L’Odorat – Réception

L’olfaction apporte des informations plaisantes mais aussi beaucoup de désagréables. En se combinant au goût, elle permet de reconnaître des aliments. L’olfaction avertit aussi que des substances sont potentiellement dangereuses (viande avariée) ou que nous nous trouvons dans des endroits désagréables (fumée).

On parle d’olfaction orthonasale, ce qui signifie que les données olfactives passent dans les voies olfactives uniquement par le nez, et non par la bouche. (olfaction rétronasale pour le goût)

Contrairement aux cellules gustatives, les cellules olfactives sont des neurones.


LE SAVIEZ-VOUS ?

L’olfaction constitue aussi un mode de communication. Chez les animaux, les substances chimiques libérées par le corps, appelées phéromones, représentent des signaux importants pour les comportements liées à la reproduction, ou permettent d’identifier des individus, etc… Le rôle des phéromone chez les humains est encore mal connu.


rÉception

La réception, correspond à l’arrivée puis à la détection des molécules odorantes dans la cavité nasale.

En haut de la cavité nasale réside une muqueuse olfactive, l’épithélium olfactif, qui contient environs 5 millions de neurones olfactives (beaucoup plus sensibles que les neurones gustatives). Cette muqueuse couvre environ 10% de la cavité nasale, c’est-à-dire 2 à 3 cm². Il existe trois types de cellules dans l’épithélium olfactif :

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Schéma 1 d’un épithélium olfactif.
Issu de l’ouvrage:
Neurosciences, de White, Lamantia, Hall, Fitzpatrick, Augustine, Purves, édition DE BOECK, p.331
  • Les cellules olfactives réceptrices. Elles sont le site de la transduction. Elles font partie des rares types de neurones du système nerveux qui sont régulièrement remplacés au cours de la vie.
  • Les cellules de soutien, qui garantissent une quantité constante de mucus
  • Les cellules basales qui produisent de nouvelles cellules réceptrices à quelques semaines d’intervalle (renouvellement continu)

Cette muqueuse produit une fine couche de mucus qui solubilise les molécules avant qu’elles atteignent les cellules réceptrices. Ce mucus se reforme toutes les 10 minutes.

Le mucus est composé:

  • d’une base d’eau contenant des mucopolysaccharides en solution. Les mucopolysaccharides sont des longues chaînes de sucres.
  • d’une variété de protéines comprenant des anticorps (les cellules olfactives sont parfois la voie directe par laquelle certains virus et bactéries pénètrent dans le cerveau).
  • des enzymes
  • des protéines de liaison des stimuli odorants. Elles contribuent à concentrer les odeurs dans le mucus.
  • des sels
Schéma 2 d’un neurone olfactif.
Issu de l’ouvrage: Biopsychologie, John Pinnel, édition Pearson (6ème édition)

Les neurones olfactifs présentent une dendrite unique, fine, qui se termine par un petit bouton à la surface de l’épithélium. Ils ne sont pas spécialisés dans tel ou tel type de molécule odorante. En revanche, ce sont les protéines situées dans leur membrane appelées « récepteurs olfactifs » qui sont spécialisées ainsi. Les récepteurs olfactifs sont des neurones bipolaires spécialisés, dont les noyaux se trouvent dans la base de l’épithélium. Leur prolongement dendritique s’étend vers la surface de l’épithélium, s’élargissant en une tige de 10 à 30 cils mobiles riches en actine qui s’étendent dans le mucus superficiel. En effet, ces cils présentent une surface cellulaire très grande à laquelle les molécules odorantes peuvent se fixer et ainsi activer le processus de transduction. Ce processus correspond au déclenchement d’un potentiel d’action.

Mais d’un point de vue moléculaire, comment se déclenche ce potentiel d’action?

Schéma 2 décrivant le processus de transduction pour des molécules odorantes.
réalisé avec le logiciel Word
Schéma 3 illustrant ce processus de transduction.
Issu de l’ouvrage Biopsychologie, John Pinnel, édition Pearson (6ème édition), p.275

Les protéines olfactives possèdent:

  • 7 domaines transmembranaires hydrophobes
  • une région variable à la surface de la cellule
  • des sites de liaison potentielles de molécules odorantes sur leur domaine extracellulaire
  • la capacité d’interagir avec les protéines G au niveau de l’extrémité carboxylée (présentant beaucoup d’atomes de carbone) de leur domaine cytoplasmique

Schéma 4: variabilité des protéines olfactives due à la variabilité des acides aminés qui les composent.
Issu de l’ouvrage: Neurosciences, de White, Lamantia, Hall, Fitzpatrick, Augustine, Purves, édition DE BOECK p.333



La séquence des acides aminés de ces molécules présente une forte variabilité, notamment dans plusieurs régions transmembranaires, dans les zones extracellulaires et cytoplasmiques.

Toujours au niveau du processus de transduction, ce schéma 3 montre l’importance de la forme des récepteurs protéiques particuliers pour fixer une molécule odorante.
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éalisé avec Word, Inspiré de
http://margauxiris.e-monsite.com/pages/ii-le-fonctionnement-du-systemes-olfactif.html

La spécificité de la reconnaissance des odorants et de la transduction du signal olfactif est vraisemblablement due à la diversité des molécules réceptrices olfactives de l’épithélium nasal. Cependant, on connaît mal le mécanisme moléculaire par lequel les récepteurs lient des molécules odorantes spécifiques.

Schéma 4 montrant la spécificité des récepteurs protéiques à un type de molécule odorante.
Issu de l’ouvrage Biologie, Campbell, édition Pearson

Plus une odeur est forte, plus elle a tendance à stimuler des récepteurs et à produire une réponse importante des voies olfactives.

PROBLÈME: les neurones olfactifs sont en contact direct avec les molécules odorantes. Ils sont donc exposés à toutes les agressions, comme les polluants aériens, les allergènes, les micro-organismes…

=> Il existe des mécanismes qui contribuent à maintenir l’intégrité de l’épithélium olfactif. Voici les 4 mécanismes le permettant:

  • Le mucus sécrété par les glandes de Bowman (glandes présentes dans toute la muqueuse olfactive) piège et neutralise les particules potentiellement nocives. (voir schéma 1)
  • Dans l’épithélium respiratoire et olfactif, le mucus reçoit des sécrétions d’immunoglobulines qui lui fournissent une première défense contre les antigènes nocifs.
  • Les cellules de soutien contiennent diverses enzymes qui dégradent un grand nombre de substances organiques et d’autres molécules potentiellement dangereuses.
  • Des macrophages présents dans toute la muqueuse nasale isolent et éliminent les substances nocives et les résidus de neurones olfactifs en cours de dégénérescence.

LE SAVIEZ-VOUS ?

L’humain sent moins bien qu’un ours polaire qui est capable de sentir une femelle en chaleur à 150 kilomètres