O sistema olfativo

O odor ou o aroma de determinado alimento são causados por estímulos sensoriais que são produzidas por moléculas presentes no ar e para que isso ocorra é necessário que tais substâncias sejam voláteis para que alcancem o epitélio e o bulbo olfativo e entrem em contato com os neurônios responsáveis por interpretar essa sensação. Esses neurônios, também conhecidos por quimiorreceptores ou células receptoras olfativas, ou simplesmente receptores sensoriais, são responsáveis pela identificação dessas moléculas e por interpretar as sensações provocadas. E eles podem ser estimulados tanto por aromatizantes, no caso de ingestão e alcance da molécula pela cavidade retronasal pela abertura no palato. Há aproximadamente 50 a 100 milhões de quimiorreceptores presentes no sistema olfativo, o qual é composto por: nariz, cavidade nasal, cavidade retronasal, cílios, tecido epitelial, epitélio olfativo onde se encontra os neurônios sensoriais, bulbo olfativo, quimiorreceptores e o osso do crânio que é a parte porosa que se comunica com o cérebro. A Figura 6 abaixo apresenta as regiões do sistema olfativo com destaque para a localização das células receptoras olfativas.

(HOCKENBURY; HOCKENBURY, 2002; RETONDO; FARIA, 2009; SILVA, BENITE; SOARES, 2011).

Figura 6 - O Sistema Olfativo

Fonte: HOCKENBURY; HOCKENBURY, 2002, p. 98

Os quimiorreceptores são repostos continuamente, devido a seu tempo de vida que dura em média de 30 a 60 dias. Os receptores olfativos podem tanto estar presentes nos cílios da cavidade nasal como no epitélio olfativo, e por sua vez “os cílios são compartimento celular no qual se encontram os quimiorreceptores, que são responsáveis pela detecção dos diferentes odores”. (SILVA; BENITE; SOARES, 2011, p.5). Os quimiorreceptores presentes no epitélio olfativo estão na presença do muco olfativo, o qual reveste a região do nariz, e para que ocorra a interação entre a substância aromatizante ou odorífera é necessário que tenha pelo menos alguma solubilidade em água, pois a camada de muco irá dissolver tais substâncias e é composto por uma solução aquosa de proteínas e carboidratos. (RETONDO; FARIA, 2009; SILVA; BENITE; SOARES, 2011). E, dos vários receptores presentes, cada qual é especializado para interagir com moléculas de estruturas químicas e espaciais diferentes, porém outra propriedade é necessária para essas moléculas causem a sensação de aroma e odor que é a lipofilicidade ou que sejam lipossolúveis, já que os quimiorreceptores e as suas membranas possuem essa característica lipofílica.

Quando a molécula, através de sua pressão de vapor, alcança a cavidade nasal ou retronasal e interage com os quimiorreceptores no muco nasal a dissolve para que ocorra a interação. (RETONDO; FARIA, 2009). O resultado dessa interação faz com que o cérebro

seja capaz de interpretar e perceber os padrões de sinais elétricos para que nos seja possível distinguir os odores e aromas. (SILVA; BENITE; SOARES, 2011). Os axônios dos quimiorreceptores que se localizam no nosso nariz ligam-se diretamente ao nosso cérebro, o que não ocorre com receptores sensoriais de outros sentidos. (HOCKENBURY; HOCKENBURY, 2002).

Não é apenas a volatilidade que torna uma molécula odorante capaz de causar a sensação de aroma e odor, para que o cérebro possa interpretar um sinal elétrico é preciso ainda uma série de processos no sistema olfativo e possa ser estimulado e gerar sinais elétricos, e assim identificar o cheiro em questão. As substâncias odorantes precisam de características e propriedades específicas, podemos citar: certa solubilidade em água, alta pressão de vapor que por si causa a volatilidade, porém ainda há diferentes graus de volatilidade, lipofilidade e liposolubilidade, baixa polaridade, massa molar menor ou igual a 294g/mol ou 300g/mol. (FELIPE; BICAS, 2017; SILVA; BENITE; SOARES, 2011;). Essa última característica deve-se ao impedimento estérico e ao tamanho da molécula, ou seja, moléculas com massa molar maior que 294g/mol possuem dificuldade na interação com o sítio proteico devido ao seu tamanho e forma, assim não ocorre a devida interação entre a molécula odorante/aromatizante e o quimiorreceptor por conta de impedimento estérico, pressão de vapor e solubilidade, e por causa disso não há substâncias odoríferas/aromatizantes com massa molar maior que 294g/mol.

A interação das substâncias aromatizantes e odorantes com as proteínas das células receptoras causa o estímulo e geração de impulsos elétricos, derivados da nova conformação da proteína, e este sinal elétrico é enviado ao bulbo olfativo que recebe estes sinais diretamente dos neurônios olfativos. O bulbo olfativo localiza-se na região posterior ao crânio sendo a parte final do córtex olfativo no cérebro, é nele que são registradas as nossas sensações de odor e aroma. Para o aroma ser percebido é preciso que aja a combinação das sensações de odor e sabor, e por efeito da participação da língua, da cavidade retronasal e do cérebro, portanto quando esses três organismos agem juntos percebendo as sensações é que ocorrerá a sensação de aroma em nós. A língua colabora com seu papel de distinguir os cinco sabores: amargo, doce, azedo, salgado e umami; a cavidade retronasal, e inevitavelmente o epitélio junto do bulbo olfativo, na percepção das moléculas aromatizantes e, finalmente, o cérebro na interpretação dos sinais e estímulos recebidos, toda essa combinação e junção das duas sensações de sabor e odor nos tornam capazes de perceber o aroma de alimentos e bebidas com a organização das informações no cérebro e por ele interpretadas no sistema

límbico que regulam nossas respostas emocionais aos odores e aromas. (HOCKENBURY; HOCKENBURY, 2002; SILVA; BENITE; SOARES, 2011). A Figura 7 nos mostra a interação das sensações de sabor e odor para a formação do aroma.

Figura 7 - Junção das sensações de odor e sabor na formação da sensação do aroma

Fonte: Adaptado de VISITPORT-ÁLCOOL, 2017

O início da nossa interpretação da sensação de olfato se dá na interação das substâncias aromatizantes ou odorantes dissolvidos no muco nasal com os receptores olfativos, mas o que acontece nessa interação? A interação se inicia quando a molécula de aroma ou odor se liga à proteína do receptor, representado na figura pela letra R, ativando a enzima adenilil ciclase, a qual está presa no interior da membrana ciliar próxima ao receptor da célula, essa enzina catalisa a conversão de ATP (adenosina trifosfato) em AMP cíclico (cAMP – Adenosina Monofosfato Cíclico), esse por sua vez ativa um canal de íon sódio, Na+, que gera um potencial de despolarização ao longo da membrana, essa despolarização causa um impulso elétrico que é transmitido pelos nervos olfatórios até o bulbo olfativo que leva até o cérebro que interpreta esses estímulos sensoriais como odor ou aroma, com isso nosso cérebro pode relacionar a algo que já conhecemos, ou seja, quando sentimos o óleo essencial de determinado vegetal em uma embalagem não identificada, poderemos saber do que se trata, pois nosso cérebro irá relacionar com o que já temos armazenado em nossa memória. (SILVA; BENITE; SOARES, 2011). A Figura 8 demonstra o mecanismo simplificado que acontece na membrana quando o receptor é ativado.

Figura 8 - Mecanismo de estímulo da sensação do olfato na membrana dos neurônios

olfatórios.

Fonte: SILVA; BENITE; SOARES, 2011, p.5

O processo, portanto, inicia-se com a sensibilização dos quimiorreceptores olfativos por substâncias aromatizantes ou odorantes presentes no ar, e para isso elas devem ser voláteis com alto índice de pressão de vapor, e de modo sucinto quando essa substância entra em contato com as células receptoras gera um sinal elétrico que é enviado ao cérebro, este por sua vez é capaz de interpretar a sensação. Mas, no contato dessas substâncias nos quimiorreceptores a geração de impulso elétrico não ocorre pelo simples contato de quaisquer substâncias voláteis, é necessário que esse interação ocorra por meio de ligações ou forças intermoleculares entre ambas as partes, sendo elas: forças de London ou van der Waals, dipolo-dipolo ou ligações de hidrogênio e que o formato e polarização dessa substância seja capaz de alterar a conformação da proteína receptora. Cada neurorreceptor possui em sua membrana uma estrutura espacial específica para determinados grupos de moléculas de aromatizantes e odorantes, e quando ocorre a interação entre a substância e a proteína receptora há alteração de conformação espacial nela, e isso por sua vez ativa uma proteína intracelular denominada de proteína G que é acoplada a proteína receptora. A proteína G é formada por três subunidades diferentes, as quais são Gα, Gβ e Gγ, as duas últimas são fortemente associadas de forma não covalente. O dímero Gβγ pode-se associar a diferentes unidades da subunidade Gα, sendo assim a identidade da proteína G é dada por sua subunidade Gα. Uma única molécula de aroma pode ativar diversos receptores ou pode ser específica para determinados receptores, e quando sentimos um aroma complexo, ou simplesmente natural, de algum óleo essencial, temos uma sensação global tida pela combinação de vários receptores e também pela interação com diversas substâncias aromas

em suas mais diversificadas proporções de concentração. Quando a proteína G é ativada no momento da mudança da conformação da proteína do receptor ocorre a alteração da sua subunidade Gα, e essa alteração por sua vez, ativa canais de sinalização elétrica por meio dos íons metálicos cálcio e sódio, Ca2+ e Na+. Quando ocorre a ativação de sinalização iônica formam-se canais de ação em que a molécula envia sinais elétricos a regiões do cérebro como o bulbo olfativo, sistema límbico e outros que pode identificar o aroma e odor e o tipo de molécula que causa seu cheiro específico. A Figura 9 demonstra o esquema do mecanismo de forma mais completa na membrana dos quimiorreceptores:

Figura 9 - Mecanismo Global da Percepção do Olfato na Membrana do Quimiorreceptor

Fonte: Fonte: SILVA; BENITE; SOARES, 2011, p.6

Sintetiza-se todo o processo em breves palavras. A substância volátil que provoca a sensação de aroma ou odor entra em contato com os neurônios olfativos quando entra na cavidade nasal ou retronasal, tais neurônios estão presentes no muco olfativo e nos cílios, e dessa interação com os seus respectivos receptores é gerado sinais elétricos por um processo bioquímico que envia esses sinais para o cérebro, o qual armazena, registra e interpreta donde podemos dizer que é por meio dele que somos capazes de identificar os cheiros característicos do que há a nossa volta. A trajetória passo a passo de tudo o que foi discutido está presente na Figura 10 abaixo:

Figura 10 - Trajetória da sensação do olfato da interação sensorial até a recepção dos sinais

no cérebro

Fonte: SILVA; BENITE; SOARES, 2011, p.4