Odorat 4BIOS01 2014/15
Bon travail ; les textes peuvent être scindés en sous-paragraphes en posant plus des questions précises et explicites
Peu d'activité depuis la remédiation... Encore du pain sur la planche ! Alexandre Zimmerli (discussion) 29 octobre 2014 à 23:08 (CET)
Qu'est-ce que l'odorat et quelle est sa fonction ?
L'odorat, qu'on appelle également système olfactif ou olfaction, est le système qui permet à l'homme et à de nombreuses autres espèces de percevoir les odeurs présentes dans leur environnement. L'odorat est un sens ayant de nombreuses fonctions. Bien que de nos jours il soit moins sollicité pour certaines tâches, en remontant dans le temps, on lui découvre plusieurs fonctions. En premier lieu, les animaux se servent de l'odorat pour localiser leur nourriture et détecter la présence éventuelle de certains prédateurs. Il est également utile pour s'orienter, c'est-à-dire reconnaître le lieu où ils se trouvent. En second lieu, l'odorat sert à communiquer entre les congénères, surtout grâce aux phéromones qui sont perçues par l'organe voméronasal, ce qui déclenche certains comportements, notamment pour les relations mère-nouveau-né.
Qu'est ce qu'une odeur ?
Une odeur est le résultat, perçu par le système olfactif de molécules volatiles qui sont présentes dans l'air. Les molécules odorantes sont caractérisées par leur composition chimique :
- les composés organiques : alcool, acide, aldéhyde, cétone, etc.
- La longueur : nombre de carbones constitutifs de la chaîne principale.
- L’organisation spatiale : isomère, énantiomère.
La volatilité des molécules dépend de plusieurs choses :
- Premièrement, ces molécules sont présentes dans l'air ; leur masse moléculaire est ni trop faible ni trop élevée (environ 30 à 300 g/mol). Cela leur permet de se vaporiser plus facilement dans l'air et d'atteindre plus facilement nos récepteurs olfactifs.
- Deuxièmement, la concentration joue un rôle également important. L'homme a besoin d'une concentration minimale pour pouvoir interpréter une odeur. En dessous de cette concentration, les molécules présentes ne sont pas assez nombreuses et cela ne suffit pas à la perception exacte de l'odeur. Le seuil de détection est de 10-17 mol/L il peut atteindre 10-18 mol/L dans certains cas rares.
D'autres facteurs entrent en jeu, mais sont moins importants que ces deux facteurs comme le fait que les molécules aient une faible polarité et solubilité dans l'eau afin qu'elles restent dans l'air plutôt que dans l'eau.
Quelle est la nature d'une odeur ?
Ces substances chimiques peuvent provenir d'un milieu solide ou bien liquide et sont généralement volatiles, puisqu'elles sont transportées par l'air. Dans certains cas, lorsqu'elles sont transportées par l'eau, ces molécules sont solubles. Dans un milieu liquide, les animaux marins ne sont en général pas capable de différencier le goût de l'odorat. Il est toutefois impossible de faire un rapprochement entre les odeurs émises et leur structure moléculaire : deux molécules pouvant avoir une grande ressemblance structurelle, n'ont pas obligatoirement une odeur voisine, l'inverse étant tout aussi possible.
Y a-t-il un lien entre l'odorat et le goût ?
Il est important de savoir que le sens du goût et celui de l'olfaction perçoivent des substances étant de nature différentes. Ces substances sont différents en différents points mais principalement parce que celles de l'odorat sont volatiles alors que celle du goût sont en solution. Cela ne nous empêche pas la plupart du temps de lier ces deux sens comme par exemple lors d'une congestion de l'organe olfactif pendant un rhume. La personne concernée se rend compte que la nourriture a perdu son goût et a l'impression de mâcher de la gomme. En réalité, les gens semblaient percevoir des saveurs par le sens du goût mais il s'agissait d'une combinaison du sens de l'odorat et celui du goût qui donnait le goût de l'aliment en question, il s'agit ici de la rétro-olfaction. Ce mécanisme permet de percevoir l'odeur des aliments passant par la bouche, plus précisément à l'arrière du palais, pour ensuite atteindre l’épithélium olfactif se trouvant dans les fosses nasales. Ces deux sens sont également perçus dans la même région du cerveau, dans le lobe préfrontal.
Quel organe est impliqué ?
L'organe olfactif commence du nez et va jusqu'au bulbe olfactif, région du cerveau aillant pour fonction de traiter les informations olfactives. Le nez n'est en réalité que la partie visible de l'organe olfactif et ne peut donc pas sentir une odeur "soi-même". La réelle fonction du nez est de ventiler, de permettre à l'air d'entrer dans le corps et cela en empêchant les poussières et d'autres matières d'y pénétrer grâce aux poils et au mucus sécrété par certaines glandes. Se trouve au fond du nez sur une surface (d'environ 10cm2 pour l'Homme=, une muqueuse olfactive étant composée de cils reliés à des axones très fins et regroupés pour former le nerf olfactif. Ces axones traversent une couche ossuse très fine afin de pouvoir atteindre le bulbe olfactif.
Quelle est l'anatomie du nez ?
Chez l'homme, le nez est constitué d'un squelette fait de cartilages accolés au squelette osseux de la face. Les deux orifices que sont les narines servent à faire la liaison des cavités nasales avec l'extérieur. Le squelette comprend cinq cartilages principaux. L'espace entre ces cartilages est comblé par des petits cartilages accessoires et du tissu fibreux. Les cartilages principaux sont :
- Le cartilage septal, une lame médiane verticale qui sépare les deux narines ;
- Les cartilages latéraux, deux lames triangulaires qui forment la paroi supérieure de chaque narine ;
- Les cartilages alaires, deux lames concaves en dehors qui forment la paroi antérolatérale des narines.
(cf. annexe)
Quelle est l'anatomie du bulbe olfactif ?
Une zone particulièrement importante pour l'odorat est le bulbe olfactif, aussi appelé lobe olfactif. Il s'agit en fait d'une région du cerveau, très proche du nez et dont la fonction est de traiter les informations olfactives. Les neurones principaux du bulbe olfactif sont les cellules mitrales qui reçoivent l'information directement des récepteurs olfactifs. Ces récepteurs baignent dans une muqueuse, l'épithélium olfactif.
4 types de cellules le constituent:
- les cellules réceptrices olfactives; qui sont les véritables neurones dont les projections remontent jusqu'au bulbe olfactif ;
- les cellules de soutien; qui ont un rôle de soutien et de protection et qui sécrètent une partie du mucus olfactif ;
- les cellules basales; qui ont la propriété de se différencier en nouvelles cellules réceptrices au cours de la vie ;
- les cellules glandulaires; sécrétant le mucus, qui se rassemblent dans une structure appelée glande de Bowman.
(cf. annexe)
Comment sont perçues les odeurs ?
L'odorat est le sens le moins aigu chez l'Homme. En effet, l'odorat n'est pas le sens qui a été favorisé lors de l'amélioration des performances, la bipédie en est un facteur car l'Homme s'est éloigné du sol et a donc moins utilisé son odorat pour chasser par exemple mais plutôt sa vue et son ouïe. Lors de la respiration, l'homme perçoit des odeurs, qui sont une émanation de molécules odorantes volatiles. Ces molécules sont émises soit par certaines glandes présentes chez les organismes soit par la dégradation d'un composé organique complexe (par exemple la mastication d'un aliment qui fait passer les molécules odorantes à l'arrière du palais pour ensuite remonter vers l'épithélium olfactif, autrement dit la rétro-olfaction.
Nous parlons plus précisément de cellules olfactives qui sont en réalité des neurones se trouvant dans la partie supérieure de la cavité nasale (expliqué dans la partie Anatomie) et qui constituent un épithélium sensoriel qui est une muqueuse olfactive, aussi appelé muqueuse jaune. Ce sont, donc, des chimiorécepteurs qui interceptent les corps volatils, par le biais de dendrites ciliées, et expédient l'information odorante par l'axone au bulbe olfactif de l'encéphale. Le bulbe olfactif a pour fonction de traiter et de décoder une information reçue avant de l'envoyer vers les structures supérieures du cerveau. Ensuite, des cellules réceptrices entrent en jeu.
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Le cheminement des odeurs perçues est très précis. Les particules traversent les fausses nasales pour arriver à la cavité nasale, ou elles rencontrent l'épithélium olfactif. Cette muqueuse a pour rôle de reconnaître les molécules se trouvant dans le milieu autour de l'individu grâce à ses récepteurs.
Ces récepteurs sont présents dans les profondeurs de la cavité nasale. Ils sont au nombre d'environ 10 millions (de cellules réceptrices).
Les récepteurs olfactifs sont des protéines qui se trouvent à la base des cils dans la muqueuse de l'épithélium olfactif. Ils sont spécifiques. Selon la forme d'une molécule odorante, celle-ci se fixera sur un récepteur plutôt qu'un autre.
Les molécules odorantes arrivent soit directement par diffusion dans le mucus, soit sont prises en charge par des protéines de transport (appelées odor binding protein ou OBP) qui permettent aux molécules hydrophobes de pénétrer dans le mucus recouvrant l'épithélium, et ainsi d'atteindre les récepteurs membranaires présents sur les cils des neurones olfactifs.(cf. annexe)
Précisez ici l'organisation du bulbe olfactif, glomérule, nerf olfactif, ...
Posez une question pour ce paragraphe en relation avec les aspects cellulaires et la transduction
On pense que ces protéines de transports concentreraient les molécules odorantes sur les récepteurs membranaires. En tant que ligands, les molécules odorantes se couplent avec les récepteurs membranaires des cils ce qui déclenche une voie de transduction d'un stimulus faisant intervenir des protéines G (premier messager), l'enzyme adénylate cyclase, et l'adénosine monophosphate cyclique (second messager). Le second messager provoque l'ouverture des canaux ioniques présents sur la membrane plasmique du récepteur olfactif. Ces canaux ioniques laissent passer à la fois les ions Na+ et les ions Ca2+, induisant une dépolarisation de la membrane de sorte que le récepteur olfactif produit des potentiels d'action (autrefois et encore parfois appelé influx nerveux, correspond à une dépolarisation transitoire, locale, brève et stéréotypée de la membrane plasmique des neurones, selon une loi du tout ou rien). Ces influx vont aller directement vers le bulbe olfactif, dans la région préfrontale du cerveau, où ces informations (et celles du goût) sont traitées par l'organisme.
(cf. annexe)
Est-il possible d'affiner son odorat au cours de sa vie ?
Oui nous le pouvons! Au septième mois de grossesse, l'humain peut, dors et déjà sentir les odeurs provenant du liquide amniotique. Lorsque le liquide entre par le nez et atteint la muqueuse olfactive ce qui permet aux odeurs d'être captées et mémorisées. Ensuite, le nouveau né pourra reconnaître des parfums comme celui de sa mère mais également de sélectionner les odeurs qui lui procureront une sensation agréable.
La mémoire joue un rôle crucial en ce qui concerne d'affiner notre odorat. En effet, plus nous prêtons une attention particulière à une odeur, plus il nous est capable de la mémoriser et de la reconnaître facilement. Malheureusement pour l'Homme, celui ci n'utilise l'odorat pour aucun de ses besoins vitaux et donc ne prête pas assez d'attention aux odeurs contrairement aux autres animaux.
L'adaptation olfactive
Lorsque les neurones récepteurs olfactifs sont sans cesse exposés à un stimulus précis, ils finiront par s'adapter à celui ci. Cette adaptation se traduit à la fois par des réactions physiologiques et par la perception des odeurs. Il s'agit en réalité d'une diminution de la faculté de distinguer des odeurs ainsi que de la fréquence du potentiel d'action. Les origines du second phénomène sont l'augmentation de la liaison Ca2+/calmoduline qui a pour effet de diminuer l'excitabilité du canal à l'AMPx et la sortie de CA2+ qui est provoqué par l'activation des protéines d'échange Na+/Ca2+, atténuant ainsi le potentiel d'action.
Quelles pathologies peuvent affecter l'odorat ?
On appelle dysosmie, les différentes altérations de la sensibilité olfactive. On peut distinguer les dysosmies en dysosmies physiologiques (au cours du cycle menstruel, de la grossesse, de l’allaitement) et en dysosmies pathologiques (qui sont acquises et congénitales). On peut également les différencier en quantitatives et qualitatives : les premières consistent dans une incapacité (qu'on appelle anosmie) ou réduction (qu'on appelle hyposmie) de la perception des odeurs ou dans une capacité excessive à percevoir les odeurs (hyperosmie) ; les secondes peuvent se présenter comme une identification erronée de la substance odorante (parosmie) ou comme la perception d’odeurs répugnantes (cacosmie) ou d’odeurs non présentes dans le milieu (fantosmie).
Classification anatomique des dysosmies. Les dysosmies peuvent être classées, selon le siège anatomique de la lésion qui les a provoquées, en :
- Les dysosmies de transmission, causées par une lésion située au niveau des fosses nasales ;
- Les dysosmies de perception, causées par une lésion au niveau de l’appareil neurosensoriel.
- Les dysosmies de perception se classent à leur tour en dysosmies de réception, causées par des lésions du neuro-épithélium, en dysosmies de conduction causées par des lésions du nerf, du bulbe ou des voies olfactives, en dysosmies corticales ou centrales et en dysosmies d’association d’origine hypothalamique
Quels sont les traitements possibles ?
Il y a effectivement peu de possibilités thérapeutiques pour le traitement d'un dysfonctionnement de l’odorat. Le traitement a plus souvent une maladie précise comme cible à traiter que le dysfonctionnement olfactif lui-même. Il suffit de changer de milieu environnemental lorsque la perte de l'odorat est due à des produits toxique. Lors de traumatismes et de post-infections des voies aériennes supérieures, les patients récupèrent, même sans un traitement ciblé, peu à peu leur odorat. La guérison peut s'étendre sur une durée de deux ans. Avec les problèmes rhino-sinusiens, la récupération de l'odorat est immédiate.
Lorsque l'organe est affecté
Comme dit ci-dessus, la perte ou le désordre de l'odorat est souvent due à une maladie sous-jacente. Il faut donc traiter et guérir la maladie en question qui a pour effet secondaire un dysfonctionnement olfactif.
Lorsque le cortex cérébral est affecté
Les neurones olfactifs ont la capacité de se renouveler. Ce renouvellement a lieu environ tous les deux à trois mois. Dans certains cas le renouvellement peut être d'une durée plus longue ou s’effectuer de manière incomplète, voire pas du tout.
Bibliographie
•Biologie, Raven, Ed. De Boeck, Olfaction
•Biologie, Campbell, Ed. De Boeck Olfaction