Sentido del olfato
El sentido del olfato, también conocido como olfacción, es una función sensorial especializada que permite la detección e interpretación de los olores. Estos olores, provenientes de diversas fuentes tanto cercanas como lejanas, proporcionan a los mamíferos información esencial sobre el ambiente, lo que les permite detectar depredadores, encontrar parejas potenciales, reconocer a los miembros de la familia y localizar fuentes de alimento.
Para satisfacer estas diversas necesidades, el sistema olfatorio ha evolucionado para detectar, identificar y diferenciar una amplia gama de moléculas volátiles.
Este artículo revisa la fisiología del sentido del olfato y la vía olfatoria.
Definición |
Función sensorial especializada que nos permite percibir, recordar y diferenciar los olores del ambiente |
Epitelio olfatorio y bulbos olfatorios |
Epitelio olfatorio: neuroepitelio cilíndrico pseudoestratificado recubierto de mucosa. Contiene: - neuronas receptoras olfatorias/neuronas sensoriales olfatorias (NSO) - células de sostén no neuronales - células basales Bulbos olfatorios: estaciones de relevo para las señales transmitidas desde la corteza piriforme/olfatoria primaria. Contiene: - neuronas de proyección (células mitrales y en penacho) - células granulares y periglomerulares |
Odorantes |
Moléculas químicas volátiles que estimulan el sentido del olfato después de unirse a los receptores olfatorios (RO) |
Vía olfatoria |
Receptores olfatorios: receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) en las neuronas sensoriales olfatorias; inician la transducción de la señal olfatoria tras la activación por los odorantes Neuronas sensoriales olfatorias: sus axones penetran la lámina cribosa del hueso etmoides que separa la cavidad nasal del encéfalo Bulbos olfatorios: al entrar en el encéfalo, los axones hacen sinapsis con las células mitrales y en penacho en los bulbos olfatorios dentro de los glomérulos Tracto olfatorio: fascículo formado por células mitrales y en penacho para la transmisión a estructuras cerebrales superiores Estrías olfatorias: estría lateral (principal para la transmisión de la señal olfatoria) y estría medial (para las respuestas olfatorias autónomas) Corteza olfatoria y otras áreas cerebrales: corteza piriforme (detección de nuevos olores), cuerpo amigdalino (respuestas emocionales a los odorantes y memoria olfatoria), corteza olfatoria primaria (conductas relacionadas con la alimentación y guiadas por el olfato) |
- Epitelio olfatorio y bulbos olfatorios
- Odorantes
- Vía olfatoria
- Regiones cerebrales clave del sistema olfatorio
- Correlaciones clínicas
- Bibliografía
Epitelio olfatorio y bulbos olfatorios
El sentido del olfato comienza en la cavidad nasal. Los odorantes, moléculas volátiles que pueden estimular la olfacción, son detectados inicialmente por los receptores olfatorios ubicados en los cilios de las neuronas sensoriales olfatorias dentro del epitelio olfatorio. Este neuroepitelio especializado también se encuentra a lo largo del tabique de la nariz, la porción superior del cornete nasal superior y las caras laterales de las porciones posterosuperiores de ambas cavidades nasales.
El epitelio olfatorio es un tipo de epitelio cilíndrico pseudoestratificado y consta principalmente de tres tipos de células:
- Neuronas sensoriales olfatorias
- Células de sostén (no neuronales)
- Células basales
Neuronas sensoriales olfatorias
Las neuronas se encargan de transmitir centralmente la información olfatoria. Son células bipolares con una dendrita apical ciliada y un axón no mielinizado que se extiende desde la superficie basal. Cada protuberancia dendrítica tiene un promedio de 10 a 30 cilios que se extienden hacia el revestimiento mucoso que cubre el epitelio olfatorio. Los axones de las neuronas sensoriales, que componen los fascículos de fibras de los nervios olfatorios, atraviesan la lámina propia y pasan a través de la lámina cribosa del hueso etmoides para hacer sinapsis en el bulbo olfatorio.
Células de sostén
Son células cilíndricas largas cuya función es proporcionar soporte metabólico y físico, así como aislamiento a las neuronas sensoriales, actuando de manera similar a las células gliales. Expresan varias enzimas del citocromo P450 y otras enzimas de biotransformación, asistiendo en la metabolización de sustancias extrañas, en la desintoxicación de compuestos encontrados por el epitelio olfatorio y en la fagocitosis de neuronas olfatorias muertas y odorantes.
Células basales
Las células basales se encuentran adyacentes a la lámina basal, en la región basal del epitelio olfatorio. Se pueden diferenciar para asistir durante toda la vida en la renovación del epitelio perdido a causa del recambio normal o de una lesión. Las células basales se dividen en células globosas, que sirven tanto de reserva como de progenitores activos, y células horizontales, que se activan en respuesta a una lesión.
Bulbos olfatorios
Los bulbos olfatorios se ubican en la cara ventral del lóbulo frontal y funcionan como estaciones de relevo para las señales transmitidas desde el epitelio olfatorio hacia la corteza piriforme (corteza olfatoria primaria). Contienen numerosos tipos de neuronas, incluyendo células mitrales, células en penacho, células granulares y células periglomerulares. Los axones de las neuronas sensoriales terminan en el bulbo olfatorio, donde convergen con las dendritas de las células mitrales y en penacho en unas estructuras llamadas glomérulos, formando unidades sinápticas discretas. Las células periglomerulares y las células granulares son interneuronas GABAérgicas inhibidoras que refinan las señales olfatorias, mejorando la discriminación de los olores. Las células granulares, encontradas en las capas más profundas del bulbo olfatorio, carecen de axones y se comunican por medio de sinapsis dendrodendríticas con las células mitrales y en penacho. Las células periglomerulares se encuentran en la capa externa del bulbo olfatorio, rodeando los glomérulos.
Odorantes
Los odorantes son moléculas químicas volátiles que estimulan el sentido del olfato. Pueden ser absorbidas a través de la inhalación, la ingestión (contribuyendo al sentido del gusto) o el contacto dérmico. Cuando son inhalados, los odorantes alcanzan las membranas mucosas de la cavidad nasal, faringe, tráquea y pulmones, entrando al encéfalo, la circulación sanguínea y el tracto gastrointestinal.
Cuando un odorante se une a un receptor olfatorio (RO), desencadena cambios conformacionales que dan inicio a una cascada de señalización intracelular. Este proceso convierte la información química del odorante en una señal eléctrica, la cual es posteriormente procesada por el encéfalo. Un solo odorante puede activar múltiples receptores olfatorios, creando un código combinatorio único que es interpretado en las regiones superiores del encéfalo como un aroma específico. Los expertos en la elaboración de fragancias utilizan términos descriptivos como “verde”, “amaderado”, o “similar al tabaco” para caracterizar estos aromas complejos. Algunos odorantes evocan unas cuantas notas (por ejemplo, el furano se describe como ahumado, similar a la canela y picante), mientras que otros evocan múltiples notas (por ejemplo, la cumarina se describe como herbácea, dulce, picante, similar a las nueces, similar al tabaco y similar al heno).
Las enzimas metabólicas en la mucosa nasal degradan los odorantes rápidamente al entrar, reduciendo así la cantidad del olor original y formando metabolitos incluso antes de unirse a los receptores. Además, la mucosa olfatoria contiene proteínas de unión a odorantes (OBPs, por sus siglás en inglés) producidas por las células de sostén. Estas proteínas ayudan a transportar y concentrar los odorantes en los receptores y facilitan su eliminación, contribuyendo a la depuración del olfato. El umbral olfatorio es la concentración más baja de un odorante que puede ser detectada. Este es muy variable, lo que indica la sensibilidad de los ROs. Algunos odorantes son detectables en concentraciones muy bajas, mientras que otros requieren concentraciones más altas. También existen diferencias individuales en la percepción de olores, de manera que una persona puede detectar un odorante a una concentración específica mientras que otra puede no percibirlo en absoluto.
Los humanos pueden distinguir un amplio rango de olores, pero pueden tener dificultades para evaluar su intensidad. La adaptación olfatoria se refiere a la percepción reducida de un olor ante una exposición continua, facilitando la detección de olores nuevos o cambiantes. Esta adaptación ocurre tanto a nivel del receptor (adaptación periférica) como dentro del encéfalo (habituación). La disminución de la respuesta neuronal durante la estimulación continua se denomina desensibilización. Los iones de calcio juegan un papel esencial en la adaptación olfatoria: la estimulación de los cilios olfatorios aumenta el Ca2+ intracelular, proporcionando una retroalimentación negativa al reducir la actividad de la adenilil ciclasa (adenilato ciclasa) y disminuir la afinidad de los canales regulados por nucleótidos cíclicos por el AMPc.
Vía olfatoria
Receptores olfatorios
La olfacción comienza cuando los odorantes interactúan con los receptores olfatorios en la mucosa nasal. Cuando los odorantes entran en la cavidad nasal, activan los receptores localizados en los cilios de las neuronas sensoriales olfatorias, iniciando la transducción de la señal olfatoria. Estos receptores también están presentes en los procesos axónicos de las neuronas sensoriales olfatorias, ayudando a dirigir los axones a glomérulos específicos dentro del bulbo olfatorio.
Los receptores olfatorios pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G (GPCR) y presentan una gran diversidad en sus secuencias de aminoácidos, lo que les permite detectar una amplia gama de moléculas odorantes. El número de genes de los receptores varía entre las distintas especies; por ejemplo, los ratones poseen alrededor de 1,000 genes RO, mientras que los humanos tienen alrededor de 400.
Cuando los odorantes se unen a los receptores, activan la proteína G heterotrimérica asociada, conocida como Golf. Esta activación dispara una cadena de eventos; primero, la proteína Golf intercambia GDP por GTP, lo que a su vez activa una enzima llamada adenilil ciclasa III (ACIII). Esto ocasiona un aumento del AMPc intracelular, que actúa como molécula señalizadora. Los niveles elevados de AMPc abren los canales iónicos regulados por nucleótidos cíclicos, permitiendo la entrada de iones Na+ y Ca2+, lo cual finalmente despolariza la neurona sensorial olfatoria, generando un potencial de acción.
Del nervio olfatorio al encéfalo
El nervio olfatorio (I par craneal) es esencial para la percepción del olfato. Comienza en la cavidad nasal y se extiende hasta el encéfalo. El aire inspirado es dirigido hacia el epitelio olfatorio, en donde los odorantes activan los receptores olfatorios y estimulan las neuronas sensoriales olfatorias, como se describió anteriormente. Los axones de estas neuronas pasan a través de la lámina cribosa del hueso etmoides para alcanzar el bulbo olfatorio, atravesando el espacio subaracnoideo. Ahí, hacen sinapsis con las células mitrales y en penacho dentro de los glomérulos.
Las proyecciones axónicas de las células mitrales y en penacho forman fascículos de fibras que salen del bulbo olfatorio, formando el tracto olfatorio. Este último discurre posteriormente a lo largo del surco olfatorio, terminando en el trígono olfatorio, que es un área de forma triangular situada superiormente al proceso clinoides anterior del hueso esfenoides y justo rostralmente a la sustancia perforada anterior. Aquí, las fibras se separan en dos vías:
- La estría olfatoria lateral, que es responsable de la mayor parte de la transmisión de señales olfatorias. Transporta proyecciones eferentes hacia el limen de la ínsula (la porción más anteroinferior de la cara cortical de la ínsula), doblándose medialmente hacia el lóbulo temporal, cerca del uncus. Desde ahí alcanza la corteza olfatoria primaria, que incluye áreas como la corteza piriforme, el cuerpo amigdalino y el giro parahipocampal. Estas regiones también son responsables de la memoria, la emoción y la percepción consciente del olfato.
- La estría olfatoria medial, por su parte, es responsable de las respuestas autónomas asociadas con la olfacción (por ejemplo, el aumento en la salivación y la peristalsis gástrica activada por los olores). Se proyecta hacia núcleo olfatorio anterior ipsilateral y, a través de la comisura anterior, hacia el bulbo olfatorio contralateral, terminando en los núcleos septales alrededor del giro paraterminal. Desde ahí surgen dos fascículos fibrosos secundarios:
- La vía de la estría medular, que activa los núcleos salivales superior e inferior.
- El fascículo olfatorio-hipotalámico-tegmental, que interactúa con el núcleo posterior del nervio vago para aumentar la peristalsis y secreción gástrica.
Las proyecciones olfatorias son mayormente unilaterales, pero los fascículos de fibras del pedúnculo olfatorio cruzan a través de la comisura anterior para llegar al bulbo y corteza olfatorios contralaterales, permitiendo la transferencia interhemisférica de la información olfatoria. Las fibras comisurales de la corteza piriforme anterior también facilitan esta transferencia. En los humanos, las proyecciones olfatorias contralaterales generalmente tienen efectos inhibidores, regulando así el sentido del olfato. Los bucles de retroalimentación provenientes de diversas áreas corticales olfatorias, incluyendo el núcleo olfatorio anterior y la corteza piriforme, se proyectan de regreso al bulbo olfatorio.
El sentido del olfato es un componente importante del sistema nervioso. Aprende más acerca de la anatomía del sistema nervioso con nuestros diagramas y cuestionarios para principiantes.
Regiones cerebrales clave del sistema olfatorio
La corteza piriforme es el área cortical olfatoria más grande en los seres humanos y se localiza por debajo de la estría lateral del tracto olfatorio, cerca de la unión de los lóbulos frontal y temporal. Se extiende hasta la cara dorsomedial del lóbulo temporal y presenta dos subdivisiones o regiones:
- Corteza piriforme anterior (frontal): más implicada en la identificación de olores.
- Corteza piriforme posterior (temporal): procesa olores complejos.
La corteza piriforme responde fuertemente a los estímulos olfatorios, pero se acostumbra rápidamente a la estimulación repetitiva (habituación), lo que indica que está mejor preparada para detectar nuevos olores.
El cuerpo amigdalino recibe proyecciones del bulbo olfatorio en regiones como el área periamigdalina, los núcleos corticales anterior y posterior, y el núcleo de la estría olfatoria lateral. Envía proyecciones de regreso al bulbo olfatorio y proporciona señales de entrada para áreas como los núcleos amigdalinos lateral, basolateral y central, los ganglios basales, el tálamo, el hipotálamo y la corteza prefrontal. De entre todos los sentidos especiales, el olfato es el que tiene el vínculo más fuerte con el cuerpo amigdalino, destacando su función en las respuestas afectivas y la memoria olfatoria.
La corteza olfatoria primaria se proyecta hacia la corteza orbitofrontal (COF), que actúa como una corteza olfatoria secundaria y se localiza en la cara basal del lóbulo frontal. La COF integra las señales de entrada de diversas modalidades sensoriales tales como señales visuales, gustativas y viscerales, favoreciendo la integración multisensorial que resulta en conductas relacionadas con la alimentación y guiadas por el olor. Los olores placenteros activan la COF medial, mientras que los olores desagradables activan la COF lateral. A diferencia de la mayoría de las vías sensoriales, el sistema olfatorio alcanza la COF sin realizar el relevo obligatorio en el tálamo, permitiendo un procesamiento olfatorio directo y rápido.
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Correlaciones clínicas
La anosmia se define como la pérdida del olfato, la cual puede ser temporal o permanente, adquirida o congénita. Es diferente a la hiposmia, que es una disminución en la sensibilidad a alguno o todos los olores (y contraria a la hiperosmia, que se refiere a una sensibilidad aumentada). La anosmia congénita es causada por factores genéticos o anomalías en el desarrollo del sistema olfatorio. Una alteración en cualquier punto de la vía neuronal olfatoria puede provocar una anosmia adquirida. Por ejemplo, los traumatismos con objetos contundentes y las lesiones repetidas en la cabeza pueden seccionar los axones del tracto olfatorio debido al movimiento del encéfalo en relación con el hueso etmoides, causando anosmia.
Las enfermedades neurodegenerativas como las enfermedades de Parkinson y Alzheimer también pueden ocasionar anosmia. Algunos medicamentos, como ciertos antibióticos, también pueden destruir las neuronas olfatorias y producir anosmia. La anosmia temporal puede deberse a infecciones de las vías respiratorias superiores (como en el caso del COVID-19) o alergias, mientras que la anosmia relacionada con la edad resulta del deterioro natural en el reemplazo del epitelio olfativo.
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