Ovvero sul perché le donne sanno di cipolla e gli uomini di formaggio, un classico di stagione
Henri Matisse, Odalisque with Arms Raised, (of Henriette Darricarrière), 1923, National Gallery of Art, Washington, D.C.
La pelle. L’organo più esteso del nostro corpo, ci copre, ci avvolge, ci protegge. Sulla nostra pelle passa il mondo, e lo sappiamo perché possiamo toccarlo, sentirlo sotto i polpastrelli, dietro le ginocchia, sulle labbra, tra gli alluci. Caldo, freddo, liscio, ruvido, spigoloso, soffice, tagliente, morbido, appiccicoso, bagnaticcio. La pelle parla prima di noi, parla alla pelle che ci sfiora, parla agli occhi che ci guardano, parla al naso che ci respira. E che odorini.
L’epidermide è un habitat ricco e variegato in cui vive una moltitudine di microrganismi: batteri e funghi lavorano in simbiosi con il nostro organismo, ci fanno stare bene, e ci danno quell’aroma in più. Ci sono ancora diverse questioni aperte su come la nostra pelle si sia evoluta, su quando esattamente abbiamo smesso di esser pelosi come la maggiorparte degli altri animali, e su quando abbiamo iniziato a sudare come sudiamo.
Il sudore è un fenomeno affascinante: ci ha permesso di essere attivi e operativi durante il giorno, al caldo, mentre la maggiorparte degli altri animali doveva aspettare la sera e il fresco per darsi alle proprie attività. La pelle a un certo punto ha perso i peli e si è dotata di efficienti ghiandole sudoripare importanti per la termoregolazione. Per mantenere costante la temperatura corporea quando siamo esposti ad alte temperature, il corpo rilascia una soluzione acquosa salina che, evaporando, sottrae calore al corpo e lo raffredda. Siccome questo sistema in certe condizioni funziona meglio della pelliccia di altri animali, l’uomo si è adattato a diversi tipi di clima e, come dicevamo, è diventato attivo anche durante le ore più calde del giorno: faceva più caldo, ma c’erano meno predatori in circolazione.
Abbiamo due tipi di ghiandole sudoripare, in media tra i 2 e i 4 milioni: le ghiandole eccrine, sparse un po’ su tutto il corpo, secernono una soluzione acquosa ipotonica ricca principalmente di urea, cloro, sodio e potassio e intervengono come dicevamo nella termoregolazione; le ghiandole apocrine invece sono associate ai bulbi piliferi e secernono nel dotto pilifero, insieme alle ghiandole sebacee, una sostanza ricca di lipidi, proteine e acidi organici. Il sudore implica quindi alcune cose: soprattutto tra le pieghe della nostra pelle, e dove siamo un po’ più pelosetti, si crea un microclima umido favorevole alla proliferazione di diversi tipi di batteri. Questi batteri si nutrono delle sostanze presenti nel sudore e rilasciate soprattutto dalle ghiandole apocrine, le metabolizzano trasformando queste molecole e rilasciandone altre di scarto. Il frutto di questo metabolismo è un bouquet di molecole dall’odore piuttosto pungente. E una delle sedi principali di questa amena attività sono le ascelle, dove Staphylococcus epidermidis è il batterio più abbondante insieme a diverse specie di Corynebacteria e altri Staphylococci.
Perché ai bimbi le ascelle non puzzano? Le ghiandole aprocrine si sviluppano con la pubertà, e siccome sono loro dicevamo a produrre la maggiorparte delle sostanze di cui si cibano i batteri, il sudore dei bambini sarà meno puzzoso.
Se ci fate caso anche il sudore di quando facciamo un’intensa attività fisica non ha un odore molto forte perché è prodotto principalmente dalle ghiandole eccrine ed è fondamentalmente una soluzione salina inodore. Al massimo sarà un po’ salato. Viceversa, il sudore di quando siamo nervosi è molto più puzzolente perché in situazioni di stress si attiva il sistema nervoso simpatico che tra le altre cose stimola il rilascio di secreto dalle ghiandole apocrine. E questo sì che è cibo succulento per i batteri.
Nel sudore sono stati identificati circa 200 componenti, alcuni dei quali sono precursori di molecole con odori caratteristici. Tra questi ci sono due molecole, un acido grasso volatile (l’acido (R)/(S)-3-idrossi-3-metilesanoico o (R)/(S)-HMHA), e un tiolo volatile ((R)/(S)-3- metil-3-sulfanilesano-1-olo o (R)/(S)-MSH) in diverse percentuali negli uomini e nelle donne. Nel sudore ascellare di maschi e femmine ci sono infatti alcune differenze, oltre a quelle individuali, dovute soprattutto alle caratteristiche delle molecole di cui si nutrono i batteri. Probabilmente la differenza è dovuta anche a fattori genetici e ormonali, fatto sta che il metabolismo da parte dei batteri di queste due sostanze porta a odori diversi: nel caso degli uomini, dove c’è più produzione dell’ acido grasso, si ha un odore più vicino al formaggio; nel caso delle donne invece siccome la molecola dominante di partenza è un tiolo, cioè una molecola con zolfo, il prodotto finale saprà più di composto solforato, tipo cipolla insomma.
Bonus
Wangechi Mutu, The Original Nine Daughters (detail), 2012. Series of 9 etchings.
Joan Miro, Woman with Blond Armpit Combing Her Hair by the Light of the Stars, 1940.
Per questo post ho consultato:
Troccaz et al., Gender-Specific Differences between the Concentrations of Nonvolatile (R)/(S)-3-Methyl-3-Sulfanylhexan-1-Ol and (R)/(S)-3-Hydroxy-3-Methyl-Hexanoic Acid Odor Precursors in Axillary Secretions. (2009) Chemical Senses.
Bawdon et al., Identification of axillary Staphylococcus involved in the production of the malodorous thioalcohol 3-methyl-3-sufanylhexan-1-ol. (2015) FEMS Microbiology Letters.
James et al., Microbiological and biochemical origins of human axillary odour. (2012) FEMS Microbiology Ecol.
Immaginate un bel maschio in cerca di consorte, a un certo punto finalmente trova una femmina compiacente e fa ciò che tutti gli animali fanno dalla notte dei tempi. Ora pensate invece alla femmina: è l’inizio della gravidanza ma succede che il partner si è allontanato, nei paraggi capita un altro maschio che subito mostra interesse e però si sa come vanno queste cose se poi lui rimane e si trova i figli di un altro… Che fare? Taaack! Aborto spontaneo (sai mai che quello poi se li mangi i pargoli).
Sconcertati? Di fatto questo è un piccolo estratto della vita sessuale di un topo e un esempio di come agiscono i feromoni.
In numerose specie animali buona parte della vita sociale e riproduttiva avviene seguendo comportamenti stereotipati regolati da molecole che veicolano informazioni sullo status dell’animale o dell’ambiente circostante: presenza di un predatore-allarme; presenza di un partner disponibile-accoppiamento; cure parentali; ecc. Il termine feromone deriva dal greco pherein (trasferire, portare) e hormon (eccitare, stimolare) e fu coniato nel 1959 dai ricercatori P. Karlson e M.Luscher:
Pheromones are defined as substances which are secreted to the outside by an individual and received by a second individual of the same species, in which they release a specific reaction, for example, a definite behavior or a developmental process (P.Karlson & M.Luscher, Nature, 1959).
All’epoca Adolf Butenandt aveva appena isolato il primo feromone: il bombicolo, feromone sessuale del baco da seta Bombyx mori, da cui appunto il nome (per stare in tema gli studi invece sugli ormoni sessuali avevano già valso a Butenandt il Nobel per la chimica nel 1939). La scoperta provocò molto fermento perché era la prima prova diretta di una forma di comunicazione chimica fra gli animali. L’idea che esistesse c’era già, ma passare dalle ipotesi e alcune evidenze etologiche alle prove stringenti è un’altra cosa: si apriva così tutto un nuovo ambito di ricerca.
Molecola di bombicolo
Coppia di falene (Credit: wikipedia)
I feromoni fanno parte della famiglia dei semiocomposti (semiochemicals), composti chimici che mediano la comunicazione animale a diversi livelli e anche tra specie diverse. La caratteristica specifica dei feromoni è di essere molecole, anche inodori, rilasciate da un individuo e in grado di indurre in altri individui della stessa specie una risposta comportamentale innata, che cioè non deve essere appresa: reazioni di attacco o di fuga, di accoppiamento, di cure parentali fanno parte di un repertorio comportamentale che l’animale già possiede alla nascita e che viene “scatenato” da un messaggio chimico (il feromone appunto).
Come sono classificati i feromoni?
Classicamente i feromoni sono distinti in base alla loro funzione e all’effetto che provocano sull’animale “ricevente”:
– Releaser sono le sostanze che scatenano una risposta comportamentale immediata. Per esempio l’istinto di suzione nei piccoli conigli è scatenato dal 2-metilbut-2-enale presente nel latte di mamma coniglia.
– Primer sono invece molecole che agiscono sullo stato ormonale dell’animale ricevente o influenzano il suo sviluppo. Nell’urina dei topi maschio per esempio sono presenti diverse sostanze derivate dal testosterone che possono influenzare i livelli ormonali delle femmine: il α-farnesene, per citarne uno, agisce accelerando la pubertà delle femmine (Vanderbergh-effect, Vanderbergh 1969; Drickamer 1987; Mucinatt-Ceretta 1995).
A queste due categorie ne sono state aggiunte altre che includono sostanze in realtà attive anche in modo interspecifico, cioè tra specie diverse, e che hanno principalmente un ruolo di riconoscimento con innesco di reazioni di fuga o attacco: queste sostanze vengono infatti chiamate “di allarme e rintracciamento”. Un classico esempio è la feniletilamina presente nella pipì di puma e altri felini: provoca un’immediata risposta di panico nel topo.
Come dicevo un feromone è una molecola che induce una risposta stereotipata e innata nell’animale ricevente. Di fatto però la comunicazione tra gli animali è un po’ più complicata e di solito a determinare la specificità di un’azione è il contesto e il mix di sostanze che viene rilasciato. Questo bouquet di molecole caratterizza il singolo individuo e permette per esempio a ogni membro della specie di riconoscere i membri del proprio clan distinguendoli dagli estranei e agire di conseguenza. Poi, sostanze specifiche (che possiamo definire feromoni in senso stretto) agiscono in modo più mirato.
Le molecole del complesso di immunoistocompatibilità (MHC) contribuiscono a determinare l’impronta individuale facendo sì che ognuno (anche noi) abbia un proprio odore caratteristico e riconoscibile. In base a questo per esempio le femmine possono distinguere il proprio compagno dagli estranei (evitandosi aborti spontanei), e i propri cuccioli, viceversa, i piccoli imparano a riconoscere l’odore della madre e del nido. L’odore caratteristico è principalmente appreso, mentre la risposta metabolica e ormonale è innata.
Digressione sulla pipì di topo
L’urina in molte specie animali è uno dei mezzi prediletti per comunicare. In effetti se ci pensate è un sistema piuttosto pratico: la pipì tanto bisogna farla comunque e per giunta è facile da spargere in giro e vi si possono diluire diversi tipi di sostanze, quindi perché non ottimizzare: le molecole più volatili e odorose, per una comunicazione a distanza che segna subito la presenza dell’individuo; molecole meno volatili e che richiedono un contatto diretto per chi vuole diciamo approfondire la conoscenza…
Nell’urina sono presenti un complesso di proteine, chiamate major protein urins (MUPs), con diverse funzioni sociali. Queste sostanze rappresentano circa il 99% del contenuto proteico della pipì del topo e nei maschi sono presenti in concentrazione cinque volte maggiore che nelle femmine; difatti delimitano il territorio e rendono le femmine più disponibili. Queste proteine hanno numerose varianti individuali e contribuiscono a creare l’”impronta personale”, inoltre, molte di esse essendo derivate dal testosterone sono presenti solo nella pipì dei maschi.
I principali effetti dei feromoni urinari descritti nel topo (ma presenti anche in altri mammiferi) sono:
Effetto Vanderbergh: già accennato, l’urina dei topi maschi accelera la comparsa della pubertà nelle femmine. Molecole responsabili:
2-Sec-butyl-4,5-dihydrothiazole (BT)
2,3-Dehydro-exobrevicomin(DB)
α- and β-Farnesene
Major urinary proteins (MUPs)
Effetto Whitten: le femmine in cui c’è stata soppressione del ciclo estrale quando sono esposte all’urina del topo maschio riprendono la ciclicità sincronizzando i calori. Molecole responsabili:
2-Sec-butyl-4,5-dihydrothiazole (BT)
2,3-Dehydro-exobrevicomin(DB)
Effetto Lee-Boot: La coabitazione di sole femmine adulte provoca la soppressione del ciclo estrale. Molecole responsabili:
2,5-Dimethyl pyrazine
α- and β-Farnesene
n-pentyl acetate
Effetto Bruce: Se una femmina appena fecondata viene esposta all’urina di un maschio estraneo nelle prime ore dopo l’accoppiamento, l’impianto in utero non avviene (ricordate?). Molecole responsabili:
Peptidi della Classe I del MHC (complesso di immuno-istocompatibilità): SYFPEITHE e AAPDNRETF (ehm no queste non sono parolacce in cirillico, ma la loro sigla 😀 )
L’organo vomeronasale
Il sistema olfattivo della maggior parte degli animali presenta strutture distinte specializzate alla ricezione di odori e feromoni. L’epitelio olfattivo nel naso e il bulbo olfattivo nel cervello servono alla ricezione e elaborazione degli odori. La percezione dei feromoni avviene invece grazie ad alcuni organi olfattivi accessori:
– Ganglio di grueneberg (GG)
– Septal organ of Masera (SOM; abbiate pazienza ma la traduzione italiana “organo settale” non si può sentire)
– Organo vomeronasale o di Jacobson (VNO)
Schema degli organi olfattivi nei roditori (Brennan&Zufall, Nature, 2006)
Il principale di questi ultimi e il meglio studiato è l’organo vomeronasale, una struttura tubulare situata alla base della cavità nasale alla quale è collegata da un dotto. L’organo presenta una struttura muscolare che agisce come una pompa aspirando le sostanze dalla cavità nasale e portandole così in contatto con la sua parte sensoriale. Qui i neuroni vomeronasali vengono attivati dai feromoni in modo analogo a quanto fanno gli odori con i neuroni olfattivi nel naso. Dall’organo vomeronasale le terminazioni nervose vanno in una zona specializzata del bulbo olfattivo chiamata bulbo olfattivo accessorio (AOB).
L’organo vomeronasale, chiamato anche di Jacobson dal nome del suo scopritore (1813), si pensava inizialmente fosse l’unica struttura dedicata alla ricezione dei feromoni. In realtà si è scoperto che diverse molecole odorose possono essere riconosciute anche dai neuroni vomeronasali, mentre alcuni neuroni olfattivi esprimono recettori che sono in grado di riconoscere anche molecole che agiscono come feromoni questa loro funzione non è però del tutto chiara. Evolutivamente si pensa che l’organo vomeronasale si sia sviluppato successivamente, durante il passaggio alla vita terrestre, e quindi abbia raggiunto la sua specializzazione come adattamento successivo.
E l’uomo?
Nell’uomo l’organo vomeronasale è vestigiale, ossia se ne trova un residuo evolutivo durante le prime fasi dello sviluppo embrionale, poi basta. Ad oggi non ci sono evidenze anatomiche e funzionali della sua presenza e geni cruciali per la codifica dei feromoni (quelli che codificano per i canali TRPC2) nell’uomo sono pseudogeni, ossia non funzionano. Si pensa che la funzionalità dell’organo si sia persa circa 23 milioni di anni fa, quando gli ominidi si separarono dai cercopitechi (Old world monkeys).
Cercopiteco nasobianco (Cercopithecus ascanius)
Certo resta la possibilità che nell’uomo siano alcuni recettori nel naso a recepire anche i feromoni, e si è molto dibattuto del fatto che questi possano influenzare a qualche livello alcune interazioni umane. Al momento però non ci sono prove scientifiche sufficientemente solide e chiare da poter affermare che nell’uomo ci sia una qualche comunicazione “subliminale” mediata dai feromoni. Anche perché vi sarete fatti un po’ un’idea di come agiscono… Nell’uomo il sistema sociale e relazionale è molto più complesso e le componenti culturali e di apprendimento hanno sicuramente un ruolo più importante che negli altri animali.
Attualmente il candidato principale a “feromone” umano è l’androstadienone presente nel sudore ascellare degli uomini. È stata osservata anche una correlazione tra estratti di sudore ascellare maschile e alcune fluttuazioni dei livelli ormonali nelle donne (aumento del rilascio dell’ormone luteinizzante), ma appunto una correlazione non va confusa con un rapporto di causa-effetto. Esiste inoltre una serie di esperimenti (e diverse serie di magliette sudate) che indica come le preferenze “a naso” siano influenzate anche dal fattore di immunoistocompatibilità (MHC). Cioè annusando l’odore di due persone tenderò a preferire quello di chi ha un MHC più diverso rispetto al mio.
Insomma di studi in corso ce ne sono molti per cercare di chiarire la faccenda (e meriterà una trattazione a parte) e certo nel frattempo può avere un suo fascino crogiolarsi nell’idea che uno speed-date fatto annusando magliette usate (sì lo fanno davvero) possa far incontrare la persona “dall’odore giusto”, ma poi questa persona siccome non è un topo inizierà a parlare e… (in bocca al lupo).
Giornata intensa, un corri corri fino a sera quando, tornati a casa, compiamo quel gesto meraviglioso di togliere i vestiti e metterci comodi. È in quel momento, mentre ci stiamo sfilando la maglia a braccia alte e ascelle spalancate che cogliamo il nostro io più profondo. Una sola sniffata è sufficiente, ci crogioliamo giusto un attimo nel nostro odore, un ghigno a metà tra il compiaciuto e il tramortito e poi via sotto la doccia. Affascinante. Eppure che cosa sia a permetterci di distinguere il nostro odore da quello degli altri non è ancora chiaro.
Il senso perfetto 