Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

19.4: Olfactie
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Olfaction
 
TRANSCRIPT

19.4: Olfaction

19.4: Olfactie

The sense of smell is achieved through the activities of the olfactory system. It starts when an airborne odorant enters the nasal cavity and reaches olfactory epithelium (OE). The OE is protected by a thin layer of mucus, which also serves the purpose of dissolving more complex compounds into simpler chemical odorants. The size of the OE and the density of sensory neurons varies among species; in humans, the OE is only about 9-10 cm2.

The olfactory receptors are embedded in the cilia of the olfactory sensory neurons. Each neuron expresses only one type of olfactory receptor. However, each type of olfactory receptor is broadly tuned and can bind to multiple different odorants. For example, if receptor A binds to odorants 1 and 2, receptor B may bind to odorants 2 and 3, while receptor C binds to odorants 1 and 3. Thus, the detection and identification of an odor depend on the combination of olfactory receptors that recognize the odor; this is called combinatorial diversity.

Olfactory sensory neurons are bipolar cells with a single long axon that sends olfactory information up to the olfactory bulb (OB). The OB is a part of the brain that is separated from the nasal cavity by the cribriform plate. Because of this convenient proximity between the nose and brain, the development of nasal drug applications is widely studied, especially in cases where direct access to the central nervous system is preferred.

Within the OB, axons from sensory neurons terminate in a specialized area called a glomerulus. Sensory neurons with the same olfactory receptor type send their axons to the same one or two glomeruli. As a result, there can be thousands of axons from similar sensory neurons converging within a single glomerulus. All of that sensory information is passed on to only 20-50 mitral and tufted cells per glomeruli, so there is a large convergence of information. Periglomerular and granular cells are inhibitory interneurons that mediate cross-talk between mitral/tufted cells before the olfactory information is sent to the cortex.

From the OB, the mitral/tufted cells project information to the olfactory cortex. The olfactory cortex is a complex of several cortical areas that process olfactory information. One olfactory area, the cortical amygdala, influences emotional responses to smell. The orbitofrontal cortex is involved in the identification of odors and the reward value of odors and tastes. The entorhinal cortex, another olfactory cortical area, projects to the hippocampus, which is implicated in olfactory memory.

The ability to detect and identify odors involves higher-order cortical areas. Such high-level integration may be linked to the impaired olfactory functioning observed in many neurodegenerative disorders, such as Parkinson’s and Alzheimer’s diseases. The reduced ability to smell—hyposmia—is an early symptom of both disorders.

Het reukvermogen wordt bereikt door de activiteiten van het olfactorische systeem. Het begint wanneer een geurstof in de lucht de neusholte binnendringt en olfactorisch epitheel (OE) bereikt. De OE wordt beschermd door een dun laagje slijm, dat ook dient om complexere verbindingen op te lossen in eenvoudigere chemische geurstoffen. De grootte van de OE en de dichtheid van sensorische neuronen varieert van soort tot soort; bij mensen is de OE slechts ongeveer 9-10 cm 2 .

De olfactorische receptoren zijn ingebed in de trilharen van de olfactorische sensorische neuronen. Elk neuron brengt slechts één type olfactorische receptor tot expressie. Elk type olfactorische receptor is echter breed afgestemd en kan binden aan meerdere verschillende geurstoffen. Als receptor A bijvoorbeeld bindt aan geurstoffen 1 en 2, kan receptor B zich binden aan geurstoffen 2 en 3, terwijl receptor C zich bindt aan geurstoffen 1 en 3. De detectie en identificatie van een geur hangt dus af van de combinatie van geurreceptoren die herken de geur; dit heet combinatorische ddiversiteit.

Olfactorische sensorische neuronen zijn bipolaire cellen met een enkele lange axon die olfactorische informatie naar de olfactorische bol (OB) stuurt. De OB is een deel van de hersenen dat wordt gescheiden van de neusholte door de cribriform-plaat. Vanwege deze gemakkelijke nabijheid tussen de neus en de hersenen, wordt de ontwikkeling van nasale geneesmiddeltoepassingen uitgebreid bestudeerd, vooral in gevallen waar directe toegang tot het centrale zenuwstelsel de voorkeur heeft.

Binnen de OB eindigen axonen van sensorische neuronen in een gespecialiseerd gebied dat een glomerulus wordt genoemd. Sensorische neuronen met hetzelfde reukreceptortype sturen hun axonen naar dezelfde een of twee glomeruli. Als gevolg hiervan kunnen er duizenden axonen van vergelijkbare sensorische neuronen samenkomen binnen een enkele glomerulus. Al die sensorische informatie wordt doorgegeven aan slechts 20-50 mitralis- en tuftcellen per glomeruli, dus er is een grote convergentie van informatie. Periglomerulaire en granulaire cellen zijn remmende interneuronen die cros veroorzakens-talk tussen mitralis- / tuftcellen voordat de olfactorische informatie naar de cortex wordt gestuurd.

Vanuit de OB projecteren de mitralis- / tuftcellen informatie naar de reukcortex. De reukcortex is een complex van verschillende corticale gebieden die olfactorische informatie verwerken. Een olfactorisch gebied, de corticale amygdala, beïnvloedt emotionele reacties op reuk. De orbitofrontale cortex is betrokken bij de identificatie van geuren en de beloningswaarde van geuren en smaken. De entorinale cortex, een ander olfactorisch corticaal gebied, projecteert naar de hippocampus, die betrokken is bij het reukgeheugen.

Het vermogen om geuren te detecteren en te identificeren omvat corticale gebieden van hogere orde. Een dergelijke integratie op hoog niveau kan verband houden met de verminderde reukfunctie die wordt waargenomen bij veel neurodegeneratieve aandoeningen, zoals de ziekte van Parkinson en Alzheimer. Het verminderde reukvermogen - hyposmie - is een vroeg symptoom van beide aandoeningen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter