Czy węch pozwala wyczuwać rozwijające się choroby?

Zdolność do wykrywania i reagowania na zapach potencjalnego zagrożenia jest jednym z kryteriów przetrwania każdego żywego organizmu. Co dzieje się z mózgiem, gdy ośrodkowy układ nerwowy (OUN) odbiera bodziec zapachowy i czy jest odbierany jako zagrożenie? Naukowcy z Karolinska Institutet w Szwecji postanowili to sprawdzić.

Węch – najszybszy system ostrzegania

Węch jest szczególnie istotnym elementem procesu wykrywania i reagowania na potencjalnie szkodliwe bodźce. Większość z tych zapachów wiąże się z zagrożeniem dla naszego zdrowia i przetrwania. Dotychczas zakładano, że u ludzi reakcja unikania nieprzyjemnych zapachów związanych z niebezpieczeństwem jest świadomym proces poznawczym, tymczasem okazuje się, że jest inaczej i mniej świadomie. Badanie, które zostało opublikowane w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” wskazuje, że niepokojące zapachy są przetwarzane znacznie szybciej, wcześniej mobilizując organizm w porównaniu z reakcją na niebezpieczeństwo, w której pośredniczą inne zmysły – wzrok i słuch.

Pomiar aktywności opuszki węchowej

Naukowcy z Karolińska Institutet opracowali innowacyjną metodę, która po raz pierwszy umożliwiła pomiar sygnałów z ludzkiej opuszki węchowej, która jest istotną strukturą w układzie węchowym. Kiedy cząsteczki substancji zapachowych dostają się do jamy nosowej, oddziałują z receptorami węchowymi. Poprzez nerwy węchowe informacja o zapachu trafia do kory węchowej, która jest głównym miejscem przetwarzania bodźca. Naukowcy ustalili, że narząd węchowy zajmuje około 5% ludzkiego mózgu.

Uczestnicy badania, którzy zadeklarowali, że są osobami niepalącymi (palacze gorzej odczuwają bodźce węchowo-smakowe), zostali poproszeni o ocenę swojego doświadczenia po powąchaniu sześciu różnych zapachów. Niektóre z nich, jak linalol lub owocowo pachnący maślan etylu, można uznać za stosunkowo przyjemne. Inne, takie jak dwusiarczek dietylu, postrzegano jako mniej atrakcyjną woń. Prezentując ochotnikom każdy zapach kilka razy, mierzono aktywność elektrofizjologiczną ich opuszek węchowych. Podczas próby udało się zaobserwować u nich zarówno fale gamma towarzyszące skupieniu i procesom pamięciowym pamięć, jak i fale beta generowane podczas podejmowania decyzji i rozważań.

Behead Iravani, badacz z Wydziału Neuronauki Klinicznej, Karolińska Institutet, uznał, że proces unikania nieprzyjemnych zapachów związanych z niebezpieczeństwem „jest nieświadomy i niezwykle szybki". Okazało się, że sygnały zapachowe docierają do mózgu w ciągu 100 do 150 milisekund po inhalacji.

Identyfikacja choroby za pomocą zapachu

Inne badanie przeprowadzone przez Karolińska Institutet pokazuje, że ludzie są w stanie wyczuć chorobę u kogoś, kogo układ odpornościowy jest bardzo aktywny. Wyniki pracy ukazały się na łamach czasopisma „Psychological Science”.

Istnieją anegdotyczne, ale też naukowe dowody, które sugerują, że choroby mogą charakterystycznie pachnieć. Podczas gdy dur brzuszny „przypomina" aromat pieczonego chleba, z cukrzycą może kojarzyć się zapach acetonu, tak ze schizofrenią odczuwamy woń nadmiernie dojrzałych owoców. Jest to związane z tym, że chora (patologiczna) komórka funkcjonuje odmiennie niż ta zdrowa. Wraz ze zmianą działania jej metabolizmu, uwalniane są inne, lotne substancje chemiczne, co ma wpływa również na zapachy, które generuje ciało.

Profesor Mats J. Olsson i jego zespół zaprosili do współpracy ośmiu ochotników. W laboratorium pierwszej grupie pacjentów podano zastrzyk – lipopolisacharyd (LPS), czyli endotoksynę bakteryjną, odpowiedzialną za rozwój reakcji zapalnej, ale będącej jednocześnie jednym z elementów procesu zwalczania infekcji. Drugiej grupie podano zwykły roztwór soli fizjologicznej, czyli placebo. Następnie zarówno grupa badana, jak i kontrolna przez cztery kolejne godziny nosiły dopasowane T-shirty, po to, aby mogły one przeniknąć ich zapachem. Następnie oddzielna grupa 40. uczestników została poproszona o powąchanie koszulek noszonych przez obie grupy oraz dokonanie oceny swoich odczuć.

Zdaniem naukowców, fakt, że wydzielamy pewnego rodzaju awersyjny sygnał wkrótce po aktywacji układu odpornościowego, jest bardzo istotnym odkryciem. Okazało się, że im silniejsza była odpowiedź immunologiczna ochotników, którym podano LPS, tym gorzej pachniał ich pot. Był on bardziej nieprzyjemny w zapachu, ponieważ doszło do podniesienia poziomu cytokin, aktywowanych lipopolisacharydem, a które to są mediatorami reakcji zapalnej w organizmie pacjenta. Ten stan zapalny przyczynił się do wyraźniejszej potliwości. Prowadzący badanie stwierdził, że przynajmniej częściowo, zależność tę można wyjaśnić przez poziom cytokin obecnych we krwi ochotników.