Nobel do olfato: como o nariz reconhece os aromas, segundo Buck e Axel - Camila Castellan

Em 1991, Linda Buck e Richard Axel descobriram uma enorme família de genes que fabrica os receptores olfativos, as “fechaduras” do nariz que reconhecem as moléculas de odor[1]. O achado rendeu aos dois o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2004[2]. Hoje sabemos que cada pessoa tem cerca de 400 receptores olfativos funcionais[6][7], que cada neurônio do nariz usa um só tipo de receptor[3] e que o cérebro reconhece um aroma pela combinação de receptores ativados, como um código[5]. Isso ajuda a entender por que um óleo essencial, que é uma mistura de muitas moléculas[13], é percebido como um padrão único, e por que duas pessoas podem perceber o mesmo aroma de formas diferentes[7][8].

Camila Castellan

Por Camila CastellanBiomédica, neurocientista e aromaterapeuta clínica · Publicado em 10 de outubro de 2026

Resumo rápido

Resumo rápido

A descobertaBuck e Axel acharam a família de genes dos receptores olfativos.
O prêmioNobel de Fisiologia ou Medicina de 2004, dividido entre os dois.
Quantos receptoresCerca de 400 tipos funcionais em cada pessoa.
Como funcionaCada aroma ativa uma combinação de receptores: um código.
O debateO “trilhão de odores” de 2014 foi contestado em 2015.
Na aromaterapiaO óleo essencial é lido pelo cérebro como um padrão, e não molécula por molécula.

Esta é a série Por dentro do estudo, em que eu destrincho uma pesquisa marcante. Você vai entender qual era a pergunta dos cientistas, como eles a responderam, o que veio depois (inclusive uma polêmica sobre quantos odores conseguimos distinguir) e o que tudo isso explica sobre os óleos essenciais.

A pergunta dos cientistas

Você provavelmente aprendeu que temos cinco sentidos e que o olfato é o “mais simples” deles. Na ciência, durante muito tempo, foi o contrário: o olfato era o sentido mais misterioso. O comunicado oficial do Nobel resume assim: os princípios básicos que nos permitem reconhecer e lembrar milhares de odores diferentes não eram compreendidos[2].

A visão já era bem conhecida. Sabia-se que poucos tipos de receptores na retina, combinados, permitem enxergar milhões de cores. Mas e o nariz? Como um órgão tão pequeno consegue diferenciar o aroma de uma laranja, de um café passando e de uma flor de lavanda? Existiria um receptor para cada odor? Ou poucos receptores, como na visão?

No fim dos anos 1980, na Universidade Columbia, em Nova York, a bióloga Linda Buck trabalhava no laboratório de Richard Axel com uma pergunta bem concreta: quais são as proteínas que, na superfície dos neurônios do nariz, reconhecem as moléculas de odor? Encontrar essas proteínas era o primeiro passo para entender todo o resto[1][15].

Como o estudo foi feito

O estudo de 1991, publicado na revista Cell, foi feito com tecido do epitélio olfativo de ratos, a pequena área no alto do nariz onde ficam os neurônios que captam os odores[1].

Em vez de procurar às cegas, Buck partiu de algumas hipóteses. A principal: os receptores do olfato provavelmente pertenceriam à grande família de receptores acoplados à proteína G, os mesmos que, por exemplo, captam a luz no olho e muitos hormônios. Esses receptores têm um formato típico, uma cadeia de proteína que atravessa a membrana da célula sete vezes[1][15]. Outra hipótese: se o nariz reconhece tantos odores, a família deveria ser grande e variada, e esses genes deveriam aparecer apenas no tecido do nariz[15].

Com técnicas de biologia molecular, ela “pescou” genes com esse formato no epitélio olfativo e depois conferiu onde eles eram ativos. O resultado: 18 genes diferentes, todos parentes entre si, todos com as sete passagens pela membrana e ativos apenas no epitélio olfativo. E havia sinais de que eles eram só a ponta de uma família enorme[1].

Um detalhe importante: era um estudo de laboratório, com tecido de animais. Ele não mediu o que pessoas sentem. Ele mostrou as peças da máquina. O funcionamento dessas peças, em animais e depois em humanos, foi esclarecido nos anos seguintes, por Buck, por Axel e por muitos outros grupos[2].

O que encontraram, e o que veio depois

Em 2004, a Assembleia Nobel do Instituto Karolinska premiou os dois “por suas descobertas dos receptores odoríferos e da organização do sistema olfativo”[2]. O prêmio não foi só pelo artigo de 1991, mas pela linha de estudos que ele abriu. Estas são as peças principais:

Do gene ao cérebro: os estudos que montaram o quebra-cabeça

EstudoEm quemO que mostrou
Buck e Axel, 1991[1]Ratos (tecido)Uma família enorme de genes de receptores, ativa só no nariz
Chess e colegas, 1994[3]CamundongosCada neurônio olfativo usa um único receptor, entre cerca de mil possíveis
Mombaerts e colegas, 1996[4]CamundongosNeurônios com o mesmo receptor levam seus “fios” para os mesmos 2 pontos, entre cerca de 1.800 glomérulos do bulbo olfativo
Malnic e colegas, 1999[5]CamundongosCada receptor reconhece vários odores, e cada odor ativa vários receptores: um código combinatório
Malnic, Godfrey e Buck, 2004[6]Genoma humano339 genes de receptores intactos e 297 genes “quebrados” (pseudogenes)
Mainland e colegas, 2014[7]PessoasCerca de 400 receptores intactos; duas pessoas diferem em mais de 30% deles

Um receptor por neurônio. Cada neurônio olfativo escolhe um único tipo de receptor e “desliga” os outros[3]. Ou seja, cada neurônio é especialista em poucas moléculas[2].

Convergência nos glomérulos. Todos os neurônios que usam o mesmo receptor enviam seus prolongamentos para os mesmos pontinhos do bulbo olfativo, chamados glomérulos[4]. É como se cada tipo de receptor tivesse um endereço fixo no cérebro. Assim, cada odor acende um mapa próprio de glomérulos[2][4].

O código combinatório. Esta é a ideia mais bonita. Um receptor sozinho não “sabe” que aquilo é lavanda. Uma molécula ativa vários receptores; outra molécula ativa uma combinação parcialmente diferente. O cérebro lê a combinação, como letras formando palavras. E uma pequena mudança na molécula, ou na concentração, já muda o código e pode mudar o odor percebido[5].

E nos humanos? Camundongos têm cerca de mil genes de receptores; nós temos menos, porque parte dos genes se perdeu na evolução[2]. A análise do genoma humano encontrou 339 genes intactos e 297 pseudogenes[6], e estudos posteriores falam em cerca de 400 receptores intactos[7]. Ainda assim, com algumas centenas de “letras”, as combinações possíveis são imensas.

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Quantos odores conseguimos distinguir? O debate do trilhão

Por décadas, livros repetiram que o ser humano distingue cerca de 10 mil odores, um número que nunca tinha sido testado de verdade[9]. Em 2014, um grupo da Universidade Rockefeller resolveu medir.

No estudo, 26 voluntários tiveram os dados analisados. Eles recebiam três frascos: dois com a mesma mistura e um com uma mistura diferente, e precisavam apontar o diferente. As misturas tinham 10, 20 ou 30 moléculas, sorteadas de uma coleção de 128, e variavam na quantidade de moléculas em comum. Foram 260 testes por pessoa[9]. A partir de quanto as misturas precisavam ser diferentes para serem distinguidas, os autores fizeram um cálculo e concluíram que conseguimos distinguir pelo menos 1 trilhão de estímulos olfativos[9]. A manchete correu o mundo.

Gráfico do estudo de 2014 sobre quantos odores os humanos distinguem, reproduzido por Gerkin e Castro (eLife, 2015)
O dado por trás do “trilhão de odores”: quanto mais diferentes as misturas, mais pessoas as distinguem (A); a extrapolação desse ponto gera o número (B). Figura de Gerkin e Castro, eLife 2015 (CC BY 4.0).

Um ano depois, duas análises independentes, publicadas lado a lado na revista eLife, contestaram a conclusão. Gerkin e Castro refizeram as contas com os dados do próprio estudo e mostraram que o método de cálculo era frágil: mudando escolhas razoáveis, como o número de testes ou o critério estatístico, o resultado podia ficar dezenas de ordens de grandeza maior ou menor. Além disso, a fórmula usada dá um limite máximo, e não um mínimo. Para eles, o número de odores que distinguimos continua desconhecido[10]. Meister chegou a uma crítica parecida por outro caminho e propôs novas formas de medir[11].

Como ler esse debate com equilíbrio? Os experimentos de 2014 continuam valendo: as pessoas de fato distinguiram misturas muito parecidas, e o estudo derrubou o “10 mil” sem base[9]. O que foi contestado é a extrapolação para o número exato[10][11]. A conclusão honesta é que o olfato humano é muito mais refinado do que se dizia, mas ninguém sabe ainda quantos odores conseguimos separar. Desconfie de quem cita “1 trilhão” como fato fechado.

O que isso muda no corpo e no cérebro

Quando você inala um aroma, este é o caminho, segundo o que esses estudos mostraram[2][15]:

  1. As moléculas chegam ao alto do nariz e se dissolvem no muco do epitélio olfativo.
  2. Elas se encaixam nos receptores. Cada molécula ativa vários tipos, com intensidades diferentes[5].
  3. O receptor ativado dispara um sinal elétrico no neurônio, por meio da proteína G e de um mensageiro interno, o AMP cíclico[2].
  4. Os sinais convergem nos glomérulos do bulbo olfativo, formando um mapa do odor[4].
  5. Outras áreas do cérebro combinam esse mapa e o reconhecem como um padrão, que pode ser lembrado depois[2].
Infográfico: o caminho do aroma, do receptor no nariz ao padrão reconhecido pelo cérebro
Do nariz ao cérebro: como o código combinatório do olfato funciona.

O próprio comunicado do Nobel destaca esse último passo: é a combinação das informações de vários receptores que forma o padrão que nos permite sentir o aroma de um lilás na primavera e recuperar essa memória olfativa em outro momento[2]. Esse caminho curto até áreas ligadas à emoção e à memória é um dos motivos pelos quais aromas despertam lembranças com tanta força. Veja mais em memória olfativa e em como a aromaterapia age no cérebro.

Outra consequência: como cada pessoa tem sua própria versão desses genes, cada nariz monta um código um pouco diferente. A androstenona, uma molécula derivada da testosterona, é percebida por algumas pessoas como desagradável, por outras como floral e adocicada, e por outras quase não é percebida, em parte por causa de variações em um único receptor, o OR7D4[8]. E, em média, duas pessoas têm diferenças de função em mais de 30% dos seus genes de receptores olfativos[7]. Isso ajuda a entender a sensibilidade a odores de algumas pessoas, e por que o olfato merece atenção na perda de olfato.

O que isso significa na prática (e o que não significa)

Um óleo essencial não é uma molécula. É uma mistura de muitas moléculas voláteis, como terpenos, terpenoides e compostos aromáticos[13], cada uma em uma proporção. O óleo de lavanda, por exemplo, tem o linalol e o acetato de linalila como componentes principais, ao lado de vários outros em menor quantidade[14].

Com o código combinatório em mente, fica fácil entender o que acontece: cada molécula ativa sua combinação de receptores, e o conjunto forma um padrão. O cérebro não lê “linalol mais acetato de linalila mais…”. Ele lê “lavanda”. Um estudo com misturas mostrou isso de forma curiosa: quando se juntam cerca de 30 moléculas de intensidade parecida, bem variadas, as misturas passam a ser percebidas como parecidas entre si, uma espécie de “branco olfativo”. Para os autores, o cérebro representa características das moléculas, e não a identidade de cada uma[12].

O que isso significa na prática:

O que NÃO significa:

Para entender o que já foi testado em pessoas, veja aromaterapia tem base científica?.

Cuidados

Entender os receptores não muda as regras de segurança. Alguns lembretes[14]:

No uso pessoal e familiar, a aromaterapia é um tratamento complementar, não substitui o tratamento médico e não faz diagnóstico médico. Se a pessoa usa medicação, ela só se reduz ou se suspende junto com o médico.

Mitos e verdades

Na aromaterapia clínica

Como biomédica e neurocientista, eu adoro este estudo porque ele tira o olfato do campo do “mistério” e mostra uma máquina precisa. E, na clínica, ele muda a forma como eu olho para cada atendimento.

Primeiro, eu não escolho um óleo só pela tabela. Antes, pergunto como a pessoa percebe aquele aroma: se agrada, se incomoda, se lembra alguma coisa. Se o código é individual, a experiência também é. Um óleo com bons estudos, mas que a pessoa acha desagradável, raramente é a melhor escolha. Veja por que o mesmo óleo acalma uma pessoa e agita outra.

Segundo, eu presto muita atenção à qualidade e à composição do óleo e à diluição, porque sei que pequenas mudanças alteram o padrão que chega ao cérebro. E, nas sinergias, prefiro poucos óleos bem escolhidos a misturas enormes. Terceiro, explico às pacientes o que a ciência mostra e o que ainda está em aberto, como o debate do trilhão. Isso dá confiança e evita promessas que não se sustentam.

Sempre como tratamento complementar, junto com o médico e os outros profissionais que acompanham a pessoa.

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Perguntas frequentes

Quem ganhou o Nobel pelo olfato?

Richard Axel e Linda B. Buck, que dividiram o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2004 pelas descobertas dos receptores odoríferos e da organização do sistema olfativo[2].

O que Buck e Axel descobriram em 1991?

Uma família muito grande de genes que fabrica os receptores olfativos, proteínas que atravessam a membrana sete vezes e que só aparecem no epitélio do nariz[1].

Quantos receptores olfativos o ser humano tem?

Cerca de 400 receptores intactos[7]. A análise do genoma humano encontrou 339 genes intactos e 297 pseudogenes[6]. Camundongos têm cerca de mil[2].

O que é o código combinatório do olfato?

É a ideia de que cada odor ativa uma combinação de receptores e cada receptor reconhece vários odores. O cérebro identifica o aroma pela combinação[5].

O que são os glomérulos olfativos?

São pequenas estruturas do bulbo olfativo onde chegam os prolongamentos dos neurônios que usam o mesmo receptor. Cada odor ativa um mapa próprio de glomérulos[4].

É verdade que distinguimos 1 trilhão de odores?

O número foi proposto em 2014[9], mas análises de 2015 mostraram que o cálculo era frágil e que o número continua desconhecido[10][11]. O olfato é muito refinado, mas o número exato está em aberto.

Por que cada pessoa percebe um aroma de um jeito?

Porque há variações genéticas nos receptores. Duas pessoas diferem, em média, em mais de 30% deles[7], e uma única variante pode mudar como um odor é percebido[8].

O que isso explica sobre os óleos essenciais?

Um óleo essencial é uma mistura de muitas moléculas[13]. Cada uma ativa sua combinação de receptores, e o cérebro lê o conjunto como um padrão único[5][12].

O Nobel comprovou a aromaterapia?

Não. O prêmio explicou como o olfato funciona[2]. Os efeitos de cada óleo precisam ser estudados em pessoas, e a aromaterapia é um tratamento complementar.

Mudar a quantidade de óleo muda o aroma?

Pode mudar. Em estudo com camundongos, mudar a concentração de uma molécula alterou o código de receptores ativados[5]. Por isso a diluição certa importa.

Referências

  1. Buck L, Axel R. A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition. Cell. 1991;65(1):175-87. doi:10.1016/0092-8674(91)90418-x
  2. Nobel Prize Outreach. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2004: press release. nobelprize.org.
  3. Chess A, Simon I, Cedar H, Axel R. Allelic inactivation regulates olfactory receptor gene expression. Cell. 1994;78(5):823-34. doi:10.1016/s0092-8674(94)90562-2
  4. Mombaerts P, Wang F, Dulac C, et al. Visualizing an olfactory sensory map. Cell. 1996;87(4):675-86. doi:10.1016/s0092-8674(00)81387-2
  5. Malnic B, Hirono J, Sato T, Buck LB. Combinatorial receptor codes for odors. Cell. 1999;96(5):713-23. doi:10.1016/s0092-8674(00)80581-4
  6. Malnic B, Godfrey PA, Buck LB. The human olfactory receptor gene family. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(8):2584-9. doi:10.1073/pnas.0307882100
  7. Mainland JD, Keller A, Li YR, et al. The missense of smell: functional variability in the human odorant receptor repertoire. Nat Neurosci. 2014;17(1):114-20. doi:10.1038/nn.3598
  8. Keller A, Zhuang H, Chi Q, Vosshall LB, Matsunami H. Genetic variation in a human odorant receptor alters odour perception. Nature. 2007;449(7161):468-72. doi:10.1038/nature06162
  9. Bushdid C, Magnasco MO, Vosshall LB, Keller A. Humans can discriminate more than 1 trillion olfactory stimuli. Science. 2014;343(6177):1370-2. doi:10.1126/science.1249168
  10. Gerkin RC, Castro JB. The number of olfactory stimuli that humans can discriminate is still unknown. eLife. 2015;4:e08127. doi:10.7554/eLife.08127
  11. Meister M. On the dimensionality of odor space. eLife. 2015;4:e07865. doi:10.7554/eLife.07865
  12. Weiss T, Snitz K, Yablonka A, et al. Perceptual convergence of multi-component mixtures in olfaction implies an olfactory white. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012;109(49):19959-64. doi:10.1073/pnas.1208110109
  13. Bakkali F, Averbeck S, Averbeck D, Idaomar M. Biological effects of essential oils: a review. Food Chem Toxicol. 2008;46(2):446-75. doi:10.1016/j.fct.2007.09.106
  14. Tisserand R, Young R. Essential Oil Safety: A Guide for Health Care Professionals. 2. ed. Edimburgo: Churchill Livingstone/Elsevier; 2014.
  15. Buck LB. Unraveling the sense of smell (Nobel lecture). Angew Chem Int Ed Engl. 2005;44(38):6128-40. doi:10.1002/anie.200501120
  16. Herz RS. Aromatherapy facts and fictions: a scientific analysis of olfactory effects on mood, physiology and behavior. Int J Neurosci. 2009;119(2):263-90. doi:10.1080/00207450802333953