嗅覚：メカニズムと病態

嗅覚、すなわち匂いの感覚は、鼻腔上部の特殊な神経上皮の小さな領域で始まる。匂い分子はそこにある粘液に溶解し、嗅覚受容ニューロンの繊毛にある受容体に結合する。これにより、化学的イベントが神経信号に変換され、脳に直接伝達される。本項目では、匂いがどのように検出され伝達されるか、そして匂いが失われる主な方法、例えば匂い領域への気流の閉塞や感覚経路自体の損傷について記述する。

Definition

嗅覚とは、匂い分子が嗅神経上皮の受容ニューロンによって検出され、嗅球を介して脳に伝達される神経信号に変換される匂いの感覚である。その喪失または歪みは嗅覚機能不全を構成する。

Scope

本項目は、嗅神経上皮とその受容ニューロン、匂い検出の分子基盤、鼻から嗅球および脳への経路、ならびに嗅覚機能不全の主要なカテゴリー（伝導性および感覚神経性）、COVID-19に関連するウイルス感染後の嗅覚喪失を含む内容を扱う。これは生理学および病態生理学の参照項目であり、診断や治療プロトコルではない。

Core questions

• 鼻のどこに嗅覚があるのか？
• 匂い分子はどのようにして神経信号を引き起こすのか？
• その信号は鼻から脳へどのように伝わるのか？
• 嗅覚が失われたり歪んだりする主なメカニズムは何か？

Key concepts

• 嗅神経上皮と嗅裂
• 嗅覚受容ニューロン
• 匂い受容体
• 支持細胞
• 嗅球と中枢経路
• 伝導性（閉塞性）嗅覚喪失
• 感覚神経性嗅覚喪失
• 無嗅覚症、嗅覚減退、異嗅症

Key theories

匂い受容体遺伝子ファミリー

匂い分子の受容体をコードする大規模な多遺伝子ファミリーの発見は、匂い認識の分子基盤を提供し、システムが広範囲の匂いを識別できる理由を説明した。

Mechanisms

嗅覚受容ニューロンは鼻腔上部の特殊な神経上皮に位置し、それぞれが繊毛を上層の粘液中に伸ばしている。吸入された空気中の匂い分子はこの粘液に溶解し、繊毛上の匂い受容体に結合する。この受容体はBuckとAxelによって同定された大規模な多遺伝子ファミリーに属し、各ニューロンは基本的に1種類の受容体を発現する。結合はニューロンを脱分極させるシグナル伝達カスケードを開始させ、軸索は篩板を通り嗅球に投射する。嗅球では信号が組織化され、知覚のために高次脳領域に中継される。嗅覚は大きく2つの方法で障害される可能性がある。1つは伝導性嗅覚喪失で、気流や匂い分子が嗅裂に到達できない場合（例えば閉塞や炎症のため）、もう1つは感覚神経性嗅覚喪失で、神経上皮または中枢経路が損傷した場合である。COVID-19で顕著であったウイルス感染後の嗅覚喪失は、感覚ニューロンの直接的な破壊だけでなく、嗅上皮の支持細胞（支持細胞）の感染と機能障害に関連しているとされている。

Clinical relevance

嗅覚の解剖学と伝達を理解することで、嗅裂へのアクセスが遮断されることによっても、感覚経路が損傷することによっても嗅覚が失われる理由が説明され、ウイルス感染後の嗅覚喪失のような一般的な症状が理解される。本項目は教育目的で機能不全のメカニズムとカテゴリーを記述するものであり、個別の臨床評価を必要とする診断基準や治療推奨を提供するものではない。

Epidemiology

嗅覚機能不全は一般的であり、年齢とともに増加し、ウイルス感染後の原因が重要なカテゴリーである。COVID-19パンデミックは急性嗅覚喪失の著しい増加をもたらし、嗅覚の病態生理学に広範な注目を集めた。

Evidence & guidelines

嗅覚の分子生物学は、匂い受容体遺伝子ファミリーの同定に基づいている。匂いとその障害に関する臨床的側面は、International Consensus Statement on Allergy and Rhinology: Olfactionにまとめられている。COVID-19による嗅覚脱失に関するメカニズム研究は、嗅上皮の支持細胞がどのように関与しているかを明らかにした。

History

嗅覚の分子時代は、1991年にBuckとAxelが匂い受容体遺伝子の大規模なファミリーを同定したことから始まり、この業績は2004年のノーベル生理学・医学賞で認められた。臨床嗅覚学は後に国際的なコンセンサスを通じて統合され、COVID-19パンデミックは後天性嗅覚喪失の細胞基盤に関する研究を加速させた。

Key figures

• Linda Buck
• Richard Axel

Seminal works

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

Frequently asked questions

嗅覚は実際に鼻のどこで起こるのですか？

鼻腔上部（嗅裂）にある小さな特殊な領域である嗅神経上皮で、受容ニューロンが匂い分子を検出し、脳の嗅球に信号を送ります。

COVID-19のようなウイルス感染症が嗅覚喪失を引き起こすのはなぜですか？

ウイルスは主に嗅上皮の支持細胞に影響を与え、すべての感覚ニューロンを直接破壊するわけではないという証拠があります。これにより、ニューロンが必要とする環境が乱され、嗅覚が損なわれます。このメカニズムは、嗅覚がしばしば回復する理由を説明するのに役立ちます。