Cours 8 - Les sens chimiques : L’olfaction, la gustation et le système chimiosensoriel trigéminal

Question 1

Du point de vue évolutif, quels sont les plus anciens sens?

Answer 1

Les Sens Chimiques: l’olfaction, la gustation et la
chémoception trigéminale

Question 2

Quel est le but des sens chimiques?

Answer 2

Vont détecter des substance chimiques portées par l’air (odorat) ou un milieu liquide (goût), ou encore des substances irritantes au niveau des muqueuses de la tête

Question 3

Quelles sont les similarités du système olfactif par rapport aux autres systèmes sensoriels?

Answer 3

Stimulus, récepteurs périphériques, transduction en signaux électriques, projection vers un centre relais (bulbe olfactif) puis vers les centres supérieurs

Question 4

Quelles sont les différences du système olfactif par rapport aux autres systèmes sensoriels?

Answer 4

-Pas de sous-modalité (ex. forme, mouvement ou
direction comme dans le système visuel avec des
voies parallèles)

• Pas de relais thalamique

-Cortex piriforme est un archicortex à 3 couches
(contrairement au néocortex à 6 couches)

• Cartes corticales des odorants?

Question 5

Quel est le chemin général du système olfactif (6 étapes)?

Answer 5

1. Les odorants vont interagir avec l’épithélium olfactif qui tapisse l’intérieur du nez
2. Les axones des neurones récepteurs vont gagner le bulbe olfactif, et par l’intermédiaire du pédoncule
   olfactif va se projeter sur le cortex piriforme du lobe
   temporal et d’autres structures du cerveau
   antérieur
3. Les signaux transmis par le pédoncule olfactif vont également aboutir sur d’autres structures du cerveau antérieur dont l’amygdale et puis l’hypothalamus:
4. Réactions motrices, végétatives et émotionelles
   aux stimuli olfactifs
5. Le cortex piriforme, par l’intermédiaire du thalamus, vont aussi aboutir à d’autres aires associatives néocorticales: le cortex orbitofrontal
6. Évaluation consciente des odorants

Question 6

Vrai ou faux : L’homme a des capacités olfactives inférieures à celles d’un nombre d’animaux

Answer 6

Vrai

Question 7

Pourquoi l’homme a des capacités olfactives inférieures à celles d’un nombre d’animaux (3)?

Answer 7

-La surface de l’ épithélium olfactif est moins étendue

-Le nombre de cellules réceptrices des odorants est plus petit

• Le nombre des neurones récepteurs olfactifs est plus petit

Question 8

Vrai ou faux : l’homme peut développer sa capacité à détecter des odeurs: augmentation de la sensibilité à l’odeur apprise par rapport aux odeurs du bruit de fond

Answer 8

Vrai

Question 9

L’odeur change selon __________.

Answer 9

la concentration

Question 10

Des changements minimes de la structure entraîne de __________ différences de perception olfactive

Answer 10

grandes

Question 11

La plupart des odeurs naturelles sont quoi?

Answer 11

La plupart des odeurs naturelles sont un mélange de plusieurs molécules odorantes qui sont captées dans une perception globale (ex. vin, parfum).

Il est difficile d’établir une relation entre la structure des molécules odorantes et leurs qualités perceptives.

Il est difficile de définir des catégories d’odorant biologiquement pertinentes.

Question 12

Quelle est la différence entre une odeur agréable vs désagréable?

Answer 12

Un odorant agréable provoque une activité neuronale plus intense dans le cortex orbitofrontal et le cortex cingulaire

Question 13

Définir anosmie. Types?

Answer 13

-L’anosmie: incapacité d’identifier des odeurs
communes.

-Souvent limitée à une odeur.

-Acquises: une infection, inflammation des sinus.

-Congénitales: Des mutations des gènes des
récepteurs olfactifs ou des gènes contrôlant leur
expression.

Question 14

Lien entre COVID-19 et anosmie.

Answer 14

• de 35 à 45% des patients infectés par SARS-CoV-2 rapportent une anosmie, qui peut durer plusieurs semaines
• Cette anosmie pourrait être associée à l’observation que plusieurs types cellulaires de l’épithélium olfactif (cellules de soutient, péricytes, cellules souches) expriment le récepteur ACE-2

Question 15

Vrai ou faux : La sensibilité olfactive augmente avec l’âge.

Answer 15

Faux : Diminue

Question 16

Les fonctions olfactives peuvent être affectées dans quoi (5)?

Answer 16

Les fonctions olfactives sont affectées dans:

-certaines maladies neurodégénératives liées à l’âge, ex. Alzheimer (UPSIT et détection précoce de démences)

• Des maladies neurologiques: Parkinson et psychose
• Diabètes
• Troubles alimentaires
• La chimiothérapie.

Question 17

Quels sont les types de réponses physiologiques et comportementales aux substances odorantes (3)?

Answer 17

• Des réponses végétatives motrices au fumet d’une nourriture appétissante ou à une odeur repoussante
• Reconnaissance réciproque mère enfant: variations dans la fréquence des mouvements de succion en réponse à l’odeur maternelle chez les bébés de seulement 6 semaines. La mère peut aussi discriminer l’odeur de son enfant.
• Les phéromones et les organes voméronasaux: un effet sur les comportements sociaux, reproducteurs et parentaux. L’influence des phéromones chez l’homme est incertaine.

Question 18

Comment est l’épithélium olfactif?

Answer 18

• Couche de neurones et cellules de soutien tapissant la cavité nasale
• Comprend un épithélium respiratoire qui va humidifier l’air inspiré et concentrer les odorants

Question 19

Comment sont les neurones récepteurs olfactifs?

Answer 19

Neurones dont la surface basale émet des axones de petit calibre (surface basale) et des prolongements dendritiques, les cils olfactifs (surface apicale)

Question 20

Pourquoi y a-t-il une régénération des neurones récepteurs olfactifs? Comment?

Answer 20

• Constamment exposés à plusieurs substances agressantes (polluants, allergènes, etc…)

• Doivent être régénérés à intervalle régulier

• Un modèle de neurogénèse à l’âge adulte
– Cellules souches neurales vont donner naissance à de nouveaux neurones récepteurs

Question 21

Où est localisée la sensibilité aux odeurs? Quel type de réponse?

Answer 21

Aux cils olfactifs

—> Des odorants appliqués sur les cils d’un neurone provoquent une réponse électrique

Question 22

Quel est le type des récepteurs olfactifs?

Answer 22

Une diversité moléculaire des récepteurs olfactifs
couplés aux protéines G —> une spécificité de la
reconnaissance des odorants.

Question 23

Vrai ou faux : Chaque neurone olfactif exprime de nombreux récepteurs olfactifs.

Answer 23

Faux : Chaque neurone olfactif n’exprime qu’un seul ou quelques récepteurs olfactifs

Question 24

Expliquer la transduction des signaux olfactifs (6 étapes).

Answer 24

1- Un odorant se lie à un récepteur localisé dans les cils des neurones olfactifs

2- Activation d’une protéine G spécifique des odorants (Golf)

3- Golf active une adénylyl cyclase→hausse des niveaux d’ AMPc

4- AMPc se lie à un canal ionique→ouverture du canal

5- Entrée de Na+ et Ca++→Dépolarisation

6- L’augmentation de Ca++ provoque l’ouverture d’un canal Cl-→augmente la dépolarisation

Question 25

Expliquer le mécanisme d’adaptation et de récupération des neurones olfactifs (3 étapes).

Answer 25

1- Des phosphodiestérases vont dégrader l’ AMPc

2- La Ca++ va former un complexe avec la calmoduline et se lie au canal Cl- activé par les Ca2+:
diminution de l’efflux de Cl-.

3- Le Ca++ va être expulsé de la cellule par des échangeurs Ca++/Na+

—> Ces mécanismes vont permettre la repolarisation de la cellule et vont jouer un rôle dans les changements de sensibilité aux odeurs

Question 26

Quels sont les principaux éléments de la cascade de transduction des odorants dont leur inactivation cause une anosmie (3)?

Answer 26

• Golf
• ACIII (adénylyl cyclase)
• Canal contrôlé par les nucléotides cycliques (canaux cationiques)

Question 27

Expliquer la spécificité des neurones récepteurs olfactifs.

Answer 27

Les neurones récepteurs olfactifs sont sensibles à un ensemble restreint de stimulus: une spécificité des récepteurs

Certains neurones vont présenter une spécificité pour un seul type d’odeurs; d’autres peuvent être activés par plusieurs molécules odorantes

Suggère qu’un seul type de récepteur va être exprimé dans chaque neurone olfactif

Question 28

Vrai ou faux : Les neurones récepteurs olfactifs présentent les mêmes seuils pour un odorant particulier.

Answer 28

Faux : Les neurones récepteurs olfactifs peuvent présenter des seuils différents pour un odorant particulier

Question 29

Les neurones récepteurs olfactifs sont sensibles à un ensemble restreint de stimulus, quels sont-ils?

Answer 29

(A) des odorants différents ou

(B) des changements de concentration de la même substance entraînent des modifications de la latence et de la durée de la réponse

Question 30

A leur sortie de l’épithélium olfactif, les axones des neurones récepteurs forment quoi?

Answer 30

A leur sortie de l’épithélium olfactif, les axones des neurones récepteurs forment le nerf olfactif et se projettent vers le bulbe olfactif

Question 31

De quoi est composé le bulbe olfactif?

Answer 31

Le bulbe olfactif est composé de plusieurs glomérules qui reçoivent les terminaisons synaptiques des fibres olfactives

Question 32

Organisation de chaque glomérule.

Answer 32

-Les axones des fibres olfactives s’articulent avec les dendrites des cellules mitrales

• Chaque glomérule comprend les dendrites de 25 cellules mitrales innervées par ~25000 fibres qui viennent des neurones récepteurs olfactifs qui expriment le même gène récepteur olfactif (degré de convergence)

Question 33

Que permet le degré de convergence de chaque glomérule (expriment le même gène récepteur olfactif) (2)?

Answer 33

(1) augmente la sensibilité des cellules mitrales pour mieux garantir la perception des odeurs.

(2) Augmente la puissance relative du signal en réduisant le bruit de fond que représente l’activité non corrélée des diverses fibres afférentes (augmentation du rapport signal bruit).

Question 34

Vrai ou faux : Chaque glomérule individuel répond de façon sélective à un odorant particulier

Answer 34

Vrai

Question 35

Vrai ou faux : Les glomérules individuels ou des petits groupes de glomérules répondent à plusieurs odorants.

Answer 35

Faux : glomérules individuels ou des petits groupes de glomérules répondent sélectivement à des odorants particuliers.

Question 36

Si on augmente la concentration de l’odorant, on augmente…

Answer 36

l’activité de glomérules particuliers et le nb des glomérules actifs.

—> Pour les mélanges complexes (ex. vin, café), un mécanisme de codage économe qui répond à un petit nombre des composants chimiques d’un mélange complexe

Question 37

Qui constitue le seul relai des informations olfactives vers le reste du cerveau?

Answer 37

Les axones des cellules mitrales

Question 38

Les axones des cellules mitrales se réunissent en un faisceau, comment s’appelle-t-il?

Answer 38

Le pédoncule olfactif latéral

Question 39

Le pédoncule olfactif latéral va se projeter sur plusieurs cibles, quelles sont-elles (4)?

Answer 39

Va se projeter sur plusieurs cibles: le tubercule olfactif (centre de ‘’récompenses’’, les cortex piriforme et entorhinal (mémoire olfactive) et l’amygdale (réponses émotionelles)

Question 40

Quelle est la particularité du cortex piriforme?

Answer 40

-Ségrégation des réponses aux odeurs simples est moins forte dans le cortex pyriforme que pour les autres systèmes sensoriels. Chaque neurone est activé par un plus large groupe d’odeurs.

• Les neurones olfactifs dans le cortex pyriforme sont reparties dans des régions plus étendues

Question 41

Le cortex piriforme contient des _____________ qui projettent vers plusieurs cibles du cerveau antérieur —> _____________

Answer 41

• neurones pyramidaux
• influence les comportements

Question 42

Quelles sont les cibles des neurones pyramidaux du cortex pyriforme (4)? Quelles sont les rôles de chacune de ces cibles?

Answer 42

• Cortex orbitofrontal (réponse à des stimulis complexes (aliments))
• Noyau médial-dorsal du thalamus et cortex frontal (mémoire olfactive)
• Hippocampe (mémoire olfactive)
• Hypothalamus et amygdale (activité viscérale, appétit, comportements sexuels)