Способность ощущать запахи

Обоняние — это способность ощущать и распознавать запахи. Физиологически механизм обоняния реализуется через взаимодействие химического стимула (ароматической молекулы) со специальными рецепторами в носовой полости, которые способны преобразовать этот стимул в электрическую энергию и передавать ее по мембране нервных клеток в «аналитический центр» центральной нервной системы. Не у всех живых существ этот «аналитический центр» расположен в головном мозге, обоняние появляется в цепи живых видов на той стадии, когда головной мозг еще не образуется и его функцию выполняет скопление специализированных чувствительных клеток, возникшее одним из первых в ходе эволюционного развития.

Достоверно доказано, что, действуя подсознательно, обоняние влияет на эмоции человека и животных, как положительные, так и отрицательные.

На фото — обонятельные луковицы (рецепторы) на слизистой носа

Нарушения обоняния у человека

Недавние эпидемиологические исследования показали, что распространённость нарушенного обоняния гораздо шире, чем оценивается самими пациентами. Для его выявления необходимо использование ольфакторных пороговых тестов, при проведении которых выявляется довольно высокая распространенность гипосмии и аносмии в определенных группах, особенно у пожилых людей. Различные патологические процессы, такие как хроническое воспаление, травмы головы, старение, аутоиммунитет, эндокринные нарушения и токсические воздействия могут способствовать ухудшению обоняния с различным прогностическим исходом. Для широкого спектра болезней обонятельные расстройства являются характерной чертой и ранним признаком. В первую очередь это верно для нейродегенеративных (НБ) заболеваний и некоторых психических расстройств.

У пациентов с обонятельными нарушениями значительно снижается качество жизни, причем это снижение зачастую недооценивается. Обследование и диагностика могут помочь в раннем выявлении проблемы и проведении лечебных и реабилитационных мероприятий тех форм нарушений обоняния, которые потенциально поддаются лечению.

Значение потери обоняния

По сравнению с другими животными, люди в процессе эволюции утратили значительную часть силы своего обоняния. Люди используют обоняние для определения качества пищи, которую собираются съесть. Мы используем обоняние как защитное чувство, чтобы проверить, подходят ли продукты для употребления в пищу. В специализированной литературе высказывается предположение, что примерно 50% пациентов с нарушенным обонянием могут употреблять испорченную пищу, и это может служить причиной пищевых отравлений. Такая взаимосвязь указывает на возможный защитный характер обоняния, который наиболее полно проявляет себя в сочетании с другими чувствами. Известно, что гипо/аносмия вызывают потенциально вредные привычки, такие как переедание, чрезмерное употребление сладкой и жирной пищи.

ПОТЕРЯ обоняния может влиять на безопасность, препятствуя обнаружению запахов дыма, газа и других вредных примесей в воздухе, которые должны служить сигналом к незамедлительным действиям. Нарушенное восприятие запахов собственного тела пациента может приводить как к пренебрежению так и к преувеличению мер гигиены или чрезмерному использованию духов. Потеря обоняния может быть особенно коварной и ускользать от обнаружения, потому что, в отличие от потери зрения или слуха, она не так очевидна для окружающих.

Взаимосвязь вкуса и обоняния

Вкус, запах и прикосновения способствуют приданию эмоциональной окраски еде и напиткам. Обоняние играет важную роль в восприятии пищи, ее аромат является важной составной частью процесса наслаждения едой. В процессе жевания летучие молекулы из пищи перемещаются в полость носа через задний отдел ротовой полости — это так называемый «феномен ретроназального обоняния».

Расстройства обоняния при различных заболеваниях

Двусторонняя аносмия (отсутствие обоняния) или гипосмия (снижение обоняния) чаще отмечается при заболеваниях слизистой носа. Гипосмия или аносмия с одной стороны — обычно признак серьёзного заболевания, нередко — неврологического.

Возможные причины аносмии:

1. Недоразвитие обонятельных путей.
2. Заболевания обонятельной слизистой носа (ринит, опухоли носа и т. д.).
3. Разрыв обонятельных нитей при переломе lamina cribrosa решётчатой кости вследствие черепно-мозговой травмы.
4. Деструкция обонятельных луковиц и путей при очаге ушиба по типу противоудара, наблюдаемый при падении на затылок
5. Воспаление пазух решётчатой кости (лат. os ethmoidale), воспалительный процесс прилежащей мягкой мозговой оболочки и окружающих областей.
6. Срединные опухоли или другие объёмные образования передней черепной ямки.

Следует обратить внимание, что прерывание целостности путей, идущих от первичных обонятельных центров, не ведёт к аносмии, так как они являются двусторонними.

Аносмия или гипосмия могут существенно ухудшить качество жизни человека, особенно если они длятся долго. Глобальная пандемии заболевания COVID-19, одним из симптомов которого является нарушение обоняния, вывели эту аномалию в верхние строки обсуждаемых тем научного сообщества. Даже у бессимптомного человека впервые возникшая аносмия или гипосмия может быть ранним признаком заболевания, способного изменить всю его жизнь.

Нарушения обоняния разделяют на врожденные и приобретенные. Истинные врожденные нарушения обоняния встречается редко. Также иногда используется классификация по степени нарушения восприятия запахов:

• Аносмия — неспособность воспринимать запахи. Она включает полную аносмию, то есть неспособность воспринимать все запахи, и частичную аносмию, неспособность воспринимать некоторые, но не все запахи.
• Гипосмию (снижение обоняния);
• Гиперосмию (повышенная чувствительность к запахам).

Качественные нарушения обоняния — параосмия и фантозмия:

• Параосмия — искаженное восприятие запаха при его присутствии, это состояние также называют дизосмией. В частности, когда это восприятие зловонное, оно называется какосмией. Параосмию не следует путать с обонятельными галлюцинациями.
• Фантосмия — термин, который характеризует феномен восприятия запаха при его отсутствии.

Существуют попытки классифицировать степени гипосмии как легкую, среднюю, тяжелую, а аносмию как полную и частичную. В медицинских публикациях сообщается, что риск опасных событий в жизни пациента возрастает пропорционально увеличению степени обонятельных нарушений. При проведении количественных обонятельных тестов установлено, что распространенность нарушений обоняния варьирует от 20% до 25 % среди всего населения и достигает 40% среди пожилых людей. Пациенты могут не полностью осознавать наличие или тяжесть аносмии/гипосмии.

Причины (этиология) обонятельных расстройств

По виду причины, вызвавшей нарушение, все обонятельные расстройства можно разделить на местные и системные.

Чаще нарушения обоняния возникают из-за местных заболеваний носа. Например, воспалительные процессы в слизистой оболочке носа могут предотвращать попадание одорантов (пахнущих молекул) на клетки обонятельного эпителия. Среди подобных заболеваний наиболее распространены поллиноз, аллергический ринит, синусит, полипоз носа, а также травмы или опухоли носовой полости, придаточных пазух носа или носоглотки. Известно, что нарушение обоняния связано с многочисленными системными заболеваниями: их вызывают некоторые бактериальные, вирусные и грибковые инфекции, травмы головы, особые неврологические состояния. Обонятельная дисфункция, включая обонятельную ауру, регистрируются при эпилепсии и мигрени. Связь гиперосмии и осмофобии с мигренью хорошо изучена и описана в медицинской литературе. Также известно, что мигрень может индуцироваться некоторыми запахами. Но механизм этой взаимосвязи пока не изучен.

Обонятельные расстройства наблюдаются у пациентов с рассеянным склерозом, они прогрессируют вместе с прогрессией заболевания. Нервно-дегенеративные заболевания, включая болезни Паркинсона и Альцгеймера, нередко сопровождаются нарушенной восприимчивости к запахам. Исследования показали, что обонятельные расстройства могут быть ранним признаком этих болезней. Некоторые эндокринологические заболевания связаны с нарушениями обоняния. Среди них сахарный диабет, болезнь Аддисона, синдром Кушинга и гипотиреоз.

В литературе описана гипо- и аносмия у пациентов с заболеваниями почек и печени. Сниженную и извращенную восприимчивость к запахам могут вызывать лекарства, в первую очередь, антибиотики и антидепрессанты.

ПРИЧИНЫ ГИПО- и АНОСМИИ:

Нарушения обоняния в процессе старения

Снижение обонятельной функции очень часто встречается у пожилых людей. Специальные тесты регистрируют нарушение обоняния более чем у 50% людей в возрасте от 65 до 80 лет и у 62-80% людей старше 80 лет. Нарушение обоняния значительно влияет на физическое благополучие, качество жизни, пищевой статус, а также на повседневную безопасность и имеет связь с повышенной смертностью. Множественные факторы способствуют возрастной потере обонятельной чувствительности, включая нагрубание носа, повреждение обонятельного эпителия в результате воздействия окружающей среды, снижение метаболизма ферментов слизистой оболочки носоглотки, потерю чувствительности рецепторных клеток к пахучим веществам и изменения в системах нейротрансмиттеров и нейромодуляторов. Кроме того, структурные и функциональные аномалии обонятельного эпителия, обонятельной луковицы, центральной обонятельной коры и основных обонятельных цепей, вызванные синтезом в нейронах этих зон аномальных белков, могут приводить к нарушению обонятельной чувствительности при старении и при нейродегенеративных заболеваниях. Нарушение распознавания запаха прямо коррелирует со снижением когнитивных способностей и ухудшением памяти. Считается, что снижение обоняния представляет собой раннее и важное предупреждение о дебюте нейродегенеративных расстройств, особенно о болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера, а при легких когнитивных нарушениях обонятельные нарушения могут предвещать прогрессирование до деменции. Необходимы дальнейшие исследования потенциальной роли обонятельной дисфункции в ранней диагностике и лечении нейродегенеративных заболеваний.

Нарушения обоняния как сопутствующая патология и симптом заболеваний

Нарушения обоняния регистрируются при многих заболеваниях. Зачастую первопрочину таких нарушений определить весьма непросто, не до конца изучены так же и точные механизмы, вовлеченные в патофизиологию аносмии. Необъяснимый дебют гипо- или аносмии должен вызывать предположение о возможном начале нейродегенеративного или другого заболевания, для которого может быть характерен такой симптом. В настоящее время в контексте глобальной пандемии COVID-19 возникшая аносмия должна рассматриваться как красный флаг этой инфекции.

Инфекционные процессы

Всем известно, что бактерии и вирусы способны вызывать нарушения обоняния. Наиболее часто это происходит из-за местно распространенной инфекции слизистой носа и заболеваний верхних дыхательных путей. Часто на нарушения обоняния жалуются пациенты с хроническим синуситом, и оно может сохраняться даже после медикаментозного или хирургического лечения. Считается, что многие вирусы вызывают повреждение обонятельного эпителия, и это является причиной длительных расстройств обоняния. Поствирусные обонятельные расстройства обычно связывают с банальным ОРВИ или гриппом, их распространенность колеблется от 11 до 40%, что делает их самыми частыми причинами нарушения обоняния. Женщины страдают чаще, чем мужчины, наиболее подверженная возрастная группа — пациенты 30 — 70 лет. В последние году ученым удалось доказать, что некоторые виды вирусов способны напрямую инфицировать обонятельные нейроны и приводить к инфицированию центральной нервной системы через обонятельный нерв. Недавно проведенное исследование продемонстрировало, что у пациентов с сохраняющимися после клинического выздоровления изменениями восприятия запахов обнаруживается выделение вирусных частиц на слизистой носоглотки. Были исследованы выделения из носа в группе из 24х пациентов с гипо-, ано- и дизосмией после перенесенного ОРВИ: у 14 пациентов найдены риновирусы, у трех — вирус Эпштейн-Барр, еще у одного пациента — коронавирус и вирус парагриппа. Обонятельное тестирование не показало значительного улучшения через 4, 8, 11 и 24 недели после первого визита у четырех пациентов, двое из них продолжали жаловались на обонятельную дисфункцию даже через 6 месяцев после первого посещения. Это находка проливает свет на роль длительной вирусной персистенции в поддержании обонятельной дисфункции. В подобных случаях возможно спонтанное выздоровление, которое обычно наступает в сроки от 1 месяца до 2х лет.

Механизмы, лежащие в основе повреждения обоняния при инфекциях, разнообразны и до конца не изучены: иногда это результат предотвращения попадания пахучих молекул на нейроэпителий из-за отека и избытка слизи, или нарушения функции обонятельного анализатора в результате воспаления слизистой оболочки носа. В некоторых случаях поствирусная аносмия может быть центрального генеза, что доказывается снижением метаболизма той области мозга, в которой обрабатывается обонятельная информация.

Затяжная поствирусная аносмия плохо поддается лечению, причем результат достижим тем сложнее, чем дольше существует дисфункция. До сих пор не существует эффективной общепринятой терапии, в некоторых случаях эффективно локальное назначение противовоспалительных препаратов или стероидов, в последние годы все большее распространение приобретает обонятельная тренировка.

COVID-19 и аносмия

Пандемия COVID-19 побудила исследователей изучить связь этого заболевания с аносмией. В дополнение к общим клиническим признакам, таким как сухой кашель, лихорадка, боль в горле, одышка и головная боль, ярким симптомом заболевания является аносмия или гипосмия, которые возникают в первые дни болезни, нередко, безо всяких других признаков инфекции. Распространенность обонятельной дисфункции у пациентов с COVID-19 составляет в среднем 50 — 70%.

SARS-CoV-2, который способен поражать различные органы-мишени, проникает в клетки, используя молекулы рецептора ангиотензин-превращающего фактора (АСЕ2), способен он проникать и в клетки центральной нервной системы. Было высказано предположение, что вирус может делать это двумя возможными путями — через систему кровообращение и через лабиринты решетчатой кости, где находится место входа обонятельного нерва в полость черепа. Возможно, что именно в этот момент он нарушает функционирование обонятельного анализатора. Как и в других частях тела, в полости носа SARS-CoV-2 взаимодействует с рецептором ACE2, который экспрессируется на клетках слизистой и принимает участие в респираторных воспалительных процессах, регулируя уровни воспалительных пептидов, таких как брадикинин. Однако у пациентов, потерявших обоняние в связи с COVID-19, не отмечается выраженных симптомов ринита или другого воспаления в полости носа. Следовательно, одна из гипотез может заключаться в том, что нарушения обоняния вызваны вирусным повреждением самих обонятельных нейронов. До возникновения пандемии 2020 года, повреждение обонятельного анализатора коронавирусом другого типа уже было описано. В 2006 году Hwang описал случай аносмии, возникшей в связи с инфекцией SARS—CoV-1. Аносмия в описанном случае сохранялась в течение двух лет. Высказывается гипотеза, что проникновение вируса внутрь нейронов вызывает сокращение продолжительности их жизни, и что вирус повреждает обонятельную луковицу, а не эпителий. Точный патогенез гибели нейронов пока не известен. Еще в 2008 году было изучено влияние инфекции SARS-CoV на центральную нервную систему лабораторных животных, и авторы, не обнаружив никаких признаков воспалительного процесса, выдвинули гипотезу, что гибель нейронов происходит из-за урагана цитокинов, в частности IL-6, продуцируемого нейронами при вирусной стимуляции.

Однако наблюдения за пациентами, пострадавшими от текущей эпидемии SARS-CoV-2, демонстрируют высокую скорость восстановления обоняния — обычно в течение 1-2 недель после его потери, да и частота симптомов поражения центральной нервной системы (около 25%) намного ниже частоты обонятельных расстройств. Разумно предположить, что аносмия не вызвана необратимым вирусным повреждением нейронов. Возможно, мишенью вируса могут служить другие клетки, которые экспрессируют рецептор ACE2, например, клетки обонятельного эпителия, поддерживающие клетки, микроворсинчатые клетки, клетки Боумена (бокаловидные клетки) или другие клетки, необходимые для нормального функционирования нейронов. Бранн и др. предположили, что потеря обоняния у пациентов с COVID-19 развивается из-за вирусного инфицирования опорных клеток и перицитов сосудов обонятельного эпителия и обонятельной луковицы, которые, в свою очередь изменяют функцию обонятельных нейронов. Другая гипотеза называет в качестве причины длительных обонятельных нарушений вовлечение стволовых клеток-предшественников, которые экспрессируют АСЕ2 на более низком уровне. Авторы исследования делают заключение, что точный патогенетический механизм аносмии при COVID-19 до сих пор не выяснен. Предстоит проанализировать данные о больших когортах пациентов, чтобы определить точную частоту и причину этих симптомов, а также исследовать процесс выздоровления с течением времени.

Близость зоны периферического обонятельного рецептора к структурам головного мозга заслуживает особого внимания. Вопреки предположениям ученых, клиническая практика демонстрирует отсутствие непосредственного вирусного поражения ЦНС при COVID-19. Возможные механизмы противовирусной защиты нервной системы были представлены в пресс-релизе: «Microglia in the olfactory bulb have a nose for protecting the brain from infection» Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS, США) 5 июня 2020 г, и на сайте NIH (https://www.nih.gov). Исследователи выявили специфическую линию защиты, которая ограничивает инфекцию пределами обонятельной луковицы и защищает нейроны от вирусного повреждения. Не смотря на то, что расположение нейронов делают их легкой мишенью для поражения, вирусные респираторные инфекции редко распространяются из обонятельной луковицы в остальную часть мозга, где они могли бы вызвать потенциально смертельный энцефалит. (Исследование было опубликовано в журнале Science Immunology). Воспользовавшись меченными вирусными частицами, перемещения которых можно отследить с помощью флуоресцентной микроскопии, исследователи обнаружили, что распространение вирусной инфекции прекращается прямо перед тем, как она могла бы перейти из эпителия носовой полости непосредственно в головной мозг.

«Респираторные вирусы, передающиеся воздушно-капельным путем, постоянно испытывают прочность нашей иммунной системы, но мы редко видим вирусные инфекции, ведущие к поражению головного мозга и неврологическим заболеваниям, — сказал руководитель исследования доктор McGavern, — это означает, что иммунная система в области слизистой оболочки носа удивительно хорошо приспособлена для защиты мозга.»

Дополнительные эксперименты показали, что микроглия (специальный вид клеток центральной нервной системы, которые являются фагоцитами, способными уничтожать инфекционных возбудителей. Клетки микроглии образуются из моноцитов крови и становятся активными при развитии воспалительного процесса. Процесс активации заставляет глиальные клетки меняться, выпускать многочисленные отростки, наподобие амёбы), играет недооцененную роль, помогая иммунной системе распознавать вирус, и ограничивая сами нейроны от повреждения.

В процессе эволюции в нервной системе образовался целый ряд защитных механизмов, препятствующих попаданию в мозг микроорганизмов и вирусов. Переносимые по воздуху вирусы при вдохе проходят через носовые проходы и взаимодействуют с обонятельным эпителием. Отростки периферических нейронов (аксоны) обонятельной системы проходят через небольшие отверстия в решетчатой кости, образующей крышу полости носа, это обеспечивает доступ к запахам, присутствующим в воздухе. Именно эта анатомическая структура может являться легким способом обойти традиционные барьеры ЦНС и обеспечить инфекционным возбудителям прямой путь к мозгу. Если вирус поражает отростки нейронов в дыхательных путях, у этого вируса есть шанс проникнуть в мозг и в конечном итоге вызвать энцефалит или менингит. Так как подобные осложнения развиваются не часто, определенно существуют дополнительные иммунные механизмы, которые обеспечивают защиту на границе между обонятельными нейронами носа и остальной частью мозга. Эти механизмы только начинают изучаться и до конца еще не понятны ученым. Команда исследователей из США под руководством доктора McGavern продемонстрировала, что цитотоксические Т-лимфоциты, несущие на своей поверхности маркер CD8 и отвечающие за контроль над вирусами, очень важны для защиты головного мозга от распространения инфекций из полости носа. Было показано, что CD8-Т-клетки не взаимодействуют напрямую с инфицированными нейронами. Вместо этого они активируют клетки микроглии. Глиальные клетки являются представителями иммунной системы в ЦНС, и действуют как сборщики клеточного мусора и мертвых клеток. В процессе развития вирусной инфекции, микроглия поглощает вирусные частицы и представляет их иммунной системе для дальнейшего развития специфического иммунного ответа. Общая схема развития иммунного ответа на границе между слизистой оболочкой носа и головным мозговм выглядет следующим образом:

• инфицированные обонятельные нейроны «передают» вирусные частицы клеткам микроглии,
• клетки микроглии перерабатывают поглощенный вирус и выбрасывают его на свою мембрану в комплексе со специальными молекулами. Именно в таком виде инфекционный возбудитель может быть замечен иммунными клетками и запустить формирование иммунного ответа. Этот процесс называется «презентацией антигена»;
• Т-клетки «замечают» вирус, презентированный на мембране глиальной клетки, и запускают противовирусный ответ, очищающий нейрон от вирусных частиц, тем самым обеспечивая сохранность нервных клеток.

Поскольку клетки микроглии в отличие от нейронов достаточно легко восстанавливаются, такой способ взаимодействия в процессе развития иммунитета имеет смысл с эволюционной точки зрения. Сенсорные обонятельные нейроны, которые начинаются в носу и заканчиваются в головном мозге, в силу своего расположения часто принимают на себя инфекционный удар, и, в отличие от других нейронов ЦНС, способны к регенерации после того, как инфекция завершена. Иммунный ответ в полости носа не защищает обонятельные нейроны и обоняние, он выполняет более важную функцию — защищает мозг и ЦНС от энцефалита или менингита. Обонятельные же клетки чаще всего могут восстановиться со временем.

Аносмия и соматическая патология

Многие заболевания, протекающие с накоплением токсичных молекул в организме, могут поражать обоняние. В частности, гипосмией и аносмией могут сопровождаться острые и хронические заболевания печени. Причем на тяжесть ее проявления позитивно влияет прием витамина А. Хроническая почечная недостаточность также может вызывать гипосмию, которая коррелирует с тяжестью повреждения почек. Интересный факт — обонятельные расстройства регрессируют после трансплантации почки, но не улучшаются на фоне гемодиализа. Еще одной категорией пациентов с нарушенным обонянием являются пациенты со СПИДом, особенно его неврологическими формами. Изменение запаха также может сопровождать течение гипотиреоза и псевдогипопаратиреоза. Кроме того, у пациентов с заболеваниями надпочечниковой — как недостаточностью, так и болезнью Кушинга, — описаны нарушения вкуса и запаха. При надпочечниковой недостаточности заместительная терапия глюкокортикоидами может приводить к регрессивной обонятельной гиперчувствительности. Обонятельные нарушения у пациентов с сахарным диабетом могут быть связаны с сосудистыми проявлениями диабета из-за ишемических изменений в обонятельном нейроэпителии. Нарушение обоняния описано при многих системных заболеваниях, таких как артериит Хортона и синдром Шегрена.

Синдром Шегрена (Сьёгрена)

Существует сложная взаимосвязь между работой иммунной системы и обонянием. Изменения в иммунной системе могут влиять на восприятие запахов. Синдром Шегрена (СС) — аутоиммунное заболевание, поражающее многие системы органов, включая слюнные и слезные железы. Нарушение обоняния и вкуса — частые симптомы, о которых сообщают пациенты с СС, чаще всего речь идёт о гипосмии. У таких пациентов способность распознавать или обнаруживать специфические запахи полностью не утрачивается. Механизм, который отвечает за гипосмию при синдроме Шегрена — снижение синтеза муцинов (основной компонент носовой слизи, с которым взаимодействуют молекулы ароматических веществ, что необходимо для восприятия запахов), рецидивирующий риносинусит, язвы носовой перегородки, образование корок и иммунологическое воспаление.