Medyczny Nobel 2004 za tajemnice węchu

Każdego dnia używamy naszego nosa do rozpoznawania setek czy nawet tysięcy otaczających nas zapachów. Jednak to, w jaki sposób jesteśmy w stanie to robić, przez bardzo długi czas pozostawało tajemnicą. Jej rozwiązanie nastąpiło dopiero w 1991 r., gdy dwoje amerykańskich uczonych - Linda Buck i Richard Axel - opublikowało przełomową pracę, w której wyjaśnili, jak działa nasz układ węchowy. Stał się on dzięki temu pierwszym ludzkim narządem zmysłu, którego budowę udało się poznać "od a do z" - od chwili, w której geny "uruchamiają" produkcję receptorów wyłapujących zapachy z powietrza, do momentu, w którym odpowiednie ośrodki w mózgu "mówią", co to za zapach (np. kwiatów lilii na wiosnę), a następnie zapamiętują go na przyszłość.

Za te właśnie odkrycia Komitet Noblowski przy szwedzkim Instytucie Karolinska przyznał wczoraj Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny.

Zapach miłości i niebezpieczeństwa

Wszystkie żyjące organizmy wykształciły w trakcie ewolucji sposoby wykrywania i identyfikacji otaczających je substancji chemicznych. Było to niezbędne dla ich przeżycia. To przecież po zapachu noworodki ssaków znajdują drogę do piersi matki.

Z czasem u niektórych gatunków, np. u ludzi, zdolności węchowe uległy osłabieniu, podczas gdy u innych wciąż się doskonaliły. Przykładowo, nabłonek węchowy psa zajmuje dziś czterokrotnie większą powierzchnię niż u człowieka, a zwierzę to ma prawie 100 tys. razy lepszy węch.

Jednak nawet u ludzi węch wciąż pozostaje bardzo ważnym zmysłem. Zapach dymu ostrzega o pożarze, a brzydko pachnące jedzenie - o groźbie zatrucia.

Bez węchu pozbawieni bylibyśmy również wielu życiowych przyjemności. Zapach wiąże się przecież bardzo silnie z innym zmysłem - smakiem. Nieprzypadkowo, zanim skosztujemy dobrego wina, najpierw podnosimy je do nosa. O wpływie zapachu ukochanej osoby na zdolność przetrwania gatunku nie trzeba nawet wspominać.

Ale jak dokładnie wygląda "droga" zapachów w naszym organizmie? Tu właśnie trzeba oddać głos Buck i Axelowi.

Od nosa do kłębuszków

Największym dokonaniem pary naukowców jest odkrycie tysiąca genów węchu (to aż 3 proc. naszego genomu), z których każdy odpowiada za wytworzenie jednego konkretnego typu receptora węchowego. Receptory te znajdują się na powierzchni komórek węchowych wyściełających nabłonek, jaki pokrywa wnętrze nosa. Nobliści wykazali, że na jednej komórce węchowej znajduje się tylko jeden typ receptora, który jest w stanie wykryć kilka różnych cząsteczek zapachowych.

Buck i Axel doszli do wniosku, że wrażenie zapachu z reguły wywołuje wiele różnych cząsteczek, a więc w naszym mózgu musi się tworzyć coś na kształt "wzoru zapachowego". A on umożliwia nam rozpoznawanie ponad 10 tys. różnych woni.

Amerykanie z detalami opisali, co dzieje się w drodze z nosa do mózgu. Pierwszą "stacją przesiadkową" w ludzkim mózgu jest opuszka węchowa. Tam trafiają sygnały z receptorów, ale nieprzypadkowo - sygnały jednego typu receptora zbierane są w tym samym kłębuszku, po czym wędrują dalej do odpowiednich miejsc w korze mózgowej. Dopiero tam tworzy się wzór, dzięki któremu np. jesteśmy w stanie odróżnić zapach lilii od zapachu bzu.