Podrobné mapy pachových receptorů v nose a mozku odhalují nečekaný řád v jednom z nejtajemnějších smyslů lidského těla.
Zrak má svou mapu v sítnici, sluch zase v hlemýždi vnitřního ucha. Vědci se dlouho domnívali, že čich nic podobného nemá – jen receptory nahodile rozptýlené v nosní tkáni, bez zjevné logiky, která by vysvětlovala, jak dokážeme vnímat více než bilion různých pachů světa. Nový výzkum však ukazuje, že čich v sobě po celou dobu skrýval řád.
Dvě nové studie publikované v časopise Cell odhalují, že čich je mnohem lépe uspořádaný, než se dosud předpokládalo. Dr. Sandeep Robert Datta a jeho kolegové z Harvard Medical School vytvořili první podrobnou mapu přibližně 1 100 pachových receptorů v nose myši. V doprovodné studii pak laboratoř Catherine Dulacové ze stejné univerzity vytvořila podobnou mapu a vysledovala, jak se tyto receptory propojují s mozkem.
Poprvé „máme kompletní mapu toho, jak je pach reprezentován v nose i v mozku, podobně jako je tomu u zraku a sluchu,“ uvedla neurovědkyně Dulacová v e-mailu pro Epoch Times.
Pro lidi, kteří ztratí čich – ať už po prodělání covidu-19, v důsledku úrazu hlavy, nebo prostě s přibývajícím věkem –, má tento skrytý řád zásadní význam. Ztráta čichu není jen drobná nepříjemnost. Jídlo ztrácí chuť a člověk hůře rozpoznává každodenní varovné signály, jako je kouř, plyn nebo zkažené mléko. Obnova čichu se však ukazuje jako mimořádně obtížná a nové poznatky konečně začínají vysvětlovat proč.
Skrytá geografie uvnitř nosu
Zjištění ukazují, že čich je uspořádán mnohem promyšleněji, než si kdokoli uvědomoval. Zpochybňují tak dlouho přijímanou představu, že tento smyslový systém je převážně neuspořádaný.
Každý typ pachového receptoru, který rozpoznává určitou jedinečnou skupinu molekul, se nachází v čichovém epitelu – tkáni uložené vysoko v nosní dutině, která pachy detekuje. Vědci začali jednotlivé typy čichových receptorů poprvé identifikovat v roce 1991, dlouho se však zdálo, že jsou uspořádány jen do širokých zón.
„Mělo se za to, že každý pachový receptor je v nose rozmístěn nahodile, bez ladu a skladu,“ bez zjevného vzorce, který by vysvětloval fungování celého systému, uvedl Datta, profesor neurobiologie na Harvard Medical School a hlavní autor první studie, v e-mailu pro Epoch Times.
Aby mohli vědci mapy vytvořit, analyzovali přibližně 5 milionů nervových buněk ze stovek myší. Použili k tomu moderní nástroje, které ukazují, jaké receptory jednotlivé neurony exprimují a kde přesně se v nosní tkáni nacházejí.
Zjistili, že buňky jsou podle typu pachového receptoru uspořádány do zřetelných vodorovných pruhů – jako pásy táhnoucí se od horní části nosu ke spodní. Tento vzorec byl u všech stovek zkoumaných myší stejný, čímž vznikla společná mapa pachů.
Druhá studie rozšířila toto zjištění až do mozku. Vědci zmapovali, kde se určité geny překládají do různých pachových receptorů v nosní tkáni a v oblasti mozku, kam se informace o pachu přenášejí. Mapa v mozku se podobala mapě v nose, což naznačuje existenci koordinovaného systému, který propojuje nos přímo s centrálním orgánem.
Jak mapa vzniká
Dattův tým také zkoumal, jak se čichová mapa v nose vytváří. Jejich práce ukazuje na kyselinu retinovou – molekulu, která v celém těle pomáhá řídit růst – jako na klíčový organizační signál.
Když se čichové neurony vyvíjejí, jsou vystaveny různým hladinám kyseliny retinové. V čichové tkáni vytváří tato látka napříč nosem gradienty a tyto místní chemické rozdíly zřejmě ovlivňují, jaký pachový receptor bude daný neuron nakonec exprimovat.
Když vědci experimentálně narušili signalizaci kyseliny retinové, posunula se i samotná mapa receptorů. Oblasti exprese receptorů se v tkáni posunuly nahoru nebo dolů, což naznačuje, že chemické gradienty skutečně pomáhají utvářet prostorové uspořádání nosu.
Zjištění naznačují, že čich se vyvíjí podle souboru přesných biologických instrukcí, které vedou neurony na správná místa a propojují je do funkční senzorické sítě.
Proč je to důležité pro obnovu čichu
Poruchy čichu postihují miliony lidí a možnosti léčby jsou stále omezené. Nové poznatky pomáhají vysvětlit, proč může být obnova tohoto smyslu tak obtížná: samotné nahrazení neuronů nemusí stačit k tomu, aby se znovu vytvořilo přesné prostorové uspořádání systému. Nové buňky se možná budou muset zapojit na specifických, správných místech.
„Porozumění povaze této mapy je zásadní, pokud chceme vyvinout nástroje k opravě nosu,“ uvedl Datta.
Například terapie kmenovými buňkami by musely nové buňky rozmístit po celé čichové tkáni – nejen je doplnit v oddělených ostrůvcích – aby bylo možné mapu správně obnovit.
Stále však zůstávají důležité mezery. Lidské pachové receptory dosud nebyly zmapovány stejným způsobem, takže není známo, zda mají lidé stejné uspořádání, jaké bylo pozorováno u myší.
Podle dr. Bradleyho Goldsteina, specialisty na onemocnění dutin z Duke University School of Medicine, který se na studiích nepodílel, může lidský systém fungovat podle podobných organizačních principů. Vědci však podle něj musí teprve ověřit, nakolik lze poznatky získané u myší vztáhnout na člověka.
„Přímý důkaz této organizace u lidí zatím nemáme,“ uvedl. „Je však pravděpodobné, že se používají podobné strategie, a porozumění těmto vodítkům představuje významný pokrok.“
Vědci nyní začínají studovat lidskou tkáň, aby zjistili, nakolik myší mapa odráží biologii lidského čichu. Jde o první krok k pochopení toho, jak by jednou bylo možné obnovit smysl, který je tak zásadní – a zároveň tak křehký.
–ete–
