Η όσφρηση είναι μία από τις πιο ισχυρές αλλά και λιγότερο κατανοητές ανθρώπινες αισθήσεις. Μας προειδοποιεί αν κάτι θα έχει ευχάριστη ή δυσάρεστη γεύση, μας θυμίζει ότι επιστρέψαμε σπίτι. Καταλαβαίνουμε αν πρόκειται να βρέξει, αν μπήκε η άνοιξη, αν ο σκύλος χρειάζεται μπάνιο. Ωστόσο, για τον τρόπο με τον οποίο οργανώνεται βιολογικά η όσφρηση, η επιστήμη είχε μέχρι σήμερα σημαντικά κενά.
Νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell, φέρνει τους ερευνητές πιο κοντά στην κατανόηση αυτού του πολύπλοκου συστήματος. Επιστήμονες δημιούργησαν έναν λεπτομερή «χάρτη» που δείχνει πώς είναι διατεταγμένοι οι χιλιάδες διαφορετικοί τύποι οσφρητικών υποδοχέων στη μύτη των ποντικιών. Το αποτέλεσμα, όπως σημειώνουν, αλλάζει την εικόνα που είχαν έως τώρα για την οργάνωση της όσφρησης.
«Η όσφρηση είναι εξαιρετικά μυστηριώδης», λέει ο νευροβιολόγος Σαντίπ Ντάτα του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Είναι η αίσθηση που έμενε χωρίς χάρτη για το μεγαλύτερο διάστημα».
Ο νέος χάρτης βασίστηκε σε δεδομένα από περισσότερα από 300 ποντίκια, αναφέρει το Science Alert. Στη μύτη ενός ποντικού υπάρχουν περίπου 20 εκατομμύρια οσφρητικοί νευρώνες, καθένας από τους οποίους εκφράζει έναν από τους χιλιάδες τύπους κυτταρικών υποδοχέων. Αυτοί οι νευρώνες μεταφέρουν την πληροφορία της οσμής από τη μύτη στον εγκέφαλο.
Χαρτογραφώντας την όσφρηση
Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε γενετικά περίπου 5 εκατομμύρια μεμονωμένα κύτταρα ρινικού ιστού, δημιουργώντας ένα σύνολο δεδομένων με περίπου 2,3 εκατομμύρια οσφρητικούς αισθητηριακούς νευρώνες. Στη συνέχεια, χαρτογράφησε πού βρίσκονται τα ενεργά γονίδια που σχετίζονται με τους υποδοχείς της όσφρησης.
Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες δυσκολεύονταν να εντοπίσουν με ακρίβεια αυτούς τους υποδοχείς και θεωρούσαν ότι η κατανομή τους ήταν σε μεγάλο βαθμό τυχαία: κάθε οσφρητικός νευρώνας θα μπορούσε θεωρητικά να εκφράζει οποιονδήποτε από τους περίπου 1.100 πιθανούς οσφρητικούς υποδοχείς. Η νέα μελέτη δείχνει, αντίθετα, ότι η διάταξη αυτή ακολουθεί συγκεκριμένη τάξη.
Μικροσκοπική φωτογραφία διατομής της μύτης ενός ποντικού. Το ποντίκι είχε τροποποιηθεί γενετικά ώστε να εκφράζει πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη στους οσφρητικούς νευρώνες. Ένα μικρό υποσύνολο νευρώνων που πεθαίνουν επισημαίνεται με κόκκινο χρώμα
Datta Lab/Harvard
Οι υποδοχείς σχηματίζουν μια βαθμίδα μέσα στη μύτη, σε στενές οριζόντιες ζώνες που εκτείνονται από την κορυφή προς τη βάση της ρινικής κοιλότητας. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η χωρική οργάνωση του οσφρητικού συστήματος προκύπτει από έναν μεταβαλλόμενο μεταγραφικό κώδικα, ο οποίος ταξινομεί με ακρίβεια τα επιμέρους κανάλια που είναι υπεύθυνα για την αντίληψη των οσμών.
Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι αυτή η διάταξη επηρεάζεται από το ρετινοϊκό οξύ, ένα φυσικό μόριο που μπορεί να ρυθμίζει την έκφραση γονιδίων στα κύτταρα. Με τη χρήση φαρμάκων που τροποποιούσαν τα επίπεδά του στα ποντίκια, οι επιστήμονες κατάφεραν να μετατοπίσουν τη βαθμίδα των οσφρητικών υποδοχέων στη μύτη.
Από τα ποντίκια στους ανθρώπους
Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι η οργάνωση των υποδοχέων στη μύτη αντιστοιχεί στον τρόπο με τον οποίο είναι δομημένος ο οσφρητικός βολβός του εγκεφάλου. Παρότι υπάρχουν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στη μύτη των ποντικών και των ανθρώπων, οι ερευνητές εκτιμούν ότι η καλύτερη κατανόηση της οσφρητικής ανατομίας στα θηλαστικά μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά και στη μελέτη της ανθρώπινης όσφρησης.
«Η όσφρηση έχει βαθιά και εκτεταμένη επίδραση στην ανθρώπινη υγεία, επομένως η αποκατάστασή της δεν αφορά μόνο την απόλαυση και την ασφάλεια, αλλά και την ψυχολογική ευεξία», σημειώνει ο Ντάτα. «Δεν μπορούμε να διορθώσουμε την όσφρηση χωρίς να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί σε βασικό επίπεδο».
