Funzioni del muco olfattivo umano ed età

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 971 (2023) Citare questo articolo

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Gli odori vengono rilevati dai neuroni sensoriali olfattivi, che sono ricoperti da muco olfattivo. Nonostante l’esistenza di studi sul muco olfattivo, i suoi costituenti, le sue funzioni e la variabilità interindividuale rimangono poco compresi. Qui descriviamo uno studio umano che ha combinato la raccolta di muco olfattivo e test psicofisici olfattivi. Le nostre analisi hanno rivelato che il muco olfattivo contiene alte concentrazioni di soluti, come proteine ​​totali, elementi inorganici e molecole per il metabolismo xenobiotico. Le elevate concentrazioni determinano la capacità di catturare o metabolizzare uno specifico repertorio di odori. Forniamo prove che il metabolismo degli odori modifica il nostro senso dell’olfatto. Infine, la quantità di muco olfattivo diminuisce in maniera dipendente dall’età. Un esperimento successivo ha ricapitolato l'importanza della quantità di muco nel rilevamento sensibile degli odori da parte dei loro recettori. Questi risultati forniscono un quadro completo dei processi molecolari nel muco olfattivo e propongono una potenziale causa del declino olfattivo.

Le informazioni sugli odori vengono utilizzate per rilevare pericoli, selezionare e assaggiare il cibo, riconoscere e comunicare con altri individui. Una ridotta capacità olfattiva aumenta il rischio di pericolo personale ed è associata a diminuzione dell’appetito, problemi fisici e mentali e, in definitiva, a una qualità della vita (QOL) inferiore1,2. L’importanza dell’olfatto è stata ulteriormente evidenziata dalla pandemia della malattia da coronavirus del 2019, poiché la condizione causa spesso disfunzioni olfattive3. La funzione olfattiva comunemente diminuisce con l'invecchiamento e con lo sviluppo di disturbi neurodegenerativi come il morbo di Alzheimer4. I casi di declino dell’olfatto legato all’età sono aumentati anche nella nostra società sempre più anziana. Comprendere i meccanismi molecolari alla base della disfunzione olfattiva è necessario per sviluppare una strategia di trattamento efficace.

Gli odori inalati raggiungono la fessura olfattiva (OC) nella parte superiore della cavità nasale. I neuroni sensoriali olfattivi (OSN) sparsi nell'OC rilevano gli odori utilizzando circa 400 recettori olfattivi (OR) e trasmettono le informazioni sull'odore alle aree cerebrali superiori tramite il bulbo olfattivo5. Inoltre, prove emergenti suggeriscono che è probabile che si verifichi un processo importante prima che gli odorizzanti vengano riconosciuti dalle sale operatorie. L'OC dei mammiferi è ricoperto da un sottile strato di muco olfattivo secreto dalle ghiandole di Bowman e dalle cellule sustentacolari6. Il muco olfattivo contiene vari componenti tra cui proteine ​​leganti gli odori (OBP), enzimi metabolici ed elementi bioinorganici7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21. A causa della capacità di questi componenti di interagire con gli odori, essi svolgono un ruolo importante nell'efficienza dell'olfatto negli esseri umani trasportando sostanze volatili ai siti di legame degli odori degli OR o attraverso il metabolismo enzimatico degli odori in strutture non tossiche e/o strutture con maggiore affinità per OR. Un flusso continuo di muco può garantire un lavaggio efficace della mucosa e la costante eliminazione degli odori, il che costituisce un passaggio fondamentale nel recupero della sensibilità in seguito all'esposizione agli odori22. La prova diretta delle funzioni del muco olfattivo e della sua importanza nella percezione è rara a causa della difficoltà nel campionare abbastanza muco olfattivo puro per le analisi. Alcuni studi hanno ottenuto il muco olfattivo come soluzione salina da una cavità nasale irrigata, provocandone la diluizione e includendo impurità dalle regioni circostanti7,8. Sebbene altri abbiano raccolto direttamente campioni di muco olfattivo puro da partecipanti umani, hanno riportato solo informazioni limitate sulle sue funzioni9,10,11,13,14.

Il declino olfattivo correlato all'invecchiamento è diffuso nella popolazione di età ≥ 65 anni, senza alcun trattamento stabilito. Questo declino è stato segnalato in diversi aspetti delle capacità olfattive, tra cui sensibilità, discriminazione, identificazione e recupero dall'adattamento23,24,25,26. Sono state proposte alcune potenziali cause dell'olfatto invecchiato27. La degenerazione del neuroepitelio dipendente dall'età, comprese le anomalie delle cellule basali, è stata costantemente osservata nei modelli animali e negli esseri umani28,29,30,31,32. Questa degenerazione porta ad una diminuzione del numero di OSN e provoca cambiamenti atrofici nel bulbo olfattivo33,34. Uno studio precedente ha suggerito cambiamenti legati all'età nel livello di espressione degli OR35, sebbene un altro studio abbia indicato che avevano un modello di espressione stabile durante l'invecchiamento36. I cambiamenti nelle regioni cerebrali superiori sono coinvolti nei deficit funzionali legati all'età37. Tuttavia, il contributo di questi cambiamenti al declino olfattivo rimane poco chiaro. Abbiamo condotto uno studio di associazione tra il declino correlato all'età della sensibilità olfattiva e il proteoma del muco olfattivo10. Sebbene diverse proteine ​​siano risultate associate alla sensibilità olfattiva, nessuna sembrava essere coinvolta direttamente nel rilevamento degli odori ai quali gli anziani hanno una sensibilità ridotta. Pertanto, la causa principale dei deficit dell’olfatto legati all’età rimane indeterminata.