15.9H: Olfato - El Sentido del Olfato
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El olfato depende de los receptores sensoriales que responden a los químicos en el aire. En los seres humanos, estos quimiorreceptores se encuentran en el epitelio olfatorio, un parche de tejido del tamaño de un sello postal ubicado en lo alto de la cavidad nasal. El epitelio olfativo está formado por tres tipos de células:
- neuronas sensoriales cada una con un cilio primario
- células de apoyo entre ellos
- células basales que se dividen regularmente produciendo un cultivo fresco de neuronas sensoriales para reemplazar las que mueren (y proporcionando una excepción a la regla habitual de que las neuronas rara vez son reemplazadas)
La secuencia de eventos
- Los cilios de las neuronas sensoriales están sumergidos en una capa de moco. Las moléculas odorantes (moléculas que podemos oler) se disuelven en el moco.
- Estos luego se unen a receptores en los cilios. Se trata de proteínas transmembrana de “7 pasos”.
- La unión del odorante activa una proteína G acoplada al receptor en su lado citoplásmico.
- Esto activa la adenilil ciclasa, una enzima incrustada en la membrana plasmática de los cilios.
- La adenilciclasa cataliza la conversión de ATP al “segundo mensajero” AMP cíclico (AMPc) en el citosol.
- receptores de hormonas peptídicas
- receptores gustativos
- el receptor de luz rodopsina
- Receptores GABA B en ciertas sinapsis en el cerebro
- El AMPc abre canales de sodio regulados por ligando para facilitar la difusión de Na + en la célula
- La afluencia de Na + reduce el potencial a través de la membrana plasmática.
- Si esta despolarización alcanza el umbral, genera un potencial de acción.
- El potencial de acción se lleva a cabo de nuevo a lo largo del nervio olfativo hasta el cerebro.
- El cerebro evalúa esta y otras señales olfativas que lo alcanzan como un olor particular.
¿Cómo puede un tipo de célula permitirnos discriminar entre tantos olores diferentes?
Los humanos pueden discriminar entre cientos, quizás miles, de diferentes moléculas odorantes, cada una con su propia estructura. ¿Cómo puede un tipo de célula proveer esto?
- El mecanismo:
Si bien una sola neurona olfativa contiene más de mil genes receptores, sólo hay un único potenciador capaz de unirse a los promotores de estos genes y encenderlos. Hay, por supuesto, dos alelos del potenciador pero solo uno está activo (uno está metilado; el otro no lo es). Presumiblemente, cuando el potenciador activo se encuentra con el promotor de un gen olfativo, lo enciende y cesa su búsqueda. De esta manera, solo un gen receptor olfativo llega a expresarse en una sola célula, pero cuál es cuestión de azar.
Ahora tenemos un mecanismo para discriminar entre mil o más odorantes. Sin embargo,
- Cada receptor es probablemente capaz de unirse a varios odorantes diferentes, algunos con más fuerza que otros. (Las células descritas anteriormente también respondieron —aunque más débilmente— a 3 odorantes relacionados.)
- Cada odorante es capaz de unirse a varios receptores diferentes.
Esto proporciona la base para la diversidad combinatoria. Funcionaría así:
Supongamos que
- El odorante A se une a los receptores en las neuronas #3, #427 y #886.
- El odorante B se une a los receptores en las neuronas #2, #427 y #743.
El cerebro interpretaría entonces los dos patrones diferentes de impulsos como olores separados.
Este mecanismo parece capaz de discriminar entre hasta un billón de mezclas diferentes de odorantes.