Mùi, cảm giác về mùi thường bị bỏ qua trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, đóng một vai trò quan trọng trong môi trường.Cho dù đó là nếm thử một tách cà phê êm dịu hay cảm nhận được mùi hấp dẫn của bữa tối, nhận thức khứu giác của chúng tôi đến từ các phản ứng hóa học tinh tế.Nghiên cứu gần đây có các cuộc thảo luận chuyên sâu về cấu trúc, chức năng và sự tiến hóa của các thụ thể khứu giác, cho thấy bí ẩn về cách con người nhận ra các mùi khác nhau.
Các thụ thể khứu giác (OR) là họ đa gen lớn nhất trong cơ thể con người, bao gồm khoảng 400 gen, tương ứng với hơn 10.000 phân tử mùi.
Các thụ thể khứu giác là các thụ thể hóa học nằm trên màng tế bào của các tế bào thần kinh khứu giác, chủ yếu chịu trách nhiệm phát hiện các phân tử mùi.Một khi các phân tử mùi liên kết với thụ thể, các xung thần kinh sẽ được kích hoạt, sau đó sẽ truyền thông tin mùi đến não.Các thụ thể khứu giác không chỉ có trong hệ thống khứu giác, mà còn được biểu hiện trong các tế bào khác, bao gồm cả các tế bào tinh trùng, có ý thức về mùi để giúp xác định vị trí trứng.
Các thụ thể khứu giác có thể phát triển ái lực với nhiều phân tử mùi và một phân tử mùi cũng có thể liên kết với các thụ thể khứu giác khác nhau.Cơ chế này liên quan đến những thay đổi về cấu trúc trong thụ thể và bắt đầu protein G bên trong, kích hoạt adenylate acylase, chuyển ATP thành AMP theo chu kỳ (CAMP).Quá trình này làm cho canxi và natri xâm nhập vào các tế bào, kích hoạt khử cực các tế bào thần kinh khứu giác và cuối cùng tạo ra các tiềm năng hành động.
"Phản ứng của thụ thể khứu giác của chuột đối với một số mùi nhất định cho thấy đồng là rất quan trọng trong nhận dạng mùi."
Ở động vật có xương sống, họ gen của thụ thể khứu giác bao gồm nhiều loài và các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các gen này tiến hóa thông qua sự sao chép gen và chuyển đổi gen.Những thay đổi trong gen thụ thể khứu giác ở người phản ánh sự khác biệt giữa chúng ta và các động vật có vú khác.Mặc dù chúng ta có khoảng 400 gen thụ thể khứu giác chức năng, khoảng 600 gen là do pseudogenes, cho thấy sự phức tạp và linh hoạt của cảm giác khứu giác.
Một lý thuyết khác cho cơ chế khứu giác là lý thuyết rung động, trong đó đề xuất rằng các thụ thể khứu giác có thể được xác định bằng cách cảm nhận mức năng lượng rung động của phân tử chứ không phải là mô hình cấu trúc.Tuy nhiên, quan điểm này vẫn còn gây tranh cãi, với nhiều kết quả nghiên cứu cam kết hiệu quả của lý thuyết này, cho thấy lý thuyết chức năng cấu trúc truyền thống vẫn có giá trị giải thích cao hơn.
Nghiên cứu chỉ ra: "So với các động vật có vú khác, lý thuyết rung động trong cơ chế hoạt động nhận thức dường như không được áp dụng cho con người."
Mùi không chỉ là một trải nghiệm cảm giác cơ bản, nó có nguồn gốc sâu xa trong cảm xúc và trí nhớ.Một mùi hương cụ thể có thể gợi lên những ký ức hoặc cảm xúc của chúng ta vì hệ thống khứu giác được kết nối trực tiếp với hệ thống limbic của não.Điều này làm cho mùi một trong những giác quan "nguyên thủy nhất" và cảm giác có khả năng nhất để kích hoạt cộng hưởng cảm xúc.
Thông qua nghiên cứu chuyên sâu về các thụ thể khứu giác, chúng ta hiểu rõ hơn về các cơ chế nhận dạng mùi, có thể giúp phát triển các công nghệ và phương pháp điều trị mới.Khả năng khứu giác của con người sẽ bị thách thức với sự tiến bộ công nghệ?