Sistema olfattivo: ricezione, trasduzione e vie cerebrali

L'olfatto degli animali, che lavora in sinergia con quello del gusto, svolge funzioni molto importanti: rileva la presenza di cibo e fornisce informazioni sulla possibili conseguenze del suo consumo, contribuisce ai cambiamenti fisiologici della digestione e provoca anche risposte verso i membri della stessa specie attraverso il feromoni.

In questo articolo descriveremo i principali aspetti del sistema olfattivo, sia a livello strutturale che funzionale. Per fare ciò, esamineremo il processo di percezione degli stimoli olfattivi, dalla ricezione nei neuroni sensoriali della cavità nasale all'elaborazione cognitiva nella corteccia orbitofrontale.

• Articolo correlato: "Nervi cranici: i 12 nervi che lasciano il cervello"

Recettori olfattivi

Il naso, strutturato dall'osso etmoide e dal tessuto cartilagineo, è la parte esterna del sistema olfattivo umano. Le aperture delle narici permettono che quando inspiriamo aria le molecole odorose (anche detti “odoranti”) raggiungono l'epitelio olfattivo, che si trova nella parte superiore o tetto del Narice.

L'epitelio olfattivo è composto da strati di tessuto ricoperti di muco, che si trova in tutta la cavità nasale e ha la funzione di dissolvere le molecole odorose e trattenere particelle potenzialmente pericolose per polmoni. È qui, nello strato di muco del tessuto epiteliale, dove si trovano cellule recettoriali per le molecole odorose.

Queste cellule sono neuroni bipolari specializzati nella ricezione di composti chimici. Questa funzione si svolge al polo apicale del neurone, mentre l'estremità opposta, il polo basale, synapta con il bulbo olfattivo che attraversa l'osso noto come lamina cribrosa, che si trova alla base del cervello.

I bulbi olfattivi si trovano nel cervello stesso, nella parte inferiore dei lobi frontali. Queste strutture fanno parte del sistema nervoso centrale, quindi i segnali dal sistema olfattivo non devono passare attraverso il talamo, la "stazione di staffetta" del resto degli stimoli sensoriali, per raggiungere la corteccia primaria.

Sono stati trovati più di mille diversi tipi di neuroni recettori per le molecole odorose da allora i ricevitori sono altamente specializzati, in modo che ciascuno di essi trasmetta informazioni di un solo tipo di odorizzante.

• Articolo correlato: "Bulbo olfattivo: definizione, parti e funzioni"

Trasduzione delle informazioni

La trasduzione sensoriale inizia quando le molecole odorose sospese nell'aria vengono inalate e si dissolvono nel muco della cavità nasale. Una volta che ciò è avvenuto, i recettori situati ai poli apicali dei neuroni olfattivi rilevano gli odoranti.

Quando le ciglia del recettore metabotropico catturano e trattengono una molecola odorosa, si attiva un secondo sistema messaggero che depolarizza il neurone. Ciò provoca l'emissione di potenziali d'azione dal corpo cellulare che verranno trasmessi attraverso l'assone.

Come abbiamo detto, gli assoni di neuroni olfattivi sinapt con dendriti di neuroni situati nel bulbo olfattivo. Ciò consente la connessione indiretta tra l'epitelio olfattivo e la corteccia cerebrale.

I neuroni del recettore degli odori creano connessioni con tre diversi tipi di neuroni nel bulbo: mitrale e cellule della palla, che proiettano segnali olfattivi alle regioni superiori del cervello, e interneuroni periglomerulari inibitori, che modulano la funzione degli altri due tipi.

Il principale sistema olfattivo

Esiste una divisione anatomica e funzionale tra il principale sistema olfattivo e accessorio, noto anche come vomeronasale. Come indica il nome, il sistema olfattivo principale è più rilevante per la percezione degli odori rispetto al vomeronasale, sebbene svolga ruoli caratteristici.

Il sistema principale inizia nelle cellule mitrali e nella sfera del bulbo olfattivo che invia proiezioni al rinencefalo, termine usato per descrivere le regioni cerebrali legate a il senso dell'olfatto. La corteccia piriforme, che si trova nella parte mediale del lobo temporale, è particolarmente importante in questo senso.

Da queste aree l'informazione olfattiva viene trasmessa al nucleo dorsomediale del talamo, da dove raggiungerà la corteccia prefrontale orbitofrontale. In questa regione, preposta al processo decisionale ed emotivo, avviene la percezione e la discriminazione degli odori.

Anche la corteccia orbitofrontale riceve una stimolazione simile al gusto; Insieme all'olfatto, questo permette la percezione dei sapori. A volte si parla di "sistema chemosensoriale" per riferirsi insieme ai sensi dell'olfatto e del gusto, che sono molto vicini da un punto di vista neurofunzionale.

• Articolo correlato: "Lobo temporale: struttura e funzioni"

Il sistema olfattivo accessorio o vomeronasale

A differenza del sistema olfattivo principale, il vomeronasale contiene solo cellule mitrali. Questi si trovano in una regione differenziata del bulbo olfattivo: l'organo vomeronasale, detto anche "bulbo olfattivo accessorio" e si trova alla base dell'etmoide.

Questi neuroni non proiettano segnali alla neocorteccia, ma all'amigdala e all'ipotalamo. L'amigdala è legata all'apprendimento delle emozioni, specialmente quelle negative, mentre l'ipotalamo è la struttura chiave in il rilascio di ormoni, motivo per cui interviene in funzioni di base come la sete, la fame, la sessualità o la regolazione della temperatura.

Il sistema vomeronasale è correlato a comportamenti e risposte fisiologiche che si verificano a causa dell'interazione con membri della stessa specie. Ha un ruolo fondamentale nella riproduzione, aggressività e comportamento sociale di molti animali, ma non è chiaro che sia ancora funzionale nell'uomo.

Quando si parla del sistema olfattivo accessorio, vale la pena sottolineare il ruolo dei feromoni, composti chimici secreti da esseri viventi che vengono catturati solo da animali della stessa specie e vengono percepiti attraverso l'organo vomeronasale.