16.10.2021 | Svátek má Havel


VĚDA: Čichám, čichám těžký vodík

21.2.2011

Je lidský nos schopen odlišit různé izotopy týchž atomů? Muškám octomilkám to zjevně nedělá potíže a povážlivě tak nabouraly stávající představy o tom, jak vlastně funguje čich.

Atom vodíku je tvořený protonem a elektronem. Když do jádra vodíkového atomu přidáme neutron, vznikne zhruba dvojnásobně těžký izotop – deuterium čili těžký vodík. Člověk potřebuje k odlišení deuteria a vodíku přístroje. Muškám octomilkám stačí čich. Ukázalo se to v experimentu, jehož výsledky přinesl prestižní vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences.

Octomilkám voní molekuly acetofenonu. Přesněji řečeno, voní jim ty verze molekul, které obsahují atomy obyčejného vodíku. Čím víc vodíků nahradí v acetofenonu deuterium, tím méně molekula octomilky láká. Mušky lze dokonce vycvičit, aby vyhledávaly vábnou či naopak nevábnou verzi vodíkové a deutériové verze acetofenonu. Není pochyb o tom, že octomilky umějí odlišit deuterium od obyčejného vodíku. A to je problém. Podle našich stávajících představ o tom, jak funguje čich octomilek a dalších živočichů včetně člověka, by mělo být odlišení vodíku od deuteria čichem nemožné. Jak mušky tuhle nemožnou věc dokážou?

Podle stávajících představ závisí vnímání molekul čichem na jejich tvaru. Na čichové sliznici máme „antény“ v podobě receptorových molekul. Ty jsou tvarovány tak, aby do nich určité molekuly zapadly jako klíč do zámku. Jakmile je „klíč“ v „zámku“, vzniká v čichové buňce nervový vzruch, který je veden čichovými nervy do mozku. A my si uvědomíme vůni nebo zápach. Čím více máme na příslušných buňkách čichové sliznice různých receptorů („zámků“), tím širší spektrum molekul dokáže čichem zaznamenat. Molekuly, pro které nám „zámky“ chybí, necítíme. A že jich je! Ve srovnání s mnoha živočišnými druhy jsme v čichání ubozí žabaři, i když tak úplně špatný čich zase nemáme.

Alternativní teorie o mechanismu vnímání vlůní a pachů považuje za rozhodující nikoli tvar molekuly ale vibrace elektronů v jejích atomech, jež vznikající v důsledku fenoménů kvantové mechaniky. Tvar molekuly se zařazením těžkého vodíku nezmění a receptory by proto neměly poznat, jestli molekula obsahuje obyčejný vodík nebo zda je do ní nastrkáno deuterium. Vibrace molekuly při vazbě na receptor jsou však u „deuterizované“ molekuly odlišné. Pokud tedy čichové buňky reagují na vibrace molekuly, neměly by mít s odhalením molekul s deuteriem problémy. Přesně to se ukázalo v pokusu týmu vedeného Efthimiem Skoulakisem z Výzkumného centra pro biomedicínské vědy Alexandera Fleminga v řeckém Vari. Vědcům se povedlo mušky dokonce vibračně obelstít, když napodobili vibrace molekul obsahujících deutérium tím, že molekuly vybavili nitrylovými skupinami. Tvar molekul se změnil, takže by mušky neměly mít s odlišením deutériového a nitrylového pachu problém. Jenže mušky si podobně vibrující látky pletly.

Zdá se tedy, že naše stávající představy o tom, jak vnímáme vůni konvalinek nebo aroma odleželých olomouckých tvarůžků, utrpěly vážný zásah pod čarou ponoru. Jestli skutečně půjdou ke dnu, není jisté. Někteří badatelé mají výhrady k použití deuteria, protože tento izotop povážlivě mění nejen vibrace molekul, ale i jejich další vlastnosti. Acetofenon s deuteriem má například jiný bod tání a bod varu. Šťourové také připomínají, že zatímco vodu s obyčejným vodíkem můžeme pít vcelku bez problémů, pití těžké vody se nedoporučuje, protože je pro nás toxická. A tak možná octomilky nereagují na změnu vibrací molekul acetofenonu s deuteriem, ale na něco jiného.

Také není jisté, zda fenomén pozorovaný u hmyzu platí i pro čich vyšších tvorů, jako jsou savci včetně člověka. Komentář v časopise Nature uvádí, že mezi badateli koluje zatím nezveřejněná studie dokazující vibrační vnímání pachů u psů. Ale tu si zatím půjčují jen „hoši, co spolu chodí“, jak by řekl Petr Bajza. My, co k nim nepatříme, si budeme muset na tuhle bezesporu zajímavou studii ještě počkat. Ale jak už to ve vědě bývá, je na co se těšit.

To, že některým lidem "nevoní" izotopy uranu v atomových reaktorech, za důkaz vibrační teorie čichu bohužel považovat nelze.

Převzato z blogu JaroslavPetr.bigbloger.lidovky.cz se souhlasem autora



Advantage Consulting, s.r.o.
DEVOPS ENGINEER (až 130.000 Kč)

Advantage Consulting, s.r.o.
Praha
nabízený plat: 60 000 - 130 000 Kč






 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.