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Les articles : Ethologue - Ethologie - Loup
LES QUALITES DE L'ODEUR 05/05/2007 [Lu 512 fois]
Odeurs et propriétés physiques

L'odeur est due à l'interaction entre les molécules de la substance odorante et des protéines situées dans la membrane des cellules réceptrices.




L'odeur est due à l'interaction entre les molécules de la substance odorante et des protéines situées dans la membrane des cellules réceptrices. Ces cellules possèdent des cils portant les protéines et baignant dans le mucus qui recouvre l'épithélium olfactif. Une condition nécessaire pour qu'une substance soit odorante est que les cellules réceptrices envoient un signal vers le cerveau. Pour cela, il faut qu'un nombre suffisant de molécules arrivent au contact des protéines. Les deux propriétés physiques qui jouent un rôle très important sont la tension de vapeur et la solubilité dans le mucus.

La tension de vapeur ou pression de vapeur saturante est la pression partielle maximale qu'on peut avoir en phase gazeuse au dessus du solide ou du liquide, pour une substance donnée à une température donnée. Cette constante physique est relativement facile à mesurer (il existe des valeurs expérimentales très nombreuses) et à calculer à partir de la structure.
L'effet bien connu d'augmentation de la pression de vapeur avec la température ne sera pas considéré ici. La pression de vapeur saturante diminue lorsque la masse moléculaire et la température d'ébullition augmentent. On considère que la limite au delà de laquelle ce facteur rend les molécules inodores se trouve vers une masse molaire de 300. La molécule de plus haute masse connue comme odorante est un dérivé du labdane de masse 294.

La solubilité dans le mucus pose un tout autre problème pour au moins deux raisons. La première est la difficulté d'une utilisation reproductible du mucus. La seconde est la complexité du mucus qui contient, en solution aqueuse, des protéines, des sucres et des sels minéraux. Contrairement à la grandeur précédente, la solubilité dans le mucus est difficile à mesurer et encore plus difficile à estimer. Une solution, peu satisfaisante, consiste à considérer le mucus comme de l'eau et à utiliser les nombreuses données sur la solubilité dans l'eau.

Examinons maintenant quelques exemples.

Les petites molécules ont une forte tension de vapeur mais elles n'arrivent en quantité suffisante sur les récepteurs que si elles sont assez solubles. Ainsi, le méthane CH4 n'est pas odorant à cause de sa trop faible solubilité. Si l'on fait respirer à des plongeurs un mélange contenant du méthane, ils sont capables de le percevoir lorsque la pression est de l'ordre de 13 bars. Ceci se comprend si l'on se rappelle que la solubilité des gaz augmente très fortement avec la pression. Le même raisonnement appliqué à l'eau conduirait à prédire une odeur de l'eau, jamais observée, puisque l'eau possède à la fois une forte pression de vapeur et une solubilité illimitée dans le mucus. D'autres facteurs entrent donc en compte.

Lorsque la masse molaire augmente dans une série homologue comme par exemple celle des acides gras de formule CH3 (CH2)n COOH l'intensité de l'odeur diminue progressivement et l'odeur disparaît finalement pour une valeur de n qui dépend des individus. Lorsque n augmente, les deux grandeurs physiques jouent contre l'odeur puisque la pression de vapeur et la solubilité dans le mucus diminuent en même temps. Si la concentration nécessaire pour que l'odeur soit perçue, qui définit le seuil olfactif, ne peut pas être atteinte parce que la pression de vapeur saturante et la solubilité sont trop faibles, le composé est inodore.

La plupart des substances odorantes sont, de manière surprenante, assez peu solubles dans l'eau ; on dit qu'elles sont hydrophobes. Dans ces conditions le mucus constitue pour elles une barrière difficile à franchir. La découverte de protéines du mucus capables de se lier avec des molécules peu solubles, qu'on appelle OBP (pour Odorant Binding Proteins), offre une explication à la possibilité qu'elles ont de traverser tout de même le mucus.


membrane des cellules réceptrices. Ces cellules possèdent des cils portant les protéines et baignant dans le mucus qui recouvre l'épithélium olfactif. Une condition nécessaire pour qu'une substance soit odorante est que les cellules réceptrices envoient un signal vers le cerveau. Pour cela, il faut qu'un nombre suffisant de molécules arrivent au contact des protéines. Les deux propriétés physiques qui jouent un rôle très important sont la tension de vapeur et la solubilité dans le mucus.

La tension de vapeur ou pression de vapeur saturante est la pression partielle maximale qu'on peut avoir en phase gazeuse au dessus du solide ou du liquide, pour une substance donnée à une température donnée. Cette constante physique est relativement facile à mesurer (il existe des valeurs expérimentales très nombreuses) et à calculer à partir de la structure.
L'effet bien connu d'augmentation de la pression de vapeur avec la température ne sera pas considéré ici. La pression de vapeur saturante diminue lorsque la masse moléculaire et la température d'ébullition augmentent. On considère que la limite au delà de laquelle ce facteur rend les molécules inodores se trouve vers une masse molaire de 300. La molécule de plus haute masse connue comme odorante est un dérivé du labdane de masse 294.

La solubilité dans le mucus pose un tout autre problème pour au moins deux raisons. La première est la difficulté d'une utilisation reproductible du mucus. La seconde est la complexité du mucus qui contient, en solution aqueuse, des protéines, des sucres et des sels minéraux. Contrairement à la grandeur précédente, la solubilité dans le mucus est difficile à mesurer et encore plus difficile à estimer. Une solution, peu satisfaisante, consiste à considérer le mucus comme de l'eau et à utiliser les nombreuses données sur la solubilité dans l'eau.

Examinons maintenant quelques exemples.

Les petites molécules ont une forte tension de vapeur mais elles n'arrivent en quantité suffisante sur les récepteurs que si elles sont assez solubles. Ainsi, le méthane CH4 n'est pas odorant à cause de sa trop faible solubilité. Si l'on fait respirer à des plongeurs un mélange contenant du méthane, ils sont capables de le percevoir lorsque la pression est de l'ordre de 13 bars. Ceci se comprend si l'on se rappelle que la solubilité des gaz augmente très fortement avec la pression. Le même raisonnement appliqué à l'eau conduirait à prédire une odeur de l'eau, jamais observée, puisque l'eau possède à la fois une forte pression de vapeur et une solubilité illimitée dans le mucus. D'autres facteurs entrent donc en compte.

Lorsque la masse molaire augmente dans une série homologue comme par exemple celle des acides gras de formule CH3 (CH2)n COOH l'intensité de l'odeur diminue progressivement et l'odeur disparaît finalement pour une valeur de n qui dépend des individus. Lorsque n augmente, les deux grandeurs physiques jouent contre l'odeur puisque la pression de vapeur et la solubilité dans le mucus diminuent en même temps. Si la concentration nécessaire pour que l'odeur soit perçue, qui définit le seuil olfactif, ne peut pas être atteinte parce que la pression de vapeur saturante et la solubilité sont trop faibles, le composé est inodore.

La plupart des substances odorantes sont, de manière surprenante, assez peu solubles dans l'eau ; on dit qu'elles sont hydrophobes. Dans ces conditions le mucus constitue pour elles une barrière difficile à franchir. La découverte de protéines du mucus capables de se lier avec des molécules peu solubles, qu'on appelle OBP (pour Odorant Binding Proteins), offre une explication à la possibilité qu'elles ont de traverser tout de même le mucus.(source cnrs)




 
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