Olfactorische receptor

Mensen hebben ongeveer 350 verschillende Olfactorische receptorenaan wiens trilharen een specifiek geurmolecuul kan aanmeren en de cel kan activeren. De hersenen gebruiken de verzamelde berichten van de olfactorische receptoren om de bewuste olfactorische indruk te creëren. De olfactorische receptoren, die uit enkele miljoenen exemplaren bestaan, bevinden zich voornamelijk in het reukslijmvlies, een klein gebied in de bovenste neusholte.

Wat is een olfactorische receptor?

Reukreceptoren ook Olfactorische cellen genoemd, behoren tot de groep van chemoreceptoren. Chemoreceptoren nemen een verscheidenheid aan taken op zich voor de onbewuste regulatie en instandhouding van homeostase. De olfactorische cellen zijn zeer selectieve sensoren, die elk gespecialiseerd zijn in het herkennen van een bepaald geurmolecuul.

In een gebied van ongeveer vier vierkante centimeter in de bovenste neusholte, het zogenaamde reukslijmvlies, bevinden zich tot tien miljoen reukreceptoren. Ze kunnen worden onderverdeeld in ongeveer 320 verschillende celtypen, die elk een specifiek geurmolecuul kunnen hechten aan een van de tien tot twintig cilia. Herdershonden met ongeveer 1.200 verschillende reukceltypen hebben bijvoorbeeld een veel fijnere en meer gedifferentieerde reukzin dan mensen.

Nadat een specifiek geurmolecuul op een cilia van de juiste receptorcel is gedokt, is de chemische stimulus al omgezet in een elektrische potentiaal in de cilia.De actiepotentialen van dezelfde olfactorische receptoren worden eerst verzameld in de reukbol voordat ze worden doorgegeven aan de hersenen.

Anatomie en structuur

Geurcellen bevinden zich niet alleen in het reukslijmvlies, maar bijvoorbeeld ook in de lever en testikels, waar ze als onbewuste chemoreceptoren invloed kunnen hebben op de homeostase. Het functionele principe van de reukreceptoren komt overeen met dat van aan G-proteïne gekoppelde receptoren.

Het principe is gebaseerd op membraaneiwitten die het slot-en-sleutelprincipe gebruiken om specifieke moleculen in een soort zakje op te vangen en door het membraan naar het cytosol van de cel of in een lysosoom of in een ander organel te smokkelen. Geurreceptoren in het reukslijmvlies van de neus zijn omgeven door ondersteunende cellen. Een dendritisch proces van de reukzenuw dringt het slijmvlies naar buiten binnen en vormt aan het uiteinde een klein blaasje (vesicula olfactoria), van waaruit 5 tot 20 trilharen zich uitstrekken tot in het slijmvlies van het reukslijmvlies. In het dunne slijmlaagje lossen de "geurmoleculen" op, die zich kunnen vastzetten aan de reukcel die bij hen past en de cascade van signaaltransductie in een elektrische zenuwimpuls starten.

Aan de weefselzijde zijn de reukreceptoren via een axon rechtstreeks verbonden met de reukbol, waar de signalen van dezelfde reukceltypen worden verzameld en doorgestuurd naar de overeenkomstige centra in het CZS. De axonen van de olfactorische sensoren worden gedeeltelijk samengebundeld voordat ze door de fijnste poriën van het ethmoid bot gaan als reukvezels (fila olfactoria) in de schedel. De fila olfactoria zijn niet gemyeliniseerd en komen dus overeen met de langzaam geleidende zenuwen van vezeltype C. Hun geleidingssnelheid is 0,5 tot 2 m / sec. Door de korte afstanden van het reukslijmvlies tot het CZS van slechts enkele centimeters is de snelheid absoluut voldoende.

Functie en taken

De belangrijkste taak en functie van de olfactorische receptoren is om de stroomafwaartse centra in het CZS te voorzien van informatie over de aanwezigheid en frequentie van ongeveer 350 verschillende geur- of geurmoleculen. Elke trilhaartje dat in contact komt met zijn specifieke reukmolecuul in het slijm van het reukepitheel en vastloopt met het molecuul, leidt tot een elektrische impuls die wordt doorgegeven. De verwerking van de miljoenen geur- of geurimpulsen tot een soort “geurlaag” vindt alleen plaats in de ondergeschikte centra van het CZS.

De eerste ontvangers van de elektrische zenuwimpulsen die voorgesorteerd zijn door de glomeruli volgens het type olfactorische molecuul, zijn de twee reukbollen (de zogenaamde reukbollen). Ze sturen de berichten zonder extra processorkracht via zogenaamde mitraliscellen door naar structuren in de reukcortex, waar de feitelijke verwerking plaatsvindt en beslissingen worden genomen over onbewuste en bewuste reacties. De individuele sensorberichten kunnen erg belangrijk zijn voor onmiddellijke overleving, bijvoorbeeld om voedsel te herkennen dat al bedorven is door de geur of gevaarlijke gifstoffen.

Geuren en geuren, ongeacht voedselinname, kunnen ook waarschuwen voor gevaren en ook voor iets over de stemming van mensen. Angstzweet, dat wordt geproduceerd door de apocriene zweetklieren in de oksels, ruikt bijvoorbeeld aanzienlijk anders dan zweet, dat uitsluitend wordt gebruikt voor thermoregulatie en wordt uitgescheiden door de eccriene zweetklieren.

Ook op seksueel gebied spelen olfactorische boodschappen van de reukreceptoren een belangrijke rol. Tijdens de eisprong verandert het hormonale niveau van de vrouw, wat ze onbewust signaleert door feromonen, bekend als copulines, uit te scheiden met een olfactorisch effect. Mannen reageren hierop met een verhoogde testosteronproductie, al kunnen de copulines in lage concentraties niet bewust worden waargenomen.

Ziekten

Er zijn een aantal mogelijke oorzaken die functiestoornissen of een volledig verlies van reukvermogen (anosmie) kunnen veroorzaken. Zo kunnen de geursensoren zelf ziek worden of wordt het reukepitheel zodanig veranderd dat de geurmoleculen de trilharen van de geurreceptoren niet kunnen bereiken.

In sommige gevallen wordt ook de signaaloverdracht of signaalverwerking in het CNS verstoord. Verreweg de meest voorkomende oorzaak van aantasting of zelfs volledig verlies van het reukvermogen is chronische ontsteking van de sinussen (sinusitis). Ernstige verkoudheid, die leidt tot zwelling van de slijmvliezen van de luchtwegen, gaat vaak gepaard met een tijdelijke beperking van het reukvermogen, die gewoonlijk vanzelf verbetert nadat de kou is genezen.

Een ander complex van oorzaken voor het optreden van anosmie is op neuraal niveau. Een traumatisch hersenletsel (SHT) kan het reukcentrum beschadigen of de reukvezels worden bij een ongeval doorgesneden. Anosmie kan ook worden veroorzaakt door een hersentumor of door progressieve dementie van Alzheimer of de ziekte van Parkinson. Zeer zelden zijn genetische afwijkingen of mutaties verantwoordelijk voor het verlies van het reukvermogen.