ORGANIZZAZIONE GENERALE DEL SISTEMA OLFATTIVO


Nella cavità nasale si trovano due diversi tipi di epiteli: l'epitelio respiratorio e l'epitelio olfattivo (OE).

La maggior parte dell'area della cavità nasale è rivestita dall'epitelio respiratorio, un epitelio colonnare pseudostratificato composto da cellule ciliate, cellule secernenti (calice) e cellule basali (Durante et al., 2020); (Reznik, 1990). Le cellule caliciformi secernono muco che inumidisce l'epitelio e le cellule ciliate spostano il muco (insieme ai patogeni inalati e agli irritanti) verso l'alto e verso l'esterno per espellerlo dal corpo. Le cellule basali sono piccole cellule progenitrici che possono differenziarsi in tutti i tipi cellulari dell'epitelio respiratorio.

Il rilevamento dell'odore inizia nell' epitelio olfattivo (OE), che si trova nei recessi più alti del naso (Morrison & Constanzo, 1990) . L'OE è anche un epitelio colonnare pseudostratificato, ma contiene cellule neuronali altamente specializzate, i neuroni sensoriali olfattivi (OSN), che sono responsabili della rilevazione degli odori.

Gli odoranti, piccole molecole volatili con varie strutture chimiche, sono riconosciuti da una grande famiglia di recettori olfattivi, espressi nelle ciglia dei neuroni sensoriali olfattivi (OSN) (Buck & Axel, 1991). Entrano nella cavità nasale, raggiungono l'OE e attivano gli OSN. Questi neuroni trasmettono quindi le informazioni sensoriali al bulbo olfattivo (OB), che le trasmette alla corteccia olfattiva e ad altri centri cerebrali superiori, portando alla percezione olfattiva, alle emozioni e ai comportamenti.

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L'epitelio olfattivo


L'OE è composto da diversi tipi di cellule:

- le cellule di supporto,

- I neuroni sensoriali olfattivi (OSN)(mature e immature),

- le cellule basali (cellule staminali globose e orizzontali),

- le cellule dei microvilli

- le cellule della ghiandola di Bowman (Choi & Goldstein, 2018; Glezer & Malnic, 2019).

  • Le cellule di supporto, note anche come cellule sustentacolari, sono attaccate alla lamina basale ma i loro corpi cellulari si trovano più apicalmente nell'epitelio. Hanno una forma colonnare e la loro regione apicale è ricoperta di microvilli (Morrison & Costanzo, 1992). Queste cellule forniscono supporto e isolamento agli OSN, in modo simile alle cellule gliali (Jafek, 1983; Liang, 2018; Morrison & Constanzo, 1990). Le cellule di supporto esprimono il citocromo P450 e altri enzimi coinvolti nel metabolismo dei composti xenobiotici, suggerendo un ruolo nella disintossicazione delle sostanze tossiche inalate a cui è esposto l'OE, e svolgono anche un ruolo fagocitico, per rimuovere gli OSN morti (Dahl et al., 1982; Suzuki et al., 1996; Thornton-Manning et al., 1997).

  • La regione apicale dell'OE contiene anche diversi tipi di cellule microvillose. Queste cellule non neuronali assomigliano alle cellule a spazzola delle vie aeree superiori e inferiori e, come le cellule di supporto, hanno un ciuffo di microvilli sulla loro superficie apicale, che si estende nella cavità nasale (Moran et al., 1982). Le cellule microvillose sono in genere meno numerose nell'OE, rispetto agli altri tipi cellulari, e la loro funzione non è ancora ben compresa.

  • I neuroni sensoriali specializzati (OSN) sono il tipo di cellula predominante nell'OE. Sono cellule bipolari specializzate i cui corpi cellulari occupano un'ampia regione nel mezzo dell'epitelio (Glezer & Malnic, 2019).                                                        Ogni neurone sensoriale olfattivo ha un singolo dendrite da cui sporgono le ciglia nello strato di muco della superficie dell'epitelio e un assone non mielinizzato che proietta al bulbo olfattivo. Gli assoni dei OSN formano i fasci nervosi olfattivi che attraversano le aperture della lamina cribrosa per raggiungere il bulbo olfattivo.                                                                  I fasci di assoni olfattivi non mielinizzati sono circondati dalle cellule di rivestimento olfattivo dall'epitelio olfattivo al bulbo olfattivo (Li et al., 2005). Queste cellule gliali forniscono protezione e guida agli assoni olfattivi durante la rigenerazione neuronale.

Una caratteristica distintiva del sistema olfattivo è quindi quella di avere un accesso diretto al cervello e la sua capacità di generare nuovi neuroni sensoriali olfattivi per tutta la vita (Child et al., 2018; Fletcher et al., 2017; Schwob et al., 2017).

  • Le cellule basali sono piccole cellule situate nella regione basale di l'epitelio che può dividersi e differenziarsi per sostituire gli OSN e tutti gli altri tipi di cellule dell'OE, durante il normale turnover o lesione (Calof & Chikaraishi, 1989; Graziadei & Monti-Graziadei, 1979). Le cellule basali possono essere suddivise in due diversi tipi cellulari: le cellule basali orizzontali (HBC), che si trovano più basalmente nell'OE, a diretto contatto con la lamina basale, e le cellule basali globose (GBC), che si trovano sopra lo strato HBC (Holbrook et al., 2011).                                                                                                                 

  • Le cellule basali orizzontali proliferano a una bassa velocità e mostrano un fenotipo progenitore multipotente, che può essere reclutato in modo massiccio in caso di grave danno per rigenerare tutti i tipi di cellule nell'OE (Carter et al., 2004; Herrick et al., 2017; Iwai et al., 2008; Leung et al., 2007).                                                                                                                       

  • Le cellule basali globose sono le cellule staminali attivamente proliferanti responsabili della rigenerazione costante degli OSN e di tutti gli altri tipi cellulari dell'OE (Chen et al., 2004; Graziadei & Monti- Graziadei, 1979; Huard et al., 1998).

  • Oltre a questi principali tipi cellulari, le ghiandole olfattive, note come ghiandole di Bowman, sono distribuite in tutta la mucosa (Getchell et al., 1984). Queste ghiandole si trovano sotto l'epitelio olfattivo e proiettano dotti stretti sulla superficie epiteliale, attraverso i quali secernono il muco che ricopre l'epitelio. Il muco contiene acqua, glicoproteine ​​della mucina, enzimi, anticorpi, sali e proteine ​​leganti l'odore (OBP).                                                                                                                 Queste proteine, trasportano le molecole odorose idrofobe attraverso il muco alle ciglia dei neuroni sensoriali olfattivi (OSN), il sito di rilevamento dell'odore (Bignetti et al., 1985; Heydel et al., 2013; Pelosi et al., 1982). Le funzioni delle ghiandole di Bowman non sono ancora del tutto chiare. I possibili ruoli includono il trasporto di odoranti, la prevenzione dell'infezione da parte dei microrganismi, la protezione contro i composti xenobiotici attraverso la secrezione di enzimi di biotrasformazione e la protezione delle ciglia dagli OSN (Heydel et al., 2001, 2013; Mellert et al., 1992; Solbu & Holen, 2012).

  • L'epitelio olfattivo è anche popolato da macrofagi residenti e cellule dendritiche, che sorvegliano il neuroepitelio e rilevano i patogeni e il danno cellulare (Nan et al., 2001; Ruitenberg et al., 2008). È interessante notare che questi macrofagi esprimono recettori per la chemochina CX3CL1, nota anche come fractalchina, che è espressa da OSN situati nello strato neuronale intermedio dell'epitelio (Ruitenberg et al., 2008). CX3CL1 modula la morfologia e il reclutamento dei macrofagi (Ruitenberg et al., 2008). I macrofagi svolgono un ruolo importante nella riparazione dell'OE danneggiato, rimuovendo i patogeni, fagocitando gli OSN morti e promuovendo la neurogenesi (Borders et al., 2007).

Recenti analisi dell'epitelio olfattivo di esseri umani adulti sani hanno identificato, sulla base di geni marcatori olfattivi noti, la presenza della maggior parte dei tipi cellulari sopra descritti, comprese le cellule staminali basali e i progenitori, gli OSN immaturi e maturi (Durante et al. , 2020).

Queste cellule rappresentano vari stadi della differenziazione neuronale olfattiva e confermano che la neurogenesi olfattiva adulta si verifica nell'epitelio olfattivo umano.

In questo modo, in circostanze in cui l'OE è gravemente danneggiato, può verificarsi la rigenerazione dell'epitelio e l'olfatto può essere recuperato.​

Non solo naso..

 

Il Rinencefalo è centro encefalico corrispondente alla parte olfattiva del cervello, è il cervello arcaico dedicato ai comportamenti istintivi ed emozionali oltre che all'olfatto.

 Le reazioni comportamentali ed emozionali in origine associate al rinencefalo vengono collegate dal sistema limbico. Nell'uomo il rinencefalo è poco sviluppato a differenza di alcuni animali le cui qualità olfattive sono ben conosciute. L'orso polare percepisce un odore a 6 km; il cane da caccia riconosce gli odori diversi giorni dopo il passaggio dello stimolo. La farfalla maschio aver avverte una femmina a più di 10 km punto nel regno animale l'odorato presenta numerose funzioni.

Gli odori del cibo, dei simili o dei nemici suscitano comportamenti molto diversi per esempio in presenza di nemici o predatori una reazione si organizza per neutralizzarli o per fuggire. L'olfatto è un senso coinvolto nei fenomeni di vita e di sopravvivenza dell'individuo e della specie. Negli animali il livello di utilizzo delle informazioni olfattive è considerevole. Benché questo utilizzo sia più debole nell'uomo le afferenze olfattive influenzano il comportamento sessuale e alimentare, rimangono per larga parte all'origine dei meccanismi che regolano l'alimentazione e determinano la sazietà.