20.7: Fisiologia dell'olfatto e percorso olfattivo

Gli esseri umani rilevano gli odori con l’aiuto di cellule specializzate situate nella parte superiore della cavità nasale, chiamate neuroni recettori olfattivi (ORN). Gli ORN possiedono strutture simili a capelli chiamate ciglia, che sono ricettive alle sensazioni dell'aria inalata. Quando una molecola odorante si lega a un recettore specifico sulla cellula delle ciglia, si verificano una serie di eventi che alla fine fanno sì che l'ORN invii segnali elettrici al bulbo olfattivo nel cervello attraverso i nervi olfattivi.

Il bulbo olfattivo, situato nella parte anteriore del cervello, è responsabile dell'elaborazione e del riconoscimento degli odori. Dopo aver ricevuto i segnali dagli ORN, il bulbo olfattivo invia informazioni ad altre parti del cervello, tra cui l'amigdala (associata alle emozioni) e l'ippocampo (associata alla memoria). Integrare l'olfatto con gli altri sensi ci aiuta a percepire meglio il nostro ambiente.

Il sistema olfattivo umano è in grado di rilevare migliaia di odori, ciascuno con una struttura chimica unica. È interessante notare che non esistono recettori separati per ciascuna molecola odorante. Invece, ciascun recettore può rilevare più odori e il cervello interpreta il mix di recettori attivati per identificare l’odore specifico. Inoltre, la capacità di identificare gli odori è influenzata dall’esperienza personale e da fattori culturali. Possiamo associare determinati odori a particolari ricordi o emozioni, portando ad una percezione soggettiva dell'odore.

Una volta che una molecola odorante si lega a un recettore, attiva una proteina G la quale attiva un enzima chiamato adenilato ciclasi. L'adenilato ciclasi produce una molecola chiamata adenosina monofosfato ciclico (cAMP). Le molecole di cAMP si legano e aprono i canali ionici, consentendo agli ioni caricati positivamente come sodio (Na^+) e calcio (Ca^2+) di fluire nella cellula. L'afflusso di ioni caricati positivamente genera un segnale elettrico, che viaggia lungo il neurone sensoriale e viene trasmesso al bulbo olfattivo attraverso il nervo olfattivo. I segnali vengono integrati ed elaborati nel bulbo olfattivo, permettendo al cervello di riconoscere e distinguere i diversi odori. Le informazioni olfattive vengono poi inviate ad altre parti del cervello, tra cui l'amigdala e l'ippocampo.

Il percorso olfattivo negli esseri umani prevede l’inalazione di molecole di odore nel naso, legandole a cellule recettoriali specializzate nell’epitelio olfattivo. Da lì i segnali vengono inviati al bulbo olfattivo, una struttura situata alla base del prosencefalo. I segnali vengono poi trasmessi a due regioni cerebrali vicine: la corteccia olfattiva primaria e secondaria. La corteccia olfattiva primaria riconosce gli odori e li associa a ricordi o risposte emotive. Al contrario, la corteccia olfattiva secondaria elabora le informazioni sensoriali sull’intensità, la direzionalità e la durata degli odori. Inoltre, recenti ricerche hanno dimostrato che alcuni percorsi neurali dalla corteccia olfattiva primaria possono anche connettersi direttamente ad altre parti del cervello coinvolte nelle emozioni e nel comportamento. Ciò indica che il senso dell’olfatto gioca un ruolo molto più significativo nel comportamento e nelle emozioni di quanto si pensasse una volta.

Si ritiene che anche la corteccia olfattiva primaria e le aree del cervello responsabili della memoria siano coinvolte nel rilevamento dei feromoni. I feromoni sono segnali chimici secreti dagli animali (incluso l'uomo) che influenzano il comportamento o la fisiologia di altri membri della stessa specie. Negli esseri umani, i feromoni sono stati collegati all’attrazione sessuale, sebbene questa connessione sia ancora poco compresa. Studi recenti hanno suggerito che alcuni componenti del sudore umano potrebbero agire come feromoni e potrebbero essere utilizzati per comunicare emozioni o addirittura influenzare l’umore. Sono necessarie ulteriori ricerche sul ruolo del sistema olfattivo nel comportamento e nelle emozioni per comprenderne appieno gli effetti.

Gli organi olfattivi sono responsabili dell'olfatto o dell'olfatto.

Il processo dell'olfatto inizia quando le ciglia olfattive catturano le molecole odorose.

Gli odoranti si legano al recettore accoppiato alla proteina G che può attivare l'enzima adenilil ciclasi. La conseguente formazione di cAMP dall'ATP apre i canali del sodio, provocando l'afflusso di ioni sodio per depolarizzare la membrana.

Se la depolarizzazione è abbastanza forte da raggiungere la soglia, l'impulso nervoso risultante viene trasportato attraverso gli assoni olfattivi ai bulbi olfattivi.

Qui, gli assoni fanno sinapsi con le cellule mitrali, formando glomeruli; ogni glomerulo riceve segnali dai neuroni che portano gli stessi tipi di recettori olfattivi.

Gli assoni della cellula mitrale formano i tratti olfattivi che trasportano le informazioni al cervello.

Alcuni di questi assoni trasportano segnali al lobo frontale per il rilevamento e l'interpretazione cosciente degli odori.

Gli assoni rimanenti si proiettano nel sistema limbico, che suscita risposte emotive a vari odori, come odori associati a pericolo, piacere, disgusto o persino appetito, e genera riflessi appropriati.