kulcs a zárba, vagy quantum-biológia?

Luca Turin amerikai biofizikus az 1990-es évek közepén vetette fel, hogy a szaglásban a szagmolekulák rezgésállapotai játszanak szerepet, és nem a molekulák alakja, ahogy azt a máig elfogadott elmélet tartja.
Mintegy 1000 receptorunk van a szagok érzékelésére. Ez azt jelenti, hogy genomunk 3-5 százaléka szaglóreceptorokat kódol. Egyes becslések szerint az ember körülbelül 10 000 különféle szag megkülönböztetésére képes, melyek a mintegy 1000 különféle receptor által érzékelt szaganyag kombinációjából adódik.

Úgy tűnik, hogy az emlősökben a szagérzékelés a szagok felismerésének és feldolgozásának kombinatorikus elvén alapul, ami azt jelenti, hogy ahelyett, hogy egy bizonyos szagnak egy egyedi szagreceptor felelne meg, a szagérzékelő rendszer a receptorok kombinációját használja a szagok kódolására. Ez érthetővé teszi, hogy a mintegy ezer körüli receptor hogyan képes többezer különböző szag leírására. A kémiai szerkezetben előidézett kismértékű változtatások a receptorok különböző kombinációinak aktiválását idézik elő és ennek megfelelően a molekulák különböző szagérzetet keltenek. Így például az oktanol narancs illatú, míg a hozzá hasonló oktánsav izzadtságszagú. Kimutatták azt is, hogy nagyobb mennyiségű szaganyag a receptorok szélesebb köréhez kapcsolódik, mint ugyanannak a vegyületnek kisebb mennyisége. Ez megmagyarázza azt a tapasztalatot, hogy például az egyes gombákban is előforduló indol nagy koncentrációban miért bűzös, míg nyomnyi mennyiségben virágillatú.
Az általánosan elfogadott nézet szerint az orrunkban lévő receptorokhoz kapcsolódó szagmolekulák alakja indítja el az agy felé a szaginformációt. Számos hasonló, a receptorokhoz kapcsolódó molekulákra épülő mechanizmus működik testünkben, így ismeri fel például az immunrendszer a behatoló idegen anyagokat, nyelvünk így érzékeli az ízeket.

A szaglás azonban nem illik bele pontosan ebbe a képbe. Azonos felépítésű, alakú molekulák nagyon eltérő szagélményt adnak, a kellemes illatú alkoholokhoz hasonló tiolok például záptojás szagot árasztanak. Ennek a fordítottja is igaz: nagyon eltérő szerkezetű molekulák azonos szagélményt adnak. A legmeglepőbb az izotópeffektusok szerepe: egyes állatok számára a kémiailag azonosan viselkedő, de tömegszámukban (az atommagban lévő neutronok számában) eltérő atomok (izotópok) más-más szagot adnak. Ezekre, az általános képbe nem illő megfigyelésekre keresett Turin magyarázatot.

Turin szerint a molekulák rezgésének hatására a receptor fehérjemolekuláiban egy elektron ugrik át kvantummechanikai alagúteffektussal a receptor két része között, és ez az elektron indítja el a szagjelet az agy felé. Az izotópeffektus ezzel rögtön érthetővé válik, hiszen a rezgési frekvenciák függenek az atom tömegétől. Ez a fizikai folyamat valóban létezik, a molekulák rezgését éppen erre építve tanulmányozzák. A kérdés az, hogy van-e tényleges szerepe a szaglásban.

A kémiai kötésekről azt gondolnánk, hogy szilárdak, de ez nincs így, nem mereven rögzíti az atomot, hanem inkább úgy, mint egy rezgő húr. Ez a folyamat az emberi szervezetben leginkább egy gitárjátékra hasonlít, ahol az orrunkban lévő receptorok képezik a gitár testét és az orrba jutó illatmolekulák a húrok, és az atomok között ugráló elektronok tánca rezgeti meg az illatmolekulát. Ez az érdekes elmélet már nem az illatmolekula alakjához kapcsolja a szagok érzetét, hanem a molekula rezgéséhez, egy hullámszerű viselkedéshez. Az illatanyag kvantumrezgése szinte ugyanolyan, mint egy hang, és akár azt is mondhatjuk, hogy a szaglási folyamat olyan, mint egyfajta akusztikus rezonancia, ezért aztán sokban hasonlíthat a halláshoz és a látáshoz.

Felhasznált irodalom:
https://www.origo.hu/tudomany/20061213keszulnek.html
https://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/teazo/jancso/gombaill.html

Ha érdekel a quantum-biológia, akkor olvasd el az élet kódja című könyvet

vagy kedvcsinálónak nézd meg az egyik szerző TED-EX-es videoját. Iszonyú érdekes!