Proces węchu, znany również jako zmysł węchu, jest wyrafinowanym systemem reakcji chemicznej. Wyspecjalizowane neurony czuciowe, które ułatwiają ten proces, znane jako neurony receptorów węchowych, znajdują się w górnym segmencie jamy nosowej, znanym jako nabłonek węchowy. Węchowe neurony czuciowe 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 nawaniaczami, wiążą się ze specyficznymi białkami, które utrzymują rozpuszczalność śluzu i pomagają w jego transporcie w kierunku dendrytów węchowych. Kompleksy białkowo-zapachowe wiążą się z białkami receptorowymi w błonie komórkowej dendrytów węchowych. Białka receptorowe są sprzężone z białkiem G i generują stopniowany potencjał błonowy w neuronach węchowych.

Akson neuronu węchowego pochodzi z podstawowej powierzchni warstwy nabłonkowej, przechodząc przez otwór węchowy w płytce grzebieniastej kości sitowej, a następnie wystaje do mózgu. Zbiór tych aksonów, zwany drogą węchową, łączy się z opuszką węchową na brzusznej powierzchni płata czołowego. W rezultacie aksony te rozwidlają się, podejmując różne ścieżki do różnych lokalizacji mózgu. Niektóre aksony zbiegają się w mózgu, szczególnie w pierwotnej korze węchowej w dolnych i przyśrodkowych obszarach 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 niektóre zapachy, takie jak aromat żywności pochodzący z miejsca pochodzenia. Warto zauważyć, że węch jest pojedynczą modalnością czuciową omijającą synapsę we wzgórzu przed połączeniem z korą mózgową. To głębokie wzajemne powiązanie między układem węchowym a korą mózgową wyjaśnia, dlaczego zapachy mogą służyć jako potężne katalizatory pamięci i emocji.

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

Anosmia: upośledzenie funkcji węchu

Nerw węchowy, kluczowy dla percepcji zapachu, może być świadkiem degradacji lub całkowitej utraty z powodu poważnego urazu twarzy, co często obserwuje się w wypadkach samochodowych. Ta szczególna przypadłość jest określana jako “anosmia”. Względny ruch płata czołowego i kości sitowej może spowodować przecięcie aksonów dróg węchowych. Osoby uprawiające profesjonalne sporty walki są często podatne na anosmię z powodu ciągłych urazów twarzy i czaszki. Co więcej, niektóre leki, zwłaszcza antybiotyki, mogą potencjalnie wywoływać anosmię poprzez jednoczesną eksterminację wszystkich neuronów węchowych. Brak aksonów w nerwie węchowym oznacza, że aksony z nowo wygenerowanych neuronów węchowych nie mają ścieżki do odpowiednich połączeń w opuszce węchowej. Anosmia może być również przejściowa z powodu stanu zapalnego wynikającego z infekcji dróg oddechowych lub alergii.

Anosmia może zmniejszyć doznania smakowe, sprawiając, że jedzenie jest bez smaku. Osoby z upośledzoną zdolnością węchową mogą wymagać zwiększonego poziomu przypraw i przypraw, aby wykryć smak w swoim jedzeniu. Istnieje potencjalny związek między anosmią a łagodnymi stanami depresyjnymi, ponieważ zmniejszona przyjemność płynąca 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 starszej grupy demograficznej.