση αυτών των υποδοχέων φαίνεται να περιπλέκεται. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι υποδοχείς της όσφρησης δεν περιορίζονται αποκλειστικά στο εσωτερικό της μύτης, αλλά απαντώνται σε ολόκληρο το σώμα, στο ήπαρ, στην καρδιά, στους νεφρούς, ακόμα και στα σπερματοζωάρια, και διαδραματίζουν κομβικό ρόλο σε ένα ευρύ σύνολο φυσιολογικών λειτουργιών. Σήμερα, μια ομάδα βιολόγων του Πανεπιστημίου της Ρουρ στη Γερμανία διαπίστωσε ότι και το δέρμα μας είναι γεμάτο από τέτοιους υποδοχείς. «Περισσότεροι από δεκαπέντε από τους οσφρητικούς υποδοχείς οι οποίοι απαντώνται στο εσωτερικό της μύτης βρίσκονται και στα ανθρώπινα δερματικά κύτταρα», εξηγεί ο δρ Χανς Χατ. Οταν, μάλιστα, εκτεθεί ένας εξ αυτών των υποδοχέων (ο OR2AT4) στη μυρωδιά του συνθετικού σανδαλόξυλου (Sandalore), απελευθερώνει μια ολόκληρη πλημμυρίδα χημικών σημάτων τα οποία βοηθούν στην επούλωση των τραυματισμένων ιστών. Οταν πραγματοποιήθηκαν ανθρώπινα πειράματα, αποδείχθηκε ότι οι ιστοί επουλώθηκαν κατά 30% ταχύτερα με την παρουσία του Sandalore, διαπίστωση η οποία, κατά τους ειδικούς, θα μπορέσει να οδηγήσει στη δημιουργία κρεμών για το γηρασμένο δέρμα όπως και νέες θεραπείες για την επούλωση κάποιων τραυμάτων. Η παρουσία, πάντως, τέτοιων υποδοχέων εκτός της μύτης μπορεί εκ πρώτης να φαίνεται παράξενη, αλλά, όπως παρατηρούν οι επιστήμονες, οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι ανάμεσα στους πιο αρχέγονους χημικούς αισθητήρες του σώματός μας και είναι ικανοί να ανιχνεύσουν πολλά χημικά μόρια και όχι μόνο αυτά που παρασύρονται από τον άνεμο.
«Αν πιστεύετε ότι οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι χημικοί αισθητήρες, τότε μπορείτε εύκολα να κατανοήσετε γιατί υπάρχουν σε ολόκληρο το σώμα», εξηγεί η Τζένιφερ Πλούζνικ, αναπληρώτρια καθηγήτρια Φυσιολογίας στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς. Το 2009 ανακάλυψε ότι αυτοί οι υποδοχείς μπορούν να βοηθήσουν στον έλεγχο της μεταβολικής λειτουργίας και να ρυθμίσουν την υπέρταση στους νεφρούς των ποντικών.
Οι οσμές «ξεκλειδώνουν» θεραπείες ασθενειών
Ας θεωρήσουμε τους οσφρητικούς υποδοχείς σαν ένα είδος κλειδωνιάς με την οσμή να είναι το κλειδί της.
Μόνο κάποια μόρια ταιριάζουν με κάποιους υποδοχείς. Οταν το σωστό μόριο έρχεται και κλειδώνει πάνω στον υποδοχέα, τότε τίθεται σε εφαρμογή ένας παράξενος χορός βιοχημικών αντιδράσεων. Στο εσωτερικό της μύτης, αυτός ο χορός καταλήγει στην αποστολή ενός σήματος στον εγκέφαλο που μας κάνει να συνειδητοποιήσουμε τη μυρωδιά. Ομως ο ίδιος μηχανισμός χρησιμοποιείται και για άλλες βιολογικές λειτουργίες. Ο δρ Χατ ήταν ένας από τους πρώτους επιστήμονες που μελέτησαν αυτές τις λειτουργίες με λεπτομέρεια. Σε μια μελέτη την οποία δημοσίευσε το 2003 μαζί με τους συναδέλφους του, ανέφερε ότι οι οσφρητικοί υποδοχείς οι οποίοι απαντώνται στο εσωτερικό των όρχεων λειτουργούν ως ένα είδος συστήματος κατεύθυνσης που επιτρέπει στα σπερματοζωάρια να βρουν τον δρόμο τους προς το αγονιμοποίητο ωάριο, γεγονός που έδωσε νέα σημασία στη λεγόμενη «σεξουαλική χημεία». Εκτοτε αναγνώρισε οσφρητικούς υποδοχείς και σε πολλά άλλα όργανα, ανάμεσα στα οποία το ήπαρ, η καρδιά, το παχύ έντερο και ο εγκέφαλος. Στην πραγματικότητα γενετικά στοιχεία υποδεικνύουν ότι σχεδόν κάθε όργανο στο σώμα διαθέτει τέτοιους υποδοχείς.
«Γνωρίζαμε τη σημασία αυτών των υποδοχέων για πολλά χρόνια», εξηγεί ο δρ Χατ, ο οποίος αυτοαποκαλείται «πρεσβευτής των οσμών» και δηλώνει ότι αγαπημένες του μυρωδιές είναι αυτές του βασιλικού, του θυμαριού και του δενδρολίβανου. Ομως οι ερευνητές αργά αλλά σταθερά αντιλήφθηκαν τη βιολογική σημασία που έχουν αυτοί οι μοριακοί μηχανισμοί όπως και τις μεγάλες υποσχέσεις που αφήνουν για τη διάγνωση και τη θεραπεία ασθενειών.
Το 2009, παραδείγματος χάρη, ο δρ Χατ και η ομάδα του ανέφεραν ότι η έκθεση των οσφρητικών υποδοχέων στον ανθρώπινο προστάτη σε β-ιονόνη, ένα στοιχείο της μυρωδιάς των βιολετών και των ρόδων, μπορεί να περιορίσει την επέκταση των καρκινικών κυττάρων στον αδένα, θέτοντας εκτός λειτουργίας κάποια γονίδια.
Την ίδια χρονιά, η Γκρέις Πάβλαθ, βιολόγος του Πανεπιστημίου Εμορι, δημοσίευσε μια μελέτη για τους οσφρητικούς υποδοχείς στους σκελετικούς μυς, σύμφωνα με την οποία διαπίστωσε ότι εμβαπτίζοντας τους υποδοχείς σε Lyral, μια συνθετική μυρωδιά που θυμίζει το λουλούδι με την ονομασία κρίνο της κοιλάδας, ενίσχυσε την αναγέννηση των μυϊκών ιστών. Οταν μπλοκάρονταν αυτοί οι υποδοχείς, αντιθέτως, παρεμποδιζόταν η μυϊκή αναγέννηση, γεγονός που υποδεικνύει ότι οι υποδοχείς οσμής αποτελούν σημαντικό μέρος του πολύπλοκου μηχανισμού βιοχημικών σημάτων που κάνει τα βλαστοκύτταρα να εξελίσσονται σε μυϊκά κύτταρα και υποκαθιστά τους κατεστραμμένους ιστούς.
«Αυτό ήταν κάτι το εντελώς απρόσμενο», επισημαίνει η Πάβλαθ. «Οταν κάναμε το πείραμα, δεν πιστεύαμε ότι οι οσφρητικοί υποδοχείς εμπλέκονταν στο σύστημα της επισκευής των ιστών». Χωρίς αμφιβολία, λίγοι είναι οι επιστήμονες που θα μπορούσαν να φανταστούν ότι ένα κοινό άρωμα, το οποίο πωλείται στα ράφια των εξειδικευμένων καταστημάτων, θα μπορούσε να βρει ιατρικές χρήσεις.
Ωστόσο δεν πρέπει να προκαλούν όλα κατάπληξη. Οι οσφρητικοί υποδοχείς είναι υποδοχείς πρωτεΐνης G, ανήκουν σε μια ομάδα πρωτεϊνών που απαντώνται στην επιφάνεια των κυττάρων και επιτρέπουν στα κύτταρα να αντιληφθούν τι γίνεται γύρω τους. Αυτοί οι υποδοχείς αποτελούν συχνούς στόχους για διάφορα φαρμακευτικά σκευάσματα, γεγονός που καταδεικνύει πόσο πολλά υποσχόμενος είναι ο τομέας της λεγόμενης οσφρητικής ιατρικής. Λόγω, όμως, της πολυπλοκότητας του οσφρητικού συστήματος, η υλοποίηση του τομέα απέχει πολύ ακόμα. Ο άνθρωπος διαθέτει περί τα 350 διαφορετικά είδη οσφρητικών υποδοχέων, ενώ τα υπόλοιπα σπονδυλωτά διαθέτουν πολύ περισσότερους. Παρά την πρόοδο των επιστημών, οι ερευνητές έχουν συνδέσει ελάχιστους υποδοχείς με τις οσμές που εντοπίζουν, διαδικασία που γίνεται ακόμα πιο πολύπλοκη εξαιτίας του γεγονότος ότι κάποια χημικά συστατικά ενεργοποιούν τον ίδιο υποδοχέα ενώ συχνά πολλαπλοί υποδοχείς αντιδρούν στο ίδιο χημικό.
Tέλος, ακόμα και σήμερα παραμένει άγνωστο αν η εξελικτική πορεία αυτών των υποδοχέων ξεκινάει από το εσωτερικό της μύτης μας. «Ονομάζονται οσφρητικοί υποδοχείς επειδή τους εντοπίσαμε πρώτα από όλα στη μύτη», εξηγεί ο Γιεχούντα μπεν Σαχάρ, βιολόγος του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, ο οποίος δημοσίευσε φέτος εργασία για τέτοιους υποδοχείς στους ανθρώπινους πνεύμονες. Οπως διαπιστώθηκε, λειτουργούν σαν διακόπτες ασφαλείας κατά των δηλητηριωδών συστατικών. Αυτοί οι υποδοχείς προκαλούν τη συστολή των αεραγωγών όταν εισπνέουμε τοξικές ουσίες.