El Fascinante mundo de los oloresYesica Herrera Guzmn, Remedios Mendoza Lpez, scar Garca Barradas,Samuel Cruz Snchez y Omar Muoz MuizPodemos llamarlos olores, pero algunos se refieren a ellos como aromas, otros ms suelen denominarlos fragancias, y quiz con ms elegancia se les conoce como perfumes Independientemente del trmino que se utilice, los olores son hoy en da uno de los motivos de fascinacin para la especie humana; suelen estar ligados a sensaciones, emociones y experiencias cotidianas. Incluso los animales y plantas utilizan olores para comunicarse entre s, para marcar dominios o territorios,para enviar mensajes de cortejo o para establecer interacciones de atraccin, repulsin o alarma, por mencionar algunas de las mltiples funciones que desempean las sustancias olorosas dentro del ambiente biolgico.

Qu es el olor?

Desde el punto de vista qumico, el olor es una sensacin, una nocin de estmulo y percepcin producida en el olfato por la interaccin de una sustancia orgnica con los receptores olfativos de los seres vivientes. Dicha interaccin depende en gran medida de la volatilidad de la sustancia, ya que es necesario que las molculas de la sustancia olorosa pasen a una fase gaseosa para que puedan llegar a la nariz y as ser percibidos; de igual forma, se requiere que puedan atravesar las membranas de las clulas epiteliales de la nariz y llegar a los receptores que enviarn la seal al cerebro, indicando la sensacin del olor. Un punto importante que deben cumplir las molculas olorosas es tener un peso molecular bajo, aunque se ha generado cierta controversia en este punto puesto que hay molculas, tales como los esteroides, que poseen olor aunsiendo de gran tamao. Otro aspecto en relacin con el tamao de la molcula es su influencia sobre el mecanismo de la quimiorrecepcin, pues parece ser que cier tas incapacidades para percibir aromas (anosmias) en los humanos aumentan directamente conforme al tamao molecular, lo que puede deberse a que las molculas muy grandes no tienen un buen acomodo en el sitio receptor.

Cmo percibimos los olores?

La percepcin del olfato involucra tres aspectos importantes: la intensidad, la descripcin cualitativa y la apreciacin del aroma. La relacin entre la concentracin de un olor y la intensidad percibida es bien conocida y sigue una distribucin logartmica comn, al igual que la de otros sistemas sensoriales. El umbral de deteccin del olor, definido como la concentracin mnima en que se percibe el estmulo, puede ser hasta de partes por trilln para algunos aromas, pero esta estimacin vara de un aroma a otro hasta en unas cincuenta veces o ms.

Cuando la descripcin cualitativa se compara con la intensidad, se presenta una ligera complicacin; se cree que los humanos tienen la capacidad de diferenciar hasta 10 mil olores diferentes, pero la mayora de nosotros solamente percibimos una fraccin de ellos a lo largo de la vida, por lo que a menudo la descripcin de un olor vara de persona a persona.

En la actualidad se conocen miles de olores; sin embargo, la apreciacin de un aroma es subjetiva, ya que se ve influenciada por aspectos culturales o emocionales particulares, es decir, de cada sujeto; de hecho, para algunas personas el mismo perfume puede ser agradable, desagradable o indiferente. No obstante, los estudios fisiolgicos enfocados a esta rea, basados en pruebas psicolgicas, sostienen que muchas sensaciones olfatorias dependen de unas cuantas emociones primarias. Por ello independientemente de la forma particular en la que cada individuo percibe los olores, se ha propuesto una sencilla clasificacin que postula siete aromas primarios: etreo, alcanforado, almizcle, floral, mentolado, picante y ptrido. Aunque sta ha sido la tipificacin usualmente aceptada por los cientficos, hasta ahora no hay un mapa de olores que se ajuste a todos los individuos y que se utilice por las industrias de la cosmtica, perfumera y alimentaria. Adems, algunos reportes indican que las sensaciones primarias pueden ser hasta cincuenta respuestas o ms; sin embargo, es probable que a pesar de que esa cantidad sea significativa, las que puede experimentar el ser humano son solamente las propuestas arriba, argumentando que se posee una cierta ceguera para el olor o una ausencia de receptores adecuados para la identificacin y caracterizacin de la molcula que causa tal sensacin.

El sentido del olfato

El sentido del olfato es una de las ventanas ms sofisticadas a travs de la cual un individuo capta informacin del ambiente externo y por la cual los seres vivos de cualquier especie son capaces de modificar su comportamiento y establecer su gusto por determinados ambientes y alimentos.

En el caso de los humanos, el aparato olfativo tiene varias diferencias respecto del que poseen animales e insectos; incluso se puede decir que nuestro sentido del olfato es extremadamente rudimentario comparado con el de otras especies.

Probablemente esta curiosa diferencia se deba a que la especie humana ha alcanzado a lo largo de su evolucin un desarrollo ms acentuado de los dems sentidos y tambin de otras aptitudes, relegando en cierta forma la capacidad olfativa, dando razn de por qu nosotros tenemos otras forma de comunicacin distintas de un simple sendero aromtico.

Paradjicamente, el sentido del olfato de todos los mamferos conserva ciertas similitudes en la cavidad nasal, tales como su localizacin y asociacin con las vas respiratorias superiores, puesto que los compuestos olorosos se hallan dispersos en el aire, y es as como logran llegar a la nariz para alcanzar las clulas olfatorias y estimularlas.

Por su parte, la cavidad nasal se encuentra protegida en su totalidad por una capa de clulas epiteliales y, curiosamente, slo alrededor de 5% del epitelio que la cubre est relacionada con la funcin de detectar e identificar los aromas. El epitelio olfativo mide 2.5 cm2 y contiene aproximadamente cincuenta millones de clulas, mismas que albergan los receptores qumicos responsables de la identificacin de los olores; dichas clulas son estructuras provenientes del sistema nervioso central.

Resulta interesante que el epitelio olfativo est constituido de tres capas principales de clulas: las clulas de soporte, que tienen la funcin de aislar elctricamente las neuronas; las clulas receptoras del olfato, que son las responsables de la transmisin del estmulo, y las clulas basales, que se encuentran en la parte ms recndita del epitelio. Se puede decir entonces que el sentido del olfato no es ms que una serie de experiencias dependientes del funcionamiento cerebral y que opera siempre mediante mensajes neuronales.

Algunos cientficos consideran que el olor es una percepcin que no puede ser medida, en la que el sistema lmbico (emocional) es el que afecta la apreciacin para clasificar el agrado o desagrado por los aromas, adems de que es inf luido por algunos aspectos de orden f isiolgico. Tomemos como ejemplo la comida. Cuando se est cocinando o con hambre, el olor tiene una percepcin grata; sin embargo, se vuelve desagradable cuando ya se ha comido.

El mecanismo bioqumico del sentido del olfato

A diferencia de la vista, que se explica en funcin de las leyes fundamentales de la ptica, o de la audicin, entendida por fenmenos armnicos, el sentido del olfato tiene an ciertas incgnitas. La percepcin de los aromas, as como el sistema olfativo en general, es de los mecanismos biolgicos menos estudiados, probablemente por su localizacin y, por ende, por su dificultad para reproducirse en un laboratorio. Pese a ello, en el campo de la bioqumica se especula que la generacin del impulso nervioso como respuesta a una molcula capaz de producir un aroma es el resultado de una variacin de voltaje en la membrana celular, originado por una alteracin en los niveles de monofosfato de adenosina cclico o inositol trifosfato, proceso qumico y elctrico bien conocido que permite postular tres mecanismos hipotticos mediante los cuales se puede llevar a cabo la traduccin del mensaje olfativo: a) por la apertura directa de los canales inicos alcontacto con la molcula del olor, b) por la alteracin de la fluidez de la membrana al interactuar los receptores con los aromas, y c) por una transmisin indirecta del olor, a travs de protenas receptoras ligadas a rutas, dependiente de segundos mensajeros.

Algunos estudios recientes han revelado que el cdigo de olores es diferenciado por mltiples receptores, y que diferentes olores se reconocen por sus distintas combinaciones, de modo que la seleccin no es especfica, sino que se sita en un nivel molecular; a tal seleccin se le ha denominado reconocimiento odotpico. Tal hiptesis ha sido ampliamente aceptada por dos sencillas razones: la primera es que no podran existir millones de protenas receptoras, una para cada olor, y la segunda se basa en estudios electrofisiolgicos en los que se ha encontrado que una neurona olfativa responde a otras molculas olorosas de estructura qumica diferente.

Adicionalmente se ha sugerido que existe agonismo o antagonismo entre los olores y sus receptores en el epitelio olfativo; as, hay una competencia entre las combinaciones de aromas frente a los agonistas para activar un receptor neuronal, o entre agonistas y antagonistas para bloquear una neurona. La incapacidad de un agonista para fijarse en un sitio receptor y activar lo consti tuye uno de los mecanismos ms efectivos para provocar una disminucin en la percepcin del olor; dicha reduccin puede considerarse como supresin del olor, y es lo que comnmente se pretende hacer mediante cier tas formulaciones queenmascaran los sabores y olores desagradables, como ciertos alimentos, medicinas, cosmticos o productos de limpieza.

Teoras del olfato

Se han propuesto diversas teoras para comprender el funcionamiento biolgico de diferenciacin del sentido del olfato, tratando de dar una explicacin coherente y plausible del modo en que interactan los olores y los receptores olfativos; sin embargo, debido a la carencia de conocimiento en este campo, muchas de ellas han fracasado o no han sido adecuadamente demostradas. La teora ms aceptada para tal fin es la teora estereoqumica, que involucra la relacin de la estructura tridimensional de la molcula con las propiedades olfativas de los compuestos. Esta teora se basa en la idea de que los grupos funcionales presentes en una molcula odorfica tienen distintos tamaos, y que mediante un mecanismo similar al modelo enzimtico llave-cerradura, se puede reconocer la distribucin electrnica de un compuesto asociado a un olor caracterstico, siempre y cuando ambas partes coincidan con el arreglo conformacional y una distribucin espacial especfica.

Olor y estructura molecular

En el mbito de la investigacin farmacutica, cosmtica y de al imentos, la int roduccin de nuevos compuestos con propiedades biolgicas activas de inters implica un alto costo, ya que requiere tcnicas y mtodos de laboratorio que, adems, necesitan procesos de control y regulacin. Por ello se ha venido desarrollando recientemente una metodologa para el estudio de nuevos compuestos con cualidades incluso personalizadas, pero que evita una gran inversin econmica, ya que el objetivo se logra a travs de mtodos computacionales que permiten correlacionar la estructura qumica con la actividad biolgica. Estas tcnicas hacen posible un anlisis adecuado de la estructura molecular, bajo el precepto de que tal relacin implica la pertenencia al mismo tipo de estructura y, por consiguiente, a la misma clase de aroma. As, el diseo computacional de fragancias rene en el campo de la investigacin las bases de la ciencia, la experiencia y el instinto, que se conjugan como si se tratara de una fantasa creacional. A la fecha hay varias reglas para crear agentes odorficos basados en la estructura qumica de las sustancias. A continuacin se presentan unos cuantos hallazgos de cmo la estructura puede emplearse para predecir o simplemente especular acerca del aroma que un cierto compuesto puede provocar.

AmbergrisEs una fragancia de origen animal secretada en el estmago o tracto intestinal de la ballena y que se libera al mar en forma de una masa rocosa de color grisceo a negro. Cuando se expone a la luz, al aire y al agua marina, el material se degrada a un color amarillo cremoso, al mismo tiempo que se oxida su principal componente, el alcohol triterpnico ambreina. De acuerdo con el anlisis estructural de las propiedades olfativas se ha logrado establecer que debe haber un anillo de trans-decalina dentro de la molcula para dar esta clase de aroma.

Almendras amargasEste grupo de olores ha sido el modelo por excelencia en los estudios de la relacin estructura-actividad, puesto que tiene un olor bien definido. Las molculas clsicas poseedoras de dicho aroma son el cido cianhdrico y el benzaldehdo, ambos producidos por la hidrlisis de la amigdalina, que es uno de los componentes de las almendras amargas. Sin embargo, si se compara la estructura de ambos compuestos se puede deducir una gran variabilidad estructural, por lo que despus de ciertos estudios computacionales se ha logrado establecer que este aroma debe tener un ncleo aromtico; cuando los dobles enlaces se encuentran conjugados con grupos funcionales, el aroma se intensifica.

AlcanforadoLos aromas alcanforados se han popularizado por su presencia en productos tales como los ungentos para tratar resfriados y en antiguas formulaciones de repelentes de polillas. La molcula lder responsable de este olor es el alcanfor, que se puede obtener de forma natural a travs del aceite de madera o en el laboratorio, a partir del pineno.

FloralLas fragancias florales son de las ms interesantes dada su gran aceptacin por parte de la mayora de las personas, sobre todo de las mujeres, quienes dominan la industria del perfume. Se pueden usar cientos de diferentes notas florales, siendo las ms importantes la rosa, el jazmn y el lirio de los valles. De estos tres solamente se han realizando anlisis de estructuraactividad con los dos ltimos, puesto que el perfume de rosas es un olor complejo. No obstante, se ha logrado revelar ciertas caractersticas moleculares para los olores florales; por ejemplo, sustituyendo anillos de tamao mediano con grupos funcionales del tipo del alcohol, aldehdo, ster o ter.

FrutalDe las fragancias frutales ms utilizadas los steres forman parte del grupo de compuestos que ms se ha estudiado. Se sabe que la intensidad del olor depende considerablemente de la naturaleza de la porcin cida y alcohlica; para los steres alifticos se ha propuesto que aquellos con ms de ocho tomos de carbono tienen aromas frutales intensos, y adicionalmente se ha sugerido que las insaturaciones en la proximidad de la funcin ster reducen el peculiar tono frutal y agregan sensaciones herbales. Por su parte, los olores a uva, frutas rojas, meln y otros de percepcin similar se producen cuando ciertos compuestos azufrados tienen bajas concentraciones; de hecho, muchos compuestos orgnicos voltiles de este tipo se utilizan enormemente en la industria de bebidas y alimentos, y no simplemente para productos derivados de frutas, sino para la carne, pan, papas, cerveza y caf.

HerbalEsta vasta familia de fragancias ha sido objeto de muy pocos estudios que relacionen la estructura con el aroma, probablemente porque este aroma es muy difcil de definir. La nota herbal alude tanto al follaje verde de las hojas, tallos y frutos verdes, como al pasto recin cortado. La principal sustancia vinculada con este olor es el cis-3-hexen-1-ol, muchos de cuyos derivados se han introducido en la industria de los sabores y fragancias desde 1960.

MuskLos aromas del tipo musk son de los ms interesantes en el mbito de la perfumera por dos razones: su gran capacidad comofijador y sus propiedades caractersticas. Son olores considerados clidos, sensuales y a la vez naturales. Este aroma est qumicamente bien definido y abarca cuatro diferentes grupos: macrocclos nitrogenados, no nitrogenados, bencenoides y esteroidales.

MaderasEn este grupo se incluyen las fragancias derivadas de los aceites esenciales de varios tipos de rboles, como el cedro y el sndalo, y algunos provenientes de hojas como el pachuli y el vetiver. Generalmente son compuestos bicclicos o tricclicos de 12 a 17 carbonos y con un grupo funcional alcohol o ster.

El desarrollo e innovacin de las fragancias puede en algunos casos considerarse como un capricho meramente placentero, sin embargo, el estudio racional de la relacin estructuraactividad de los olores ha permitido comprender algunas semejanzas estructurales en las molculas de los aromas.

Quizs el enigma del olor entraa, ms all de la fisiologa cognitiva, ciertos procesos de comunicacin, comportamientos antropolgicos y, sobre todo, un mundo de comunicacin qumica que an est por descubrirse.

Para el lector interesado

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