El sistema olfativo se encarga de detectar los odorantes y convertirlos en señales que nuestro cerebro interpreta como olores. Aunque el sentido del olfato es uno de los más antiguos, la capacidad de detectar moléculas olorosas ha evolucionado muy lentamente durante millones de años.
El descubrimiento de los receptores olfativos se produjo hace casi 20 años, en 1991. Sin embargo, desde entonces se ha avanzado poco en la identificación de estos genes.
Los receptores olfativos (OR) se denominan según su ubicación en la nariz. Están distribuidos por toda la cavidad nasal, principalmente en las células olfativas. Cada neurona expresa sólo un tipo de receptor y, por tanto, toda la población de neuronas responde a un determinado odorante.
En los mamíferos, estos receptores se expresan exclusivamente en el epitelio olfativo, donde se unen a odorantes específicos y desencadenan la liberación de neurotransmisores como la acetilcolina y la dopamina, que median la percepción del olor.
Además de estar implicados en la detección de los olores, los ORs desempeñan un papel en la regulación de la actividad de las neuronas sensoriales.
¿Qué son los receptores olfativos?
Los ORs son una familia de receptores acoplados a proteínas G que detectan los odorantes e inician la cascada de transducción de señales en el cerebro. Los OR se expresan en los cilios de las neuronas sensoriales olfativas situadas en la cavidad nasal y se unen a la membrana que se encuentran en la superficie de las neuronas sensoriales olfativas (OSN). Las OSN son neuronas especializadas que se encuentran en la mucosa olfativa, que recubre el tracto respiratorio superior.
Cada receptor está codificado por un gen, que produce un único receptor funcional (una proteína) compuesta por 7 dominios transmembrana.
Los receptores se dividen en dos grupos basados en la homología de la secuencia:
- Clase I: tienen siete dominios transmembrana y son los responsables de detectar los olores volátiles.
- Clase II: contienen ocho o más dominios transmembrana. Se cree que estos receptores están implicados en la detección de odorantes no volátiles.
¿Dónde se encuentran los receptores olfativos?
Cada ser humano contiene aproximadamente 100 millones de neuronas sensoriales olfativas (OSN), que se localizan en dos regiones distintas: el epitelio olfativo principal y el órgano vomeronasal. La región del epitelio olfativo principal consta de tres capas: la capa basal, la capa sustentacular y la capa apical.
La capa basal contiene células madre que dan lugar a nuevos OSN durante la edad adulta.
¿Cuántos genes de receptores olfativos tiene el ser humano?
Se estima que hay entre 1.000 y 2.500 genes ORs en los seres humanos que nos hace capaces de distinguir hasta 1 billón de olores distintos. Estos genes codifican proteínas que actúan como interruptores moleculares que transmiten mensajes químicos a través de las membranas celulares.
Ejemplo de receptores olfativos y funciones
La diversidad genética reside en nuestro ADN, es decir, en la información que se encuentra en nuestra secuencia del genoma.
Cuando hablamos de receptores olfativos, existen numerosas variantes genómicas que influyen en dicha diversidad. Veamos algún ejemplo en concreto:
- Gen receptor olfativo 51 B5 (OR51B5): entre las variantes genómicas existentes en este gen encontramos una asociada con la sensibilidad al olor de la canela.
- OR10A2 (Gen receptor olfativo 10 A2): en este gen existe una variante genética reportada en estudios científicos como la responsable de la aversión que ciertas personas sienten por el cilantro.
- Gen OR6C70 (receptor olfativo 6 C70): entre las distintas regiones genómicas de este gen se encuentra una variante missense asociada a la intensidad con la que percibimos el olor del regaliz.
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¿Cómo funciona el olfato?
Cuando un odorante entra en la cavidad nasal, interactúa con los OR, desencadenando una reacción en cadena que conduce a la activación de moléculas de segundo mensajero en el interior de la Neurona Sensorial Olfativa (OSN), también llamada Neurona Receptora Olfativa (ORN). Esto desencadena la apertura de los canales iónicos, permitiendo que los iones de sodio entren en la célula. Como resultado, el potencial eléctrico de la OSN aumenta, haciendo que las fibras nerviosas disparen potenciales de acción.
Esto hace que los axones de los OSN envíen señales al bulbo olfativo a través de la placa cribiforme, donde se procesa la información. El bulbo olfativo es una estructura neural del cerebro anterior de los vertebrados que participa en la olfacción, el sentido del olfato.
¿Qué puede dañar los receptores olfativos?
Los daños en los receptores olfativos pueden producirse debido a diversos factores. Algunos ejemplos son la exposición a toxinas ambientales, las mutaciones genéticas y el envejecimiento.
Las toxinas ambientales que pueden dañar la función de los receptores olfativos incluyen metales pesados como el mercurio, el plomo, el arsénico y el cadmio; disolventes orgánicos como el benceno, el tricloroetileno y el xileno; pesticidas como el DDT, la dieldrina y el endosulfán; herbicidas como la atrazina y el glifosato; productos químicos industriales como el formaldehído, el etilbenceno, el estireno y el tolueno; y contaminantes atmosféricos como el ozono y el dióxido de nitrógeno.
Entre las mutaciones genéticas que pueden dañar los receptores olfativos se encuentran las asociadas a la fibrosis quística, la insensibilidad congénita al dolor con anhidrosis y el síndrome de Kallmann.
También se sabe que el envejecimiento afecta a la función de los receptores olfativos. De hecho, hay pruebas que sugieren que el número de receptores olfativos disminuye con la edad.
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