20.7: Physiologie de l'odorat et voie olfactive

Les humains détectent les odeurs à l’aide de cellules spécialisées situées dans la partie supérieure de la cavité nasale, appelées neurones récepteurs olfactifs (NRO). Les NRO possèdent des structures ressemblant à des cheveux, appelées cils, qui sont réceptives aux sensations de l'air inhalé. Lorsqu'une molécule odorante se lie à un récepteur spécifique sur la cellule des cils, cela entraîne une série d'événements qui amènent finalement le NRO à envoyer des signaux électriques au bulbe olfactif du cerveau via les nerfs olfactifs.

Le bulbe olfactif, situé dans la partie avant du cerveau, est responsable du traitement et de la reconnaissance des odeurs. Lorsqu'il reçoit les signaux des NRO, le bulbe olfactif envoie des informations à d'autres parties du cerveau, notamment l'amygdale (associée aux émotions) et l'hippocampe (associé à la mémoire). L'intégration de l'odorat avec d'autres sens nous aide à mieux percevoir notre environnement.

Le système olfactif humain peut détecter des milliers d’odeurs, chacune ayant une structure chimique unique. Il est intéressant de noter qu’il n’existe pas de récepteurs distincts pour chaque molécule odorante. Au lieu de cela, chaque récepteur peut détecter plusieurs odeurs et le cerveau interprète le mélange de récepteurs activés pour identifier l'odeur spécifique. De plus, la capacité à identifier les odeurs est influencée par l’expérience personnelle et des facteurs culturels. Nous pouvons associer certaines odeurs à des souvenirs ou des émotions particulières, conduisant à une perception subjective des odeurs.

Une fois qu'une molécule odorante se lie à un récepteur, elle active une protéine G qui active une enzyme appelée adénylate cyclase. L'adénylate cyclase produit une molécule appelée adénosine monophosphate cyclique (AMPc). Les molécules d'AMPc se lient et ouvrent les canaux ioniques, permettant aux ions chargés positivement comme le sodium (Na^+) et le calcium (Ca^2+) de circuler dans la cellule. L’afflux d’ions chargés positivement génère un signal électrique qui parcourt le neurone sensoriel et est transmis au bulbe olfactif par le nerf olfactif. Les signaux sont intégrés et traités dans le bulbe olfactif, permettant au cerveau de reconnaître et de distinguer différentes odeurs. Les informations olfactives sont envoyées à d'autres parties du cerveau, notamment l'amygdale (associée aux émotions) et l'hippocampe (associé à la mémoire).

La voie olfactive chez l'homme consiste à inhaler des molécules odorantes dans le nez, en les liant à des cellules réceptrices spécialisées de l'épithélium olfactif. De là, des signaux sont envoyés au bulbe olfactif, une structure située à la base du cerveau antérieur. Les signaux sont ensuite relayés vers deux régions cérébrales proches : le cortex olfactif primaire et secondaire. Le cortex olfactif primaire reconnaît les odeurs et les associe à des souvenirs ou à des réponses émotionnelles. En revanche, le cortex olfactif secondaire traite les informations sensorielles sur l’intensité, la direction et la durée des odeurs. De plus, des recherches récentes ont montré que certaines voies neuronales du cortex olfactif primaire peuvent même se connecter directement à d’autres parties du cerveau impliquées dans les émotions et le comportement. Cela indique que l’odorat joue un rôle beaucoup plus important dans le comportement et les émotions qu’on ne le pensait autrefois.

Le cortex olfactif primaire et les zones du cerveau responsables de la mémoire seraient également impliqués dans la détection des phéromones. Les phéromones sont des signaux chimiques sécrétés par les animaux (y compris les humains) qui influencent le comportement ou la physiologie d'autres membres de la même espèce. Chez les humains, les phéromones ont été associées à l’attirance sexuelle, bien que ce lien soit encore mal compris. Des études récentes ont suggéré que certains composants de la sueur humaine pourraient agir comme des phéromones et pourraient être utilisés pour communiquer des émotions ou même influencer l'humeur. Des recherches plus approfondies sur le rôle du système olfactif dans le comportement et les émotions sont nécessaires pour comprendre pleinement ses effets.

Les organes olfactifs sont responsables de l’olfaction ou de l’odorat.

Le processus d’olfaction commence lorsque les cils olfactifs capturent les molécules odorantes.

Les odorants se lient au récepteur couplé aux protéines G qui peut activer l’enzyme adénylyl cyclase. La formation d’AMPc résultante à partir de l’ATP ouvre les canaux sodiques, provoquant l’afflux d’ions sodium pour dépolariser la membrane.

Si la dépolarisation est suffisamment forte pour atteindre le seuil, l’influx nerveux résultant est transporté à travers les axones olfactifs jusqu’aux bulbes olfactifs.

Ici, les axones font synapse avec les cellules mitrales, formant des glomérules ; chaque glomérule reçoit des signaux de neurones portant les mêmes types de récepteurs olfactifs.

Les axones de la cellule mitrale forment les voies olfactives qui transportent l'information vers le cerveau.

Certains de ces axones transportent des signaux vers le lobe frontal pour la détection et l’interprétation conscientes des odeurs.

Les axones restants se projettent dans le système limbique, ce qui suscite des réponses émotionnelles à diverses odeurs, telles que des odeurs associées au danger, au plaisir, au dégoût ou même à l’appétit, et génère des réflexes appropriés.