Zapach

Zmysł węchu, dzięki któremu rozróżniamy zapachy, jest często bagatelizowany. Wielu ludziom wydaje się, że mogliby obejść się bez węchu, który raczej jest domeną zwierząt. Tymczasem bez węchu, zmysł smaku byłby nieprzydatny. To, co kojarzymy ze smakiem, jest w istocie węchem. Spróbujmy zatkać nos a smakowite potrawy staną się trudno rozpoznawalną papką.

Zmysł węchu jest do dzisiaj najmniej poznany, mimo że jest najbardziej rozpowszechnionym i najdoskonalej wykształconym zmysłem w przyrodzie. Zapachy rozpoznawane są przez około 50 milionów specjalistycznych komórek błony śluzowej nosa, zróżnicowanych na setki rodzajów tak, że biolodzy do dzisiaj nie mogą się ich ostatecznie doliczyć. Nawet światłoczułe komórki oka, których jest porównywalna ilość występują tylko w czterech rodzajach. Również ilość 10 tysięcy receptorów smakowych zróżnicowanych w pięciu (tak – nie czterech) rodzajach jest niezwykle skromna w porównaniu z receptorami węchu.

To ogromne zróżnicowanie komórek węchowych świadczy o niebagatelnej roli, jaką węch odgrywał w procesie ewolucji. Komórki węchowe są prawie takie same u ssaków jak i u gadów a prawdopodobnie i u dinozaurów. Sposób ich budowy był przekazywany i udoskonalany z pokolenia na pokolenie, z każdego gatunku na mutacje i inne nowe gatunki. Gdy na skutek mutacji jakiś organizm zdobywał umiejętność reagowania na nowy zapach, jego potomkowie uzyskiwali przewagę w procesie doboru naturalnego i zdobyta umiejętność zapisywała się trwale w genach. Takie mutacje, które zubażały zmysł węchu, miały mniejsze szanse przeżycia i wydania pokoleń.

Badania nad zmysłem węchu przeprowadza się na szczurach laboratoryjnych, korzystając z faktu bardzo podobnej budowy komórek węchowych. Oczywiście, zwierzęta nie powiedzą co czują, lecz ich reakcje i precyzyjne pomiary impulsów we włóknach nerwowych pokazują wyraźnie, kiedy zapach jest wyczuwany i rozpoznawany.

Do dzisiaj fizjolodzy nie są pewni, jak człowiek i zwierzęta rozróżniają zapachy. Te miliony komórek węchowych i setki ich typów potrafią różnie reagować na ponad 10 tysięcy rozróżnianych przez człowieka zapachów. Badania potwierdziły na przykład, że zapach szkockiej whiskey i koniaku wywołuje głównie sześciowęglowy alkohol – hexanol, który zaliczamy do grupy tak zwanych fuzli. Ale gdy z napoju będą się ulatniały również cząsteczki siedmiowęglowego heptanolu, to sygnał z innego receptora zmieni nasze wrażenie zapachu i określimy to jako zapach fiołków. Złe brandy pachnie perfumami.

Prawdopodobnie te lotne substancje przyklejają się na chwilę do struktur białkowych w określonych komórkach węchowych inicjując reakcje elektrochemiczne, przekazywane włóknami nerwowymi do mózgu. Ale okazuje się, że nawet pokrewne zapachy jak cytryna i lime, odczytywane są przez zupełnie inne komórki i inne zawarte w nich substancje białkowe.
Czasami natura popełnia błędy i różne substancje są odczytywane przez te same komórki, dając wrażenie tego samego zapachu. Przykładem jest silnie trujący cyjanowodór oraz tolerowany przez organizm aldehyd benzoesowy występujący w migdałach i pestkach niektórych owoców.

Wrażliwość na zapachy wywołuje charakterystyczne odruchy. Niektóre zapachy – atrankty, przyciągają zwierzęta (na przykład waleriana dla kota), inne – repelenty, powodują ucieczkę (repelentami odpędza się komary z naszego otoczenia). Zapach drewna cedrowego odpędza prawie wszystkie owady. Najważniejsze były i są stymulanty (zachęcające do jedzenia) i detorenty, które obrzydzają coś co może wyglądać jak jedzenie, lecz jest trujące lub skażone (zepsute). Zwierzęta i człowiek wykształcili w węchu reakcje odpychające na wydzieliny większości bakterii i pleśni.

Trzeba sobie uświadomić, że odruchy na zapachy są wytworem ewolucji i doboru naturalnego. Zwierz, które jadło skażone pożywienie, albo nie przeżyło, albo musiało być na to uodpornione. W rezultacie, przeżywały i rozmnażały się te zwierzęta, które albo nie dotykały trucizn i toksyn, albo te, których organizmy były bardziej odporne. Dlatego większość trucizn jest dla nas gorzka a zepsute pożywienie śmierdzi.

Niebagatelną rolę ogrywają zapachy w życiu owadów. Wzrok owadów jest bardzo nieostry, rozróżniają one zaledwie światło od cienia. Dwa motyle na rozległej łące muszą się jednak odnaleźć, aby wydać potomstwo. Pomocne w odnajdywaniu się są substancje zwane feromonami, które wydzielają w większości gatunków samice.

Feromony nie są uniwersalne. Każdy gatunek owadów (a jest ich ponad milion) ma swój charakterystyczny „zapach”. Musi tak być, bo krzyżówki międzygatunkowe są na ogół niemożliwe albo dają potomstwo bezpłodne. Owady nie mają „nosa” i na feromony reagują komórki odwłoku. Mogą się parami odnajdywać, mimo że cząsteczki feromonu rozsiewane na ogromnej przestrzeni mają znikome szanse przylepienia się do komórki węchowej partnera. Głoszone są teorie, że zapachy mogą być również wyczuwane na odległość, dzięki wysyłanym falom radiowym – tak zwany rezonans molekularny.

Pies wyczuwa tak rozrzedzone zapachy, że aż nieprawdopodobne są reakcje chemiczne cząsteczek zapachowych z jego komórkami węchowymi. Wiadomo, że specjalnie szkolone psy potrafią zapamiętać i śledzić zapach człowieka, który przeszedł ścieżką leśną poprzedniego dnia.

Feromonami bardzo interesuje się przemysł perfumeryjny, szukając odpowiedniej substancji, która przyciągałaby bezwiednie ludzi. Wydaje się jednak, że zwierzęta żyjące w stadzie i ludzie prowadzący życie socjalne, utracili ten oręż przyciągania partnerów zapachami.

Zmysły wzroku, słuchu i dotyku wydają się u ludzi dominować. Reklamowane feromony ludzi, sprzedawane tu i ówdzie, nie mają statystycznego potwierdzenia ich zalet.

Wiele gatunków zwierząt ma świetnie wykształcony węch ostrzegający przed niebezpieczeństwem. Myśliwi wiedzą, że podchodząc do dzikiej zwierzyny „z wiatrem”, ucieknie ona prędzej niż ją dostrzeżemy. Niektóre zwierzęta uczyniły z zapachów swój oręż. Wszyscy znamy zapach skunksa, który jest wywołany merkaptanem – usiarczonym alkoholem (nazywanym fachowo – tiolem). Żadne ze zwierząt nie chce być „obsikane” przez skunksa. Jedynie wielka sowa amerykańska (puchacz), polując na skunksy, nie przejmuje się jego wonią.
Tiole to najlepiej wyczuwane przez człowieka zapachy – raczej określane jako nieprzyjemne. Dodawane są w niewielkiej ilości do gazu miejskiego, aby można było wyczuć jego ulatnianie (czysty gaz z kuchenki nie miałby żadnego zapachu). Są to związki wytwarzane w organizmach zwierzęcych i wydalane jako składniki potu. Tiole zmieszane w bardzo drobnych ilościach z innymi zapachami, nie są nieprzyjemne, lecz wzmacniają odczucia węchowe.

Przemysł perfumeryjny kwitnie, gdyż można wyszukiwać coraz to nowe kombinacje zapachów, coraz to atrakcyjniejsze – i ciągle nie wiadomo, dlaczego. Natura nigdy nie wskazała zapachu Chanel jako czegoś do zjedzenia. Może tylko przypomina spokojne sanktuarium wśród wiosennych łąk. Tymczasem te sztuczne zapachy wydają się atrakcyjniejsze, niż pieczony kurczak czy czerwone jabłko.

Specjaliści od zapachów mają trudne zadanie komponowania perfum. Te skomplikowane związki organiczne mogą reagować ze sobą a nawet niewielka zmiana struktury chemicznej może drastycznie zmieniać odczucie zapachu. Na przykład różano-pomarańczowy zapach „fuzla” oktanolu zmienia się po utlenieniu na zapach zjełczałego tłuszczu.

Wiele przyjemnych zapachów wydzielają estry, związki alkoholi z kwasami. Kwasy organiczne, takie jak mrówkowy, octowy czy masłowy mają nieprzyjemne zapachy, ale związane z wielowęglowymi alkoholami używane są do nadawania sztucznych zapachów produktom spożywczym. Na przykład ester masłowo-butylowy ma silny zapach ananasa. Bardzo dużo silnych i charakterystycznych zapachów uzyskuje się ze związków pierścieniowych takich jak benzen i fenol. Ze związkami pierścieniowymi trzeba jednak uważać, bo większość z nich ma działanie rakotwórcze.

Zjawiska niedokładnie poznane są bodźcem do tworzenia różnych teorii i i opartych na tym „biznesów”. Ostatnio bardzo modna jest aromaterapia, czyli leczenie zapachami olejków kwiatowych. Znane od dawna są bakteriobójcze właściwości mięty i tymianku, ale przypisywanie wszystkim zapachom cech uzdrawiających graniczy z magią.

Zapachy są ostatnio stosowane w marketingu. Wiadomo, że piekarze specjalnie wypuszczają zapachy pieczonych bułek na ulicę przed sklepem. Wiele firm w swoich recepcjach specjalnie rozpyla zapachy szlachetnego drewna i dobrze wygarbowanej skóry, wzbudzając u klientów podświadome wrażenie solidności i stabilności.

Nie wszyscy ludzie reagują podobnie na zapachy. Różnice genetyczne wśród ras ludzi i pojedynczych osobników mogą wyeliminować niektóre receptory zapachów. Na przykład człowiek, u którego nie wykształcił się receptor określany jako S86, będzie czuł orzechowo-woskowy zapach dziewięciowęglowego kwasu alifatycznego zawartego w sherry, jako zgniłą kapustę. Niektóre przyprawy określane przez nas jako „nie-do-zniesienia” mogą pobudzać apetyt u innych.

Trudno, jak widać, wszystkim dogodzić. Z jednym jednak większość ludzi się zgadza – pieniądze nie śmierdzą.
(ami)