Olfatto: definizione, anatomia, funzionamento e ruolo nel comportamento

Olfatto: scopri definizione, anatomia, funzionamento e ruolo nel comportamento umano e animale. Come il naso percepisce gli odori e influenza emozioni e memoria.

L'olfatto è il senso dell'odore. L'olfatto è il modo in cui un essere umano o un animale percepisce odori (come un profumo o altri odori) usando il naso. Molti animali hanno un naso più sensibile rispetto alle persone: alcuni possono rilevare concentrazioni di piccole particelle nell'aria — e in alcuni casi anche nell'acqua — che per l'uomo risultano impercettibili.

Le persone hanno cellule speciali nel naso che possono riconoscere determinate sostanze chimiche. Si tratta di neuroni sensoriali chiamati recettori olfattivi, ossia particolari cellule nervose con prolungamenti che raggiungono l'epitelio olfattivo. Tutti i vertebrati possiedono questi recettori, sebbene il numero e la diversità dei recettori varino molto tra le specie. L'odorato viene inizialmente elaborato dal sistema olfattivo: le informazioni raccolte dai recettori olfattivi vengono trasmesse al bulbo olfattivo, situato nella parte anteriore del proencefalo, dove avviene una prima mappatura e integrazione degli stimoli.

Negli insetti, gli odori sono percepiti da sensilia presenti sulle antenne e sono prima elaborati nel lobo antennale, che svolge una funzione analoga al bulbo olfattivo dei vertebrati. Da lì, le informazioni vengono inviate ad aree cerebrali come i corpi peduncolati o i calici tergali (a seconda del gruppo), che mediano comportamento e memoria.

Anatomia del sistema olfattivo

Nel naso umano l'epitelio olfattivo è una sottile area mucosa nella parte superiore delle cavità nasali. Qui le terminazioni dei recettori olfattivi, immerse nel muco, entrano in contatto con le molecole odorose. Ogni recettore esprime uno o pochi tipi di proteine recettrici che si legano a diverse classi di molecole odorose; i segnali elettrici generati vengono portati dai nervi olfattivi fino al bulbo olfattivo, dove terminano in strutture chiamate glomeruli. Il pattern di attivazione dei glomeruli costituisce una sorta di "codice combinatorio" che il cervello interpreta come odore specifico. Dal bulbo, i segnali raggiungono diverse regioni cerebrali, tra cui la corteccia piriforme, l'amigdala e altre aree limbiche coinvolte in memoria ed emozione.

Funzionamento: come percepiamo gli odori

La percezione olfattiva è un processo chimico-elettrico che comprende più fasi: diffusione della molecola odorosa nel muco, legame al recettore, trasduzione in segnale elettrico, trasmissione al bulbo olfattivo e elaborazione corticale. L'olfatto umano utilizza un meccanismo combinatorio: una singola molecola può attivare più recettori in proporzioni diverse e la combinazione risultante differenzia migliaia di odori. Oltre all'olfatto ortonasale (l'inalazione dall'esterno), esiste l'olfatto retronasale, fondamentale per la percezione del sapore durante la masticazione e la deglutizione.

Ruolo nel comportamento e nelle emozioni

L'olfatto è strettamente connesso ai sistemi cerebrali che regolano emozione e memoria. Per questo molti odori evocano ricordi vividi o reazioni emotive immediate. Nelle relazioni sociali, gli odori corporei e i segnali chimici (in alcuni animali identificati come feromoni) possono modulare comportamenti di accoppiamento, territorialità e riconoscimento individuale. Nell'uomo il ruolo dei feromoni è meno chiaro e ancora oggetto di ricerca, ma l'olfatto influisce comunque su appetito, stato d'animo e percezione degli altri.

Variazioni tra specie e adattamenti

La sensibilità olfattiva varia ampiamente: cani, canidi e molti mammiferi hanno un numero di recettori molto maggiore rispetto all'uomo, una maggiore porzione di cervello dedicata all'olfatto e una struttura nasale che potenzia la captazione delle molecole. In ambiente acquatico, pesci e alcuni anfibi rilevano molecole disciolte nell'acqua grazie a recettori olfattivi adattati. Negli insetti, la diversa disposizione e specializzazione delle antenne e dei recettori permette di percepire odori con grande precisione, importanti per la ricerca di cibo, la riproduzione e l'orientamento.

Disturbi olfattivi

I disturbi possono includere anosmia (perdita totale dell'olfatto), iposmia (ridotta capacità olfattiva), parosmia (distorsione degli odori) e fantosmia (percezione di odori inesistenti). Cause comuni sono infezioni virali delle vie respiratorie, traumi cranici, esposizione a sostanze tossiche, processi infiammatori o degenerativi (es. malattie neurodegenerative). La perdita dell'olfatto può avere impatti significativi sulla qualità della vita e sulla sicurezza (es. rilevamento gas, cibo avariato).

Applicazioni e curiosità

• La tecnologia dei sensori elettronici (nasi elettronici) si ispira al sistema olfattivo per rilevare composti volatili in ambito alimentare, medico e ambientale.
• La percezione del gusto è fortemente dipendente dall'olfatto retronasale: gran parte del "sapore" percepito durante il pasto deriva dall'olfatto.
• Studi sul bulbo olfattivo e sulla sua plasticità esplorano la relazione tra olfatto, apprendimento e neurogenesi (nei mammiferi alcuni neuroni olfattivi si rigenerano nel tempo).

In sintesi, l'olfatto è un senso chimico complesso che coinvolge componenti periferiche (recettori nell'epitelio olfattivo), strutture cerebrali dedicate (come il bulbo olfattivo) e connessioni con sistemi emotivi e mnemonici. Le differenze tra specie e le molte applicazioni pratiche rendono lo studio dell'olfatto un campo multidisciplinare che unisce biologia, neuroscienze, psicologia e tecnologia.

Cellule di ricezione olfattiva

Le cellule di ricezione olfattiva (OR) sono neuroni (cellule nervose). Molte minuscole ciglia simili a capelli fuoriescono da queste cellule nel muco che copre la superficie dell'epitelio. La superficie di queste ciglia è coperta da recettori olfattivi, una specie di proteina.

Ci sono circa 1000 geni diversi che codificano per gli OR, anche se solo un terzo è funzionale. Il resto sono pseudogeni. I geni OR sono la più grande famiglia di geni. Una molecola di odore si dissolve nel muco dell'epitelio olfattivo e poi si lega a un OR. Varie molecole di odore si legano a vari OR. La base del senso dell'olfatto è che diversi gruppi di molecole odorose si legano a diverse cellule recettrici e quindi attivano diversi gruppi di neuroni. All'interno della regione olfattiva del cervello, l'accensione dei neuroni produce l'odore percepito.

Quando l'OR è attivato, iniziano i cambiamenti nelle cellule. Entrano ioni positivi ed escono ioni negativi dalle cellule. Questo fa sì che il neurone spari un impulso (genera un potenziale d'azione).

Epitelio olfattivo e neuroni. Le ciglia terminali dei neuroni sporgono nel muco (non mostrato qui)

Domande e risposte

D: Che cos'è l'olfatto?

D: Come fanno gli esseri umani e gli animali a percepire un odore?

D: Gli animali hanno un olfatto migliore delle persone?

D: Quali cellule speciali nel naso possono rilevare alcune sostanze chimiche?

D: Tutti i vertebrati hanno queste cellule speciali nel naso?

D: Dove viene elaborato l'odore negli esseri umani e negli animali?

D: Negli insetti, dove vengono percepiti gli odori?

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