Il-kimika għandu imnieħer

Fl-artiklu hawn taħt, se nħarsu lejn il-problema tar-riħa minn għajnejn kimiku - wara kollox, imnieħru se jkun utli fil-laboratorju tiegħu ta 'kuljum.

1. Innervazzjoni tal-imnieħer tal-bniedem - tħaxxin 'il fuq mill-kavità tal-imnieħer huwa l-bozza tax-xamm (awtur: Wikimedia/Opt1cs).

Nistgħu naqsmu s-sentimenti fiżiku (vista, smigħ, mess) u l-primarja tagħhom kimikajiġifieri togħma u riħa. Għal tal-ewwel, diġà nħolqu analogi artifiċjali (elementi sensittivi għad-dawl, mikrofoni, sensers tal-mess), iżda tal-aħħar għadhom ma ċedewx lill-"ħġieġ u l-għajnejn" tax-xjenzati. Dawn inħolqu biljuni ta’ snin ilu meta l-ewwel ċelluli bdew jirċievu sinjali kimiċi mill-ambjent.

Ir-riħa eventwalment separata mit-togħma, għalkemm dan ma jseħħx fl-organiżmi kollha. L-annimali u l-pjanti jxommu kontinwament l-inħawi tagħhom, u l-informazzjoni miksuba b'dan il-mod hija ħafna aktar importanti milli jidher mal-ewwel daqqa t'għajn. Ukoll għal studenti viżwali u tas-smigħ, inklużi l-bnedmin.

Sigrieti jinxtamm

Meta tieħu n-nifs, in-nixxiegħa ta 'l-arja tgħaġġel fl-imnieħer u, qabel ma tkompli, tidħol f'tessut speċjalizzat - l-epitelju tax-xamm ta' diversi ċentimetri fid-daqs.². Hawn huma t-truf taċ-ċelloli tan-nervituri li jaqbdu l-istimoli tar-riħa. Is-sinjal riċevut mir-riċetturi jivvjaġġa lejn il-bozza tax-xamm fil-moħħ, u minn hemm għal partijiet oħra tal-moħħ (1). It-tarf tas-swaba’ fih mudelli ta’ riħa speċifiċi għal kull speċi. Bniedem jista 'jirrikonoxxi madwar 10 minnhom, u professjonisti mħarrġa fl-industrija tal-fwieħa jistgħu jirrikonoxxu ħafna aktar.

L-irwejjaħ jikkaġunaw reazzjonijiet fil-ġisem, kemm f'sensihom (pereżempju, tbeżża' b'riħa ħażina) kif ukoll subkonxji. Negozjaturi jużaw il-katalgu ta 'assoċjazzjonijiet tal-fwieħa. L-idea tagħhom hija li togħma l-arja fil-ħwienet bir-riħa ta 'siġar tal-Milied u gingerbread matul il-perjodu ta' qabel is-Sena l-Ġdida, li tikkawża emozzjonijiet pożittivi f'kulħadd u żżid ix-xewqa li jixtru rigali. Bl-istess mod, ir-riħa ta 'ħobż frisk fis-sezzjoni tal-ikel se tagħmel il-bżieq tiegħek iqattar f'ħalqek, u int ser tpoġġi aktar fil-basket.

2. Il-ganfor huwa spiss użat fl-ingwenti tat-tisħin. Tliet komposti bi strutturi differenti għandhom ir-riħa tagħhom stess.

Imma x'jikkawża sustanza partikolari biex tikkawża din, u mhux oħra, sensazzjoni tax-xamm?

Għat-togħma tax-xamm, ġew stabbiliti ħames gosti bażiċi: mielħa, ħelwa, morr, qarsa, oun (laħam) u l-istess numru ta 'tipi ta' riċetturi fuq l-ilsien. Fil-każ tar-riħa, lanqas biss huwa magħruf kemm jeżistu aromi bażiċi, jew jekk jeżistux xejn. L-istruttura tal-molekuli ċertament tiddetermina r-riħa, imma għaliex huwa li komposti bi struttura simili riħa kompletament differenti (2), u kompletament differenti - l-istess (3)?

3. Il-kompost fuq ix-xellug jinxtamm bħall-misk (ingredjent tal-fwieħa), u fuq il-lemin - kważi identiku fl-istruttura - m'għandux riħa.

Għaliex il-biċċa l-kbira ta 'l-esteri riħa pjaċevoli, iżda l-komposti tal-kubrit spjaċevoli (dan il-fatt probabbilment jista' jiġi spjegat)? Xi wħud huma kompletament insensittivi għal ċerti irwejjaħ, u statistikament in-nisa għandhom imnieħer aktar sensittiv mill-irġiel. Dan jissuġġerixxi kundizzjonijiet ġenetiċi, i.e. il-preżenza ta 'proteini speċifiċi fir-riċetturi.

Fi kwalunkwe każ, hemm aktar mistoqsijiet milli tweġibiet, u diversi teoriji ġew żviluppati biex jispjegaw il-misteri tal-fwieħa.

Ċavetta u serratura

L-ewwel hija bbażata fuq mekkaniżmu enżimatiku ppruvat, meta l-molekula tar-reaġent tidħol fil-kavità tal-molekula tal-enzima (sit attiv), bħal ċavetta għal serratura. Għalhekk, huma riħa minħabba li l-forma tal-molekuli tagħhom tikkorrispondi għall-kavitajiet fuq il-wiċċ tar-riċetturi, u ċerti gruppi ta 'atomi jingħaqdu mal-partijiet tiegħu (bl-istess mod l-enzimi jorbtu r-reaġenti).

Fil-qosor, din hija teorija tar-riħa żviluppata minn bijokimiku Brittaniku. John E. Amurea. Huwa indika seba 'aromi ewlenin: kanfor-musky, fjuri, minty, etereali, pikkanti u putrid (il-bqija huma kombinazzjonijiet tagħhom). Molekuli ta 'komposti b'riħa simili għandhom ukoll struttura simili, pereżempju, dawk b'forma sferika riħa bħal kanfor, u komposti b'riħa spjaċevoli jinkludu kubrit.

It-teorija strutturali kellha suċċess - pereżempju, spjegat għaliex nieqfu nxommu wara xi żmien. Dan huwa dovut għall-imblukkar tar-riċetturi kollha minn molekuli li jġorru riħa partikolari (bħal fil-każ ta 'enzimi okkupati b'eċċess ta' sottostrati). Madankollu, din it-teorija mhux dejjem kienet kapaċi tistabbilixxi konnessjoni bejn l-istruttura kimika ta 'kompost u r-riħa tiegħu. Hija ma setgħetx tbassar ir-riħa tas-sustanza bi probabbiltà suffiċjenti qabel ma kisbitha. Hija naqset ukoll milli tispjega r-riħa intensa ta 'molekuli żgħar bħall-ammonja u l-idroġenu sulfide. L-emendi magħmula minn Amur u s-suċċessuri tiegħu (inkluża żieda fin-numru ta 'togħmiet bażi) ma eliminawx in-nuqqasijiet kollha tat-teorija strutturali.

molekuli li jivvibraw

L-atomi fil-molekuli jivvibraw kontinwament, jiġġebbed u jgħawġu r-rabtiet bejniethom, u l-moviment ma jieqafx anke f'temperaturi assoluti żero. Il-molekuli jassorbu l-enerġija vibrazzjonali, li tinsab prinċipalment fil-firxa infrared tar-radjazzjoni. Dan il-fatt intuża fl-ispettroskopija IR, li hija waħda mill-metodi ewlenin għad-determinazzjoni tal-istruttura tal-molekuli - m'hemm l-ebda żewġ komposti differenti bl-istess spettru IR (ħlief għall-hekk imsejħa isomeri ottiċi).

Ħallieq teorija vibrazzjonali tar-riħa (J. M. Dyson, R. H. Wright) sabet rabtiet bejn il-frekwenza tal-vibrazzjonijiet u r-riħa perċepita. Il-vibrazzjonijiet bir-reżonanza jikkawżaw vibrazzjonijiet tal-molekuli tar-riċetturi fl-epitelju tax-xamm, li jibdel l-istruttura tagħhom u jibgħat impuls tan-nervituri lill-moħħ. Kien preżunt li kien hemm madwar għoxrin tip ta 'riċetturi u, għalhekk, l-istess numru ta' aromi bażiċi.

Fis-snin 70, il-proponenti taż-żewġ teoriji (vibrazzjonali u strutturali) ikkompetew bil-biża ma 'xulxin.

Vibrionists spjegaw il-problema tar-riħa ta 'molekuli żgħar mill-fatt li l-ispettri tagħhom huma simili għal frammenti tal-ispettri ta' molekuli akbar li għandhom riħa simili. Madankollu, ma setgħux jispjegaw għaliex xi isomeri ottiċi bl-istess spettri għandhom irwejjaħ kompletament differenti (4).

4. Isomeri ottiċi ta 'carvone: grad S irwejjaħ bħall-kemmun, grad R irwejjaħ bħal zekka.

L-istrutturalisti m'għandhom l-ebda diffikultà biex jispjegaw dan il-fatt - ir-riċetturi, li jaġixxu bħal enzimi, jirrikonoxxu anke differenzi sottili bħal dawn bejn il-molekuli. It-teorija tal-vibrazzjoni wkoll ma setgħetx tbassar is-saħħa tar-riħa, li s-segwaċi tat-teorija ta 'Cupid spjegaw bis-saħħa tal-irbit tat-trasportaturi tar-riħa mar-riċetturi.

Huwa pprova jsalva s-sitwazzjoni L. Torinojissuġġerixxi li l-epitelju li jinxtamm jaġixxi bħal mikroskopju tal-iskannjar tal-mini (!). Skont Turin, l-elettroni jiċċirkolaw bejn partijiet tar-riċettur meta jkun hemm framment ta 'molekula ta' aroma bejniethom b'ċerta frekwenza ta 'vibrazzjonijiet vibrazzjonali. Il-bidliet li jirriżultaw fl-istruttura tar-riċettur jikkawżaw it-trażmissjoni tal-impuls tan-nervituri. Madankollu, il-modifika ta 'Turin tidher għal ħafna xjenzati wisq stravaganti.

Nases

Il-bijoloġija molekulari ppruvat ukoll tiżvela l-misteri tal-irwejjaħ, u din l-iskoperta ngħatat il-Premju Nobel diversi drabi. Ir-riċetturi tar-riħa tal-bniedem huma familja ta 'madwar elf proteina differenti, u l-ġeni responsabbli għas-sintesi tagħhom huma attivi biss fl-epitelju tax-xamm (jiġifieri, fejn ikun meħtieġ). Il-proteini tar-riċetturi jikkonsistu f'katina helical ta' aċidi amminiċi. Fl-immaġni stitch stitch, katina ta 'proteini ittaqqab il-membrana taċ-ċellula seba' darbiet, għalhekk l-isem: riċetturi taċ-ċelluli transmembrane b'seba' helix ()

Frammenti li joħorġu barra miċ-ċellula joħolqu nassa li fiha jistgħu jaqgħu molekuli bl-istruttura korrispondenti (5). Proteina speċifika tat-tip G hija mwaħħla mas-sit tar-riċettur, mgħaddsa ġewwa ċ-ċellula.Meta l-molekula tar-riħa tinqabad fin-nassa, il-proteina G tiġi attivata u rilaxxata, u proteina G oħra titwaħħal fil-post tagħha, li jiġi attivat u rilaxxat mill-ġdid, eċċ Iċ-ċiklu jirrepeti sakemm il-molekula ta 'l-aroma marbuta tiġi rilaxxata jew imkisser minn enzimi li kontinwament inaddfu l-wiċċ ta' l-epitelju tax-xamm. Ir-riċettur jista 'jattiva anke diversi mijiet ta' molekuli ta 'proteina G, u fattur ta' amplifikazzjoni tas-sinjal għoli bħal dan jippermettilu jirrispondi għal ammonti traċċi ta 'aromatizzanti (6). Il-proteina G attivata tibda ċiklu ta 'reazzjonijiet kimiċi li jwasslu biex jintbagħat impuls tan-nervituri.

5. Dan huwa kif jidher ir-riċettur tar-riħa - proteina 7TM.

Id-deskrizzjoni ta 'hawn fuq tal-funzjonament tar-riċetturi tax-xamm hija simili għal dik ippreżentata fit-teorija strutturali. Peress li sseħħ l-irbit tal-molekuli, jista 'jiġi argumentat li t-teorija tal-vibrazzjoni kienet ukoll parzjalment korretta. Din mhix l-ewwel darba fl-istorja tax-xjenza li teoriji preċedenti ma kinux kompletament żbaljati, iżda sempliċement avviċinaw ir-realtà.

6. Imnieħer tal-bniedem bħala rilevatur ta' komposti fl-analiżi tat-taħlitiet separati kromatografikament tagħhom.

Għaliex xi ħaġa riħa?

Hemm ħafna aktar irwejjaħ milli hemm tipi ta 'riċetturi tax-xamm, li jfisser li molekuli ta' riħa jattivaw diversi proteini differenti fl-istess ħin. ibbażat fuq is-sekwenza sħiħa ta 'sinjali li ġejjin minn ċerti postijiet fil-bozza tax-xamm. Peress li l-fwejjaħ naturali fihom saħansitra aktar minn mitt kompost, wieħed jista 'jimmaġina l-kumplessità tal-proċess tal-ħolqien ta' sensazzjoni tax-xamm.

Tajjeb, imma għaliex xi ħaġa tinħasra tajba, xi ħaġa diżgustanti, u xi ħaġa xejn?

Il-mistoqsija hija nofsha filosofika, iżda parzjalment imwieġba. Il-moħħ huwa responsabbli għall-perċezzjoni tar-riħa, li tikkontrolla l-imġieba tal-bnedmin u l-annimali, jidderieġi l-interess tagħhom għal irwejjaħ pjaċevoli u jwissi kontra oġġetti li jinxtammu ħażin. Jinstabu rwejjaħ li jħajjar, fost affarijiet oħra, l-esteri msemmija fil-bidu ta 'l-artikolu huma rilaxxati minn frott misjur (għalhekk ta' min jieklu), u l-komposti tal-kubrit huma rilaxxati minn residwi li jitħassru (l-aħjar li toqgħod 'il bogħod minnhom).

L-arja ma riħax għax hija l-isfond li fih jinfirxu l-irwejjaħ: madankollu, traċċi ta’ NH3 jew H₂S, u s-sens tax-xamm tagħna se jħoss l-allarm. Għalhekk, il-perċezzjoni tar-riħa hija sinjal tal-impatt ta 'ċertu fattur. relazzjoni mal-ispeċi.

Xi riħa għandhom il-vaganzi li ġejjin? It-tweġiba tidher fl-istampa (7).

7. Ir-riħa tal-Milied: fuq ix-xellug, togħmiet tal-ġinġer (zingerone u gingerol), fuq il-lemin, siġar tal-Milied (bornyl acetate u żewġ varjetajiet ta 'pinene).