Le nez humain est bien plus qu’un simple organe respiratoire. Bien qu’il réchauffe, filtre et humidifie l’air que nous respirons, le nez participe aussi au sens de l’odorat. Les substances chimiques présentes dans l’air stimulent le nez et nous informent de ce qui nous entoure. Le nez agit un peu comme un système d’alarme : une odeur de nourriture nous ouvrira l’appétit tandis qu’une odeur de fumée nous préviendra d’un danger. Ce sens, le plus ancien et le plus primitif dans l’évolution des espèces, est le pivot d’un dialogue complexe entre l’environnement et notre homéostasie énergétique.
Anatomie et physiologie des fosses nasales
Les fosses nasales constituent l’étage supérieur des voies respiratoires : elles s’ouvrent à la fois vers l’extérieur (narines) et vers le pharynx (narines internes, ou choanes). Les fosses nasales droite et gauche sont séparées par la cloison nasale. La muqueuse qui tapisse cette infrastructure ostéo-cartilagineuse complexe n’est pas homogène. La muqueuse qui tapisse les fosses nasales est riche en vaisseaux sanguins, d’où sa couleur rose, et elle renferme de nombreuses glandes à mucus qui la maintiennent constamment humide. À la muqueuse rose s’oppose la muqueuse jaune, à rôle sensoriel. Celle-ci forme sur le cornet supérieur une tache de l’ordre du centimètre carré.
Cette zone olfactive est sensible à certaines substances solubles dans le mucus nasal. Quand le mucus est rare, par temps sec, l’olfaction est moins bonne. La morphologie interne des fosses nasales imprime forme, direction, volume et vélocité à l’air inspiré. Les mouvements tourbillonnaires du courant aérien favorisent son contact avec la muqueuse des fosses nasales. Les particules en suspension sont alors filtrées en adhérant au mucus qui tapisse la surface épithéliale. Le mucus est composé à 95 % d’eau.
Le système de défense et le complexe naso-pharyngé
Le nez a les capacités de contenir les agressions aéroportées, empêchant leur propagation à l’oreille moyenne et aux bronches, et leur diffusion dans l’organisme. Le système muco-ciliaire, un film de 10μ d’épaisseur, recouvre la surface de l’épithélium. Ce mucus est un gel visco-élastique contenant de nombreux éléments immuno-compétents. Les IgA sécrétoires constituent la classe dominante des immunoglobulines présentes dans les sécrétions nasales.
Le rhinopharynx ou nasopharynx est la partie supérieure du pharynx au-dessus du voile du palais constituée des fosses nasales. Il est en communication avec la trompe auditive, ou trompe d’Eustache, un conduit osseux et fibro-cartilagineux reliant la paroi antérieure de l’oreille moyenne au rhinopharynx. La trompe d’Eustache est un conduit étroit qui relie l’oreille moyenne et le rhino-pharynx. Dans les conditions normales, la trompe, fermée au repos, s’ouvre pendant une fraction de seconde lors de la déglutition ou d’un bâillement. À ce moment, l’air reste dans l’oreille moyenne et remplace celui qui a été absorbé par la muqueuse ou corrige la pression qui a été modifiée par un changement d’altitude.
Le processus de transduction olfactive
L’appareil récepteur est constitué par la tache olfactive située dans la muqueuse nasale. Lorsque nous inspirons, des particules volatiles entrent en contact avec cette zone qui les identifie. Ces cellules olfactives sont munies de petits cils enfouis dans le mucus présent dans le nez. Elles réagissent aux molécules dissoutes dans le mucus. Le mucus est le liquide du nez, tandis que la salive est le liquide de la bouche. Les sensations perçues sont traduites en influx nerveux.
Un produit odorant qui pénètre dans le nez deviendra une odeur identifiée par le cerveau, grâce à la muqueuse olfactive tapissant la partie supérieure de notre cavité nasale sur une surface de 2 à 3 cm². Cette muqueuse contient des millions de cils à l’air libre prolongeant environ 400 neurones « récepteurs olfactifs ». Les docteurs Linda Buck et Richard Axel ont découvert que plus de 1000 gènes jouent un rôle dans le codage de différents types de récepteurs olfactifs. Chaque récepteur peut reconnaître plusieurs molécules, et chaque molécule odorante peut activer plusieurs récepteurs.
Système olfactif : anatomie et physiologie, voies, animation.
Le bulbe olfactif : centre de traitement primaire
Le bulbe olfactif, parfois appelé lobe olfactif, est une région du cerveau des vertébrés dont la fonction principale est de traiter les informations olfactives en provenance des neurones chémorécepteurs olfactifs. Le bulbe olfactif est la première région du système nerveux central à traiter l’information olfactive. Il reçoit l’information olfactive en provenance de l’épithélium olfactif. Les filets olfactifs pénètrent dans le crâne par la lame criblée de l’ethmoïde et se terminent dans le bulbe olfactif où ils font synapse avec le deuxième neurone.
Ces fibres pénètrent dans quelques milliers de glomérules olfactifs, des structures sphériques de 150 à 250 µm de diamètre. C’est dans ces glomérules que les axones des neurones récepteurs olfactifs font synapses avec les dendrites apicales des cellules mitrales, cellules principales du bulbe olfactif. Le bulbe olfactif contient potentiellement beaucoup d’informations sur la formidable plasticité du tissu nerveux, une partie des cellules du bulbe étant la cible d’un renouvellement permanent via le processus de neurogenèse à l’âge adulte.
Olfaction, hypothalamus et régulation de la faim
Les voies olfactives sont les seules à ne pas faire relais d’abord dans le thalamus. Les axones qui sortent des cellules mitrales se rendent en partie au bulbe opposé et en partie vers le noyau olfactif antérieur. Les fibres ré-émises vont au cortex olfactif, vers le cortex limbique, vers l’hippocampe ou les corps mamillaires. On comprend ainsi le rôle inconscient de l’olfaction dans beaucoup de comportements fondamentaux dépendants de l’hypothalamus et du système limbique (sexualité, faim, sociabilité).
L’odeur de pain grillé portée par les courants aériens monte dans notre nez jusqu’aux fosses nasales. Là, les substances odorantes se posent sur les membranes de cellules olfactives. Sur chaque membrane, des récepteurs variés identifient l’odeur et envoient le message sous forme d’un très léger courant électrique jusqu’au bulbe olfactif. Cette partie du cerveau traite l’information et propage le message notamment jusqu’à l’hypothalamus. Celui-ci provoque une salivation pour préparer la dégustation et la digestion.
Cette synthèse présente le rôle crucial de l’olfaction dans la régulation de l’homéostasie énergétique. Les neurones du système olfactif stimulent les aires cérébrales impliquées dans les émotions, la mémoire et le plaisir, et qui sont liées à l’alimentation. Ils sont modulés par le niveau du métabolisme énergétique corporel, qu’ils régulent en retour. La sensibilité olfactive diminue dans l’obésité et la chirurgie bariatrique la rétablit. Dans un modèle murin de l’obésité, l’activation locale du système glucagon-like peptide-1 (GLP-1) dans le bulbe olfactif induit une meilleure régulation de la glycémie et de la prise alimentaire.
Impact de l’obésité et du diabète sur le système sensoriel
L’obésité et le diabète de type 2 sont des maladies chroniques qui ont en commun un dysfonctionnement de l’homéostasie énergétique. L’obésité est caractérisée par une dérégulation de la balance énergétique, provoquée par une baisse de la dépense énergétique totale et un excès d’apport calorique. La résistance à l’insuline constitue un mécanisme physiopathologique clé. Elle est provoquée, en grande partie, par la lipotoxicité des acides gras qui vont s’accumuler dans le foie, les muscles et le pancréas, mais aussi au niveau cérébral.
Les personnes en situation d’obésité présentent une sensibilité intéroceptive réduite aux signaux internes de faim et de satiété. L’intéroception est la capacité cérébrale à évaluer les activités physiologiques de l’organisme par la détection et la régulation des états internes vitaux. L’odorat est le premier et le plus important des sens pour prédire les caractéristiques des aliments. De nombreuses études cliniques ont montré une association entre obésité, diabète de type 2 et troubles neurologiques, incluant une atrophie de certaines régions cérébrales.
En France, on estime à 17 % la part de la population souffrant de troubles olfactifs causés majoritairement par des problèmes ORL et des traumas crâniens. Le nombre de sujets hyposmiques augmente massivement avec l’âge. Dans le diabète de type 2, l’apparition de troubles olfactifs peut prédire les troubles cognitifs, soulignant l’importance de cet organe sensoriel comme baromètre de notre état métabolique général.
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