Covid-19 e olfatto

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Tra i possibili sintomi dell’infezione da Covid-19 potrebbero esserci perdita e disfunzioni di olfatto e gusto. Gli scienziati pero’ non ancora un quadro chiaro della situazione.

Lo scorso venerdì 20 marzo 2020 la professoressa Claire Opkins, presidentessa della British Rhinological Society e il professor Nirmal Kumar, presidente dell’associazione di otorinolaringoiatria britannica, hanno mandato una dichiarazione al Public Health England, l’agenzia del Dipartimento della sanità e dell’assistenza sociale nel Regno Unito. In questa lettera i medici mettevano in risalto un aumento dei casi di anosmia e disfunzioni di gusto e olfatto correlata all’infezione da coronavirus allertantando le autorità a cercare di fare i test nei pazienti che riportano problemi olfattivi, anche senza altri sintomi di infezione delle vie respiratorie, perché potrebbe trattarsi di un sintomo collegato a Covid-19. La notizia è stata ripresa da diversi giornali internazionali, tra i quali il New York Times, e si aggiunge a commenti analoghi pubblicati la scorsa settimana su alcuni quotidiani europei.

Che una malattia delle vie respiratorie possa avere tra i sintomi problemi a olfatto e gusto non dovrebbe sorprendere poiché le funzionalità olfattiva e nasale sono strettamente collegate. In questo caso però siamo di fronte a una malattia nuova, gli scienziati e i medici stanno, di fatto, conoscendo ora, sul campo e con i malati, il suo decorso e il comportamento del virus, quindi ogni nuova osservazione e sintomo va registrato perche’ contribuisce a dare il quadro generale della situazione.

I sintomi

Come riportato dal virologo Hendrik Streeck, dell’istituto di virologia dell’Universitätsklinikum di Bonn la scorsa settimana al quotidiano tedesco Franfurter Allgemeine, dei circa 100 pazienti con Covid-19 visitati da lui e il suo team, i due terzi riportava anche problemi a olfatto e gusto. Casi simili sono stati riportati anche dai medici in Corea del sud, Iran e in Italia Massimo Galli, ordinario di Malattie infettive all’Università degli Studi di Milano e primario del reparto di Malattie infettive III dell’Ospedale Sacco, ha confermato in un’intervista al Corriere la scorsa settimana osservazioni analoghe.

I sintomi principali sono una perdita totale di olfatto e gusto, che compaiono spesso durante le fasi di guarigione dalla malattia. Tuttavia, altri medici, tra i quali Opkins nel Regno Unito fanno invece notare che questi sintomi potrebbero essere anche presenti in pazienti senza altre sintomatologie.

Olfatto e gusto

La percezione degli odori avviene grazie alla stimolazione dei recettori olfattivi localizzati sul fondo della cavità nasale da parte delle molecole odorose presenti nell’aria che respiriamo. I recettori olfattivi sono proteine specializzate a riconoscere le molecole odorose e si trovano sulla superficie di neuroni, chiamati per questo olfattivi, localizzati nell’epitelio olfattivo nel naso. Dal naso i neuroni olfattivi mandano i propri prolungamenti nervosi (assoni) al bulbo olfattivo nel cervello.

Le molecole odorose possono però raggiungere l’epitelio olfattivo anche dalla bocca per una via chiamata retronasale. In questo modo gli aromi sprigionati da cibi e bevande raggiungono il naso creando quell’arricchimento sensoriale e aromatico che siamo genericamente abituati a definire gusto, ma che in realtà dipende principalmente dall’olfatto.

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Via olfattiva “diretta” (ortonasale) e retronasale. le molecole odorose (disegnate in blu e arancione) raggiungono la parte piu’ profonda della cavita’ nasale stimolando i neuroni olfattivi che mandano il segnale al cervello.

 

Questo è uno dei motivi principali per cui chi accusa problemi all’odorato, non sente bene il sapore dei cibi. Un effetto che chiunque abbia avuto un forte raffreddore e naso tappato avrà probabilmente sperimentato.

Possibili alterazioni dei sensi chimici

Al momento non sono ancora disponibili studi scientifici sistematici sulla possibile azione di Covid-19 sul sistema olfattivo e i medici hanno fatto notare che per ora si tratta solo di osservazioni personali. Questo è ragionevole poiché la pandemia è in corso e si stanno ancora raccogliendo i dati clinici man mano che i pazienti vengono esaminati e curati. Tuttavia è possibile fare alcune ipotesi che gli scienziati dovranno poi verificare sperimentalmente.

Alterazioni indirette

Dal momento che si tratta di una malattia delle vie respiratorie, molti pazienti sviluppano anche infiammazione delle vie respiratorie e congestione delle mucose nasali. Queste infiammazioni, così come l’ostruzione delle vie respiratorie, potrebbero contribuire a danneggiare l’epitelio olfattivo, come avviene anche in altri tipi di infezioni, riniti e influenze, e quindi compromettere le funzioni olfattive a vari livelli.

Azioni dirette all’epitelio olfattivo

Analogamente a quanto riportato nel caso di altri virus influenzali, Covid-19 potrebbe essere presente anche nelle mucose nasali e delle alte vie respiratorie e in questo modo interagire direttamente con le cellule dell’epitelio olfattivo alterandone la funzione. In questo caso alterazioni dell’olfatto potrebbero verificarsi anche senza apparenti infezioni o congestioni tipiche di altre sindromi influenzali. Questo è un punto importante perché, come fatto notare da Opkins e Kumar, pazienti con un’infezione da Covid-19 ma senza altri sintomi potrebbero pensare di avere solo un problema olfattivo e andare dall’otorinolaringoiatra senza sapere di essere contagiosi ed esponendo quindi anche i medici al rischio di infezione.

Azioni dirette alle terminazini nervose e ai nervi olfattivi

Inoltre il virus potrebbe avere accesso anche alle terminazioni nervose libere presenti nella mucosa olfattiva e nella bocca.

Naso e lingua, infatti, oltre ai recettori specializzati per olfatto e gusto hanno anche terminazioni del nervo trigemino e del nervo vago, sensibili a stimoli dolorosi, al caldo e al freddo, ma anche a molecole odorose e contribuiscono anche loro in parte alla percezione olfattiva e gustativa. Come altri virus influenzali, anche Covid-19 potrebbe alterare la loro funzione.

Infine, come messo in evidenza in un breve articolo pubblicato sulla rivista scientifica ASC Chemical Neuroscience a inizio marzo, vi è la possibilità che Covid-19 abbia accesso al cervello passando attraverso il collegamento tra epitelio olfattivo e bulbo olfattivo. Alcune evidenze sui roditori hanno mostrato che nel caso di altri coronavirus questo è possibile, anche se difficile, ed è perciò necessario svolgere ulteriori studi per scoprire se avvenga anche con Covid-19.

Sintomi correlati

Accanto alla perdita totale dell’olfatto ci potrebbero essere anche altre alterazioni come percezione alterata degli odori, pantosmia e cacosmia. Nei fenomeni di pantosmia, seppur molto rari, il paziente ha allucinazioni olfattive e percepisce odori per lo piu’ sgradevoli che non sono realmente presenti. In altri casi, come la cacosmia, odori altrimenti normali sono percepiti come puzze. Spesso vengono percepiti odori metallici, di gas o di uova marce. Sull’origine di queste sindromi gli scienziati hanno diverse ipotesi, tra le più accreditate quella che si tratti di problemi nella rigenerazione dei neuroni olfattivi o nel turnover dei recettori.

Possibile decorso

Al momento gli scienziati non possono dire come questa condizione possa evolvere nel tempo e se i pazienti possano poi recuperare l’olfatto.

Compatibilmente con quanto è già noto dalla comunità scientifica, questo tipo di disturbi con il tempo passa e i pazienti dovrebbero recuperare la funzione, anche se molto dipende dall’entità del danno. In ogni caso è normale che il recupero sia lento, considerato che anche fisiologicamente i tempi di rigenerazione dei neuroni olfattivi sono di 30-60 giorni. Il recupero quindi potrebbe richiedere molti giorni, fino a settimane e nei casi piu’ gravi mesi, e’ quindi importante che i pazienti siano consapevoli di questa eventualita’ perche’ fa parte del normale decorso dei disturbi olfattivi. In questo caso possono a volte essere di aiuto stimolazione e training olfattivo che, a livello pratico, significa esercitarsi quotidianamente ad annusare e riconosce gli odori.

 

Articoli e fonti usati questo post:

  • Mannan Baig et al.,Evidence of the COVID-19 Virus Targeting the CNS: Tissue Distribution, Host–Virus Interaction, and Proposed Neurotropic Mechanisms. CS Chem. Neurosci. March 13, 2020.
  • Djuspeland et al., Accessing the brain: the nose may know the way. J Cereb Blood Flow Metab. 2013 May; 33(5): 793–794.
  • Desforges et al. Human Coronaviruses and Other Respiratory Viruses: Underestimated Opportunistic Pathogens of the Central Nervous System. 2019 Dec 20;12(1). pii: E14. doi: 10.3390/v12010014.

e dai giornali:

  • L’intervista originale a Hendrik Streeck pubblicata il 16.03.20 sul Frankfurter Allgemeine
  • L’articolo sul The New York Times del 23.03.20
  • L’articolo sul Corriere con L’intervista a Massimo Galli
  •  Le raccomandazioni riportate sul sito inglese Fifth Sense con la citazione della lettera di Opkins e Kumar.
  • Oggi anche Il post, sempre sul pezzo, ha fatto un riassunto della situazione.

Se mi seguite su Instagram @Il_senso_perfetto anche li’ la settimana scorsa avevo fatto degli spiegoni salvati nelle storie in evidenza.

Giornata Internazionale dell’anosmia

 

Oggi è la giornata internazionale dell’anosmia (Anosmia awareness day) e dei disturbi legati all’olfatto. Lanciata nel 2012, ha lo scopo di far conoscere alle persone i disturbi e le patologie legate all’olfatto poiché non se ne parla molto e, anzi, spesso non si sa neppure esistano.

Gli scienziati calcolano che circa il 2-5 % della popolazione sia anosmico, cioè non può sentire gli odori. Questo dato è probabilmente una sottostima perché capita sovente che i disturbi legati all’olfatto non vengano riportati: da un lato alcuni pazienti, soprattutto anziani, non vanno dal medico perché non pensano sia importante o addirittura non si accorgono completamente del defict; altre volte i disturbi non vengono riconosciuti chiaramente. Inoltre, anche quando il disturbo è riconosciuto spesso non si sa come affrontarlo, cosa fare e dove reperire le informazioni che qualche volta mancano anche ai medici. Ecco uno dei motivi per cui è nata questa giornata: far conoscere il disturbo e fare della corretta informazione sul tema.

Tra le principali ragioni per cui il senso dell’olfatto viene perso o alterato ci sono l’invecchiamento, incidenti e infezioni e vi sono alcuni rari casi in cui l’anosmia è congenita e quindi presente dalla nascita. Spesso, la perdita dell’olfatto è legata al normale processo di invecchiamento, ma è correlato anche a demenze senili e ad alcune malattie neurodegenerative come Parkinson e Alzheimer nelle quali alcune evidenze scientifiche indicano che la perdita dell’olfatto in questi pazienti compare precocemente.

Nelle persone più giovani invece la perdita dell’olfatto avviene principalmente in seguito a incidenti in cui si è battutto la testa o a forti infiammazioni e riniti. Purtroppo il recupero non sempre avviene, in alcuni casi un lungo training olfattivo può aiutare, ma ci vuole molta pazienza perché il recupero richiede mesi e a volte anni.

Per i pazienti questa condizione è particolarmente frustrante perché spesso i disturbi olfattivi sono considerati secondari: fino a quando non si perde non si comprende l’ importanza dell’olfatto.

L’olfatto ci connette alla nostra identità più intima, attraverso l’odore abbiamo una continua connessione con noi stessi che gradualmente viene meno quando non sentiamo più gli odori. Ne risentono le relazioni intime con il partner e anche il cibo perde buona parte del suo gusto poiché gli aromi che comunemente associamo al palato dipendono in larga parte dell’olfatto. Inoltre non poter sentire gli odori porta molte persone a sviluppare piccole (grandi) ossessioni perché non possono riconoscere quando puzzano, se ci sono odori sospetti come di bruciato nella stanza, e possono apprezzare meno i cibi. Tutto ciò può generare un profondo disagio psicologico che può portare anche a depressione e disturbi dell’alimentazione.

Accanto alla perdita totale dell’olfatto vi sono poi numerose altre alterazioni che vanno dalla cacosmia (gli odori vengono percepiti come sgradevoli) alla pantosmia o sindrome dell’odore fantasma, quando cioè si sentono puzze che in realtà non ci sono. Nel libro ho chiamato “L’odore fantasma” il capitolo dedicato ad anosmia e alterazioni dell’olfatto proprio perché le patologie legate all’olfatto sono innumerevoli, spesso poco note e, di fatto, aleggiano come fantasmi che invece dovremmo poter riconoscere e affrontare.

 

Bonus

Sui siti (in inglese) Anosmia awareness day a Fifth sense trovate numerose informazioni e risorse.

Per chi bazzica Instagram invece cerchero tra oggi e domani di pubblicare alcune storie sull’anosmia e i disturbi dell’olfatto, se vi va seguitemi anche lì, dove pubblico contenuti video  più frequentemente.

Il blog è diventato un libro

Cover Il senso perfetto

Rieccomi con una bella novità: dal blog è nato un libro, per Codice Edizioni, e lo trovate in libreria dal 18 settembre (oppure on-line già in prevendita).

Sulla scia delle storie che molte volte avete trovato qui, vi racconto come funziona il nostro senso più selvaggio e a volte bistrattato e perché sentiamo ciò che sentiamo quando annusiamo qualcosa. Perché gli odori ci travolgono, evocano emozioni e ricordi, ma poi  fatichiamo a dare loro un nome? Perché l’attrazione passa anche attraverso il naso? E come procedono le nuove ricerche e tecnologie per creare nasi elettronici? E, invece, quando l’olfatto non funziona più bene? Nel libro ho raccolto fatti scientifici e storie di odori e di nasi, per chi vuole capire meglio come annusiamo e per chi invece non vi ha mai posto troppa attenzione e vorrebbe saperne un po’ di più.

Prossimamente ci saranno aggiornamenti, intanto potete seguire i miei spostamenti e altri racconti anche sul profilo di IG.

 

 

L’uomo che sapeva di pesce – If you stink like a fish

 

Siamo fatti anche noi della materia di cui son fatti i sogni; e nello spazio e nel tempo d’un sogno è racchiusa la nostra breve vita

(Prospero: atto IV, scena I)

Probabilmente molti di voi conosceranno, in una qualche forma, questa citazione dal dramma teatrale “La tempesta” di William Shakespeare. Eppure quest’opera dovrebbe essere ricordata anche per un’altra citazione suggestiva, almeno per chi è interessato a puzze e odori, e a malattie rare.

Siamo nell’atto II e Trinculo, grezzo ubriacone, parla senza giri di parole – figuriamoci delicatezza – dello schiavo Calibano:

E qui che cosa abbiamo? Un uomo o del pesce? Vivo o morto? Pesce: puzza come il pesce; un tanfo di pesce che è lì da anni; puzza come un vecchio nasello

(Calibano: atto II, scena II; mia traduzione libera dal testo inglese, vedi sotto)

E ora mettetevi nei panni del povero Calibano, ché già non è che se la passasse proprio bene: era uno schiavo caraibico, ed era affetto da alcune deformità. Inoltre, il suo corpo emetteva per davvero odore di pesce andato a male. Una condizione che, secoli dopo, verrà conosciuta e descritta dai medici come – indovinate un po’ –  “sindrome dell’odore di pesce” (Fish-odour syndrome) o trimetilaminuria. È una malattia genetica rara e le persone con questa sindrome hanno sudore, alito, pipì e liquidi corporei in generale, caratterizzazzati da un odore molto forte spesso descritto come quello di pesce guasto, uova rancide, urina. È una condizione che non procura danni o impedimenti fisici se non il fatto di puzzare terribilmente, e questo, invece, sì determina diversi problemi, che si ripercuotono sulla vita sociale e talvolta anche sulla salute psicologica dei pazienti.

Essendo, come dicevamo, una malattia piuttosto rara, ed avendo come quasi unico sintomo la puzza, è spesso ancora oggi difficile da diagnosticare (i test per diagnosticarla ci sono, ma fino a poco tempo fa non era molto nota e nessuno pensava a questa possibilità, e quindi a fare il test appropriato) per cui in diversi casi riportati si è arrivati alla diagnosi esatta solo dopo anni.

Il disturbo fu descritto per la prima volta in un articolo medico uscito su Lancet nel 1970 con il titolo: “Trimetilaminuria: la sindrome dell’odore di pesce” (Trimethylaminuria: the fish-odour syndrome). In questo caso si trattava di una bambina di sei anni, affetta anche da sindrome di Turner e con una storia clinica di numerose infezioni polmonari, quindi già sotto osservazione medica. La madre riportava inoltre “l’odore di pesce” della bambina. I medici cercarono di capire a cosa fosse dovuto questo odore e, dopo diverse analisi, scoprirono che la paziente non metabolizzava bene una sostanza chiamata trimetilammina (TMA).

Intermezzo sulla puzza di pesce  

Perché il pesce dopo qualche giorno inizia ad avere un odore molto intenso? La principale responsabile è proprio lei, la trimetilammina, anche se i pesci non hanno la sindrome di cui parlavamo. O meglio, in un certo senso sì, ma da morti.

I pesci di mare vivono in un ambiente molto più salino di quello presente nei loro tessuti, così molti di loro (soprattutto gli elasmobranchi) per “bilanciare” questa differenza e mantenere il giusto equilibrio salino hanno bisogno di stoccare delle molecole chiamate osmoliti. In questo modo aumentano la pressione osmotica dei tessuti e possono “tener botta” all’ambiente iperosmotico marino. Il composto principale “stoccato” si chiama trimetilammina-N-ossido (TMAO) e deriva dalla trimetilammina. Tuttavia, quando l’animale muore TMAO viene degradato e trasformato di nuovo da batteri e altri enzimi nella nostra puzzosa trimetilammina, che conferisce al pesce “di qualche giorno” il suo caratteristico odore.

La sindrome dell’odore di pesce

Nell’uomo la trimetilammina viene prodotta, per esempio, a partire da un’altra molecola, la colina, che assumiamo col cibo. A questo punto un enzima del fegato chiamato FMO3 (Flavina-monossigenasi-3) trasforma la trimetilammina in TMAO. Se per qualche ragione l’enzima FMO3 non funziona bene o nasciamo con una mutazione genetica che lo rende difettoso, la trimetilammina non viene trasformata e rimane a piede libero, dando alla persona l’aroma di pesce vecchio.

La diagnosi di solito si fa misurando la concentrazione di trimeltilammina e TMAO nelle urine, e nel caso i livelli di trimetillammina siano molto alti, si fa un test genetico. Come dicevamo la trimetilamminuria è una malattia genetica, autosomica recessiva, piuttosto rara e, anche per questo, a volte non facile da diagnosticare. Tuttavia, anche se è stata descritta in modo chiaro solo negli anni Settanta del secolo scorso, diversi documenti storici, e letterari, fanno a volte riferimento aneddottico a quadri clinici che fanno pensare a una sindrome come quella dell’odore di pesce. Uno di questi esempi è appunto il nostro Calibano, citato da Shakespeare.

Il trattamento del disturbo non prevede ancora, purtroppo, una vera cura, ma solo metodi per controllare la puzza. Il principale è fare attenzione all’alimentazione, cercando di ridurre i cibi ricchi di trimetilammina, come pesce di mare e crostacei, e altri alimenti ricchi di suoi precursori, come la colina. Con quest’ultima però la faccenda è complicata: la colina è importante per il corretto funzionamento delle cellule e del sistema nervoso, e particolarmente importante durante la gravidanza e lo sviluppo embrionale, perciò una sua carenza può causare gravi disturbi.

Bonus

Gli aneddoti più o meno folkloristici che descrivono casi simili alla sindrome dell’odore di pesce nel corso della storia sono diversi. Prima di Shakespeare anche altri vi avevano fatto riferimento. Nel testo indiano Mahabharata (1000 A.C.), per esempio, si narra di una giovane donna, di nome Satyavata, costretta al confino e all’isolamento per via del suo odore “di pesce” per l’appunto. Ma anche in diversi racconti della tradione Thai si fa riferimento, di tanto in tanto, a personaggi con lo stesso problema. Per tornarre in Europa invece, un altro testo interessante è il “Nature of aliments” (1735) di John Arbuthnot, scienziato che in questo trattato su cibo e nutrizione fa riferimento esplicito ai possibili effetti del mangiare troppo pesce e al fatto che gli abitanti dei posti di mare che si cibano quasi esclusivamente d pesce spesso hanno anch’essi quell’odore. Ovviamente non possiamo sapere se in questi casi si trattasse davvero di individui affetti dalla vera sindrome dell’odore di pesce, o altro, ma ile descrizioni danno spazio alle speculazioni.

If you stink like a fish

We are such stuff as dreams are made on, and our little lifeis rounded with a sleep.

(Prospero, IV.I.148–158)

You all probably know this quote from The tempest by William Shakespeare, what you might not know is that, within the same play, odor-hunters and morbid- nerdy lovers can found some little treasures as well.

Take this moment, for example, act II, scene II, the rude jester Trinculo refers to Caliban, a deformed slave from Caribbean islands, as following:

What have we here? a man or a fish? Dead or alive? A fish: he smells like a fish; a very ancient and fish-like smell; a kind of not of the newest Poor John

(The Tempest II. II. 26–29)

Surely not respectful, nor sympathetic, the description holds, indeed, some true: Caliban did actually smell like a fish.

We could speculate he was affected by a genetic disorder, lately in the Twenty century described – guess how – as “fish-odour syndrome” or trimethylaminuria. The disease is not mortal, yet affects severely the quality of life of the person who carries the disorder: sweat, breath, pee, and all its body fluids have a smell often described like rotting fish, eggs, urine. That implies possible difficulties in social interactions, law self-esteem, and in some cases psychological issues.

Short digression on the smell of fish

Did you ask yourself why, after all, fish start to stink that way after some days? Do they also somehow suffer of such a syndrome? Well, not exactly, as far as they stay alive.

See fish live in a salty environment, and the salt-concentration is much higher than what is in their tissues. Therefore, they developed a trick in order to “counterbalance” the so-called high osmotic pressure, with high concentrations of certain compounds like amine. The main of these is the trimethylamine-N-Oxide (TMAO), an odorless compound derived from the metabolism of trimethylamine. When they die, bacteria and enzymes start to degrade TMAO back into trimethylamine, which has the characteristic fish odour.

The fish-odour syndrome 

In humans trimethylamine is usually assumed trough food like see fish and crustaceans, or as a byproduct of other substances like choline. In the liver the trimethylamine is then converted into TMAO by an enzyme called FMO3 (Flavin- monooxygenase-3). When FMO3 does not work properly, or we got a genetic mutation for this enzyme, trimethylamine remains in our body, which in turn starts to stink as rotten fish.

The first clinical case described was in 1970 on the medical journal Lancet: “trimethylaminuria: the fish-odour syndrome”. A six-year-old girl, with pulmonary infections and other diseases was under medical observation. The mother reported also the daughter had a “fish-odour”. After several analyses, it turned out the girl had a metabolic disorder and her body was releasing with the urine a huge amount of trimethylamine.

Due to the fact that is relatively rare, and most often not well known, the fish-odor syndrome has been in several patients often overlooked. Interestingly, historical anecdotes and descriptions of individuals with such conditions are presents in several cultures among millennia till our Shakespearean Caliban.

Unfortunately for the patients, the disorder has not a real cure and the unpleasant smell can be only kept under control, in certain degree, with a proper dietary. Limitation in see-food intake and food rich in choline could help.

Bonus

There are, historically, several anecdotes of people with a strong fish-like smell: in the Indian epic Mahabharata (1000BC) a women called Satyavata was forced to a solitary life because she stank like rotting fish. Similar cases are also present in Thai stories, and in Europe we find similar stories in Shakespeare’s play, and in John Arbuthnot treatise on nutrition and foods. On “Nature of aliments” (1735) he explains that certain people, like the inhabitants of see villages, due to the huge daily intake of fish they also start to stink so.

References

Mitchell SC, Smith RL. Trimethylaminuria: the fish malodor syndrome, Drug Metab Dispos. 2001 Apr;29(4 Pt 2):517-21.

Arbuthnot J.  An Essay Concerning the Nature of Aliments, 1753 , (J. Tonson, London), 3rd ed. pp 828.

Humbert JA, Hammond KB, Hathaway WE. Trimethylaminuria: the fish-odour syndrome, 1970, Lancet. Oct 10;2(7676):770-1.

Messenger J1, Clark S, Massick S, Bechtel M. A review of trimethylaminuria: fish odor syndrome,J Clin Aesthet Dermatol. 2013 Nov;6(11):45-8.

 

L’olfatto spiegato facile – Olfaction for beginners

Sui recettori olfattivi e come gli odori arrivano al cervello

La via che collega un odore ai nostri centri di elaborazione, cioè la corteccia cerebrale, è piuttosto diretta, dal respiro alle emozioni. Possiamo pensare al nostro naso come a un portale un po’ magico, come lo specchio di Alice ci porta in un’altra dimensione, quella degli odori. Il naso è una finestra sul mondo, poiché ci mette direttamente a contatto con l’ambiente esterno. Un contatto piuttosto intimo, perché gli odori si legano direttamente ai nostri neuroni olfattivi. Vediamo come.

Le tappe anatomiche di un segnale odoroso schematizzando barbaramente sono: naso – cervello. Più precisamente, abbiamo tre stazioni principali:

  • Prima stazione: epitelio olfattivo, nel naso
  • Seconda stazione: bulbo olfattivo, nel cervello
  • Terza stazione: corteccia olfattiva (cognizione), ippocampo (memoria), amigdala (emozioni), nel cervello
Sobel, 2010

1. Epitelio olfattivo. 2. Bulbo olfattivo. 3. Corteccia olfattiva. 4. talamo. 5. Corteccia orbitofrontale. Credits: Sela and Sobel, 2010.

L’olfatto, come sappiamo, è un senso chimico, cioè lo stimolo odoroso è fatto di molecole chimiche che, attraverso l’aria che respiriamo, raggiungono i recettori olfattivi. Su cosa siano questi recettori c’è ogni tanto un po’ di confusione perché si parla spesso, anche tra scienziati di questo campo, di “recettori olfattivi” per riferirsi sia ai recettori veri e propri sia ai neuroni olfattivi, ma non sono esattamente la stessa cosa. Però, se uno non lo sa, la cosa può in effetti confondere.

I recettori olfattivi propriamente detti sono proteine specializzate presenti sulle cellule dell’olfatto, che sono chiamate neuroni olfattivi (sì sono neuroni!). Tuttavia, siccome di fatto il neurone olfattivo trasmette l’informazione odorosa al cervello ed è il primo a ricevere lo stimolo, molti lo chiamano impropriamente “recettore” in senso lato.

I neuroni olfattivi formano, insieme ad altri tipi di cellule di supporto e ghiandole, buona parte dell’epitelio olfattivo, posizionato sul fondo delle fosse nasali. Potete immaginarlo collocato più o meno alla radice del naso, all’altezza degli occhi.

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I neuroni olfattivi hanno un corpo principale, più o meno a forma di pera, dalla cui testa si allunga un bottoncino da cui sporgono alcune ciglia. Queste sono esposte all’esterno e sono coperte da uno strato di muco in cui le molecole odorose devono disperdersi per raggiungere i recettori. Dall’altro lato della pera si allunga invece un prolungamento chiamato assone che, come un cavo, si dipana fino al cervello e finisce nel bulbo olfattivo. L’insieme di questi cavi, provenienti dai diversi neuroni olfattivi formano il nervo olfattivo, che è il I nervo cranico e porta l’informazione dal naso al cervello.

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Sezione di epitelio olfattivo.

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Ciglia di neuroni olfattivi viste dall’alto.

Recettori come lego

Quando un odore si insinua nelle nostre narici, le molecole che lo formano si legano quindi a specifici recettori presenti sulle ciglia dei neuroni olfattivi (come avvenga esattamente questa interazione a livello molecolare non è ancora del tutto chiaro).

Gli esseri umani hanno circa 10 milioni di neuroni olfattivi (si trovano in letteratura stime che vanno dai 6 ai 12 milioni per la verità) e ognuno di loro possiede un solo tipo di recettore. La parte di genoma dedicata ai recettori olfattivi è enorme: nell’uomo ci sono circa 400 geni che codificano per questi recettori (nel topo sono circa 1200). Cioè quei 10 milioni di neuroni sono divisi in circa 400 tipi diversi a seconda del recettore che esprimono (senza parlare delle ulteriori varianti alleliche). Alcuni di questi recettori sono molto specifici e riconoscono solo poche molecole, altri invece sono a spettro un po’ più ampio.

Al momento il meccanismo più supportato da prove scientifiche per l’interazione tra molecola di odore e recettore è quella “chiave-serratura” e funziona cioè un po’ a incastro come i mattoncini lego. Questa interazione e riconoscimento avviene secondo un codice combinatorio: ogni neurone olfattivo esprime un solo tipo di recettore che può però riconoscere una o più molecole con diversa affinità. Cioè alcune chiavi sono molto specifiche, mentre altre sono un po’ più simili a dei passepartout. Ogni odore è composto quasi sempre da molte molecole diverse, e ognuna di esse si legherà a diversi recettori; dalla combinazione finale, un po’ come un codice a barre, si avrà l’identità dell’odore; chi fa la decodifica del codice a barre è il cervello.

Il bulbo olfattivo è come un centralino

Quando il recettore si lega alla molecola odorosa il neurone manda attraverso il proprio assone-cavo un segnale al bulbo olfattivo, prima stazione di decodifica, che potremmo immaginare un po’ come l’insieme tra un centralino e un ripetitore: riceve e smista i segnali provenienti dell’epitelio olfattivo e, dopo una prima rielaborazione, li rimanda ai piani alti del cervello, la corteccia olfattiva.

Il bulbo è organizzato in unità funzionali chiamate glomeruli, dove il primo passaggio di informazione dal naso al cervello avviene attraverso le sinapsi tra le terminazioni dei neuroni olfattivi e quelle di altri neuroni (cellule mitrali – Mitral and Tufted cells più precisamente) che a loro volta trasmettono il segnale alla corteccia. Ogni glomerulo riceve i segnali provenienti dai neuroni olfattivi con lo stesso tipo di recettore. Per esempio, tutti i neuroni che esprimono il recettore M71 mandano le loro terminazioni nervose alle stesse due coppie di glomeruli (ci sono mediamente due glomeruli per bulbo, destro e sinistro, per recettore).

Su come gli odori sono mappati nel bulbo olfattivo

Si è cercato per molto tempo di capire se dalla disposizione spaziale dei glomeruli nel bulbo olfattivo fosse possibile ottenere una “mappa” degli odori: se ogni glomerulo corrisponde a un recettore specifico che si lega a specifiche molecole, significa che nel bulbo si potrebbe (ipotesi) trovare una “mappa chimica” (chemotopica) degli odori in modo analogo a ciò che avviene per gli altri sensi. Ci aspetteremmo cioè di trovare aree specializzate al riconoscimento di ciascuna classe chimica o quasi, per esempio una zona per le aldeidi, una per i chetoni e via dicendo. Le cose però stanno in modo un po’ diverso.

Più che una mappa precisa quella che si ottiene dall’analisi delle risposte dei glomeruli a diverse sostanze odorose è un’organizzazione in macroaree che riflette la classe di recettori olfattivi dai quali ricevono i segnali. I recettori olfattivi sono divisi in due classi: I e II, localizzate in diverse aree dell’epitelio solo parzialmente sovrapposte. I neuroni con questi due tipi di recettori mandano le proprie terminazioni nervose a parti del bulbo chiamate rispettivamente dominio I, più ristretto, e dominio II, più esteso. C’è poi una terza area, quella dei recettori TAAR (Trace Amine-Associated Receptors), identificati nel 2006. Secondo il modello attualmente più accettato dai ricercatori quindi, nel bulbo olfattivo ci sono tre macroregioni, o domini, che ricevono le informazioni olfattive da tre diverse classi di recettori: I, II e TAAR, tuttavia in questo caso non è possibile parlare di una vera e propria mappa sensoriale.

Olfaction EMBO reports VOL 8 NO 7 2007

Credits: EMBO reports VOL 8 NO 7 2007.

Dal bulbo, dicevamo, l’informazione su cosa si è legato ai recettori olfattivi viene mandata alle regioni superiori del cervello, dove si trasformano nella percezione di un odore. La cosa più affascinante di tutto ciò è, infatti, che un odore, come ho già detto altre volte, diventa tale nel nostro cervello. Una molecola di per sé è solo una malecola ma diventa odore dopo che l’abbiamo annusata, anzi ognuno di noi ne avrà una percezione un pochino diversa, ma questa è un’altra storia…

Olfaction for beginners

From the receptors to the odor

Our nose is a special window, like the Alice’s looking glass, it is an intriguing passage, it connects directly our brain to the external world, it is our gate to the world of smell.

What happens to an airborne molecule entering our nose? When does it become an odor? The gross anatomy of these passages would be: nose – brain. Simple and fast. More precisely we have three main stages:

  1. Olfactory epithelium, in the nose
  2. Olfactory bulb, in the brain
  3. Olfactory cortex (cognition), hippocampus (memory), amygdala (emotions); in the brain

Olfaction is a chemical sense: an odor is made out of several chemicals entering our nose with the air we breathe. At the end of our nasal cavity we find the olfactory epithelium, where olfactory receptors are sitting. There is actually some confusion sometimes about the term “olfactory receptor” due to the fact that people often call with this term both, the actual olfactory receptors and the olfactory sensory neurons where the olfactory receptors are sitting, but as we can see they are not the same thing. The olfactory receptors are specialized proteins present on the olfactory cells, which are by the way real neurons! These pear-shaped neuronal cells have a knob terminal from which depart several cilia. The cilia are exposed to the external environment and imbedded in a layer of mucus. From the other site of the olfactory cell departs another extension, a wire that goes to the olfactory bulb, and forms with many others the first cranial nerve called olfactory nerve.

Humans have around 10 million olfactory neurons (estimations in literature count 6-12 million) expressing almost 400 different types of receptors. Each neuron has only one type of those receptors meaning the 10 million of olfactory neurons are divided in roughly 400 types (without taking into account different alleles).

But how is it possible that with 400 receptors we can smell more than 10.000 different odors? It turns out we are with a bunch of Lego-bricks in our hands: we can combine them in different ways. The interaction between a molecule and a receptor works like a lock-and-key model but with differences among the receptors. Some are very specific and can recognize one or few molecules/key only, others are broadly tuned and can bind different chemicals. Since an odor is usually made out of several different chemicals, each molecule will activate different receptors, and as in a barcode the final combination of them will give us the final odor identity. The decoding of the barcode happens in the brain.

As we have seen the odor information goes from the olfactory neurons in the nose to the olfactory bulb where the information coming from the same type of receptors converge on the same unit called glomeruli. The olfactory bulb works as a sort of relay and an analyzer: it takes the information from the nose, it makes a first rough decoding and it send it up to the higher brain centers. Here the magic happens and molecules become odor, which is indeed very personal yet specific among people. How this happens is another story…

Bonus

‘Wurzi’ il fiore-cadavere sta tornando – The corpse flower is back to Frankfurt

E non è solo…

Del fiore (che sa di) cadavere e di quanto puzza vi avevo già parlato. L’anno scorso ne avevo beccato la fioritura al Palmengarden di Francoforte, dove la pianta sembra trovarsi proprio bene… Infatti in questi giorni ci sono altre due fioriture in arrivo!

Non è una cosa tanto facile, c’è una vera e propria gara tra i giardini botanici in giro per il mondo, e le fioriture di solito sono monitorate e seguite, tanto che in alcuni posti, quando ce n’è una si creano file di centinaia di persone per vederlo, e annusarlo.

E niente sto fiore puzzolente (ma precisiamo è un’infiorescenza) mi ha conquistata, e questa volta, in collaborazione con Hilke Steinecke del Palmengarten di Francoforte, terrò un visita guidata per annusarlo e conoscerlo meglio. Se per caso in questi giorni siete da queste parti scrivetemi! (qui sotto i dettagli).

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‘Wurzi’ and the little brother are about to bloom in Palmengarden Frankfurt. Credit: perfectsenseblog.

 

An evening with Amorphophallus titanum

A journey into the lovely stinky-world of the corpse flower

 in collaboration with Dr. Hilke Steinecke – Palmengarten Frankfurt

Let’s make it clear from the beginning; if they call it ‘corpse flower’ there is a reason.

And now, imagine being the first person who found it.

We are in the 1878 and Italian botanist Odoardo Beccari is exploring the tropical forest in Sumatra: a walk through all kind of green, a rich atmosphere, lush and highly humid, full of odors coming from the vegetation. Odoardo at a certain point is been catching from a strange scent, an unusual smell like something rotten. He thinks there must be a monkey-carcass somewhere nearby or something similar…

Odoardo starts to follow the putrid scent, but It turns out what he finds is not the remaining of a dead animal, but something way more interesting, and astonishing: a three-meters tall flower standing in front of him.

It is called Titan Arum, Amorphophallus titanum in Latin, which comes from ancient Greek and means άμορφος – amorphos, “without form, misshapen” and φαλλός – phallos, “phallus”, and “titan”, “giant”. The plant, from the Araceae family, consists of a smelly spadix of flowers wrapped by a spathe (a leaf-like bract), and it is the largest unbranched inflorescence in the world, though commonly named giant “flower”. And it stinks. Heavily and deadly. Why the plant produces such odors?

Meet Amorphophallus titanum at the Palmengarten in Frankfurt during a special tour in the evening, when the giant flower releases its putrid lovely scent at its best. We will talk about the olfaction, the sense of smell, and how we sense odors. We will have a special focus on stinky plants and on the particularities of Amorphophallus titanum.

Free your nose, It’s gonna stink…

Practical information

When: We don’t know! We are making the countdown for the plant to bloom, it can happen anytime within the next days. If you are interested in it write an email to hilke.steinecke@stadt-frankfurt.de  or to anna.derrico@gmx.de and we will let you know as soon as we are ready for the tour.

The tour will take place at h.19:30 and it takes almost 1.15 hours

Where: Palmengarten Frankfurt – Siesmayerstr. 61, 60323 Frankfurt am Main

Entrance: : It is Free! (donations are welcome)

Further information: hilke.steinecke@stadt-frankfurt.de   Tel: 069 212 38149

L’aromaterapia e l’effetto Forrest Gump – On aromatherapy and the Forrest Gump-effect

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Via Pinterest.

 

C’è un libro molto interessante, dell’antropologa Annick Le Guérer, che si intitola “I poteri dell’odore”. È uno dei libri “base” di chi si avvicina al mondo dell’olfatto e vuole capire meglio le componenti sociali e antropologiche legate agli odori, cosa di cui l’autrice si occupa da decenni ormai.

Ma quali sono i “poteri” dell’odore? Questa espressione fa riferimento a un sacco di cose; astraendo, e pensando un momento anche alla nostra esperienza personale, possiamo scorgere a cosa si allude: gli odori influiscono sulla nostra vita e sulle nostre sensazioni in molti modi, decisamente non trascurabili. Dagli odori ambientali in cui ci imbattiamo per strada (smog, pattumiera, erba appena tagliata, scarichi, cibo,…) a quelli individuali, dall’ascella dello sconosciuto accanto a noi sull’autobus alla pelle del nostro partner o dei nostri figli. E in tutte queste situazioni, quegli odori saranno capaci di influenzare in qualche modo il nostro stato e senso di “benessere” (nel senso comune del termine), irritarci, eccitarci, darci piacere, fastidio, e così via.

I meccanismi con cui ciò avviene sono principalmente psicologici, culturali e personali. C’è un legame molto stretto tra olfatto, emozioni e memoria, e per questo motivo se associamo un certo evento o una persona a un odore particolare, sarà poi molto facile risentendo, anche a distanza di tempo, quello stesso odore, richiamare subito alla mente quello specifico episodio o persona. Soprattutto, riemergerà la sensazione o emozione a cui li avevamo associati. Perciò, se si trattava di qualcosa di piacevole, verosimilmente quell’odore avrà per noi una connotazione positiva, viceversa, se si era trattato di qualcosa di brutto, la sensazione, anche rispetto all’odore, sarà spiacevole. Questo meccanismo è inoltre influenzato dal gusto personale, dall’esperienza e da elementi culturali, perché non tutti siamo abituati agli stessi odori. E quindi non abbiamo tutti le stesse reazioni, anzi. Da un certo punto di vista potremmo considerare l’olfatto come uno dei sensi più imprevedibili, per dirla alla Forrest Gump: non sai mai quello che ti capita.

Il fatto poi che certi odori possano colpirci a livello emotivo, insieme alla loro fugacità, li rende strumenti perfetti per inspirare la fantasia, creare suggestioni e associazioni di vario tipo. Non solo, una moltitudine di odori e aromi viene da piante, fiori e erbe chiamate, appunto, aromatiche e usate tradizionalmente in cucina, ma a volte anche a scopo cosmetico, e medicamentoso in tempi in cui non la medicina moderna non era ancora nata. L’uso da parte dell’uomo di oli e unguenti profumati, incensi e preparati odorosi risale alle prime civiltà, seppure con modalità e valenze diverse a seconda del periodo storico e delle aree geografiche. Spesso erano usati per scopi rituali e legati alla sfera del sacro, oppure per fini assolutamente profani, nei belletti e unguenti per il corpo per esempio, o, in modo più pragmatico, per coprire puzze e odori corporei in epoche in cui l’igiene personale non era tra gli usi e i costumi. Dal punto di vista sociale e antropologico, anche per via dello stretto legame associativo tra odori, emozioni e sensazioni “viscerali” di cui sopra, odori e profumi hanno assunto nel corso del tempo diverse connotazioni, prestandosi spesso, anche ad associazioni metaforiche suggestive che intrecciavano poesia, miti, leggende, arti mediche e cosmetiche.

I rimedi dalle piante

Tra l’altro, la prima farmacopea era basata su preparati vegetali, dai quali, come abbiamo imparato a fare successivamente, con il crescere delle nostre conoscenze scientifiche, è possibile a volte isolare principi attivi utili a scopo farmacologico. Avete presente l’aspirina? In passato, per curare diversi malesseri come febbre e malditesta, si usava una polvere ricavata dalla corteccia del salice bianco (Salix alba). Tra Settecento e Ottocento alcuni studiosi ne isolarono il principio attivo, contenuto nella corteccia, e la chiamarono, vedi un po’, salicina. Poi, alcuni chimici capirono come sintetizzarla in laboratorio e fu così possibile avere una resa maggiore: se ne poteva produrre molta di più di quel poco ricavabile direttamente dalla pianta, avere quindi dosi più efficaci e a prezzo decisamente inferiore. E sapendo come era fatta la salicina fu possibile, qualche tempo dopo, mettere a punto una nuova molecola, molto simile alla salicina, ma capace di dare meno effetti collaterali, l’acido acetil salicilico: era nata l’aspirina.

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Di New York Times, February 19, 1917, p. 6 (via ProQuest Historical Newspapers: “Display Ad 26 — No Title”), Pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3661828

 

Molte piante usate nella farmacopea di un tempo, anche se non sempre, sono piante aromatiche, e nel corso del tempo si è scoperto anche come estrarre, per distillazione o altre vie, la componente odorosa ottenendone oli essenziali. Questi di fatto sono prodotti dalle piante principalmente a scopo difensivo, o per comunicare; in effetti, diversi oli essenziali hanno un’azione antibatterica, e se usati puri sulla pelle possono anche essere irritanti. Dall’associazione tra l’effetto curativo di una pianta dovuto a un principio attivo in essa contenuto e l’idea che, magari, anche il suo odore potesse avere un qualche potere terapeutico il passo è stato molto breve. È davvero così? Facciamo un salto in laboratorio.

Aromaterapia e aromacologia

Siamo nel 1937 e René-Maurice Gattefossé, ingegnere chimico e dirigente di un’azienda di oli essenziali e profumi, pubblica il libro “Aromathérapie – les huiles essentielles hormones végétales” (éd. Librairie des sciences Girardot, 1937), coniando così il temine ‘aromatererapia’ e sostenendo il potere terapeutico degli oli essenziali, in particolare della lavanda, che la sua stessa azienda produceva. Ancora oggi l’aromaterapia è una pratica diffusa e si basa sostanzialmente sull’idea che certi oli essenziali possano svolgere un effetto terapeutico per inalazione, cioè basterebbe annusarli. Nel 1982 il Sense of smell institute, conia invece il termine ‘aromacologia’ per indicare lo studio scientifico della stimolazione olfattiva su umore, comportamento e fisiologia cercandone prove sperimentali. Mentre la prima è una disciplina basata su concetti non provati scientificamente, l’aromacologia è una branca di studi a cavallo tra la psicologia e la psicofisiologia che cerca di comprendere attraverso esperimenti controllati l’effetto psicologico degli odori e i suoi meccanismi.

Al termine “aromaterapia” per la verità sono spesso associate pratiche diverse accomunate dall’uso di erbe e piante aromatiche, e oli essenziali. Tuttavia non si tratta della stessa cosa e i loro effetti, o presunti effetti, non sono gli stessi per tutte le modalità con cui vengono usati. Per capirci, l’uso di “erbe” ed estratti per alcuni disturbi, se preparati correttamente e assunti in dosi/concentrazioni in cui effettivamente c’è il principio attivo, sono un’altra cosa. Questi di solito vengono ingeriti e quindi il corpo può metabolizzarli e mandarne il circolo il principo attivo. O nei casi di alcune pomate, essere usate in modo topico e fatte assorbire localmente dalla pelle. Attenzione, c’è da dire che a volte anche se il principo attivo a certe dosi, molto alte, avrebbe un effetto, in pratica lo si trova in concentrazioni così basse che per avere degli effetti reali bisognerebbe assumerne quantità improponibili, e che darebbero ben altri problemi. Ricordate quando vi ho parlato della teobromina nel cioccolato? È vero che può essere tossica, lo è per diversi animali, però la dose letale di teobromina per l’uomo è stimata intorno ai 1000 mg/Kg di perso corporeo. In una stecca di 100 g di cioccolato al latte ci sono circa 200 mg di teobromina. Diciamo che un uomo del peso di 70 Kg se volesse suicidarsi mangiando cioccolato dovrebbe prepararsi una merenda con 35 kg di cioccolato al latte, magari qualcosina meno se ama il fondente. Come si suol dire, è la dose a fare il veleno, e questo vale sia in senso curativo sia in senso nocivo.

L’assunzione di erbe, decotti e simili sono quindi un’altra cosa, anche se spesso sono associate ai trattamenti di aromaterapia, che prevedono invece l’uso di oli essenziali in combinazione principalmente a massaggi e sistemi di deodorizzazione.

Sedute di massaggio aromaterapico, quindi con oli essenziali, vengono spesso suggerite per disturbi di ansia, stress e affaticamento mentale/emotivo. Per capire se effettivamente gli oli essenziali in questo caso hanno un effetto specifico sono stati fatti diversi esperimenti e si è visto, in trial randomizzati, che il massaggio “da solo”, cioè senza oli essenziali, è già capace di dare benefici contro l’ansia e lo stress. Cioè, il massaggio è già sufficiente e non è l’aggiunta degli oli essenziali a renderlo efficace contro l’ansia e lo stress. L’aroma può essere un arricchimento sensoriale piacevole e in questo senso contribuire a rendere più coinvolgente l’esperienza del cliente, così come, viceversa, se gli oli usati hanno un odore che al cliente proprio non piace difficilmente l’effetto potrà essere distensivo, insomma l’effetto “Forrest Gump” è dietro l’angolo…

Tornando invece agli studi di aromacologia, c’è che effettivamente alcuni odori sono capaci di influire sull’umore e, in certi limiti, su alcuni comportamenti, ma in che modo? Bisogna cioè capirne il meccanismo. Le possibilità di fatto sono due: potrebbe esserci un’azione farmacologica oppure psicologica.

Alcuni esperimenti

Detta un po’ semplice, perché un farmaco abbia un qualche effetto deve essere assorbito dall’organismo, metabolizzato e entrare nel circolo sanguigno (non sempre in questo preciso ordine eh) in modo che possa raggiungere le cellule “bersaglio”. E perché possa essere di qualche utilità vogliamo anche che sia il più specifico possibile, idealmente che si diriga solo dove vogliamo che “faccia effetto” perché se colpisce tutto senza distinzione o danneggia tutto o non fa nulla ovviamente il suo uso può non avere molto senso. Purtroppo il farmaco “perfetto” non esiste, è sempre un po’ un compromesso ttenuto misurando i benefici e i effetti contrari. E naturalmente vogliamo, quanto più possibile, che l’effetto sia sempre lo stesso e sempre alla stessa dose, perché se funziona solo ogni tanto e a dosi che non si riescono a stabilire bene – ” è un po’ di più, signò che faccio lascio?” – viene pure il dubbio funzioni per davvero.

Ci sono degli odori per cui i quali si è potuta registrare sperimentalmente un’attività farmacologica?

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By Kemal ATLI – Lavender Field, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36702179

L’olio essenziale di lavanda in questo senso è uno dei più studiati. Alcune ricerche per esempio mostrano che l’olio essenziale di lavanda e in particolare il linalolo, suo principale componenete, modulano l’attività sinaptica inibendo il legame del glutammato, principale neuritrasmettitore eccitatorio. Questo effetto potrebbe quindi avere un effetto rilassante. È stato inoltre osservato un effetto modulatorio anche dell’ adenosin-monifosfato-ciclico (cAMP) a livello postsinaptico, associato anche questo a sedazione. Attenzione però, come hanno fatto i ricercatori a ottenere questi risultati? Cioè come l’hanno testata questa cosa? Le misure sono state fatte principalmente su parti di ileo intestinale di guinea pig e sull’utero di ratti. Inoltre l’olio essenziale era infuso direttamente sul tessuto analizzato o, nel caso di esperimenti in vivo, somministrato direttamente in vena o nello stomaco degli animali.

Come dicevamo prima, perché una sostanza abbia un effetto farmacologico c’è bisogno che venga assorbita dall’organismo e vada in circolo. Perciò se la sostanza agisse per via area, cioè l’olio essenziale agisse per inalazione, ci dovrebbero essere delle molecole volatili che vengono assorbite dalle vie aeree, oppure tramite stimolazione diretta dei recettori olfattivi. Se questo avvenisse davvero, dovrebbe essere possibile trovarne poi tracce in circolo. Effettivamente questo è stato osservato in alcuni esperimenti sui roditori. Tuttavia, in altri esperimenti si è anche osservato che, in ratti a cui erano state ridotte chirurgicamente le capacità olfattive, dopo avere inalato cedrolo, componente principale del olio essenziale del legno di cedro, era comunque possibile ritrovarne tracce nel circolo sanguigno, escludendo quindi una possibile azione per via olfattiva.

Sugli studi riguardanti l’effetto farmacologico di alcuni oli essenziali ci sono insomma diverse questioni fondamentali di cui tenere conto. Intanto gli studi di questo tipo sono stati fatti in modelli animali, in vivo o in vitro, mentre non ci sono studi nell’uomo in cui si osserva, dopo inalazione di queste sostanze, la loro presenza nel circolo sanguigno. Inoltre negli animali questi composti vengono testati a concentrazioni ben maggiori di quelle usate per l’uomo e la somministrazione è di solito per via più “diretta” e non per semplice inalazione. Tra l’altro anche elementi come il rapporto peso/taglia rispetto alle concentrazioni usate nel roditore e nell’uomo sono molto diverse. Infine, perché una sostanza entri in cicolo e abbia un effetto farmacologico di solito servono almeno una ventina di minuti o comunque una certa finestra temporale, mentre nel caso dei trattamenti con oli essenziali nell’uomo, l’effetto riportato è solitamente quasi istantaneo, il che fa già propendere per un effetto psicologico più che propriamente farmacologico.

C’è stato un esperimento nel 2004 presso l’università di Vienna in cui hanno testato l’effetto del (-)linalolo, componente della lavanda dicevamo, per assorbimento transdermico, con massaggio. In questo caso l’inalazione era impedita da una mascherina e il massaggio applicato sulla pelle dell’addome per 20 minuti. In seguito i ricercatori hanno registrato un abbassamento della pressione sanguigna che potrebbe essere stato associato a un effetto rilassante. In questo caso i ricercatori non escludono che attraverso l’assorbimento dermico la sostanza possa essere entrata in circolo ed aver esercitato qualche effetto sul sistema nervoso autonomo, in un tempo compatibile con una possibile azione farmacologica. Rimane tuttavia difficle formulare un quadro chiaro  poiché questi esperimenti non sono stati replicati. Inoltre altri esperimenti, come dicevamo, hanno dimostarto che anche il massaggio da solo ha questi effetti, e quindi perché non dovrebbe averli il massaggio con l’olio essenziale? È possibile un effetto “sinergico”, ma per diramare la questione servirebbero studi più accurati.

Ci sono invece diverse prove di una possibile azione psicologica degli oli essenziali. Cioè le aspettative del paziente, il contesto e le precedenti associazioni, anche emotive, del paziente con determinati odori possono indurre effetti che si ripercuotono anche a livello fisiologico. Così come umore e stato d’animo possono influire sul comportamento, ed entro certi limiti sulla nostra “ricettività” a certi tipi di trattamento. In questo caso siamo cioè di fronte a situazioni in cui il contesto, le nostre aspettative e la nostra “predisposizione” mentale hanno un ruolo molto importante. Di solito quando andiamo a farci fare un massaggio, o ci sottoponiamo a sedute aromaterapiche, lo facciamo già con l’idea di volerci rilassare, e star bene, e di solito, lavanda o no, se quello che ci ha fatto il massaggio non è bravo, non ci mette a nostro agio o l’ambiente ha degli elementi per noi disturbanti, sarà molto difficile che l’effetto finale sia rilassante.

Nel 2004 alcuni ricercatori hanno fatto un esperimento molto interessante: 90 studentesse di un campus universitario sono state sottoposte a un test con lavanda, neroli e un composto inodore (placebo). Ogni sostanza era di volta in volta presentata come “rilassante” o “stimolante”, e venivano intanto monitorati alcuni parametri fisologigici come frequenza del battito cardiaco, conduttanza cutanea, e psicologici con auto-valutazione dell’umore. I risultati mostrarono che se la lavanda veniva presentata come “rilassante”, gli effetti registrati erano consistenti e quindi la persona provava rilassamento, se invece quella stessa sostanza era presentata come “stimolante” si osservava un effetto appunto stimolante. Questo per tutte le sostanze testate, compresa quella inodore. Cioè non era la sostanza per sé a dare un effetto, ma le aspettative dei soggetti.

Gli studi sui possibili effetti terapeutici degli oli essenziali sono numerosi, ma spesso vizizati da numerosi problemi di ordine tecnico e metodologico. Nell’immenso zoo di studi scientifici si trovano risultati di ogni genere, spesso in contraddizione tra loro, e spesso svolti in condizioni diverse e non sempre riproducibili o non consistenti dal punto di vista statistico. D’altra parte sappiamo che trovare un singolo studio a sostegno di un’ipotesi in questo frangente non è poi così difficile. Ciò che fa la differenza e rende lo studio solido è il rigore scientifico, e quindi anche statistico, con cui è stato svolto, e la sua riproducibilità, cioè il fatto che sia replicabile e che anche altri, possibilmente molti altri, abbiano replicato l’esperimento e siano giunti alle stesse conclusioni. Se ci troviamo invece con una serie di studi che dicono cose diverse, se non completamente opposte, sono difficili da riprodurre e danno risultati confusi, come facciamo a essere sicuri di un certo fenomeno? Voi vi fidereste?

Quindi, massaggino con gli olietti profumati sì o no? Direi che dipende, da cosa vi piace. Io personalmente, essendo un’amante anche dei profumi, li uso molto, consapevole che il loro “effetto” dipende principalmente dal fatto che usi odori che mi piacciono e “mi fanno stare bene” -oppure no, e che siano di buona qualità, cioè non troppo “allungati” o tagliati con altri oli. E in questo senso apprezzo chi mi sa “guidare” nella scelta di un olio descrivendomi le sue caratteristiche “olfattive” in modo che io possa scegliere ciò che in quel momento mi piace e “sento” più appropriato (questo, in modo assolutamente emotivo più che scientifico 😉 ), rispetto a chi, molti, mi elencano possibili effetti “terapeutici” piuttosto aleatori… Gli odori hanno un potere? Emozionano, stordiscono, irretiscono, nauseano, calmano, innervosiscono…

 

On aromatherapy and the Forrest Gump-effect

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Via Pinterest.

In a famous book, anthropologist Annick Le Guérer talks about the “powers of smell”. It is a must-read for people interested in sociological and anthropological aspects of scents and odors. But, what the powers of smell are about? What does it mean?

Well, on a very basic way, if you have ever been on a public area close to the armpit of a stranger, or if you can recall the body smell of your partner, or of your child, probably you know what is all this about.

Smell can make us excited, irritated, nervous, or peaceful; it connects directly with our feelings and memories, therefore it is very powerful at modulating our sensations and sense of wellbeing. The emotional link we make between an odor and a memory is very strong and loaded with emotional features. If a memory had positive connotation, also the associated odor will; vice versa, if the emotional attribution of a particular event was negative, the odor attached to that will most likely result unpleasant as well. This depends from previous experiences, cultural heritage, and personal taste. Actually the reaction of different people to the same odor can vary tremendously. Olfaction is, in this sense, very unpredictable, or saying it with Forrest Gump: you never know what you’re gonna get.

The use of aromatic plants and herbs for different purposes is very ancient; humans have been always fascinated from the odor exhaling from burning substances and raw materials found in nature. Fragrant aromas were used for culinary, cosmetic, and religious purposes in many ancient cultures. Moreover, several plants have active compounds useful for medical purposes as well, aside from the most famous venoms found in nature. And do you know aspirin? For centuries people were used to chew a mixture made from willow (Salix alba) bark in order to alleviate headache, fever and inflammation. Between the 18th and the 19th Centuries people discovered that the actual compound responsible for that was a molecule present in the willow bark, and they called it salicin. Later on, chemists were able to synthetize it making possible to produce a bigger amount of substance for a good price. Finally, they discovered a new molecule, the acetyl salicylic acid, quite similar to salicin but giving less side-effect. The aspirin was born.

Many plants have pharmacological effects, but is it so for their odors as well? Do essential oils have therapeutic effects?

In 1837 a book was published in France with the title Aromathérapie – les huiles essentielles hormones végétales” (éd. Librairie des sciences Girardot, 1937). The author, René-Maurice Gattefossé, was a chemist convinced in the healing power of essential oils, which, by the way, were also produced in the laboratories of the cosmetics firm owned and named after his family. He is considered the father of the aromatherapy, a practice that proposes that plant-based aromas have the ability of influence mood and sense of wellbeing, although it is not scientifically supported. On the other hand, in 1982 the Sense of Smell Institute coined the term “aromachology” to refer to scientific studies on the psychological effects of odor stimulation and the mechanisms behind it.

We should first note that often under the “aromatherapy”-umbrella follow different kind of things: often people using herbal remedies and other plant-derivate preparation refer to it as aromatherapy, although they are not, but they are often administered in combination with essential oil massage and odor inhalation (the actual aromatherapy treatment). When we talk of “herbal preparation” we usually refer to some preparation made from plants, where actually an active compound is present, which is ingested and assimilated in the body. Meaning, as any pharmacological compounds, it enters the bloodstream and has a specific effect in the body. Different is the issue regarding essential oils, which are claimed to be active thorough the olfactory system, thus sniffing them would be enough to get some effect.

The question has been largely explored from several scientists trying to demonstrate if there is any evidence for this. One of the most studied is lavender, which is claimed having anti-stress, relaxing effects. In some experiments, scientists have shown that actually lavender and linalool, the principle component of lavender oil, act inhibiting glutamate binding in the brain, and therefore having a sedating effect. It also modulates the activity of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) at the postsynaptic side, which also results in a decrease of cAMP activity and sedation. But, we should note that those experiments were conducted on rats and guinea pigs: the effect was measured mainly on isolated sections of ileum and uterus.

As we already said a compound can have a pharmacological effect if it enters the bloodstream and therefore can reach its target. This means that a volatile compound should be absorbed by the olfactory mucosa or respiratory system and be traceable in the bloodstream. In the case of aromatic compounds, experiments in rodents show that after inhaling them, they were detected in the bloodstream. On the other hand, other experiments testing for cedrol, the main component of cedar wood oil, in rats with compromised olfactory ability was still possible to find the substance in the bloodstream, suggesting the mechanism of action does not go for the olfactory system. Moreover, we should consider that most of those studies have been conducted on animal using more concentrated and high doses respect what is usually done with humans, and most important, the oils are usually administered per ingestion or injection, therefore the mechanism of action is definitely different. In humans there are no scientific studies reporting the presence of aromatic compound in bloodstream after inhalation.

Usually a pharmacological compound needs around 20 min to be active, the time to be absorbed and metabolized, but people receiving aroma-treatments often report an almost instantaneous effect, suggesting a psychological more than a strictly pharmacological mechanism.

A possibility explored in a study conducted at the University of Vienna in 2004 is the action of essential oil via dermal absorption. Researchers measured the effect of 20 min abdominal massage with (-) linalool assessing several physiological and psychological parameters. The results show that after 20 min massage the blood pressure and heart rate decreased and the patients reported relaxation. Scientists consider it could be possible that in this case a pharmacological weak effect is reached via dermal absorption of the compounds. On the other hand, other experiments have shown that a massage “alone”, without essential oils, is already able to induce relaxation.

As we said at the beginning scents can have strong effect on our feelings and mood, which can affect in some degrees our physiological status. Meaning and emotional connotations are also very important as well as context and ambience. When we are undergoing a body massage with essential oils, the type of odors which are used, the skills of the practitioner, and the general atmosphere can make a big difference on the “success” of the treatment: if for any other reason we dislike the situation, even a full bunch of lavender oil would not make any better, even worse if people do not like lavender at all 😉

An interesting experiment in 2004 showed how expectation of the patient can change the way an odor is perceived. In this study were involved 90 females from a college campus. Scientists administered to the subjects three different essential oils: lavender, neroli and an odorless compound as placebo. They monitored physiological effects as blood pressure, heart rate and skin conductance, and psychological self-assessments on mood and feelings. They presented the odor randomly as “stimulating” or “relaxing” and they saw that, independently from the odors, people reaction was consistent with the descriptor: when lavender was presented as a “stimulating” odor, the subjects experienced stimulation; when lavender was presented as “relaxing”, the effects were also consistent. The same was obtained with the odorless compound, suggesting that the major role was played by the personal expectation and not from the odor per se.

 

Bonus

Further references:

  • Campenni, C. E., Crawley, E. J., & Meier, M. E. (2004). Role of suggestion in odorinduced mood change. Psychological Reports, 94, 1127–1136.
  • Chen, D., & Dalton, P. (2005). The effect of emotion and personality on olfactory
    perception. Chemical Senses, 30, 345–351.
  • Elisabetsky, E., Marschener, J., & Souza, D. O. (1995). Effects of linalool on
    glutaminergic system in the rat cerebral cortex. Neurochemistry Research, 20,
    461–465.
  • Field, T., Morrow, C., Valdeon, C., Larson, S., Kuhn, C., & Schanberg, S. (1992).
    Massage reduces anxiety in child and adolescent psychiatric patients. Journal of
    the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry, 31, 125–131.
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