TPE sur le système olfactif

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de la perception, l’importance de l’identification sera mise en évidence par une expérience.

I. Qu’est-ce qu’une odeur ?

A. Du parfum à la molécule odorante

Le parfum est un produit cosmétique créé par l’Homme et composé de différents com-posants chimiques appelés molécules olfactives. Son odeur est le plus souvent agréable ; or, comment celle-ci est-elle perceptible ? Du latin olfactio qui signifie flairer, humer, l’olfaction est la principale action qui permet de détecter les molécules odorantes en suspension dans l’air.

Avant tout il est judicieux de s’interroger sur la définition d’odeur: Qu’est-ce qu’une odeur ?

L’odeur est souvent définie comme une sensation particulière produite par l’action de certaines molécules chimiques sur le système olfactif. D’un point de vue chimique, il s’agit simplement de molécules éphémères sous forme de gaz.

Jean Giono, écrivain français, a déclaré que «Rien n’est plus démesuré qu’une odeur.» En effet, les substances volatiles qui composent un parfum sont présentes en grand nombre et toutes, ou presque, identifiables par l’Homme par la simple action d’olfaction.

Les molécules odorantes sont des molécules chimiques qui se différencient selon trois critères distincts : leur composition (composés organiques : alcool, acide, aldéhyde, cé-tone, composé aromatique...), leur longueur (nombre de carbones constitutifs de la chaîne principale) et leur organisation spatiale (isomère*, énantiomère*).

Notre environnement regorge d’odeurs volatiles, portées par l’air ambiant. Les subs-tances les plus odorantes sont essentiellement les huiles volatiles que l’on trouve par exemple dans la fragrance des fleurs type lavande, mimosa... mais également dans les résines des plantes, les arômes du café, du thé ou encore des solvants des huiles comme l’alcool, l’éther, le chloroforme.

Mais pour qu’une molécule soit odorante, c’est-à-dire pour que la cellule réceptrice envoie un signal vers le cerveau, il faut qu’un nombre suffisant de molécules arrive au contact de ce récepteur. Pour cela il faut déjà que la molécule réponde à ces deux conditions essentielles :

• être volatile, c’est-à-dire être transportée dans l’air ambiant. La concentration de l’air en molécule odorante doit être supérieure à environ 10-17 mol.L-1, car c’est le seuil de détection d’une odeur chez l’Homme. La molécule doit aussi avoir une masse molaire comprise entre 30 g.mol-1 et 300 g.mol-1. Cela lui permet de se va-poriser à température ambiante, afin que l’air puisse la porter jusque nos récep-teurs olfactifs.

• Être hydrosoluble (c’est à dire être soluble dans l’eau et en milieu aqueux) pour ainsi se répandre dans le mucus et atteindre les récepteurs portés par les cils ol-factifs.

La solubilité de ces molécules dans le mucus pose un problème particulier car la plupart des substances odorantes sont assez peu solubles dans l’eau. On dit qu’elles sont hydrophobes.

Cela provient de leur faible polarité* qui leur confère un caractère lipophile : elles ne se sont pas, ou peu solubles dans des solvants polaires ou ioniques comme l’eau mais le sont dans l’huile.

Dans ces conditions, le mucus constitue pour elle une barrière difficile à franchir. Mais la découverte de protéines du mucus capables de se lier avec des molécules peu solubles qu’on appelle OBP (odorant binding proteins) offre une explication à la possibilité qu’elles ont de traverser tout de même le mucus. Les molécules odorantes peuvent ensuite agir sur les protéines réceptrices.

Si une molécule possède tous ces critères, alors elle a toutes les chances d’être odorante. Mais cela n’est pas suffisant.

En effet, l’organe olfactif est composé de récepteurs de différentes formes dans lesquels les molécules doivent pouvoir s’imbriquer parfaitement pour déclencher le signal nerveux. La géométrie spatiale des molécules odorantes influe de manière essentielle sur la sensation d’odeur finale.

Des structures proches donnent souvent une odeur proche, cependant il est difficile d’établir des relations. Des molécules de structure proche peuvent avec des odeurs très différentes, ou des molécules d’odeur proche peuvent avoir des structures très différentes.