B) L'odorat 1

1.   Mécanisme de l’odorat chez l’humain

 

Si l’homme peut différencier 3 000 odeurs, c’est parce que quelques 5 millions de récepteurs olfactifs sont concentrés au sein d’environs 6 cm2 de muqueuse recouvrant le plafond des fosses nasales. Captées à ce niveau, les odeurs sont transmises par des milliers de fibres nerveuses jusqu’au bulbe olfactif. Située juste au dessus des fosses nasales, cette petite structure sert de relais avant que d’autres fibres transportent à leur tour le message sensoriel vers le cortex temporal sur les côtés du cerveau. Après décodage de l’information, l’odeur est enfin perçue.

Cette zone olfactive est sensible à certaines substances solubles dans le mucus nasal. Quand le mucus est rare comme par temps sec, l'olfaction est moins bonne. Quand, au contraire, le mucus est trop abondant en cas de rhume par exemple, l'odorat disparaît quasiment.

Des cellules glandulaires, présentes dans la muqueuse et dans la sous-muqueuse, sécrètent un mucus tapissant l'épithélium olfactif, ce qui assure un lavage permanent de la muqueuse.

Cette muqueuse olfactive est composée de neurones olfactifs, bien plus sensibles que les gustatifs. Ces neurones sont des neurones spécialisés bipolaires : ils présentent des cils à l'extrémité des dendrites qui baignent dans la couche de mucus tapissant la cavité nasale, un corps cellulaire situé dans le premier tiers de la muqueuse, et un axone communiquant avec le bulbe olfactif et dont la partie externe, ciliée, aboutit dans l'épithélium olfactif. Les neurones olfactifs, comme les neurones gustatifs, et contrairement aux autres neurones, se renouvellent constamment tous les mois ou deux mois.

Les molécules odorantes arrivent soit directement par diffusion dans le mucus, soit sont prises en charge par des protéines de transport (odor binding protein) qui permettent aux molécules hydrophobes - majoritaires - de pénétrer dans le mucus recouvrant l'épithélium, et ainsi d'atteindre les récepteurs membranaires présents sur les cils des neurones olfactifs. On pense que ces protéines de transports concentreraient les molécules odorantes sur les récepteurs membranaires.

En tant que ligands (atome ou ion lié à l‘atome central d‘un complexe par une liaison de coordinence), les molécules odorantes se couplent avec les récepteurs membranaires des cils ce qui déclenche une voie de transduction (passage d’un fragment d’ADN d’une bactérie dans une autre) d'un stimulus (facteur externe ou interne capable de déclencher une réaction donnée) faisant intervenir des protéines G (premier messager), l'enzyme adénylate cyclase, et l'adénosine monophosphate cyclique (second messager). Le second messager provoque l'ouverture des canaux ioniques présents sur la membrane plasmique du récepteur olfactif. Ces canaux ioniques laissent passer à la fois les ions Na+ et les ions Ca2+, induisant une dépolarisation de la membrane de sorte que le récepteur olfactif produit des potentiels d'action. Ces influx vont aller directement vers le bulbe olfactif, dans la région préfrontale du cerveau, où ces informations (et celles du goût) sont traitées par l'organisme.

Chaque type de récepteur olfactif semble posséder une sensibilité particulière, qui recouvre partiellement, mais non totalement, celles des autres cellules. Cela signifie qu'une molécule définie active un ensemble unique de récepteurs (chacun de ces récepteurs répondant avec une intensité qui lui est propre). Les axones des neurones olfactifs portant le même récepteur convergent vers une même structure synaptique (glomérule) localisé au sein du bulbe olfactif.

 

Cette activation « géographique » se traduit ensuite par un motif spatio-temporel nerveux particulier au sein du bulbe olfactif et interprétée comme une odeur par le cerveau.

Les milliers d'odeurs détectables par l'humain sont chacune crées par une substance odorante structurellement distincte des autres. Pour être odorante, la substance doit avoir un poids moléculaire compris entre certaines valeurs et être volatile. Le mécanisme est encore assez mal connu, mais des progrès considérables ont été accomplis ces dernières années dans sa compréhension suite à la découverte des gènes (plus de 1 000, soit 3 % des gènes humains) qui codent les protéines réceptrices des odorants. Chaque neurone olfactif n'exprimant qu'un ou quelques uns de ces gènes, de nombreux récepteurs olfactifs sont donc nécessaires. Les neurones exprimant un même gène de récepteur olfactif transmettent tous leurs potentiels d'action à une même petite zone du bulbe olfactif.

L'odorat humain est considéré comme l'un des sens les moins développés. Cependant, l'olfaction reste d'une grande importance dans la détermination consciente ou inconsciente de nos comportements. Il existe, en pratique, deux seuils perceptifs. Le plus faible correspond à la détection d'une odeur, mais que le sujet ne peut identifier. Le second seuil correspond à l'identification de l'odeur en question. Certaines molécules, comme les thiols, se détectent à des taux beaucoup plus faibles que d'autres. Certains animaux sont capables de détecter des molécules un milliard de fois plus diluées que le seuil de notre odorat. Enfin, il existe une présomption que certaines molécules (hormones, phéromones) soient détectées par le système olfactif, même si leur perception ne se traduit pas en termes d'odeur « consciente ».

Bien qu'empruntant des voies nerveuses distinctes, l'odorat et le goût sont étroitement liés et une grande partie de ce qu'on attribue au goût dépend en fait de l'odorat. Ainsi, si l'organe olfactif est congestionné à cause d'un rhume, les sensations de goût s'en trouvent considérablement réduites.

Au niveau anatomique, le système olfactif est composé de deux structures, le système olfactif principal et le système trigéminal.

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