Con el olfato podemos detectar las partículas disueltas en el aire y con ello procesar los olores. Las partículas aromáticas u odoríferas son captadas, los reptiles lo hacen por medio de la lengua, con sus dos puntas y cada una de ellas deposita la partícula con el aroma en el órgano de Jacobson donde se encuentran los receptores, por eso las serpientes sacan la lengua varias veces, están oliendo a su posible presa para saber dónde está. En el caso de las aves y los mamíferos captan los olores con dos conjuntos de receptores a cada lado del rostro, lo que les permite darle una dirección al origen del aroma debido a la intensidad. El viaje de los aromas a través de los conjuntos receptores en mamíferos, comienzan por la nariz hasta el epitelio olfativo, donde se encuentran los nervios olfatorios que a través de las dendritas de las neuronas receptoras olfativas llevan la información al bulbo olfatorio del cerebro.

El olfato tiene una capacidad dual en los mamíferos, esto se debe a que es un órgano que puede detectar olores a grandes distancias o de manera muy particular en la cercanía. De hecho, gran parte de lo que identificamos como sabores se derivan de los olores, pero esto se tratará más adelante. Los olores son un mensajero de muy amplio espectro, tiene la capacidad de dar información de peligros ambientales, localización de alimento, detección de presas o depredadores y de suma importancia en los mamíferos asociados a los aspectos de reproducción, en aspectos de disponibilidad fisiológica o de marcaje de territorio por individuos dominantes, conocido como demarcado odoríficamente.

El sentido del olfato se encuentra en la denominada nariz, la que varía entre especies, principalmente en la cantidad de receptores olfativos. El incremento de los receptores está en función del tamaño de las narinas (orificios de la nariz), pero sobre todo de las láminas del hueso etmoides y los turbinales, que entre más enrollados tiende a tener una mayor superficie y con ello mayor cantidad de células receptoras. Los tejidos de las mucosas siempre deben de estar húmedos, es por ello que los aromas que contienen las partículas son solubles en agua para que cuando entren en contacto con la mucosidad se disuelvan y puedan ser detectadas por los receptores.

Entre las diferentes especies de mamíferos, el olfato se diferencia debido a la presencia de aproximadamente 1 000 proteínas que funcionan como receptoras de los aromas. Cada proteína tiene una serie de genes relacionados que permiten su expresión, pero no todas las especies tienen los mismos genes, por lo que cada especie puede detectar olores diferentes, incluso entre individuos de una misma especie, existe una diferencia notable en la capacidad olfativa. Como resultado de la combinación de receptores y la producción de hormonas o exudados (secreciones líquidas) podría decirse que las especies tienen conversaciones odoríferas privadas, por lo que nunca estaremos enterados de los mensajes enviados. En otras palabras, de todos los lenguajes que pueden tener las especies, visuales, auditivos, táctiles y olfativos, los olfativos pueden ser los más privados y dispersados a grandes distancias.

Los mensajes olfativos perduran en el tiempo, de manera que el mensaje dejado hoy puede ser recibido e interpretado por otro individuo días o incluso semanas después. Hay que tomar en cuenta que muchos de los olores provienen de la combinación de varias esencias, lo que implica que la composición de la mezcla es elaborada especialmente para un individuo (es como tener un perfume único e irrepetible para cada quien), adicionalmente, cada individuo tiene un número diferente de la misma cantidad de terminales nerviosas y proteínas receptoras, lo que le permite tener una sensibilidad diferencial al olor e incluso interpretarán de manera diferente, por ejemplo, si para un individuo el olor es frutal-floral-dulce-cítrico para otro podría ser solamente cítrico-frutal-cítrico.

Cuando los organismos interpretan los olores, pueden tener diferentes significados, y dependiendo de la situación, pueden asociarse a sensaciones como de alerta, miedo, placer, seguridad, las cuales quedan archivadas en el cerebro. Así, si un organismo huele algo similar, en un lugar y tiempo diferentes, recordará la sensación y actuará de acuerdo a ese recuerdo.

Los olores incluso se han usado en pacientes humanos con fallas en la memoria, como terapias de ayuda, pues los olores pueden hacer recordar lugares, situaciones, sensaciones e incluso a otras personas. Actualmente, la humanidad atraviesa una pandemia por COVID-19, que entre sus síntomas se encuentra la pérdida del olfato y del gusto.

Gracias a que el cerebro humano tiene guardados muchos aromas, el sentido puede recobrarse por medio de ejercicios de asociación de olores y situaciones. El aire cuenta historias que con base en las experiencias previas podemos interpretar.

abril 06/2022 (Dicyt)

Autores
El doctor en Ciencias Sergio Ticul Álvarez Castañeda es investigador titular E, adscrito al Programa de Planeación Ambiental y Conservación en el Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR). La doctora Alina Gabriela Monroy-Gamboa es posdoctorante en el mismo Programa del CIBNOR.

Este estudio contribuye a descubrir el origen del fuerte sentido del olfato de los mamíferos y crea el potencial de nuevos modelos animales, como pollos o ranas, que a menudo se utilizan en experimentos de laboratorio para investigar trastornos del desarrollo facial como el paladar hendido.

La comprensión científica tradicional de la evolución facial es que las mandíbulas de los mamíferos y los reptiles se desarrollan casi de la misma manera. Aunque los mamíferos tienen una nariz única, se desconoce la evolución de esta estructura.

«Los fósiles existentes de animales de cuatro patas, tanto antepasados reptiles como mamíferos, tienen el mismo número de huesos de la mandíbula superior. Es muy fácil pensar que los huesos son iguales, pero ahora podemos estudiar embriones y rastrear el desarrollo celular para estudiar estos huesos, con mucho mayor detalle«, explicó en un comunicado el investigador postdoctoral Hiroki Higashiyama, quien estudia el desarrollo evolutivo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Tokio.

La investigación, publicada recientemente en Proceedings of the National Academy of Sciences, es la primera en examinar la evolución de la estructura facial utilizando estudios celulares que comparan múltiples embriones de múltiples especies.

Higashiyama y sus colegas en el laboratorio del profesor Hiroki Kurihara diseñaron experimentos para rastrear el desarrollo facial en embriones de diferentes especies, incluidas aves (pollos), reptiles (geckos) y mamíferos (ratones).

Se centraron en un grupo de células conocidas como prominencias faciales en embriones que producen las estructuras físicas de la cara. Los investigadores tiñeron las células para rastrearlas a medida que se movían y crecían. Un grupo de células llamado prominencia frontonasal forma la punta de la mandíbula en los reptiles, pero se convierte en la nariz que sobresale en los mamíferos. Las puntas de las mandíbulas de los mamíferos se forman a partir de un grupo separado de células llamado prominencia maxilar.

Usando esta nueva perspectiva de sus experimentos celulares, los investigadores luego examinaron especímenes fósiles.

A medida que los ancestros de las especies acumulaban más diferencias físicas y genéticas, el hueso en la punta de la mandíbula superior de los reptiles, el premaxilar, se hizo más pequeño y migró hacia arriba y el hueso que estaba detrás, el septomaxila, se hizo más grande y avanzó para convertirse en mamíferos. punta de la mandíbula. Los investigadores dicen que los huesos faciales de los mamíferos que ponen huevos, como el ornitorrinco y el equidna australianos, proporcionan ejemplos vivos adicionales de estructuras óseas de transición desde el modelo de reptil evolutivamente más antiguo hasta la estructura de mamífero de evolución más reciente.

Esta separación de la nariz y la mandíbula les da a los mamíferos su habilidad única de «olfatear», usando los músculos para ensanchar las fosas nasales e inhalar profundamente los olores del ambiente.

 «Este hallazgo es una innovación clave en la evolución de nuestra nariz móvil y la de otros mamíferos, que contribuye al sentido del olfato altamente sensible de los mamíferos», dijo Higashiyama.

El olfato pudo ayudar a desarrollar cerebros más grandes

Distinguir y reconocer tantos olores también puede haber ayudado a los mamíferos a desarrollar cerebros más grandes y complejos que las especies ancestrales anteriores.

La investigación reciente ha proporcionado evidencia física del cambio evolutivo en la disposición de la premaxila y la septomaxila, pero se necesitarán estudios separados para identificar las causas genéticas.

«Ahora conocemos la composición de las prominencias faciales y el desarrollo embrionario en varias especies, por lo que podemos comparar los trastornos del desarrollo facial en pollos o ranas con los humanos. Por ahora, hemos mejorado principalmente el conocimiento de los libros de texto, pero en el futuro, estos modelos animales serán una aplicación práctica de nuestros estudios», dijo Higashiyama.

Los ratones son actualmente el único modelo animal que estudia el labio leporino y el paladar hendido. Los ratones son costosos de mantener y más lentos de desarrollar, por lo que modelos animales adicionales de trastornos del desarrollo facial podrían convertirse en una valiosa herramienta de investigación.

noviembre 02/2021 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia:

Higashiyama H., Koyabu D. ,Hirasawa T., Werneburg I., Kuratani S., Kurihara H.: Mammalian face as an evolutionary novelty. PNAS November 2, 2021 118 (44) e2111876118; https://doi.org/10.1073/pnas.2111876118

Ya se conocían los beneficios para la salud de ciertas cepas de bacterias de nuestro intestino, tracto genital y piel. Ahora investigadores belgas publican un artículo en la revista Cell Reports, donde muestran que en la nariz humana también tienen su nicho algunos microorganismos buenos del grupo de los lactobacilos.

“Todavía lo tenemos que confirmar con ensayos clínicos en pacientes, pero en los experimentos de laboratorio hemos visto que estas bacterias tienen la capacidad de bloquear el crecimiento de patógenos, reducir la inflamación y restablecer la función de barrera de la nariz”, explica la autora principal, Sarah Lebeer, de la Universidad de Amberes.

Algunos lactobacilos se han adaptado a vivir dentro de la nariz y pueden bloquear el crecimiento de patógenos, reducir la inflamación y restablecer la función de barrera.

El equipo ha descubierto que las personas con inflamación crónica de la mucosa nasal (rinitis) y de los senos adyacentes (sinusitis) tenían menos lactobacilos en el tracto respiratorio superior que las personas sanas utilizadas como control en un experimento.

La idea de realizarlo surgió cuando la madre de Lebeer tuvo que operarse debido a una rinosinusitis y dolores de cabezas crónicos. Entonces la investigadora se interesó en la microbiota de la nariz: “Mi madre había intentado muchos tratamientos diferentes, pero ninguno funcionó, y pensé que era una pena no poder aconsejarle algunas buenas bacterias o probióticos para la nariz. Realmente nadie lo había estudiado».

La científica ya había estudiado las bacterias beneficiosas o probióticos del intestino y la vagina, pero ahora quiso ver si las que asociamos con la buena salud intestinal desempeñaban también un papel positivo en el tracto respiratorio superior. Para ello, su equipo del proyecto Procure, comparó las bacterias de la nariz de 100 individuos sanos con las de 225 pacientes con rinosinusitis crónica.

Se ha observado que las personas con rinosinusitis tenían menos bacterias de este tipo en el tracto respiratorio superior que los individuos sanos.

De esta forma detectaron la prevalencia de 30 familias de bacterias en el tracto respiratorio superior de los participantes, descubriendo que las personas sanas tenían mayor abundancia de lactobacilos que los pacientes, hasta 10 veces más en algunas partes de la nariz.

Bacterias con forma de bastón

Los lactobacilos son un conocido grupo de microorganismos beneficiosos con forma de bastón. Tienen propiedades inhibidoras de los patógenos porque producen ácido láctico, a través de la fermentación de azúcares, pero nunca se habían estudiado los de la nariz. Hasta ahora se reunían dentro del género Lactobacillus, aunque recientemente los microbiólogos acordaron dividirlo en 25 géneros diferentes debido a razones filogenéticas.

Ejemplares de uno de ellos, Lacticaseibacillus, son los que se han observado dentro de la nariz. En concreto, se ha encontrado una cepa que no solo muestra efectos antiinflamatorios y antimicrobianos contra los patógenos, sino también características únicas que permiten su adaptación al entorno nasal.

Estos lactobacilos están cubiertos de fimbrias, unos tubos flexibles similares a pelos con los que se agarran a las células nasales.

La mayoría de los lactobacilos prefieren crecer en ausencia de oxígeno, pero la cepa identificada (Lactobacillus casei AMBR2) presenta unos genes exclusivos que permiten resistir los niveles más altos de estrés oxidativo de la nariz. Además, los científicos también observaron que estas bacterias están cubiertas de fimbrias, unos tubos flexibles similares a pelos con los que se agarran a las células nasales, lo que indica una interacción con su huésped humano.

“Estos lactobacilos tienen algunas propiedades en común, como la producción de ácido láctico, con el conocido L. casei de ciertos alimentos probióticos, pero también otras adicionales para la nariz, como una mayor tolerancia al estrés oxidativo (con la enzima catalasa) y adhesinasespeciales para pegarse a la pared nasal”, subraya Lebeer.

Aerosol nasal probiótico

Para verificar sus hallazgos, los investigadores desarrollaron un aerosol nasal con lactobacilos y se dispusieron a probarlo en la nariz de algún animal, pero, ¿cuál? «En realidad no hay modelos animales realmente buenos para estudiar la interacción de estas bacterias y el huésped humano, apunta la investigadora. El microbioma de la nariz de los ratones, por ejemplo, es diferente al nuestro, y además ellos no padecen rinosinusitis crónica y tienen menos alergias e inflamaciones».

Al final decidieron probar su aerosol nasal probiótico, elaborado con una cepa de lactobacilos seleccionada, directamente en la nariz de 20 personas sanas. La tarea no fue fácil porque este órgano filtra muy bien las sustancias extrañas, que generalmente desaparecen de ahí en 15 minutos. Sin embargo, después de dos semanas de administrar el aerosol dos veces al día, los nuevos lactobacilos se mantuvieron dentro hasta dos semanas sin efectos adversos.

El objetivo es desarrollar terapias y aerosoles basados en probióticos nasales para mejorar los síntomas de los pacientes con rinitis y sinusitis

“Usamos técnicas PCR para diferenciar el ADN de las bacterias introducidas de las propias de la nariz de los voluntarios”, explica Lebeer, quien aclara que el objetivo del aerosol era ver si estos microorganismos podían colonizar el tracto respiratorio superior de los voluntarios, como así fue, pero no si había efectos beneficiosos, aunque algunos participantes si mencionaron que tenían menos problemas nasales y que respiraban mejor.

El siguiente paso es comprender si las fimbrias y la capacidad de soportar el estrés oxidativo son aspectos claves en las propiedades antiinflamatorias beneficiosas que aporta esta cepa, así como identificar qué moléculas antimicrobianas produce, además del ácido láctico.

En última instancia, el objetivo del equipo es desarrollar terapias y aerosoles basados en probióticos nasales para mejorar los síntomas de los pacientes con rinitis y sinusitis. “Confiamos en obtener los fondos y la aprobación regulatoria para llevar a cabo esto”, concluye Lebeer.

junio 01/2020 (SINC)

Referencia:

De Boeck et al.: «Lactobacilli have a niche in the human nose«. Cell Reports, 2020.