Powstała pierwsza mapa węchu. To przełom w neurobiologii
Zmysł węchu, mimo swojego fundamentalnego znaczenia dla funkcjonowania organizmu, przez dekady pozostawał jednym z najmniej poznanych obszarów neurobiologii. Najnowsze badania zmieniają jednak ten stan rzeczy - naukowcy opracowali pierwszą szczegółową mapę receptorów węchowych, ujawniając ich precyzyjne rozmieszczenie w nabłonku nosa.
Wbrew wcześniejszym założeniom o jego losowym charakterze, badania prowadzone przez zespół kierowany przez Sandeep Datta dostarczają dowodów na istnienie uporządkowanej struktury systemu węchowego. Analizując ponad 300 modeli zwierzęcych, badacze stworzyli szczegółową mapę, która przedstawia rozmieszczenie tysięcy różnych typów receptorów węchowych wbudowanych w nosy myszy.
Miliony neuronów i tysiące receptorów
W nosie myszy znajduje się około 20 milionów neuronów węchowych, z których każdy odpowiada za odbiór określonych cząsteczek zapachowych. Każdy neuron ekspresjonuje jeden z tysięcy typów receptorów i przekazuje sygnały bezpośrednio do mózgu. Zespół badawczy przeanalizował ekspresję genów w około 5 milionach komórek, uzyskując dane dotyczące ponad 2,3 miliona neuronów sensorycznych. Pozwoliło to na dokładne określenie lokalizacji aktywnych genów odpowiedzialnych za odbiór zapachów.
Od losowości do precyzyjnej organizacji
Dotychczas dominowało przekonanie, że rozmieszczenie receptorów jest przypadkowe. Nowe wyniki pokazują jednak, że układ ten jest ściśle zorganizowany. Receptory tworzą gradienty ułożone w wąskich, poziomych pasmach przebiegających przez nabłonek węchowy. To odkrycie zmienia sposób rozumienia działania zmysłu węchu - sugeruje bowiem istnienie "kodu przestrzennego", który porządkuje przetwarzanie bodźców zapachowych już na poziomie nosa.
Badania wykazały również, że za organizację receptorów odpowiada m.in. kwas retinowy, cząsteczka regulująca ekspresję genów - manipulowanie jego poziomem pozwoliło naukowcom zmieniać układ receptorów w nosie. Co istotne, zaobserwowany układ koreluje ze strukturą opuszki węchowej w mózgu, co wskazuje na ścisłe powiązanie organizacji obwodowej i centralnej układu węchowego.
Choć badania przeprowadzono na modelu zwierzęcym, ich implikacje mogą mieć znaczenie dla medycyny człowieka. Lepsze zrozumienie mechanizmów działania receptorów węchowych może w przyszłości umożliwić opracowanie terapii regeneracyjnych oraz metod diagnostycznych opartych na analizie funkcji węchowych, bo warto pamiętać, że utrata węchu - obserwowana m.in. po infekcjach wirusowych czy w chorobach neurodegeneracyjnych - to istotny problem kliniczny.
