C’est la suite logique du précédent article sur le goût : si le premier s’attelait à décrire l’action des molécules sapides sur les chimiorécepteurs de la langue, cet article va expliquer simplement le mécanisme de l’odorat. Il s’agit donc ici bien d’une introduction à l’odorat et à son aspect chimique, qui pourra être développé par d’autres articles ou vidéos.

L’odeur peut donc être définie comme le résultat de l’interprétation, par notre cerveau (via le bulbe olfactif), des informations transmises par les cellules olfactives présentes dans la partie supérieure de la cavité nasale, dans la muqueuse olfactive. Ces informations sont elles-mêmes générées par la liaison de molécules volatiles sur les chimiorécepteurs présents sur la membrane des cils olfactifs, qui sont eux-mêmes recouverts de mucus (pour protéger l’ensemble du système, celui-ci étant directement relié au cerveau).

Derrière cette définition peut être un peu complexe, il y a une réalité plus simple. L’odorat se décompose simplement en plusieurs étapes :

  1. La molécule odorante franchit le mucus
  2. Si ses propriétés le permettent, elle se lie au chimiorécepteur, ce qui va activer une série de réactions biochimiques à l’intérieur du « neurone olfactif »
  3. L’ensemble de ces réactions aboutissent à la génération de l’influx nerveux, qui va ensuite finir dans le bulbe olfactif.
  4. Interprétation du message par le bulbe olfactif et envoi aux autres régions du cerveau.

Et les molécules odorantes ?

Comme précisé précédemment, toutes les molécules volatiles ne peuvent être senties par l’Homme : pour l’être, elles doivent posséder quelques caractéristiques essentielles, que ce soit au niveau de leur structure, leur masse (poids moléculaire modéré pour davantage de volatilité), leur polarité (cf.théorie) ou de leur solubilité.

La première caractéristique reste la solubilité car pour pouvoir se lier aux chimiorécepteurs, la molécule odorante doit pouvoir se solubiliser (se dissoudre) dans le mucus. Ensuite, il faut que les protéines qui constituent les chimiorécepteurs « reconnaissent » la molécule, c’est-à-dire que les deux structures puissent se lier.

Point important : chacun des neurones olfactifs exprime un seul récepteur olfactif, parmi plusieurs centaines de gènes. Le message est donc spécifique de l’odorant (pour éviter que tout puisse s’exprimer en même temps, et donc que tout ait la même odeur). Comme ces récepteurs sont spécifiques, les structures des molécules vont avoir une influence directe sur l’odeur finale. Que ce soit des différences « d’architecture » spatiale (chiralité par exemple), d’organisation des atomes (isomères), les odeurs finales peuvent être extrêmement différentes.

Ainsi, même deux molécules avec des structures chimiques proches peuvent donner deux odeurs complètement différentes. Le cas de la Carvone est très connu, mais on peut également citer l’autre exemple moins connu de l’asparagine (L) extraite des asperges, et de son image miroir l’asparagine (D) au goût très sucré ! Un exemple peu connu également: la jasmone, molécule extraite du jasmin, où seule la Z-jasmone évoque l’odeur de jasmin quand elle est diluée, et non la E-jasmone.

Enfin, il est à noter qu’une odeur n’a pas « d’intensité » : il s’agit d’une réaction liée à la concentration de molécules odorantes. De fait, les études chez l’homme montrent que le seuil minimal de concentration pour pouvoir détecter et identifier une odeur est de 10-17 mol/L.

Et plus spécifiquement ?

Il existe de nombreux types de molécules volatiles, mais il est possible de citer deux grandes familles : les molécules oxygénées (aldéhydes, cétones, alcools et esters) et les hydrocarbures (alcènes, terpènes). On pourra donc retrouver quelques exemples :

  • Molécules oxygénées :
    • Aldéhydes : Vanilline (vanille), Cuminaldéhyde (Cumin)
    • Cétones : Civétone (Musc), Jasmone (Jasmin), Heptan-2-one (Fromage)
    • Esters : Formiate d’éthyle (Rhum/Framboise), Acétate de Linalyle (Lavande)
    • Alcools : 1-octèn-3-ol (Champignon)
  • Molécules hydrocarbures :
    • Alcènes : Isothiocyanate d’allyle (Moutarde)
    • Terpènes : Pinène (menthe), Citronellal (Citronnelle), Ionone, Limonène (agrume)

Pour aller plus loin :