Функции обонятельной слизи человека и возраст

Научные отчеты, том 13, номер статьи: 971 (2023) Цитировать эту статью

1200 доступов

1 Цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Запахи обнаруживаются обонятельными сенсорными нейронами, покрытыми обонятельной слизью. Несмотря на существование исследований обонятельной слизи, ее состав, функции и межиндивидуальная изменчивость остаются малоизученными. Здесь мы описываем исследование на людях, в котором сочетался сбор обонятельной слизи и обонятельные психофизические тесты. Наши анализы показали, что обонятельная слизь содержит высокие концентрации растворенных веществ, таких как общие белки, неорганические элементы и молекулы метаболизма ксенобиотиков. Высокие концентрации приводят к способности улавливать или метаболизировать определенный набор запахов. Мы предоставляем доказательства того, что метаболизм одорантов изменяет наше обоняние. Наконец, количество обонятельной слизи уменьшается в зависимости от возраста. Последующий эксперимент подтвердил важность количества слизи для чувствительного обнаружения запахов их рецепторами. Эти данные дают полную картину молекулярных процессов в обонятельной слизи и предполагают потенциальную причину ухудшения обоняния.

Информация о запахах используется для обнаружения опасностей, выбора и дегустации продуктов питания, а также для распознавания других людей и общения с ними. Снижение обонятельной способности увеличивает риск личной опасности и связано со снижением аппетита, физическими и психическими проблемами и, в конечном итоге, с более низким качеством жизни (КЖ)1,2. Важность обоняния еще раз подчеркнула пандемия коронавирусной болезни 2019 года, поскольку это заболевание часто вызывает обонятельную дисфункцию3. Обонятельная функция обычно снижается с возрастом и развитием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера4. В нашем стареющем обществе также резко возросло число случаев возрастного снижения обоняния. Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе обонятельной дисфункции, необходимо для разработки эффективной стратегии лечения.

Вдыхаемые запахи достигают обонятельной щели (ОС) в верхней части носовой полости. Обонятельные сенсорные нейроны (OSN), разбросанные по OC, обнаруживают запахи с помощью примерно 400 обонятельных рецепторов (OR) и передают информацию о запахе в высшие области мозга через обонятельную луковицу5. Кроме того, новые данные свидетельствуют о том, что важный процесс, вероятно, происходит до того, как одоранты распознаются ОР. OC млекопитающих покрыт тонким слоем обонятельной слизи, секретируемой боуменовыми железами и поддерживающими клетками6. Обонятельная слизь содержит различные компоненты, включая белки, связывающие запахи (OBP), метаболические ферменты и бионеорганические элементы7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21. Благодаря способности этих компонентов взаимодействовать с одорантами они играют важную роль в эффективном обонянии у человека, транспортируя летучие вещества к местам связывания одорантов ОР или посредством ферментативного метаболизма одорантов в нетоксичные структуры и/или структуры с более высоким сродством к ОР. Непрерывный поток слизи может обеспечить эффективное промывание слизистой оболочки и устойчивое удаление запахов, что является важным шагом в восстановлении чувствительности после воздействия запахов22. Прямые доказательства функций обонятельной слизи и их важности для восприятия редки из-за сложности отбора достаточного количества чистой обонятельной слизи для анализа. В некоторых исследованиях обонятельная слизь была получена в виде солевого раствора из орошенной полости носа, вызывая разжижение и включающее примеси из окружающих областей7,8. Хотя другие исследователи напрямую собирали образцы чистой обонятельной слизи у людей, они сообщили лишь об ограниченном понимании ее функций9,10,11,13,14.

Связанное с возрастом ухудшение обоняния широко распространено среди населения в возрасте ≥ 65 лет и не требует лечения. Сообщается об этом снижении нескольких аспектов обонятельных навыков, включая чувствительность, распознавание, идентификацию и восстановление после адаптации23,24,25,26. Были предложены некоторые потенциальные причины старческого обоняния27. Возрастная дегенерация нейроэпителия, включая аномалии базальных клеток, постоянно наблюдалась на животных моделях, а также у людей28,29,30,31,32. Эта дегенерация приводит к уменьшению количества OSN и вызывает атрофические изменения в обонятельной луковице33,34. Предыдущее исследование показало возрастные изменения уровня экспрессии OR35, хотя другое исследование показало, что они имеют стабильный характер экспрессии во время старения36. Изменения в высших отделах мозга приводят к возрастным функциональным дефицитам37. Однако вклад этих изменений в ухудшение обоняния остается неясным. Мы провели исследование связи между возрастным снижением обонятельной чувствительности и протеомом обонятельной слизи10. Хотя было обнаружено, что несколько белков связаны с обонятельной чувствительностью, ни один из них, по-видимому, не участвует непосредственно в обнаружении запахов, к которым у пожилых людей снижается чувствительность. Таким образом, основная причина возрастных нарушений обоняния остается невыясненной.