Είστε εδώ

Η Αίσθηση της όσφρησης

Γκελης Ν. Δημητριος [Δρ],
Ιατρός Ωτορινολαρυγγολόγος, Οδοντίατρος, Διδάκτωρ της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών, Ιατρικός Εμψυχωτής (Medical Life Coach)

Το σύστημα της όσφρησης παρέχει πολυάριθμες λειτουργίες στους ανθρώπους. Η οσφρητική ικανότητα επηρεάζει την πεπτική συμπεριφορά (αποφασίζει να φάει ή να πιεί κανείς, αφού πρώτα χρησιμοποιήσει την όσφρησή του), προειδοποιεί για περιβαλλοντικούς κινδύνους και επιτρέπει την ασφαλή κοινωνική επικοινωνία. Έχει υπολογιστεί ότι περίπου το  ⅕ του γενικού πληθυσμού έχει διαταραχή της αίσθησης της όσφρησης.

Παρά τούτο δεν παραπονούνται όλοι όσοι έχουν διαταραγμένη οσφρητική ικανότητα για το έλλειμμα τους.
Άλλοι δεν δίδουν σημασία για την ελαττωματική τους όσφρηση και άλλοι έχουν προβλήματα στην καθημερινή τους ζωή , καθώς ζουν με αυξημένη κοινωνική ανασφάλεια, έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να εκδηλώσουν καταθλιπτικά συμπτώματα και έχουν μεγαλύτερη πιθανότητα να κάνουν οικιακά ατυχήματα [1].

Όσον αφορά την αποτελεσματική οινογνωσία, τη δοκιμή κρασιών και την οινογευσία δημιουργούνται προβλήματα, παρερμηνείες, καθώς πολλοί άνθρωποι ισχυρίζονται ότι είναι οινογνώστες ή δοκιμαστές κρασιών, ενώ έχουν ανεπαρκή όσφρηση και γεύση, χωρίς ίσως να το γνωρίζουν. Οι ανεπάρκεια της όσφρησης συνοδεύεται και από ανεπαρκή γεύση.
Παρακάτω εκτίθενται βασικές γνώσεις κατανόησης της αίσθησης της όσφρησης.


Μηχανισμός της όσφρησης

Η αίσθηση της όσφρησης εξυπηρετείται από το οσφρητικό νεύρο ή πρώτη εγκεφαλική συζυγία. Χονδρικά το οσφρητικό νεύρο, που αποτελείται από τους οσφρητικούς νευρώνες ή οσφρητικά κύτταρα ξεκινάει από το μεταιχμιακό σύστημα του εγκεφάλου και καταλήγει στην εσωτερική οροφή της μύτης.

Εκεί οι νευρώνες καταλήγουν στα οσφρητικά τριχίδια, τα οποία στην άκρη τους φέρουν τους οσφρητικούς υποδοχείς.

Ο κάθε οσφρητικός υποδοχέας είναι προγραμματισμένος να υποδεχτεί ένα οσμηγόνο μόριο που εκπέμπεται από την κάθε ουσία.

Το ερέθισμα αυτό προωθείται τελικά στον οσφρητικό φλοιό όπου υπάρχει αποθηκευμένη η οσφρητική μνήμη για την κάθε οσμή που έμαθε, στην πορεία της ζωής του το κάθε άτομο.

Ο ακριβής μηχανισμός, με τον οποίο τα μόρια των ουσιών που προκαλούν οσμή (οσμηγόνα μόρια) διεγείρουν τα οσφρητικά κύτταρα είναι άγνωστος. 


Έχουν προταθεί διάφορες θεωρίες εξήγησης, τού πως λειτουργεί η όσφρηση, μεταξύ των οποίων περιλαμβάνεται οι ειδικές περιοχές των μοριακών υποδοχέων του οσφρητικού νεύρου, τα συστήματα αναστολής ενζύμων, η ηλεκτρονική πόλωση, η εκλεκτική απορρόφηση, η σύνδεση του υδρογόνου, η τροποποίηση των ηλεκτρικών δυναμικών της κυτταρικής μεμβράνης και η κυματική θεωρία.

Οποιαδήποτε θεωρία για την όσφρηση κι αν έχει προταθεί σίγουρα στηρίζεται στη νευροανατομική του οσφρητικού συστήματος

ΝΕΥΡΟΑΝΑΤΟΜΙΚΗ ΤΗΣ ΟΣΦΡΗΣΗΣ

ΟΣΦΡΗΤΙΚΟΣ ΦΛΟΙΟΣ
Στα ανώτερα θηλαστικά και στον άνθρωπο  η οσφρητική περιοχή του εγκεφάλου βρίσκεται στη βάση του μετωπιαίου λοβού στις κάτω επιφάνειες του τηλεγκέφαλου ή πρόσθιου εγκέφαλου και υπερκαλύπτεται  από την υπερβολική ανάπτυξη του νεοφλοιού (η εξωτερική στιβάδα του εγκεφάλου που αποτελείται από 6 επιμέρους υποστιβάδες και συμμετέχει σε υψηλές λειτουργίες, όπως η πρόσληψη της αισθητικότητας, η δημιουργία κινητικών εντολών, αντίληψη του χώρου, συνειδητή σκέψη,  και στους ανθρώπους η ανάπτυξη της γλώσσας).

Με τον όρο ρινεγκέφαλος  αρχικά δήλωναν εκείνες τις περιοχές που φαίνονταν  ότι ελάμβαναν οσφρητικές πληροφορίες και σήμερα γνωρίζουμε ότι είναι ο οσφρητικός βολβός, η οσφρητική κοιλότητα, το οσφρητικό όκωμα, ο απιοειδής φλοιός και οι φλοιοαμυγδαλοειδείς πυρήνες που προσλαμβάνουν οσφρητικές ώσεις και τώρα είναι γνωστόν ότι σχηματίζουν τις φλοιώδεις περιοχές του συναισθηματικού εγκεφάλου.

 

ΟΣΦΡΗΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ
Οσφρητικό νεύρο

O οσφρητικός βλεννογόνος και η οσφρητική σχισμή, όπως διακρίνεται με το άκαμπτο ρινικό ενδοσκόπιο

Ο ρινικός βλεννογόνος της κάθε ρινικής θαλάμης ανάλογα με τη δομή και τη λειτουργία του διακρίνεται στην οσφρητική μοίρα, που είναι υπεύθυνη για την όσφρηση και την αναπνευστική μοίρα, που είναι υπεύθυνη για την αναπνοή

Η οσφρητική μοίρα του ρινικού βλεννογόνου καταλαμβάνει μικρή έκταση και εντοπίζεται στην οσφρητική σχισμή (rima olfactoria).

Το οσφρητικό νεύρο ξεκινάει από την οσφρητική σχισμή που αφορίζεται από την έσω επιφάνεια της άνω ρινικής κόγχης και την απέναντι περιοχή του παρακείμενου ρινικού διαφράγματος.

Ο οσφρητικός ρινικός βλεννογόνος καλύπτεται από ειδικό ψευδοπολύστιβο μη κροσσωτό αισθητηριακό επιθήλιο, το οποίο αποτελείται από περισσότερα από 100 εκατομμύρια διπολικά νευρικά οσφρητικά κύτταρα, που παρεμβάλλονται ανάμεσα σε ερειστικά (sustentacular cells) και βασικά κύτταρα. Τα ερειστικά κύτταρα μπορεί να υποστηρίζουν την επιβίωση και λειτουργία των οσφρητικών νευρώνων που φέρουν οσφρητικούς υποδοχείς [2].


 
Eικ. 3. Οσφρητικό επιθήλιο ( Κίτρινο βέλος, Οσφρητικό επιθήλιο, Κόκκινο βέλος, Υποβλεννογόνιος χιτώνας, Μπλέ βέλος, Αδένες του Bowman.
Εικ. 4 Οσφρητικό επιθήλιο. Κυτταρικοί τύποι. Μπλέ βέλος, Ερειστικό κύτταρο, Κόκκινο βέλος, Οσφρητικό κύτταρο (διπολικός νευρώνας), Πράσινο βέλος, Βασικό κύτταρο.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Εικ 5. Οσφρητικό επιθήλιο. Κυτταρικοί τύποι. Μπλέ βέλος, Ερειστικό κύτταρο, Κόκκινο βέλος, Οσφρητικό κύτταρο (διπολικός νευρώνας), Πράσινο βέλος, Βασικό κύτταρο.

Η περιφερική αποφυάδα των οσφρητικών κυττάρων παρεμβάλλεται μεταξύ των ερειστικών κυττάρων στην ελεύθερη επιφάνεια του βλεννογόνου, όπου τελειώνουν σε μια πάχυνση, από τη οποία ξεκινούν 6-8 λεπτά ινίδια ή Οσφρητικά τριχίδια ή κροσσοί.

Τα οσφρητικά τριχίδια ή κροσσοί φέρουν υποδοχείς για την πρόσληψη των οσφρητικών ερεθισμάτων και είναι  βυθισμένα στις εκκρίσεις του οσφρητικού επιθηλίου, οι οποίες απορροφούν τις εισπνεόμενες οσμές. Οι εκκρίσεις αυτές εκκρίνονται από τους αδένες του Βowman  του οσφρητικού βλεννογόνου.

Οι νευράξονες των οσφρητικών  νευροϋποδοχικών κυττάρων  είναι αμύελοι  και δημιουργούν  20 δεμάτια, τα λεγόμενα οσφρητικά νημάτια του οσφρητικού νεύρου. Τα οσφρητικά νημάτια διέρχονται από τα τρήματα του τετρημένου πετάλου του ηθμοειδούς οστού και  καταλήγουν στον οσφρητικό βολβό, από τον οποίο στη συνέχεια τα οσφρητικά ερεθίσματα οδεύουν προς τα οσφρητικά κέντρα του εγκεφάλου.

Τα οσφρητικά νημάτια δεν έχουν νευρικό περίβλημα, αλλά καλύπτονται από προσεκβολές της σκληράς μήνιγγος. Αυτό συμβάλλει στην επέκταση μιας φλεγμονής της περιοχής προς το ενδοκράνιο.

Επίσης, σε κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις με τραυματισμό του τετρημένου πετάλου του ηθμοειδούς μπορεί να υποστούν κάκωση τα οσφρητικά νημάτια και να προκληθεί μετατραυματική ανοσμια [3]. Στο χόριο του οσφρητικού βλεννογόνου υπάρχουν οι οσφρητικοί αδένες του Bowman, οι οποίοι είναι ορογόνοι

                   σωληνοκυψελοειδείς που εκβάλλουν στην ελεύθερη επιφάνεια του οσφρητικού βλεννογόνου.

Οι εκκρίσεις αυτών των αδένων εφυγραίνουν τον οσφρητικό βλεννογόνο και διαλύουν της οσμηρές ουσίες για να προσληφθούν από τους υποδοχείς των οσφρητικών τριχιδίων.

Οι νευρικές απολήξεις του οσφρητικού νεύρου (οσφρητικά τριχίδια) διαφέρουν από τις νευρικές απολήξεις των λοιπών νεύρων του σώματος, διότι  ξεκινάνε κατ' ευθείαν από το εξωτερικό περιβάλλον και καταλήγουν στον εγκέφαλο, έχοντας τη δυνατότητα του συνεχούς πολλαπλασιασμού. Τα μόρια των οσμών συνδέονται με υποδοχείς που βρίσκονται στους θυσάνους των νευρικών απολήξεων (οσφρητικά τριχίδια). Από κεί τα οσμικά ερεθίσματα μεταβιβάζονται στους οσφρητικούς βολβούς ( κορυνοειδής σχηματισμός μελιτζανί χρώματος στην εικόνα 7.

 

Οσφρητικός βολβός


Οσφρητικοί βολβοί είναι δύο κορυνοειδείς απολήξεις ή τα  άπω άκρα του οσφρητικού λοβού του εγκεφάλου, απ’ όπου ξεκινάει το οσφρητικό νεύρο. Οι οσφρητικοί βολβοί έρχονται σε επαφή με το τετρημένο πέταλο του ηθμοειδούς.

Ο οσφρητικός βολβός υποδέχεται στην κάτω επιφάνειά του τα οσφρητικά νημάτια (οσφρητικά νεύρα), των οποίων οι ίνες εκφύονται από τα οσφρητικά κύτταρα του βλεννογόνου της ρινός. Ο οσφρητικός βολβός συνίσταται εκ των έξω προς τα έσω :

 

1. Τη στιβάδα των οσφρητικών ινών. 2. Τη στιβάδα των οσφρητικών σπειραμάτων. 3. Τη μοριώδη στιβάδα. 4. Τη στιβάδα των μιτροειδών κυττάρων. 5. Την κοκκώδη και μυελώδη στιβάδα. Ο οσφρητικός βολβός εμφανίζει στο κέντρο του κατά τόπους σχισμοειδείς κοιλότητες, που επαλείφονται ή αποφράσσονται με επένδυμα.

1. Η στιβάδα των οσφρητικών ινών. Η στιβάδα αυτή αποτελείται από τη διαπλοκή των ινών των οσφρητικών νηματίων, τα οποία αποτελούν πυκνό πλέγμα. Από αυτό εκπορεύονται ίνες, οι οποίες εισδύουν στη στιβάδα των σπειραμάτων του οσφρητικού βολβού.).

Eik. 9. Η στιβάδα των οσφρητικών ινών. Η στιβάδα αυτή αποτελείται από τη διαπλοκή των ινών των οσφρητικών νηματίων, τα οποία αποτελούν πυκνό πλέγμα. Από αυτό εκπορεύονται ίνες, οι οποίες εισδύουν στη στιβάδα των σπειραμάτων του οσφρητικού βολβού.

2. Η στιβάδα των οσφρητικών σπειραμάτων. Η στιβάδα αυτή λέγεται σπειραματική στιβάδα, διότι περιέχει νευρικούς σχηματισμούς, οι οποίοι λέγονται σπειράματα (glomeruli). Το κάθε σπείραμα συνίσταται από τη διαπλοκή ενός ή περισσοτέρων οσφρητικών ινών της προηγούμενης στιβάδας (δηλαδή του οσφρητικού νεύρου) και των τελικών αποσχίσεων του έξω δενδρίτη  ενός μιτροειδούς κυττάρου (mitral cell) και ενός θυσσανωτού κυττάρου (tufted cell)  της μεθεπόμενης στιβάδας.

Τα μιτροειδή κύτταρα είναι νευρώνες του οσφρητικού συστήματος. Εντοπίζονται στον οσφρητικό βολβό στη στιβάδα των οσφρητικών σπειραμάτων. Τα μιτροειδή κύτταρα προσλαμβάνουν πληροφορίες από τους νευράξονες των νευρώνων των οσφρητικών κυττάρων, που φέρουν στις απολήξεις τους υποδοχείς των οσφρητικών ερεθισμάτων (οσμών) δημιουργώντας συνάψεις σε νευροπιλήματα, που ονομάζονται σπειράματα.

Eik. 10. H στιβάδα των οσφρητικών σπειραμάτων. Η στιβάδα αυτή λέγεται σπειραματική στιβάδα, διότι περιέχει νευρικούς σχηματισμούς, οι οποίοι λέγονται σπειράματα (glomeruli). Το κάθε σπείραμα συνίσταται από τη διαπλοκή ενός ή περισσοτέρων οσφρητικών ινών της προηγούμενης στιβάδας (δηλαδή του οσφρητικού νεύρου) και των τελικών αποσχίσεων του έξω δενδρίτη  ενός μιτροειδούς κυττάρου (mitral cell) και ενός θυσσανωτού κυττάρου (tufted cell)  της μεθεπόμενης στιβάδας.

Νευροπίλημα (neuropil) είναι  νευρικός σχηματισμός από αμμύελες νευρωνικές προσεκβολές (νευραξονικές και δενδριτικές μέσα στη φαια ουσία του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Οι νευράξονες των μιτροειδών κυττάρων μεταβιβάζουν πληροφορίες σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο απιοειδής φλοιός, ο ενδορρινικός φλοιός (σημαντικό κέντρο μνήμης του εγκεφάλου) και οι αμυγδαλές.

3.  Η μοριώδης στιβάδα. Αυτή η στιβάδα αποτελείται από ‘ένα πλέγμα ινών που συνίσταται από:
α. Το στέλεχος του έξω δενδρίτη των μιτροειδών κυττάρων.
β. Από τελικές αποσχίσεις των έξω αποφυάδων των κυττάρων της κοκκώδους στιβάδας.
γ. Από παλίνδρομους παράπλευρους νευρίτες των μιτροειδών κυττάρων και
δ. από τα θυσσανωτά κύτταρα, των οποίων ο μεν δενδρίτης καταλήγει με ένα τελικό θύσανο σε ένα από τα σπειράματα, ο δε λεπτός νευρίτης οδεύει κεντρικώς. (Τα θυσανωτά κύτταρα του οσφρητικού βολβού μεταβιβάζουν αισθητικές ώσεις με τρόπο που συγκρίνεται με αυτόν που κάνουν τη μεταβίβαση τη μιτροειδή κύτταρα.

΄Όμως είναι μικρότερα και εντοπίζονται πιο επιφανειακά από τα μιτροειδή κύτταρα, (Nicoll, 1970). Τα μιτροειδή κύτταρα υποβοηθούνται από τα θυσσανωτά  κύτταρα  και μετατρέπουν τις πολύπλοκες οσμές σε απλούστερες.

Σε κάθε σπείραμα καταλήγουν οι νευράξονες περίπου 20-30.000 οσφρητικών κυττάρων. Επιπροσθέτως οι νευράξονες  μιτροειδών και των θυσανωτών κυττάρων συγκλίνουν πάνω σε έναν μόνο σπείραμα.  Στα σπειράματα απολήγουν ίνες του αντίθετου βολβού, οι οποίες φέρονται δια του προσθίου  συνδέσμου.


4. Η στιβάδα των μιτροειδών κυττάρων. Αυτή η στιβάδα αποτελείται από 1-3 στοίχους τριγώνων κυττάρων, που λέγονται μιτροειδή . Από τη βάση των μιτροειδών κυττάρων εκφύονται πολλοί δενδρίτες. Από αυτούς τους δενδρίτες ο παχύτερος και μακρότερος καταλήγει σε ένα ή περισσότερα οσφρητικά σπειράματα. Από τον έσω πόλο του μιτροειοδούς κυττάρου εκφύεται ο νευρίτης, ο οποίος  αφού χορηγήσει  μερικά παλίνδρομα ινίδια στη μοριώδη στιβάδα εισδύει στην οσφρητική ταινία..

5. Η κοκκώδης και μυελώδης στιβάδα συνίσταται: 1. Από ομόκεντρες δεσμίδες εμμυέλων ινών, που αποτελούνται από νευρίτες των μιτροειδών κυττάρων. 2. Από βραχυαξόνια κύτταρα και 3. Από κοκκοειδή κύτταρα. Ο υπόλοιπος εγκέφαλος στέλνει επίσης μηνύματα πίσω, προς τους οσφρητικούς βολβούς μέσω των κοκκωδών  κυττάρων (granule neurons or cells), τροποποιώντας τις αντιδράσεις των βολβών προς τις οσμές, όταν φερ’ειπείν έχει υπερκορεστεί η όρεξη για φαγητό.

Εικ.. 11. Διαγραμματική μικροανατομική του οσφρητικού βολβού και του οσφρητικού επιθηλίου

Εικ. 12. H αίσθηση της όσφρησης αρχίζει στο ρινικό οσφρητικό επιθήλιο, στο οποίο διαπλέκονται τα οσφρητικά τριχίδια των οσφρητικών υποδοχικών νευρώνων. Στην Εικόνα 12  οι διάφορες οσμές παριστάνονται με διάφορα χρώματα των νευρώνων (κόκκινο, πράσινο, πορτοκαλί, μπλέ) του κάθε οσφρητικού υποδοχικού κυτταρου. Τα οσφρητικά τριχίδια των νευρώνων  των  διαφόρων αρωμάτων διαπλέκονται στο οσφρητικό επιθήλιο, ενώ οι νευράξονές τους διέρχονται από τα μικροσκοπικά τρήματα (τρύπες) του τετρημένου πετάλου του ηθμοειδούς. Καθώς αυτοί οι νευράξονες οδεύουν προς την επιφάνεια του οσφρητικού βολβού βάζουν σε σειρά τα αρώματα. Έτσι όλοι οι κόκκινοι νευράξονες συγκλίνουν σε κόκκινο σπείραμα. Μέσα στο σπείραμα οι νευράξονες των οσφρητικών υποδοχικών νευρώνων συνάπτονται με τους δενδρίτες των μιτροειδών κυττάρων, οι οποίοι επεκτείνουν τους νευράξονές τους σε υψηλότερα εγκεφαλικά κέντρα. Κάθε σπείραμα εκπροσωπεί ένα άρωμα ή οσμή και η θέση του μέσα στον οσφρητικό βολβό είναι σταθερή από το ένα άτομο στο άλλο. Η συλλογή ευδιάκριτων σπειραμάτων  σχηματίζει τον οσφρητικό χάρτη και αποτελεί την εσωτερική μας αναπαράσταση του εξωτερικού κόσμου των οσμών.

Οσφρητική ταινία

                                                                                                                                                                Εικ. 13. Οσφρητική ταινία:Οι νευρικές ίνες που διατρέχουν τον οσφρητικό βολβό συνάπτονται τελικά με νευρώνες του μεταιχμιακού συστήματος (limbic system)

Οι νευρικές ίνες που διατρέχουν τον οσφρητικό βολβό συνάπτονται τελικά με νευρώνες του μεταιχμιακού συστήματος (limbic system). Η λεπτομερέστερη πορεία τους περιγράφεται παρακάτω.


Όπως περιγράφηκε πιο πάνω τα πρωτογενή κύτταρα του οσφρητικού συστήματος είναι τα οσφρητικά κύτταρα (οσφρητικό όργανο), που βρίσκονται στην ανωτάτη μοίρα του ρινικού βλεννογόνου. Τα κύτταρα αυτά 

είναι δίπολα και εμφανίζουν σώμα και δύο αποφυάδες, την περιφερική και την κεντρική. Η περιφερική είναι μικρού μήκους, ραβδοειδής και πιο παχιά από την κεντρική και φθάνει μέχρι το οσφρητικό επιθήλιο, όπου αναλύεται σε θύσανο από βραχέα άκαμπτα ινίδια τα οσφρητικά τριχίδια.


Η κεντρική αποφυάδα είναι λεπτή και κιρσώδης, γίνεται οσφρητική ίνα και φθάνει στον οσφρητικό βολβό, καταλήγοντας σε κάποιο από τα σπειράματά του. 

Τα δευτερογενείς νευράξονες του οσφρητικού συστήματος ξεκινάνε από τα μιτροειδή και τα θυσανωτά κύτταρα και πορεύονται προς τα πίσω ως οσφρητικός μίσχος.

Στη συνέχεια εισέρχονται στη βάση του ημισφαιρίου και υποδιαιρούνται στην έξω, έσω και ο ενδιάμεση οσφρητική ταινία.

Ο χώρος, στον οποίο η οσφρητική οδός εισέρχεται στην κοιλιακή επιφάνεια του τηλεγκεφάλου και διαιρείται λέγεται οσφρητικό τρίγωνο.

Πίσω από αυτό το τρίγωνο βρίσκεται η πρόσθια διάτρητη ουσία ή οσφρητικό φύμα (olfactory tubercle), η οποία χαρακτηρίζεται έτσι, διότι προκύπτει, όταν από ανατομικά παρακευάσματα του εγκεφάλου αφαιρεθούν μικρά διατιτρώντα αγγεία σ΄αυτήν την περιοχή. 

Η ενδιάμεση οσφρητική ταινία καταλήγει στο οσφρητικό φύμα. Η έσω οσφρητική ταινία καταλήγει κυρίως στην περιοχή του διαφανούς διαφράγματος ή συνεχίζει προς τον πρόσθιο σύνδεσμο (anterior commissure)  και συνδέεται με τον αντίθετο οσφρητικό βολβό.

Η έξω οσφρητική ταινία καταλήγει στον οσφρητικό φλοιό του αγκίστρου (uncus) και έσω φλοιώδεις αμυγδαλοειδείς πυρήνες.

Εικ.14. Διαγραμματική αναπαράσταση του οσφρητικού συστήματος. Στο σχήμα επιδεικνύεται μια μοίρα του οσφρητικού βλεννογόνου με το οσφρητικό νεύρο. Το πρώτο κρανιακό ή οσφρητικό νεύρο  καταλήγει στο σπείραμα του οσφρητικού βολβού.  Οι άξονες των μιτροειδών κυττάρων σχηματίζουν τις περισσότερες από τις προβολές, που ξεκινούν από  τον οσφρητικό βολβό προς τον οσφρητικό βλεννογόνο (Jacobson S. Taste, Olfaction, and the Emotional Brain. In: An Introduction to the Neurosciences, by Curtis BA, Jacobson S, Marcous EM., W.B.Saunders Co, Philadelphia, p.p.425-436, 1972.

Εικ. 15. Ο κύριος οσφρητικός φλοιός. Οι φλοιώδεις και υποφλοιώδεις κατασκευές του εγκεφάλου που προσλαμβάνουν άμεσες προβολές από τους κύριους νευρώνες του οσφρητικού βολβού και συμμετέχουν στην κεντρική ολοκλήρωση των οσφρητικών ερεθισμάτων. Η ευρύτερη υποδιαίρεση του κύριου οσφρητικού φλοιού είναι ο οσφρητικός ή απιοειδής φλοιός του εγκεφάλου .

• Η  υπόφυση (ενδοκρινής αδένας) παίρνει νευρικά μηνύματα από τον υποθάλαμο παράγει και εκκρίνει ορμόνες προς την κυκλοφορία του αίματος, όπως αυτές, που ελέγχουν τη σεξουαλική διάθεση και διέγερση, την όρεξη για φαγητό, τη θερμοκρασία του σώματος και άλλες λειτουργίες.

•  Το μεταιχμιακό σύστημα φθάνει επίσης και μέσα στον οσφρητικό ή απιοειδή φλοιό του εγκεφάλου

• Ο υποθάλαμος είναι νευρικός σχηματισμός του μεταιχμιακού συστήματος, που ρυθμίζει το αυτόνομο νευρικό σύστημα μέσω της παραγωγής και έκκρισης ορμονών, επηρεάζοντας και ρυθμίζοντας την αρτηριακή πίεση, τον καρδιακό ρυθμό, τη δίψα, τη σεξουαλική διέγερση, και τον κύκλο ύπνου/αφύπνισης. Ο  υποθάλαμος ρυθμίζει τις εκκρίσεις της υπόφυσης και συνδέει τα οσφρητικά μηνύματα με το αυτόνομο νευρικό σύστημα και το ενδοκρινικόρυθμίζοντας την εσωτερική χημεία του σώματος.

Οι μιτροειδείς νευρώνες στέλνουν κατ’ευθείαν μηνύματα στο μεταιχμιακό σύστημα (limbic system) (στην εικόνα διακρίνεται ως σκούρος γκριζο-μπλέ σχηματισμός), το οποίο είναι η έδρα των συναισθημάτων και  της μνήμης, όπως π.χ. η μνήμη του αρώματος που σκορπίζεται στην ατμόσφαιρα, όταν πέφτει η βροχή σ’ ένα  χωματόδρομο. Οι οσφρητικοί νευρώνες, στους οποίους υπάρχουν υποδοχείς των οσμηρών ουσιών ξεκινάνε από το ρινικό επιθήλιο διέρχονται από τις τρύπες του τετρημένου πετάλου του ηθμοειδούς οστού , προς τον οσφρητικό βολβό. 

Μέσα στον οσφρητικό βολβό οι νευράξονες των οσφρητικών υποδοχέων συνάπτονται με τους στους δενδρίτες της δεύτερης σειράς νευρώνων. Τα νεύρα από τον οσφρητικό βολβό συνδέονται με το μεταιχμιακό σύστημα.  Το μεταιχμιακό σύστημα περιέχει ιδιαίτερους νευρικούς σχηματισμούς, όπως ο υποθάλαμος, ο ιππόκαμπος, η αμυγδαλή κλπ, που ευθύνονται για τα συναισθήματα και παίζουν σημαντικό ρόλο για τη διαμόρφωση των των διαφόρων τύπων μνήμης. Μερικές οσμές  κάνουν το μεταιχμιακό σύστημα να ενεργοποιήσει τον υποθάλαμο και την υπόφυση

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΟΣΦΡΗΣΗΣ.

Οι οσμές είναι πτητικά μόρια που απελευθερώνονται στον ατμοσφαιρικό αέρα. Ο εγκέφαλος προσλαμβάνει τις οσμές, όταν τις εισπνέουμε από τα ρουθούνια ή από το ρινοφάρυγγα, όπως όταν τρώμε ή πίνουμε.


Οσφρητικοί υποδοχείς
Οσφρητικός υποδοχέας είναι ένας νευρικός υποδοχέας που περιβάλλεται από μια G-πρωτεΐνη. Ένας οσφρητικός υποδοχέας ανιχνεύει  μια οσμή και έτσι δημιουργείται η αίσθηση της όσφρησης.

Οι οσφρητικοί υποδοχείς βρίσκονται στους οσφρητικούς αισθητικούς νευρώνες, οι οποίοι εντοπίζονται στο επιθήλιο της οπίσθιας ραχιαίας περιοχής της ρινικής κοιλότητας. Αυτοί οι υποδοχείς εντοπίζονται στην εξωτερική επιφάνεια των κυττάρων των νευρικών απολήξεων, όπου οι πτητικές χημικές ουσίες με την εισπνοή συνδέονται μαζί τους.

Η σύνδεση αυτή είναι το πρώτο βήμα του καταρράκτη των χημικών διαδικασιών που οδηγούν τελικά στην κυτταρική ανταπόκριση. Στην περίπτωση των οσφρητικών υποδοχέων αυτός ο καταρράκτης οδηγεί στην αντίληψη της όσφρησης.

Στους ανθρώπους εκφράζονται περισσότεροι από 300 διαφορετικοί οσφρητικοί υποδοχείς. Κάθε οσφρητικός νευρώνας εκφράζει μόνον ένα τύπο οσφρητικού υποδοχέα, αλλά κάθε υποδοχέας μπορεί να συνδεθεί με περισσότερες της μιάς οσμές.

Οι οσφρητικοί νευρώμες συνάπτονται με τα μητροειδή κύτταρα στα συσσωρευμένα σπειράματα στον οσφρητικό βολβό. Τα μιτροειδή κύτταρα στη συνέχεια προβάλλονται σε υψηλότερα νευρικά κέντρα του μεταιχμιακού συστήματος και του εγκεφαλικού φλοιού, επιτρέποντας στους ανθρώπους να εντοπίζουν εκατομμύρια μοναδικών οσμών. 

Η ενεργοποίηση ενός οσφρητικού υποδοχέα προκαλεί ηλεκτρικά δυναμικά στους οσφρητικούς αισθητικούς νευρώνες, οι οποίοι  αναμεταδίδουν την πληροφορία από τον οσφρητικό βολβό προς τον εγκέφαλο. Στην παρακάτω εικόνα διακρίνεται η οργάνωση του οσφρητικού συστήματος.

Ενεργοποίηση ενός οσφρητικού υποδοχέα
Όταν ένα μόριο οσμής συνδέεται με έναν οσφρητικό υποδοχέα ενεργοποιεί τον καταρράκτη της G πρωτεΐνης, που οδηγεί στην ενεργοποίηση της αδενυλκυκλάσης από τη υποομάδα μια GTP-άλφα πρωτείνης
Η ενεργοποίηση της αδενυλκυκλάσης αυξάνει την παραγωγή του cAMP, το οποίο δρα ως δεύτερος αγγελιοφόρος που ανοίγει την πύλη του δίαυλυ του νκυκλικού νουκλεοτιδίου [Cyclic nucleotide-gated ion channel (CNG)].

Η ανοιγμένη πύλη  CNG  εισάγει ιόντα Ca++. Η είσοδος του Ca++ όχι μόνον αποπολώνει ελαφρώς το κύτταρο, αλλά ανοίγει έναν δίαυλο που ενεργοποιείται από τα ιόντα ασβεστίου, που οδηγεί σε έξοδο χλωρίου και περαιτέρω αποπόλωση. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η πυροδότηση πρόκλησης ενός ηλεκτρικού δυναμικού. 
Στην παρατθέμενη εικόνα απεικονίζεται σχηματικά η οδός της οσφρητικής σηματοδότησης.

Αυτό σημαίνει ότι η ρινική κοιλότητα υποδιαιρείται σε σειρές ζωνών. Αυτός ο σχεδιασμός θα μπορούσε να τα πρώτα βήματα της κωδικοποίησης της οργάνωσης της οσφρητικής πληροφορίας.

Αν και όλοι οι οσφρητικοί υποδοχείς μοιράζονται την ίδια βασική μοριακή δομή και έχουν διάφορες διατηρημένες αλληλουχίες, ο καθένας αποτελεί μια μοναδική οντότητα. Το πλείστον της ποικιλότητας των οσφρητικών υποδοχέων οφείλεται στην ποικιλότητα της αλληλουχίας των αμινοξέων των διαμεμβρανικών περιοχών τους.

Απευαισθητοποίηση και προσαρμογή της όσφρησης.

Μετά από μια παρατεταμένη έκθεση σε κάποια ιδιαίτερη οσμογόνο ουσία μπορεί να προκληθεί απευαισθητοποίηση και προσαρμογή σ’αυτή την οσμή.
Η προσαρμογή και η απευαισθητοποίηση μπορεί να συμβούν μετά από συνεχή ή επαναλαμβανόμενη έκθεση σε κάποια ιδιαίτερη οσμή.  Η προσαρμογή ορίζεται ως η ανικανότητα να αισθανεί κανείς μιαν οσμή μετά από συνεχή έκθεση σ’αυτήν. Η προσαρμογή μπορεί να συμβεί με δύο μηχανισμούς.

1) Απευαισθητοποίηση: Μετά από συνεχή έκθεση στην οσμή προκαλείται φωσφορυλίωση και εν συνεχεία αδερανοποίηση των υποδοχέων όσφρησης.
Αυτές οι διαδικασίες διασπούν κυρίως τα στοιχεία κλειδιά της σηματοδοτικής οδού του συστήματος της όσφρησης.
Παραδείγματος χάριν χρησιμοποιώντας μεμονωμένα οσφρητικά νημάτια έχει αποδειχτεί ότι η δευτερογενής σηματοδότηση που δημιουργείται από μια οσμηγόνο ουσία μέσα σε ένα millisecond time range σταματάει μέσω αντιδράσεων φωσφορυλίωσης από ειδικές πρωτεινικές κινάσες. 

2) Προσαρμογή: Η προσαρμογή σε κάποιο οσμηγόνο ερέθισμα προκαλείται με την τροποποίηση του διαύλου για το cAMP [cAMP-gated channel] από την αλληλορρύθμιση του  Ca++. Έχει αποδειχτεί ότι το Ca++ ελαττώνει την εμφανή χημική συγγένεια του διαύλου για το cAMP  μέχρι 20 φορέ, παρουσία της καλμοδουλίνης, η οποία αφθονεί στους οσφρητικούς κροσσούς.

ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΟΣΦΡΗΤΙΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ
Ο εισπνεόμενος αέρας θερμαίνεται και υγραίνεται, καθώς έρχεται σε επαφή με το βλεννογόνο της μύτης και των ρινικών κογχών.
Οι κλάδοι του τριδύμου που δίδουν νεύρωση στο ρινικό βλεννογόνο, πυροδοτούν το φτάρνισμα και οι απολήξεις τους αντιδρούν με την εισπνοή ερεθιστικών οσμών (π.χ. αμμωνίας, ξυδιού, κλπ).

Τα μόρια των οσμών προσεγγίζουν  το οσφρητικό επιθήλιο που είναι επιστρωμένο με βλέννη (κίτρινες στιγμές στην εικόνα). Εκεί καταλήγουν, προερχόμενες κατ'ευθείαν από τον εγκέφαλο οι νευρικές απολήξεις κλαδιών του οσφρητικού νεύρου, στις νευρικές απολήξεις του οποίου υπάρχουν οι οσφρητικοί υποδοχείς.

Κάθε οσφρητικός νευρώνας εκφράζει μόνον ένα τύπο οσφρητικού υποδοχέα, αλλά κάθε υποδοχέας μπορεί να συνδεθεί με περισσότερες της μιάς οσμές.

Οι οσφρητικοί νευρώνμες συνάπτονται με τα μητροειδή κύτταρα στα συσσωρευμένα σπειράματα στον οσφρητικό βολβό. Τα μιτροειδή κύτταρα στη συνέχεια προβάλλονται σε υψηλότερα νευρικά κέντρα του μεταιχμιακού συστήματος και του εγκεφαλικού φλοιού, επιτρέποντας στους ανθρώπους να εντοπίζουν εκατομμύρια μοναδικών οσμών. 

Οι μιτροειδείς νευρώνες στέλνουν κατ’ευθείαν μηνύματα στο μεταιχμιακό σύστημα (limbic system) (στην εικόνα διακρίνεται ως σκούρος γκριζο-μπλέ σχηματισμός), το οποίο είναι η έδρα των συναισθημάτων και  της μνήμης, όπως π.χ. η μνήμη του αρώματος που σκορπίζεται στην ατμόσφαιρα, όταν πέφτει η βροχή σ’ ένα  χωματόδρομο.

Οι οσφρητικοί νευρώνες, στους οποίους υπάρχουν υποδοχείς των οσμηρών ουσιών ξεκινάνε από το ρινικό επιθήλιο διέρχονται από τις τρύπες του τετρημένου πετάλου του ηθμοειδούς οστού , προς τον οσφρητικό βολβό. 

Μέσα στον οσφρητικό βολβό οι νευράξονες των οσφρητικών υποδοχέων συνάπτονται με τους στους δενδρίτες της δεύτερης σειράς νευρώνων. Τα νεύρα από τον οσφρητικό βολβό συνδέονται με το μεταιχμιακό σύστημα.

Το μεταιχμιακό σύστημα περιέχει ιδιαίτερους νευρικούς σχηματισμούς, όπως ο υποθάλαμος, ο ιππόκαμπος, η αμυγδαλή κλπ, που ευθύνονται για τα συναισθήματα και παίζουν σημαντικό ρόλο για τη διαμόρφωση των διαφόρων τύπων μνήμης. Μερικές οσμές  κάνουν το μεταιχμιακό σύστημα να ενεργοποιήσει τον υποθάλαμο και την υπόφυση.

Ο υποθάλαμος είναι νευρικός σχηματισμός του μεταιχμιακού συστήματος, που ρυθμίζει το αυτόνομο νευρικό σύστημα μέσω της παραγωγής και έκκρισης ορμονών, επηρεάζοντας και ρυθμίζοντας την αρτηριακή πίεση, τον καρδιακό ρυθμό, τη δίψα, τη σεξουαλική διέγερση, και τον κύκλο ύπνου/αφύπνισης. 

Ο  υποθάλαμος ρυθμίζει τις εκκρίσεις της υπόφυσης και συνδέει τα οσφρητικά μηνύματα με το αυτόνομο νευρικό σύστημα και το ενδοκρινικό ρυθμίζοντας την εσωτερική χημεία του σώματος.

Η  υπόφυση (ενδοκρινής αδένας) παίρνει νευρικά μηνύματα από τον υποθάλαμο παράγει και εκκρίνει ορμόνες προς την κυκλοφορία του αίματος, όπως αυτές, που ελέγχουν τη σεξουαλική διάθεση και διέγερση, την  

 όρεξη για φαγητό, τη θερμοκρασία του σώματος και άλλες λειτουργίες.

Το μεταιχμιακό σύστημα φθάνει επίσης και μέσα στον οσφρητικό ή απιοειδή φλοιό του εγκεφάλου (olfactory cortex ot piriform cortex), στο θάλαμο (thalamus) και στο νεοφλοιό (neocortex).

Ο κύριος οσφρητικός φλοιός

Οι φλοιώδεις και υποφλοιώδεις κατασκευές του εγκεφάλου που προσλαμβάνουν άμεσες προβολές από τους κύριους νευρώνες του οσφρητικού βολβού και συμμετέχουν στην κεντρική ολοκλήρωση των οσφρητικών ερεθισμάτων. Η ευρύτερη υποδιαίρεση του κύριου οσφρητικού φλοιού είναι ο οσφρητικός ή απιοειδής φλοιός του εγκεφάλου .