Khứu giác: Cơ chế và Bệnh lý

Khứu giác, hay cảm giác về mùi, bắt đầu từ một vùng nhỏ của biểu mô thần kinh chuyên biệt nằm sâu trong khoang mũi. Các phân tử mùi hòa tan trong chất nhầy tại đó và liên kết với các thụ thể trên lông mao của các tế bào thần kinh cảm giác khứu giác, chuyển đổi sự kiện hóa học đó thành tín hiệu thần kinh được truyền trực tiếp đến não. Mục này mô tả cách mùi được phát hiện và truyền đi, cũng như các cách chính mà khứu giác có thể bị mất, bao gồm tắc nghẽn luồng không khí đến vùng khứu giác và tổn thương chính đường dẫn truyền cảm giác.

Definition

Khứu giác là cảm giác về mùi, theo đó các phân tử mùi được phát hiện bởi các tế bào thần kinh thụ thể trong biểu mô thần kinh khứu giác và được chuyển đổi thành tín hiệu thần kinh truyền qua hành khứu giác đến não; sự mất mát hoặc biến dạng của nó tạo thành rối loạn chức năng khứu giác.

Scope

Chủ đề này bao gồm biểu mô thần kinh khứu giác và các tế bào thần kinh thụ thể của nó, cơ sở phân tử của việc phát hiện mùi, đường dẫn truyền từ mũi đến hành khứu giác và não, cũng như các loại rối loạn chức năng khứu giác chính (dẫn truyền và thần kinh cảm giác), bao gồm mất khứu giác sau nhiễm virus như trường hợp liên quan đến COVID-19. Đây là một mục tham khảo về sinh lý học và sinh lý bệnh học, không phải là một phác đồ chẩn đoán hoặc điều trị.

Core questions

• Cảm giác về mùi nằm ở đâu trong mũi?
• Các phân tử mùi kích hoạt tín hiệu thần kinh như thế nào?
• Tín hiệu đó truyền từ mũi đến não như thế nào?
• Các cơ chế chính gây mất hoặc biến dạng khứu giác là gì?

Key concepts

• Biểu mô thần kinh khứu giác và khe khứu giác
• Tế bào thần kinh cảm giác khứu giác
• Thụ thể mùi
• Tế bào nâng đỡ (sustentacular)
• Hành khứu giác và đường dẫn truyền trung ương
• Mất khứu giác dẫn truyền (tắc nghẽn)
• Mất khứu giác thần kinh cảm giác
• Mất khứu giác hoàn toàn (anosmia), giảm khứu giác (hyposmia) và loạn khứu giác (parosmia)

Key theories

Họ gen thụ thể mùi

Phát hiện rằng một họ đa gen lớn mã hóa các thụ thể cho các phân tử mùi đã cung cấp cơ sở phân tử cho việc nhận biết mùi và giải thích cách hệ thống có thể phân biệt một loạt các mùi rộng lớn.

Mechanisms

Các tế bào thần kinh cảm giác khứu giác nằm trong một biểu mô thần kinh chuyên biệt ở vòm mũi trên cao, mỗi tế bào kéo dài lông mao vào lớp chất nhầy bên trên. Các phân tử mùi được mang trong không khí hít vào hòa tan trong chất nhầy này và liên kết với các thụ thể mùi trên lông mao; các thụ thể thuộc về một họ đa gen lớn, được Buck và Axel xác định, với mỗi tế bào thần kinh biểu hiện về cơ bản một loại thụ thể. Sự liên kết khởi đầu một chuỗi tín hiệu làm khử cực tế bào thần kinh, và các sợi trục chiếu qua bản sàng đến hành khứu giác, nơi các tín hiệu được tổ chức và truyền đến các vùng não cao hơn để nhận thức. Khứu giác có thể bị suy giảm theo hai cách chính: mất khứu giác dẫn truyền, khi luồng không khí hoặc các phân tử mùi không thể đến khe khứu giác (ví dụ do tắc nghẽn hoặc viêm), và mất khứu giác thần kinh cảm giác, khi biểu mô thần kinh hoặc đường dẫn truyền trung ương bị tổn thương. Mất khứu giác sau nhiễm virus, nổi bật với COVID-19, đã được liên kết với nhiễm trùng và sự gián đoạn của các tế bào nâng đỡ (sustentacular) của biểu mô khứu giác chứ không phải chỉ do sự phá hủy trực tiếp các tế bào thần kinh cảm giác.

Clinical relevance

Hiểu biết về giải phẫu và dẫn truyền khứu giác giải thích tại sao khứu giác có thể bị mất do tắc nghẽn đường vào khe khứu giác hoặc do tổn thương đường dẫn truyền cảm giác, và nó làm rõ các biểu hiện phổ biến như mất khứu giác sau nhiễm virus. Mục này mô tả các cơ chế và loại rối loạn chức năng cho mục đích giáo dục; nó không cung cấp các tiêu chí chẩn đoán hoặc khuyến nghị điều trị, vốn đòi hỏi đánh giá lâm sàng cá nhân.

Epidemiology

Rối loạn chức năng khứu giác phổ biến và tăng theo tuổi tác, và các nguyên nhân sau nhiễm virus là một loại quan trọng; đại dịch COVID-19 đã làm tăng đáng kể tình trạng mất khứu giác cấp tính, thu hút sự chú ý rộng rãi đến sinh lý bệnh học khứu giác.

Evidence & guidelines

Sinh học phân tử của khứu giác dựa trên việc xác định họ gen thụ thể mùi, và các khía cạnh lâm sàng của khứu giác và các rối loạn của nó được tổng hợp trong Tuyên bố Đồng thuận Quốc tế về Dị ứng và Mũi họng: Khứu giác; công trình cơ chế về chứng mất khứu giác do COVID-19 đã làm rõ cách các tế bào nâng đỡ của biểu mô khứu giác tham gia vào quá trình này.

History

Kỷ nguyên phân tử của khứu giác bắt đầu vào năm 1991 khi Buck và Axel xác định họ gen thụ thể mùi lớn, công trình được công nhận với giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2004. Khoa học khứu giác lâm sàng sau đó được củng cố thông qua sự đồng thuận quốc tế, và đại dịch COVID-19 đã tăng cường nghiên cứu về cơ sở tế bào của chứng mất khứu giác mắc phải.

Key figures

• Linda Buck
• Richard Axel

Seminal works

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

Frequently asked questions

Cảm giác về mùi thực sự xảy ra ở đâu trong mũi?

Trong biểu mô thần kinh khứu giác, một vùng chuyên biệt nhỏ nằm sâu trong khoang mũi (khe khứu giác), nơi các tế bào thần kinh thụ thể phát hiện các phân tử mùi và gửi tín hiệu đến hành khứu giác của não.

Tại sao nhiễm virus như COVID-19 lại gây mất khứu giác?

Bằng chứng cho thấy virus chủ yếu ảnh hưởng đến các tế bào nâng đỡ (sustentacular) của biểu mô khứu giác chứ không trực tiếp phá hủy tất cả các tế bào thần kinh cảm giác, làm gián đoạn môi trường mà các tế bào thần kinh cần và do đó làm suy giảm khứu giác; cơ chế này giúp giải thích tại sao khứu giác thường hồi phục.