20.6: Receptory węchowe: lokalizacja i struktura

Proces węchu wspomagany jest przez wyspecjalizowane neurony czuciowe zlokalizowane są w górnym odcinku jamy nosowej, zwanym nabłonkiem węchowym. Neurony czuciowe węchowe są dwubiegunowe, a ich dendryty rozciągają się od wierzchołka nabłonka w śluz wyściełający. Neurony czuciowe węchowe są dwubiegunowe, a ich dendryty rozciągają się od wierzchołka nabłonka do śluzu wyściełającego jamę nosową. Cząsteczki unoszące się w powietrzu podczas wdychania przechodzą przez nabłonek węchowy, rozpuszczając się w śluzie. Cząsteczki te, zwane odorantami, wiążą się ze specyficznymi białkami, które utrzymują rozpuszczalność śluzu i pomagają w jego transporcie w kierunku dendrytów węchowych. Kompleksy odorant-białko wiążą się z białkami receptorowymi w błonie komórkowej dendrytów węchowych. Białka receptorowe są sprzężone z białkiem G i wytwarzają stopniowany potencjał błonowy w neuronach węchowych.

Akson neuronu węchowego wychodzi z powierzchni podstawnej warstwy nabłonkowej, przechodzi przez otwór węchowy w płytce sitowej kości sitowej, a następnie wchodzi do mózgu. Zbiór tych aksonów, zwany przewodem węchowym, łączy się z opuszką węchową na brzusznej powierzchni płata czołowego. W rezultacie aksony te rozwidlają się, podążając różnymi ścieżkami do różnych miejsc w mózgu. Niektóre aksony zbiegają się w mózgu, zwłaszcza w pierwotnej korze węchowej w dolnym i środkowym obszarze płata skroniowego. I odwrotnie, inne struktury docelowe są zagnieżdżone w układzie limbicznym i podwzgórzu, ułatwiając powiązanie zapachów z trwałą pamięcią i reakcjami emocjonalnymi. Przykładem tego zjawiska jest wywoływanie wspomnień emocjonalnych przez określone zapachy, np. aromat jedzenia rodzimego dla miejsca pochodzenia. Warto zauważyć, że węch jest pojedynczą modalnością sensoryczną omijającą synapsę we wzgórzu przed połączeniem się z korą mózgową. To głębokie powiązanie między układem węchowym a korą mózgową wyjaśnia, dlaczego zapachy mogą służyć jako potężne katalizatory pamięci i emocji.

Tkanka nabłonkowa dróg oddechowych, w tym neurony węchowe, może być podatna na uszkodzenia spowodowane szkodliwymi substancjami unoszącymi się w powietrzu. W efekcie węchowe komórki nerwowe nabłonka oddechowego podlegają okresowej regeneracji, podczas której aksony nowo powstałych neuronów muszą nawiązać odpowiednie połączenia w obrębie opuszki węchowej. Te powstające aksony kierują swoją ścieżką wzrostu, podążając za istniejącymi aksonami in situ w nerwie czaszkowym.

Anosmia: upośledzenie funkcji węchowej

Nerw węchowy, kluczowy dla percepcji węchu, może ulec degradacji lub całkowitej utracie w wyniku poważnego urazu twarzy, co jest scenariuszem często obserwowanym w wypadkach samochodowych. Ta szczególna dolegliwość nazywana jest „anosmią”. Względny ruch płata czołowego i kości sitowej może spowodować przerwanie aksonów dróg węchowych. Osoby uprawiające zawodowe sporty walki często są podatne na anosmię z powodu ciągłych urazów twarzy i czaszki. Co więcej, niektóre leki, zwłaszcza antybiotyki, mogą powodować anosmię poprzez jednoczesną eksterminację wszystkich neuronów węchowych. Brak aksonów w obrębie nerwu węchowego oznacza, że aksony nowo wygenerowanych neuronów węchowych nie mają drogi prowadzącej do odpowiednich połączeń w opuszce węchowej. Anosmia może być również przejściowa ze względu na stan zapalny wynikający z infekcji dróg oddechowych lub alergii.

Anosmia może osłabić doznania smakowe, czyniąc jedzenie pozbawionym smaku. Osoby z upośledzoną zdolnością węchową mogą wymagać zwiększonego poziomu przypraw i przypraw, aby wykryć smak w jedzeniu. Istnieje potencjalny związek między anosmią a łagodnymi stanami depresyjnymi, ponieważ zmniejszona przyjemność czerpana z jedzenia może potencjalnie wywołać wszechobecne poczucie melancholii.

Zdolność regeneracyjna neuronów węchowych zmniejsza się, co prowadzi do anosmii związanej z wiekiem. Może to wyjaśnić zwiększone spożycie soli wśród osób starszych w porównaniu z osobami młodszymi. Jednak zwiększone spożycie sodu może zwiększyć objętość krwi i ciśnienie tętnicze, co w konsekwencji zwiększa prawdopodobieństwo chorób sercowo-naczyniowych wśród osób starszych.

Narząd węchu znajduje się na dachu jamy nosowej. Obejmuje małżowinę nosową górną po obu stronach przegrody nosowej.

Składa się z tkanki łącznej zwanej blaszką właściwą i nabłonka węchowego, obszaru o powierzchni pięciu centymetrów kwadratowych bogatego w węchowe neurony czuciowe.

Każdy neuron węchowy jest neuronem dwubiegunowym. Ich dendryty wierzchołkowe kontynuują się w cebulce i tworzą kilka promieniujących, nieruchomych rzęsek węchowych, które zawierają białka receptorowe.

Neurony węchowe są przeplatane kolumnowymi komórkami podporowymi i gruczołami węchowymi, które wytwarzają śluz wokół rzęsek węchowych.

Śluz pomaga wychwytywać i rozpuszczać unoszące się w powietrzu substancje zapachowe, umożliwiając skuteczne wykrywanie przez białka receptorowe.

Ponadto nabłonek węchowy zawiera również węchowe komórki macierzyste u podstawy. Różnicują się co 30-60 dni, aby zastąpić stare neurony węchowe.