Le système olfactif permet la perception des odeurs. Il est composé des récepteurs olfactifs, d'un système de transduction, du bulbe olfactif puis du cortex olfactif. Le neuroépithélium olfactif, situé dans le toit des cavités nasales, comprend cellules réceptrices bipolaires, les cellules de soutien, les cellules basales et les brosses. Il y a environ 6 millions de neurones récepteurs bipolaires sensoriels dont les corps cellulaires et dendrites sont dans l'épithélium. Les axones de ces cellules s'agrègent en 30-40 fascicules, appelés fila olfactif, qui se projettent à travers la plaque criblée.
La transduction olfactive commence par le mouvement des odorants de la phase aérienne à la phase aqueuse dans le mucus olfactif. Les odorants sont transportés par des protéines de liaison odorantes ou diffusent à travers le mucus et atteignent les cils aux extrémités dendritiques des neurones récepteurs bipolaires. La stimulation provoque le déclenchement de potentiel d'action et les signaux sont envoyés au cerveau via la fila olfactive.
Structure et anatomie du bulbe olfactif
Le bulbe olfactif est le principal structure relais de la voie olfactive au sein du système nerveux central. Il contient les axones des cellules réceptrices olfactives, qui prennent leur origine dans l'épithélium olfactif de la cavité nasale. Ces neurones sensoriels primaires détectent les molécules odorantes dans le cadre du sens de l'odorat et projettent à travers la lame criblée pour faire synapse avec les cellules mitrales et les cellules en touffes dans le bulbe olfactif.
Le bulbe olfactif est une structure appariée, située dans la fosse crânienne antérieure, directement inférieure à la région orbitaire du lobe frontal. Il est situé latéralement par rapport à la crista galli et supérieurement à la lame criblée de l'os ethmoïde. Le bulbe comprend des neurones, des fibres nerveuses, interneurones, microglia, astrocytes et vaisseaux sanguins. Il est composé de 6 couches : couche nerveuse olfactive, couche glomérulaire, couche plexiforme externe, couche cellulaire mitrale, couche plexiforme interne et couche granuleuse.
Le codage olfactif : de la molécule à la perception
Il existe environ 1 000 récepteurs olfactifs codés dans le génome humain, bien que moins de 500 récepteurs soient fonctionnels dans l'épithélium nasal. Chaque neurone récepteur est un seul type de récepteur olfactif et n'est spécifique à aucun odorant. Un odorant est reconnu par plusieurs types de récepteurs et les odorants sont donc reconnus par une combinaison de récepteurs. Le système olfactif repose sur différents modèles d'excitation pour obtenir différents codes pour différents odorants.
Une caractéristique unique de l'olfaction est son indépendance vis-à-vis du thalamus. Les signaux d'odeur sont envoyés directement du neurone récepteur sensoriel au cortex primaire. L'identité, la qualité et la familiarité des odeurs sont principalement déchiffrées par le cortex piriforme. Le cortex olfactif primaire comprend le noyau olfactif antérieur, le cortex piriforme, le noyau cortical antérieur de l'amygdale, le complexe périamygdaloïde et le cortex entorhinal rostral.
Comment sent-on ?
Distinctions fondamentales : Odeur, Arôme et Saveur
À force de réaliser des ateliers de dégustation à domicile, j'ai remarqué que les termes odeur, arôme, saveur, sensation et flaveur sont souvent confondus. Il m'arrive moi-même de les mélanger.
Odeur - Voie directe
Les odeurs proviennent de molécules odorantes volatiles (composés aromatiques) qui s’échappent de diverses substances et se retrouvent dans l’air. Les narines captent l’air transportant ces molécules odorantes, puis circulent ensuite dans les fosses nasales. À ce moment-là, l’air est filtré, réchauffé et humidifié. Les molécules odorantes se dissolvent dans le mucus et sont captées par des cellules spécialisées appelées récepteurs olfactifs. Leur rôle est de détecter ces molécules odorantes et de les transformer en signal électrique.
Arôme - Voie rétronasale
Les arômes sont perçus grâce à des molécules odorantes volatiles qui s’échappent généralement de substances d’origine végétale ou animale. Ces molécules peuvent atteindre le nez de deux façons : directement par les fosses nasales (odeur) ou indirectement par la bouche (arôme) grâce à un phénomène appelé rétro-olfaction. Lors de la rétro-olfaction, les molécules odorantes pénètrent dans la bouche lorsque l’on aspire de l’air, boit ou mastique une substance. Elles sont ensuite acheminées vers les fosses nasales par un passage communiquant situé à l’arrière du palais. C’est pour cette raison que l’on peut « sentir » un spiritueux en utilisant comme voie d’entrée la bouche.
Saveur - Papilles gustatives
Le goût est le sens qui détermine les saveurs. Les saveurs proviennent de substances appelées composés sapides ; elles éveillent la perception du goût. Elles sont détectées grâce aux papilles gustatives situées sur la langue. Chez l’humain, la langue est capable de reconnaître au moins cinq saveurs : sucrée, salée, acide, amère et umami. La saveur est perçue par la combinaison du sens du goût, de l’odorat et du nerf trijumeau (CN V). Le système gustatif est responsable de la différenciation entre le sucré, l’aigre, le salé, l’amer et le umami.
Mémoire, émotions et pathologie
Notre odorat est en fait considéré comme un sens primitif. L'une des raisons pour lesquelles les chercheurs pensent que l'odorat et la mémoire sont si étroitement liés est le rôle important que notre odorat a joué dans l'évolution et la sécurité de notre espèce. De plus, les informations sensorielles relatives à l'odorat ne passent pas par certaines zones du cerveau, comme c'est le cas pour les informations relatives à la vue, au son, au goût ou au toucher. Notre système olfactif est également relié à une zone de notre cerveau appelée système limbique. Le système limbique est la zone du cerveau qui est impliquée dans le traitement des émotions et des souvenirs.
Les pathologies les plus courantes affectant le bulbe olfactif sont les dysfonctions olfactives telles que l'anosmie (perte de l'odorat), l'hyposmie (diminution de l'odorat), la parosmie (perception erronée) et la phantosmie (perception d'odeurs absentes). Ces troubles proviennent souvent d'une grande variété de causes, notamment des infections, des traumatismes ou des maladies neurodégénératives.
Des études récentes ont montré que le SARS-CoV-2 peut persister au sein de l'épithélium olfactif pendant des mois après la disparition des symptômes. Les données indiquent également que le coronavirus pourrait pénétrer dans le système nerveux central en cheminant, par voie rétrograde, à partir des voies nerveuses olfactives. La présence du virus a été attestée après examen des cellules de l'épithélium olfactif, montrant une inflammation locale importante et une atteinte sensorielle directe, expliquant ainsi les phénomènes d'anosmie persistante observés chez certains patients.