Anatomie und PhysiologieBearbeiten
GeruchsrezeptorenBearbeiten
Das Neuroepithel des Geruchsinns, das sich im Dach der Nasenkammern befindet, besteht aus bipolaren Rezeptorzellen, Stützzellen, Basalzellen und Bürstenzellen.Es gibt etwa 6 Millionen bipolare sensorische Rezeptorneuronen, deren Zellkörper und Dendriten sich im Epithel befinden. Die Axone dieser Zellen sind in 30-40 Faszikeln, den so genannten Riechfila, zusammengefasst, die durch die Kribriformplatte und die Pia Materia projizieren. Diese Axone bilden zusammen den Nervus olfactorius (CN I) und dienen der Vermittlung des Geruchssinns.
Zu den Merkmalen der bipolaren Rezeptorneuronen gehören Zilien an den dendritischen Enden, die in den Schleim hineinragen, die Regeneration aus den Basalzellen nach einer Schädigung, und jedes Rezeptorneuron ist auch ein Neuron erster Ordnung. Die Neuronen erster Ordnung projizieren Axone direkt aus der Nasenkammer in das Gehirn. Die Eigenschaft als Neuronen erster Ordnung ermöglicht einen direkten Kontakt mit der Umwelt, was das Gehirn anfällig für Infektionen und das Eindringen von Fremdstoffen macht. Unterstützende Zellen, so genannte sustentakuläre Zellen, bieten den Rezeptoren metabolische und physische Unterstützung, indem sie die Zelle isolieren und die Zusammensetzung des Schleims regulieren. Basale Stammzellen lassen sowohl Neuronen als auch nicht-neuronale Zellen entstehen und ermöglichen eine ständige Regeneration der Rezeptorzellen und der sie umgebenden Zellen.
GeruchstransduktionBearbeiten
Die Geruchstransduktion beginnt mit der Bewegung von Geruchsstoffen aus der Luftphase in die wässrige Phase des Riechschleims. Die Geruchsstoffe werden durch geruchsbindende Proteine transportiert oder diffundieren durch den Schleim und erreichen die Zilien an den dendritischen Enden der bipolaren Rezeptorneuronen. Durch Stimulation werden Aktionspotentiale ausgelöst, und die Signale werden über die Riechfila an das Gehirn weitergeleitet.
RiechkolbenBearbeiten
Die Axone der Riechrezeptorneuronen projizieren durch die cribriforme Platte zum Riechkolben. Der Bulbus olfactorius ist eine Struktur an der Basis des Frontallappens. Er besteht aus Neuronen, Nervenfasern, Interneuronen, Mikroglia, Astrozyten und Blutgefäßen. Es besteht aus 6 Schichten: Riechnervenschicht, glomeruläre Schicht, äußere plexiforme Schicht, Mitralzellenschicht, innere plexiforme Schicht und Körnerschicht. Die Enden der Rezeptoraxone synapsen mit den Dendriten der Mitral- und Büschelzellen in den Glomeruli des Riechkolbens. Die Axone der Mitral- und Büschelzellen senden Signale an den olfaktorischen Kortex.
Olfaktorischer KortexBearbeiten
Signale der Geruchsempfindung werden vom Riechkolben durch Axone der Mitral- und Büschelzellen über den lateralen olfaktorischen Trakt gesendet und synapsen im primären olfaktorischen Kortex. Der primäre olfaktorische Kortex umfasst den anterioren olfaktorischen Kern, den piriformen Kortex, den anterioren kortikalen Kern der Amygdala, den periamygdaloiden Komplex und den rostralen entorhinalen Kortex. Ein einzigartiges Merkmal des Geruchsinns ist seine Unabhängigkeit vom Thalamus. Die Geruchssignale werden direkt von den sensorischen Rezeptorneuronen an den primären Kortex weitergeleitet. Die Kommunikation zwischen dem primären und dem sekundären olfaktorischen Kortex erfordert jedoch Verbindungen mit dem Thalamus.
GeruchswahrnehmungBearbeiten
Die Identität, Qualität und Vertrautheit von Gerüchen wird hauptsächlich durch den piriformen Kortex entschlüsselt. Das Geruchsbewusstsein wird durch Projektionen vom piriformen Kortex zum medialen dorsalen Nucleus des Thalamus und zum orbitofrontalen Kortex, zu dem der sekundäre olfaktorische Kortex gehört, erreicht.
Im menschlichen Genom sind etwa 1.000 Geruchsrezeptoren kodiert. Weniger als 500 Rezeptoren sind im Nasenepithel funktionsfähig. Jedes Rezeptorneuron ist ein einzelner Typ von Geruchsrezeptor und nicht spezifisch für einen bestimmten Geruchsstoff. Ein Geruchsstoff wird von mehr als einem Rezeptortyp erkannt, und somit werden Geruchsstoffe von einer Kombination von Rezeptoren erkannt. Das Geruchssystem nutzt verschiedene Erregungsmuster, um unterschiedliche Codes für verschiedene Geruchsstoffe zu erhalten. Die Nobelpreisträgerin Linda B. Buck verglich dieses System mit der Kombination verschiedener Buchstaben des Alphabets, um verschiedene Wörter zu bilden. In diesem Fall steht jedes Wort für einen Geruch. Diese Kodierung erklärt, warum wir mehr Gerüche wahrnehmen können, als es Rezeptoren im Nasenepithel gibt.
Geruchssinn und GeschmackEdit
Der Geschmack wird durch die Kombination von Geschmackssinn, Geruchssinn und dem Trigeminusnerv (CN V) wahrgenommen. Das gustatorische System ist für die Unterscheidung zwischen süß, sauer, salzig, bitter und umami zuständig. Das olfaktorische System erkennt die Geruchsstoffe, wenn sie über eine retronasale Bahn zum Riechepithel gelangen. Dies erklärt, warum wir eine Vielzahl von Geschmacksrichtungen erkennen können, obwohl wir nur fünf Arten von Geschmacksrezeptoren haben. Der Trigeminusnerv nimmt die Beschaffenheit, den Schmerz und die Temperatur von Lebensmitteln wahr, z. B. die kühlende Wirkung von Menthol oder das Brennen von scharfen Speisen.