Olfaktion: Mechanismus und Pathologie

Die Olfaktion, der Geruchssinn, beginnt in einem kleinen Bereich spezialisierten Neuroepithels hoch in der Nasenhöhle. Geruchsmoleküle lösen sich dort im Schleim und binden an Rezeptoren auf den Zilien der olfaktorischen sensorischen Neuronen, die dieses chemische Ereignis in Nervensignale umwandeln, die direkt zum Gehirn geleitet werden. Dieser Eintrag beschreibt, wie Geruch wahrgenommen und übertragen wird und auf welche Hauptweisen der Geruchssinn verloren gehen kann, einschließlich der Obstruktion des Luftstroms zur Geruchsregion und der Schädigung des sensorischen Pfades selbst.

Definition

Olfaktion ist der Geruchssinn, bei dem Geruchsmoleküle von Rezeptorneuronen im olfaktorischen Neuroepithel detektiert und in neuronale Signale umgewandelt werden, die über den Riechkolben an das Gehirn weitergeleitet werden; ihr Verlust oder ihre Verzerrung stellt eine olfaktorische Dysfunktion dar.

Scope

Das Thema umfasst das olfaktorische Neuroepithel und seine Rezeptorneuronen, die molekulare Basis der Geruchserkennung, den Weg von der Nase zum Riechkolben und Gehirn sowie die Hauptkategorien der olfaktorischen Dysfunktion (konduktiv und sensorineural), einschließlich postviralen Geruchsverlusts, wie er im Zusammenhang mit COVID-19 auftritt. Es handelt sich um einen physiologischen und pathophysiologischen Referenzeintrag, nicht um ein Diagnose- oder Behandlungsprotokoll.

Core questions

• Wo in der Nase befindet sich der Geruchssinn?
• Wie lösen Geruchsmoleküle ein Nervensignal aus?
• Wie gelangt dieses Signal von der Nase zum Gehirn?
• Was sind die Hauptmechanismen, durch die der Geruchssinn verloren geht oder verzerrt wird?

Key concepts

• Olfaktorisches Neuroepithel und Riechspalte
• Olfaktorische sensorische Neuronen
• Geruchsrezeptoren
• Sustentacularzellen (Stützzellen)
• Riechkolben und zentraler Pfad
• Konduktiver (obstruktiver) olfaktorischer Verlust
• Sensorineuraler olfaktorischer Verlust
• Anosmie, Hyposmie und Parosmie

Key theories

Geruchsrezeptor-Genfamilie

Die Entdeckung, dass eine große Multigenfamilie die Rezeptoren für Geruchsstoffe kodiert, lieferte die molekulare Grundlage für die Geruchserkennung und erklärte, wie das System eine Vielzahl von Gerüchen unterscheiden kann.

Mechanisms

Olfaktorische sensorische Neuronen befinden sich in einem spezialisierten Neuroepithel hoch im Nasendach, wobei jedes Zilien in den darüber liegenden Schleim ausstreckt. Geruchsmoleküle, die in der eingeatmeten Luft transportiert werden, lösen sich in diesem Schleim und binden an Geruchsrezeptoren auf den Zilien; die Rezeptoren gehören zu einer großen Multigenfamilie, die von Buck und Axel identifiziert wurde, wobei jedes Neuron im Wesentlichen einen Rezeptortyp exprimiert. Die Bindung initiiert eine Signalkaskade, die das Neuron depolarisiert, und die Axone projizieren durch die Lamina cribrosa zum Riechkolben, wo Signale organisiert und an höhere Gehirnregionen zur Wahrnehmung weitergeleitet werden. Der Geruchssinn kann auf zwei Arten gestört sein: konduktiver Verlust, wenn Luftstrom oder Geruchsstoffe die Riechspalte nicht erreichen können (z. B. aufgrund von Obstruktion oder Entzündung), und sensorineuraler Verlust, wenn das Neuroepithel oder der zentrale Pfad geschädigt ist. Postviraler olfaktorischer Verlust, der bei COVID-19 prominent ist, wurde mit einer Infektion und Störung der Stützzellen (Sustentacularzellen) des Riechepithels in Verbindung gebracht und nicht allein mit einer direkten Zerstörung der sensorischen Neuronen.

Clinical relevance

Das Verständnis der olfaktorischen Anatomie und Transduktion erklärt, warum der Geruchssinn entweder durch Blockierung des Zugangs zur Riechspalte oder durch Schädigung des sensorischen Pfades verloren gehen kann, und es umreißt häufige Präsentationen wie den postviralen Geruchsverlust. Dieser Eintrag beschreibt Mechanismen und Kategorien von Dysfunktionen zu Bildungszwecken; er liefert keine diagnostischen Kriterien oder Behandlungsempfehlungen, die eine individuelle klinische Bewertung erfordern.

Epidemiology

Olfaktorische Dysfunktion ist häufig und nimmt mit dem Alter zu, wobei postvirale Ursachen eine wichtige Kategorie darstellen; die COVID-19-Pandemie führte zu einem deutlichen Anstieg des akuten Geruchsverlusts und lenkte die Aufmerksamkeit auf die olfaktorische Pathophysiologie.

Evidence & guidelines

Die Molekularbiologie der Olfaktion basiert auf der Identifizierung der Geruchsrezeptor-Genfamilie, und klinische Aspekte des Geruchssinns und seiner Störungen werden im International Consensus Statement on Allergy and Rhinology: Olfaction zusammengefasst; mechanistische Arbeiten zur COVID-19-Anosmie haben geklärt, wie die Stützzellen des Riechepithels beteiligt sind.

History

Die molekulare Ära der Olfaktion begann 1991, als Buck und Axel die große Familie der Geruchsrezeptor-Gene identifizierten, eine Arbeit, die 2004 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin gewürdigt wurde. Die klinische Olfaktologie wurde später durch internationalen Konsens gefestigt, und die COVID-19-Pandemie intensivierte die Forschung zur zellulären Basis des erworbenen Geruchsverlusts.

Key figures

• Linda Buck
• Richard Axel

Seminal works

• buck-axel-1991
• patel-2022-icar-olfaction
• brann-2020

Frequently asked questions

Wo genau in der Nase findet der Geruchssinn statt?

Im olfaktorischen Neuroepithel, einer kleinen spezialisierten Region hoch in der Nasenhöhle (der Riechspalte), wo Rezeptorneuronen Geruchsstoffe detektieren und Signale an den Riechkolben des Gehirns senden.

Warum führt eine Virusinfektion wie COVID-19 zu Geruchsverlust?

Hinweise deuten darauf hin, dass das Virus hauptsächlich die Stützzellen (Sustentacularzellen) des Riechepithels betrifft, anstatt alle sensorischen Neuronen direkt zu zerstören, wodurch die Umgebung, die die Neuronen benötigen, gestört und der Geruchssinn beeinträchtigt wird; dieser Mechanismus hilft zu erklären, warum sich der Geruchssinn oft erholt.