Ricezione del sistema olfattivo, trasduzione e percorsi cerebrali

L'olfatto degli animali, che funziona in congiunzione con quello del gusto, svolge funzioni molto importanti: rileva la presenza di cibo e fornisce informazioni sulle possibili conseguenze del suo consumo, contribuisce ai cambiamenti fisiologici della digestione e persino sollecita le risposte verso membri della stessa specie attraverso i feromoni.

In questo articolo descriveremo gli aspetti principali del sistema olfattivo, sia strutturalmente che funzionalmente. 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..

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I 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 l'aria le molecole odorose (note anche come "odoranti") raggiungano l'epitelio olfattivo, che si trova nella parte superiore o nel soffitto della cavità nasale.

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 sciogliere le molecole odorose e di trattenere le particelle potenzialmente pericolose per i polmoni. È qui, nello strato di muco del tessuto epiteliale, dove si trovano cellule della molecola del recettore dell'odore.

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

Le lampadine olfattive si trovano nel cervello stesso, nella parte inferiore dei lobi frontali. Queste strutture fanno parte del sistema nervoso centrale, in modo che i segnali del sistema olfattivo non debbano passare attraverso il talamo, la "stazione di rilancio" del resto degli stimoli sensoriali, per raggiungere la corteccia primaria.

Più di un migliaio di tipi diversi di neuroni che ricevono molecole odoranti sono stati trovati poiché i recettori sono altamente specializzati, in modo che ognuno trasmetta informazioni da una singola classe di odorizzante.

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Trasduzione di informazioni

La trasduzione sensoriale inizia quando le molecole odorose trasportate dall'aria vengono inalate e si dissolvono nel muco della cavità nasale. Una volta che questo è successo, i recettori situati nei poli apicali dei neuroni olfattivi rilevano gli odori.

Quando le ciglia del recettore, di tipo metabotropico, catturano e trattengono una molecola odorosa, attivano un sistema di secondi messaggeri che depolarizza il neurone. Questo innesca potenziali d'azione dal corpo cellulare che saranno trasmessi attraverso l'assone.

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

I neuroni del recettore odorante stabiliscono connessioni con tre diversi tipi di neuroni nel bulbo: le cellule mitrali e in palla, che proietta segnali olfattivi verso regioni superiori del cervello e interneuroni inibitori periglomerulari, che modulano la funzione degli altri due tipi.

Il principale sistema olfattivo

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

Il sistema principale inizia nelle cellule mitrali e nella sfera del bulbo olfattivo che invia proiezioni al rhinencephalon, un termine usato per descrivere le regioni del cervello legate all'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 orbitofrontale prefrontale. In questa regione ha luogo il responsabile del processo decisionale e dell'elaborazione emotiva, della percezione e della discriminazione degli odori.

La corteccia orbitofrontale riceve anche una stimolazione gustativa; Insieme all'odore, questo consente la percezione dei sapori. A volte parliamo di "sistema chemosensoriale" per riferirci insieme ai sensi dell'olfatto e del gusto, molto vicini da un punto di vista neurofunzionale.

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L'accessorio olfattivo o il sistema vomeronasale

A differenza del principale sistema olfattivo, il vomeronasale contiene solo cellule mitrali. Questi si trovano in una regione differenziata del bulbo olfattivo: l'organo vomeronasale, che è anche chiamato "bulbo olfattivo accessorio" ed è alla base degli etmoidi.

Questi neuroni non proiettano segnali alla neocorteccia, ma all'amigdala e all'ipotalamo. L'amigdala è legato all'apprendimento delle emozioni, in particolare del negativo, mentre l'ipotalamo è la struttura chiave nel rilascio degli ormoni, quindi 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 rimanga funzionale negli umani.

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