Znajdź zawartość

Ludzie z analgezją wrodzoną, którzy w ogóle nie odczuwają bólu, cierpią również na anosmię (całkowitą utratę węchu), dlatego nie potrafią odróżniać zapachów. Dzieje się tak, ponieważ i jedno, i drugie zależy od niewystępującego u nich kanału jonowego Nav1.7. Jan Weiss ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Saarze badał 3 osoby z analgezją wrodzoną: rodzeństwo i jeszcze jednego ochotnika. Niemcy chcieli sprawdzić, jak działają zmysły pacjentów i czy zawodzi coś jeszcze poza odczuwaniem bólu. Okazało się, że badani dobrze widzą i słyszą. Sądzili też, że dobrze wyczuwają wonie, ale testy obaliły to przekonanie. Naukowcy zastosowali nasączone waciki. Pachniały one octem winnym, pomarańczą, miętą, perfumami i kawą. Chorzy z analgezją nie byli w stanie ich odróżnić. Gdy powtórzono badanie z 9 zdrowymi ludźmi i rodzicami uczestniczącego w eksperymencie rodzeństwa, wystąpiła oczekiwania reakcja. Członkowie grupy kontrolnej odwracali nos od ostrego zapachu octu i z przyjemnością zaciągali się wonią pomarańczy czy perfum. Niemcy już wcześniej wiedzieli, że u osób z analgezją wrodzoną w błonach komórek zwojów korzeni grzbietowych nerwów rdzeniowych nie występują bramkowane napięciem kanały sodowe Nav1.7 (w genie SCN9A dochodzi do mutacji utraty funkcji). Zastanawiali się więc, czy ich brak nie odpowiada przypadkiem również za kłopoty z węchem. Z błony śluzowej nosa i pozostałych części układu węchowego zdrowych osób pobrano więc próbki tkanek. Okazało się, że w błonach neuronów węchowych znajdowały się kanały jonowe Nav1.7. Później ekipa Weissa wyhodowała myszy pozbawione Nav1.7 w neuronach węchowych. Stwierdzono, że w odpowiedzi na zapachy komórki te nadal generowały potencjał czynnościowy, ale nie dochodziło do synaptycznego przekazania sygnału do sąsiednich neuronów. Zwierzęta nie reagowały ani na wonie jedzenia, ani na zapach moczu osobnika płci przeciwnej, ani wreszcie na zapach wroga, w tym wypadku lisa. Nie umiały się też nauczyć nowych zapachów. Matki oddzielone od potomstwa nie były w stanie odnaleźć młodych. Frank Zufall, współpracownik Weissa, podkreśla, że odkrycie związku między odczuwaniem bólu i zapachów było bardzo zaskakujące. Nie wiemy, czemu te dwa zmysły wykorzystują ten sam kanał jonowy, ale niewykluczone, że to bardziej rozpowszechniony w układach czuciowych kanał sodowy. Wcześniejsze badania pokazały, że do jego ekspresji dochodzi w komórkach smakowych. Zufall zaznacza, że w przyszłości trzeba będzie sprawdzić, czy leki przeciwbólowe, które często obierają na cel właśnie kanały sodowe, nie wpływają jednocześnie negatywnie na powonienie.

Nawigując, gołębie polegają głównie na powonieniu. Młode osobniki uczą się rozpoznawać zapachy środowiskowe przynoszone do gołębnika przez wiatr, by potem znaleźć drogę do domu z nieznanej okolicy. Co ciekawe, ostatnio niemiecko-włoski zespół zademonstrował, że ptaki nawigują znacznie gorzej, gdy zatka im się prawe nozdrze. Tym samym naukowcy z Instytutu Ornitologii Maxa Plancka w Radolfzell am Bodensee i Uniwersytetów w Triencie oraz w Pizie wykazali, że lewa półkula mózgu, gdzie przetwarzane są dane zapachowe, jest kluczowa dla orientacji przestrzennej gołębi. Zdolność powracania gołębi do domu fascynowała ludzi od wieków. Wg naukowców, ptaki te dysponują unikatowym węchem, tworzą sobie też coś w rodzaju zapachowej mapy otoczenia. Wiele wskazuje jednak na to, że ich nozdrza nie wyczuwają woni w tym samym stopniu. Podobnie jak ludzie, wykrywają je lepiej prawą dziurką. Martin Wikelski z Instytutu Maxa Planca i Anna Gagliardo z Uniwersytetu w Pizie zakończyli niedawno badania z udziałem 31 gołębi. Części ptaków badacze wkładali gumową zatyczkę do lewego nozdrza, a części do prawego. Wszystkie były hodowane w okolicach Pizy. Na plecach zamocowano im niewielkie rejestratory GPS i wypuszczono w pobliżu Cigoli w Toskanii (ok. 42 km od macierzystego gołębnika). Akademicy stwierdzili, że ptaki, które nie mogły oddychać przez prawe nozdrze, obrały bardziej krętą trasę. Częściej się też zatrzymywały i spędzały więcej czasu na badaniu otoczenia w miejscach popasu. Podejrzewamy, że te gołębie musiały się zatrzymywać, by zebrać dodatkowe informacje o otoczeniu, ponieważ nie mogły nawigować, wykorzystując powonienie. Zachowanie to [...] pokazuje, że istnieje asymetria postrzegania i przetwarzania zapachów w obrębie prawo- i lewostronnego układu węchowego – wyjaśnia Gagliardo. Jak mózg ptaka przetwarza dane zmysłowe i czemu jest to przetwarzanie asymetryczne, na razie nie wiadomo.

Ludzie z wyższym wskaźnikiem masy ciała mają bardziej czuły zmysł powonienia, jeśli chodzi o jedzenie. Dr Lorenzo Stafford z Wydziału Psychologii University of Portsmouth opublikował wyniki swoich badań w najnowszym wydaniu pisma Chemical Senses. Naukowiec sprawdzał, czy bycie głodnym lub najedzonym wpływa na zdolność odróżniania zapachów. Odkrył, że gdy ludzie są głodni, mają wyczulony nos na zapachy niespożywcze, ale wykrywanie woni jedzenia idzie im, co ciekawe, lepiej po zapełnieniu żołądka. Dalsza analiza uzyskanych wyników pokazała, że w porównaniu do osób z niskim BMI, badani z wysokim wskaźnikiem masy ciała mieli gorsze powonienie w przypadku zapachów niezwiązanych z jedzeniem i większą wrażliwość na zapach pokarmów. Na razie psycholodzy nie wiedzą, czemu ludzie lepiej wyczuwają woń jedzenia po jedzeniu, ale wg doktora Stafforda, w ten sposób ciało wykrywa i odrzuca pokarmy, których już nie potrzebuje do podtrzymania właściwej równowagi energetycznej. Wspierając rezultaty wcześniejszych badań, najnowsze wyniki sugerują, że osoby z wyższym BMI mają upośledzony węch w odniesieniu do zapachów niespożywczych. Gdy jednak w grę wchodzi woń jedzenia, te same jednostki wypadają lepiej. Można spekulować, że w przypadku ludzi z tendencją do tycia wyczulony na jedzenie węch odgrywa bardziej aktywną rolę w kształtowaniu ilości spożywanych pokarmów. Brytyjczyk wyjaśnia, że już od jakiegoś czasu wiemy, że kora węchowa jest połączona z rejonami mózgu związanymi z odżywianiem. Mniej jasne było jednak, do jakiego stopnia kontroluje ona ilość zjadanego pokarmu. Zespół z Portsmouth przeprowadził 2 eksperymenty. W sumie wzięły w nim udział 64 osoby w wieku 18-49 lat. W przypadku woni niespożywczych ustalano próg wrażliwości zmysłowej, czyli najmniejszą ilość zapachu, przy której dany człowiek cokolwiek wyczuwał. W przypadku zapachów jedzenia chodziło zaś o odróżnienie woni pokarmu od zapachu neutralnego. W badaniach wykorzystano zapach n-butanolu (zapach niespożywczy) oraz aromat naturalnych ziół, który stosuje się w przemyśle spożywczym.

Bakterie kojarzą się głównie ze śmierdzącymi substancjami, które produkują – warto wspomnieć choćby o siarkowodorze czy merkaptanach – lecz okazuje się, że organizmy te dysponują też molekularnym nosem. Zespół mikrobiologów z Uniwersytetu w Newcastle wykazał, że bakterie potrafią w ten sposób wykryć lotne związki, np. amoniak, wytwarzane przez inne rywalizujące z nimi mikroby. Zespół doktora Reinderta Nijlanda ustalił, że po "wyniuchaniu" konkurencji bakterie zaczynają tworzyć biofilm – czyli trójwymiarową kolonię zawieszoną w macierzy zewnątrzkomórkowych polimerów, która może przylegać do wilgotnych powierzchni. Z biofilmami związana jest lekooporność, stanowią one również główną przyczynę zakażeń implantów medycznych, takich jak zastawki serca, endoprotezy bioder czy nawet implanty piersi. Poza tym Brytyjczycy wspominają o tzw. biofoulingu, o którym po raz pierwszy napisano na początku XX wieku. W literaturze limnologicznej organizmy poroślowe nazwano wtedy mianem Aufwuchsmarine biofouling. Obrastanie kadłubów statków przynosi ogromne straty. Stają się one bowiem nadmiernie obciążone, co wiąże się ze zwiększonym tarciem i zużyciem paliwa. Odkrycie Nijlanda pozwoli lepiej zrozumieć mechanizm tworzenia biofilmów oraz ustalić, jak nimi manipulować dla naszych korzyści. To pierwszy dowód na istnienie bakteryjnego nosa, zdolnego do wykrywania potencjalnych konkurentów. Biofilm odgrywa ważną rolę zarówno w warunkach medycznych, jak i przemysłowych, dlatego fakt, że komórki tworzyły go pod wpływem ekspozycji na amoniak, ma kapitalne znaczenie [...]. Następnym krokiem będzie zidentyfikowanie nosa lub czujnika, który realizuje funkcję powonienia. Najnowsze odkrycie pokazuje, że bakterie dysponują co najmniej czterema z pięciu zmysłów: 1) reagują na światło, co odpowiada wzrokowi, 2) przejawiają zależną od kontaktu ekspresję genów (dotyk), 3) reagują na obecne w środowisku związki chemiczne i toksyny albo pod wpływem bezpośredniego kontaktu (smak), albo 4) stykając się z nimi przez powietrze (powonienie). Amoniak to jedno z najprostszych źródeł azotu – składnika kluczowego dla bakteryjnego wzrostu. Używając dwóch konkurencyjnych gatunków bakterii Bacillus subtilis i B. licheniformus, akademicy wykazali, że lotny amoniak stymulował tworzenie biofilmu, a siła reakcji spadała w miarę zwiększania odległości między koloniami. Zmysł węchu zaobserwowano u wielu istot, nawet u drożdży i śluzowców, ale nasze studium pokazuje po raz pierwszy, że powonienie występuje także u bakterii. Z ewolucyjnego punktu widzenia wierzymy, że to może być pierwszy przykład na to, jak żyjący organizm nauczył się wyczuwać inne organizmy – podsumowuje nadzorujący projekt prof. Grant Burgess.

W brytyjskim Paignton Zoo opiekunowie w nietypowy sposób próbują stymulować zwierzęta intelektualnie, dbając jednocześnie o ich kondycję fizyczną, a zwłaszcza o stan skóry. Zastosowali właśnie aromaterapię, na którą ponoć szczególnie dobrze reagują duże koty. Alternatywną metodę terapeutyczną zaczęto testować m.in. na lwicy Indu, a samica tapira Misha uwielbia masaż pleców z olejkiem migdałowym. Julian Chapman, starszy opiekun w dziale ssaków, podkreśla, że zoo stara się urozmaicać otoczenie zwierząt, by stymulować je fizycznie i psychicznie. Wiele zwierząt, a w szczególności duże koty, dobrze reaguje na zapachy innych zwierząt czy zapachy ziół i przypraw. Specjaliści wykorzystują różne formy aromaterapii, m.in. olejki rozcieńczane w wodzie i wkraplane wokół wybiegów. Jedna z pracownic Lucy Manning opowiada, że o ile lawenda działa na ludzi relaksująco, u kotów dzieje się dokładnie na odwrót: stają się po niej pobudzone. W rzeczywistości większość zapachów stymuluje je jako swego rodzaju nowość. Nie powinno to dziwić, zważywszy, że powonienie lwów jest o wiele wrażliwsze od naszego. Brytyjczycy stosują też specjalne maści lecznicze. U naczelnych i świń suchość skóry jest zwalczana za pomocą olejku lawendowego rozprowadzonego w wodzie. W przeszłości Paignton Zoo zostało wyróżnione nagrodą za wysiłki zmierzające w kierunku prowokowania naturalnych zachowań podopiecznych oraz dbałość o ich kondycję. Przed aromaterapią stosowano dzwonki wiatrowe, zwierzęta mogły się też nacieszyć cicho odtwarzaną muzyką.

Studium Mathilde Beaulieu-Lefebvre z Uniwersytetu Montrealskiego obaliło mit o wyostrzonym zmyśle powonienia osób niewidomych. Okazuje się, że niemożność posługiwania się wzrokiem sprawia, iż ludzie po prostu zwracają większą uwagę na to, jak postrzegają zapachy. Jeśli wejdziesz do pomieszczenia, gdzie zaparza się kawę, szybko spojrzysz na ekspres. Wchodząc do tego samego pokoju, osoba niewidoma uzyska informację jedynie w postaci zapachu kawy. Z tego powodu woń stanie się bardzo ważna dla jej przestrzennej reprezentacji [otoczenia]. W 3-etapowym badaniu wzięło udział 25 ludzi, w tym 11 niewidomych od urodzenia. Wszyscy wypełniali kwestionariusz i byli angażowani w 2 eksperymenty. W pierwszym za pomocą olfaktometru mieli rozróżnić 16 zapachów perfum, w drugim, leżąc w specjalnym urządzeniu do obrazowania tomodesytometrze, mieli zidentyfikować trzy wonie: róży, wanilii oraz butanolu. Prof. Maurice Ptito, opiekun naukowy Beaulieu-Lefebvre, uznaje teorię o dokładniejszym zmyśle powonienia niewidomych za jeden z tzw. miejskich mitów. Przyznaje jednak, że ociemniali przewyższają widzących pod względem nakładów poznawczych, przeznaczanych do rozpoznania zapachu. Dzięki obrazowani funkcjonalnemu Kanadyjczycy ustalili, że ludzie niewidomi intensywniej używają wtórnej kory węchowej (haka i kory śródwęchowej), poza tym posługują się korą potyliczną, która w zwykłych okolicznościach realizuje funkcje związane z widzeniem. W przypadku tej ostatniej Ptito mówi o swego rodzaju recyklingu, gdzie część mózgu jest reorganizowana i wykorzystywana w inny niż pierwotnie pomyślano sposób. Beaulieu-Lefebvre już planuje programy adaptacyjne dla ociemniałych. Wspomina m.in. o centrach handlowych, gdzie każdy dział czy sklep ma swój unikatowy zapach. Specjalnie opracowana metoda pozwoliłaby niewidomym orientować się w takich miejscach.

Teofilina, alkaloid jeszcze niedawno stosowany do leczenia astmy i innych schorzeń układu nerwowego, w ostatnim czasie "wyszedł z mody" ze względu na występowanie dość uciążliwych objawów ubocznych. Istnieje jednak szansa, że już niedługo powróci on do łask jako skuteczny lek przywracający utracony zmysł węchu. Pionierem wykorzystania teofiliny w celu leczenia hiposmii, czyli osłabienia zmysłu powonienia, jest dr Robert Henkin, szef waszyngtońskiej instytucji Center for Molecular Nutrition and Sensory Disorders. Zapotrzebowanie na skuteczną terapię tego schorzenia jest ogromne - w samych Stanach Zjednoczonych liczba cierpiących na nie osób wynosi około 20 milionów. Istnieje wiele możliwych przyczyn hiposmii. Najczęstsze z nich to infekcje wirusowe, urazy głowy, alergie oraz nadużywanie donosowych leków lokalnie obkurczających naczynia krwionośne. Istotne są także różnego rodzaju przyczyny anatomiczne, takie jak nietypowa budowa nosa i jamy nosowej oraz polipy. Efektem jest pogorszenie węchu, powodujące z kolei m.in. ogromną frustrację, utratę motywacji do odżywiania się i obniżenie masy ciała. Badania nad wykorzystaniem teofiliny w celu przywracania węchu trwały aż 7 lat. Ponad połowa spośród 312 uczestników studium uważa, że podawanie leku zauważalnie wyostrzyło u nich zmysł powonienia, a u 20% udało się nawet przywrócić normalny poziom czułości nosa. Sekretem skuteczności starego-nowego leku jest jego zdolność do zwiększania stężenia czynników wzrostowych stymulujących rozwój tkanki nerwowej, do której należą m.in. neurony odpowiedzialne za odczuwanie zapachów. Efekty uboczne terapii były dość łagodne i charakterystyczne dla przyjmowania alkaloidów z grupy metyloksantyn (związkiem pokrewnym z teofiliną jest np. kofeina) - obejmowały one m.in. bezsenność i rozdrażnienie. Dr Henkin liczy jednak, że będzie można temu zaradzić poprzez aplikowanie teofiliny wprost do nosa. Niestety, ustalenie skuteczności takiej metody będzie wymagało kolejnej serii czasochłonnych testów.

Niemieccy naukowcy zauważyli, że wyższe dawki Viagry mogą zmniejszyć zdolność do odczuwania zapachów, co najprawdopodobniej łączy się ze wzrostem przekrwienia śluzówki nosa. Zespół prowadzony przez dr. V. Gudziola z University of Dresden Medical School badał 20 młodych i zdrowych wolontariuszy, którzy otrzymywali: a) 50-mg dawkę Viagry, b) 100-mg dawkę leku na potencję lub c) placebo. Następnie testowano ich za pomocą rozpylającego zapachy urządzenia (The Journal of Urology). Naukowcy oceniali czułość zmysłu powonienia (próg wyczuwania zapachu), rozróżnianie woni oraz zdolność do zidentyfikowania zapachu. Odkryli, że 100-mg dawka Viagry powodowała spadek zdolności rozróżniania woni oraz czułości zmysłu węchu, w porównaniu do grupy zażywającej placebo. Co ciekawe, niższa (50-mg) dawka leku nie wpływała na funkcjonowanie powonienia. Niemcy podkreślają, że chociaż nie oceniali tego zjawiska w swoim studium, wcześniejsze raporty wspominały o spadku przepływu powierza przez nos u pacjentów zażywających Viagrę. Logicznie byłoby to wywołane obrzękiem związanym z przekrwieniem.

Wrażliwość ludzkiego powonienia była do tej pory znacznie zaniżana. Być może wcale nie jest prawdą, że mamy węch gorszy od innych zwierząt. Badacze amerykańscy opublikowali na łamach magazynu Nature Neuroscience opis eksperymentu, w ramach którego ludzie podążali za zapachem z nosem przy ziemi, tak jak robią to psy. Okazało się, że osiągają wtedy naprawdę niezłe wyniki. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkley prosili 32 badanych o odszukanie na trawniku 10-metrowej długości tropu i podążanie jego śladem aż do końca. Wykorzystali różne zapachy, między innymi tłuszczu zawartego w czekoladzie. By wolontariusze polegali wyłącznie na swoim powonieniu, zakrywano im oczy, uszy, a na dłonie zakładano grube rękawiczki. Dwóm trzecim badanych udało się odnaleźć i śledzić ślady zapachowe. Chociaż ludzie byli wolniejsi od zwierząt w podążaniu za wonią, ich skuteczność poprawiała się w miarę ćwiczenia. W innych badaniach wykazano, że człowiek potrzebuje obu nozdrzy, żeby być w stanie tropić zapachy. Zespół dr. Noama Sobela wykazał, że po treningu ludzie są w stanie wykonywać zadania, które, jak do tej pory uważano, są "zarezerwowane" wyłącznie dla zwierząt. Powonienie jest u ludzi zmysłem wykorzystywanym w mniejszym stopniu niż u zwierząt, co nie znaczy, że mechanizmy leżące u podstaw jego działania są u naszego gatunku nieskomplikowane. Dr Peter Brennan, fizjolog z Uniwersytetu w Bristolu, przypomina, że wcześniejsze studia wykazały, iż noworodki wykorzystują zapach, by odnaleźć matkę. Teraz jednak po raz pierwszy udało się wykazać, że dorośli także odwołują się do powonienia w tym samym celu. Brennan sądzi, że odkrycia Amerykanów otworzyły nowe możliwości przed badaczami zmysłu węchu. Według niego, warto byłoby sprawdzić, w jakim stopniu osoby niewidome mogą opierać się na powonieniu, by odnaleźć drogę.