DOQ

De reden dat je misschien wel met je neus luistert

Wetenschappers weten hoe geur werkt in het brein, maar niet precies hoe neuronen chemische informatie “lezen”. Kwantumbiologie zou een antwoord kunnen geven.

Wat gebeurt er als je iets ruikt? Chemicaliën, de geurmoleculen, komen de neus binnen en binden zich aan receptoren in het reukepitheel (het oppervlak in de neusholte). Deze binding zorgt voor een neuraal signaal dat naar de olfactory bulb reist en van daar naar andere breinregio’s, waaronder degene die betrokken zijn bij emotionele reacties en geheugen. Dit laatste deel, hoe geur werkt in het brein (het neurale signaal), begrijpen we goed. Wat onduidelijk is, is hoe de binding gebeurt.

(Foto: Pixabay)

Geurmoleculen

Een algemeen geaccepteerde theorie claimt dat de geurmolecuul een bepaalde vorm heeft die past bij de receptoren in onze neus. De receptor en de molecuul zijn als een slot en een sleutel. Als de vorm niet juist is, zal het niet op de receptor passen. Wanneer een vorm wel bij de receptor past, activeert het een neuraal signaal en daarmee een unieke sensatie van geur.

Dit klinkt als een elegant idee, op een paar dingen na. Er zijn minder receptoren (zo’n 400) in onze neus dan moleculen die we kunnen ruiken (ongeveer 10,000). Daarnaast zijn er geurmoleculen die hetzelfde ruiken maar die een andere vorm hebben. Bijvoorbeeld, benzaldehyde en cyanide zijn verschillend van vorm maar ruiken beiden naar amandelen.

Kwantum mechanica

Het slot-en-sleutel mechanisme is misschien niet het hele verhaal over hoe binding van molecuul aan receptor werkt. Sommige wetenschappers zeggen dat processen uit de kwantum mechanica kunnen verklaren waarom moleculen met verschillende vormen hetzelfde kunnen ruiken. Het idee is dat receptoren vibraties van de geurmolecuul kunnen opvangen.

Atomen in een molecuul worden bij elkaar gehouden door verbindingen die lijken op snaren. Deze snaren vibreren. De receptor bevat kwantum deeltjes (elektronen). Vibraties veranderen de afstand tussen de geurmolecuul en de muren van de holte waarin het zich bevindt. Dit helpt de elektronen om van de ene kant van de receptor naar de andere kant te gaan (tunnelen). Deze elektrische stroom is dan wat in de receptor een geurrespons activeert. Maar wanneer elektronen van de ene naar de andere atoom gaan (voorafgaand aan tunnelen), verwoesten ze het elektrische veld van de molecuul. Dit is als een snaar aanslaan. Dus naast de vibraties van de verbindingen van de molecuul, vibreren ook de elektronen de verbindingen in een molecuul voordat ze een tunnel maken.

Atoomvibraties ruiken

Dieronderzoek bevestigt dat sommige dieren, zoals fruitvliegjes, atoomvibraties kunnen ruiken. In een studie uit 2011 namen onderzoekers twee moleculen, waarvan de ene een gewone waterstof bevatte, en de ander deuterium bevatte. De moleculen hadden dezelfde vorm. Het enige verschil is dat deuterium zwaarder is en dat het dus langzamer vibreert dan waterstof. Als atoomvibraties niet uit zouden maken, zouden de fruitvliegjes niet in staat kunnen zijn het verschil te herkennen. Maar dit was juist wel het geval.

Waterstof

Onderzoekers trainden de vliegjes om de deuterium versie van de molecuul te vermijden. De training werd gedaan met behulp van lichte elektrische schokken. Daarna lieten de wetenschappers de fruitvliegen door een T-vormig doolhof gaan. Bij de splitsing konden ze kiezen voor deuterium (waar ze voorheen een schok van kregen) of waterstof. De vliegen hadden de voorkeur voor de laatste optie. De juiste weg kiezen was alleen mogelijk als de vliegen het verschil tussen de moleculen konden herkennen. Interessant genoeg vermeden de vliegen ook andere moleculen die een vergelijkbare vibratie lieten zien als deuterium. Dit bevestigt dat fruitvliegen gevoelig zijn voor deze frequentie-informatie. Voor mensen zijn er ook onderzoeken gedaan, maar de resultaten zijn niet eenduidig.

Vibratietheorie

Er kan worden geconcludeerd dat ruiken vergelijkbaar is met horen omdat er golven worden opgepikt. Hoewel vibratietheorie niet mainstream wetenschap is, zou het toch serieus moeten worden genomen…. Als we een completer verhaal willen over hoe geur werkt.

Bron: Het Donders Instituut
Lees meer over:


Voor u geselecteerde artikelen

Apothekers krijgen vergoeding voor therapietrouw­gesprekken

Therapietrouwgesprekken door apothekers worden in Noord-Limburg bij wijze van proef vergoed. Apotheker Erna Mombarg legt uit wat deze gesprekken opleveren. “Ik krijg uit het hele land van collega’s reacties: ‘Hoe heb je dit voor elkaar gekregen?’”

Als oorlog de zorg op de proef stelt

Bij een grootschalig conflict zullen ook Nederlandse ziekenhuizen grote aantallen gewonde militairen moeten opvangen. Traumachirurg en militair Eelco Huizinga vertelt wat dat van de zorg kan vragen. “Als zorgprofessional moet je je afvragen: wat wordt er van mij verwacht?”

Wacht niet tot de patiënt zich uitspreekt

Patiënten lijken tegenwoordig mondiger dan ooit. Maar vijftig jaar onderzoek laat een ander beeld zien. Mondigheid blijkt bovendien niet alleen iets van de patiënt: ook de zorgverlener bepaalt hoeveel ruimte een patiënt krijgt, stelt Sandra van Dulmen.

Casus: vrouw met pijn op de borst na kankerdiagnose

Een 73-jarige vrouw bezoekt de Spoedeisende Hulp vanwege misselijkheid, kortademigheid en acute pijn op de borst. Een paar dagen ervoor kreeg zij te horen dat zij waarschijnlijk uitgezaaide alvleesklierkanker heeft. Wat is uw diagnose?

Gebrek aan samenwerking remt inzet van AI in de zorg

Veel AI-toepassingen voor de zorg bereiken de werkvloer niet. Sara Ben Hmido onderzocht welke barrières implementatie in de weg staan en legt uit waarom samenwerking vanaf het begin cruciaal is. “Als AI-ontwikkelaar moet je vanaf het begin optrekken met zorgverleners.”

Casus: vrouw met symptomatisch galsteenlijden zonder cholecystitis

Een 41-jarige vrouw bezoekt de SEH vanwege buikpijn. Echografie van het abdomen toont een dunwandige galblaas gevuld met concrementen en verwijde galwegen. De radioloog concludeert dat er sprake is van choledocholithiasis zonder cholecystitis. Wat is uw beleid?

Voorkom aangeleerde hulpe­­loosheid: laat zorgprofessionals zelf met oplos­­singen komen

Als zorgprofessionals herhaaldelijk ervaren dat hun inbreng niets verandert, kunnen ze stoppen met meedenken. Kjeld Aij legt uit hoe kleine verbeteringen en meer invloed op de werkvloer aangeleerde hulpeloosheid kunnen voorkomen. “Er is bijna altijd enige invloed, hoe klein ook.”

Op het spoor van een intoxicatie

Volgens SEH-arts en toxicoloog Femke Gresnigt ontbreekt een intoxicatie nog te vaak in de differentiaaldiagnose. “Soms denken we daar pas aan als andere oorzaken zijn uitgesloten. Dan kan er al kostbare tijd verloren zijn gegaan.”

Casus: progressieve kortademigheid na embolisatie van een varicocele

Een 36-jarige man presenteert zich op de SEH met toenemende kortademigheid, hoesten, algehele malaise en koorts. Negen dagen ervoor heeft hij een endovasculaire embolisatie met cyanoacrylaat ondergaan vanwege een symptomatische varicocele. Wat is uw diagnose?

Meer halen uit bestaande medicijnen

Een verminderde nierfunctie betekende lange tijd dat pemetrexed geen behandeloptie was. Rob ter Heine en Nikki Bleijs-de Rouw onderzochten hoe dit toch veilig kan worden ingezet en lieten zien hoeveel winst te behalen valt met onderzoek naar bestaande geneesmiddelen.