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.

Coming up

Labyrinth 2_October 2018

Morgana, I am the odor – Picture from the dance-theater performance with scent installation  The Labyrinth,  Frankfurt 2018. (Concept: Ruben Wielsch, Antagon TheaterAktion).

Lo so gli aggiornamenti qui languiscono, ma ci sono buone ragioni di cui presto vi renderò partecipi. Progetti vecchi e nuovi che crescono, si mescolano, evolvono, si trasformano, inzuppati nelle mie solite faccende di vita – scienza, danza, odori, curiosità, e il solito processo trasformativo di eccitazione, frustrazione, impazienza, sorpresa, delusione, ancora sorpresa, risate (tante), scoperte, contrarre, rilassare, vivere – non so ancora come andrà, ma odora di buono.

Stay tuned…

 

It has been a busy time, my updates here languish, but with good reasons I will share soon. Working on several projects, which are now growing, seeds germinating, little plants growing  I am down the process of happy production: studying, writing, dancing and smelling with excitation, a little of impatience, surprise, delusion, surprise again, laughs (a lot), words messing up, thoughts messing up, release, scent and movement, just life – not sure what comes next, but it smells good.

Stay tuned…

By the way next weekend (Saturday, May 4th) I will be presenting at the Experimental Scent Summit organized by The Institute of Art and Olfaction and artist Klara Ravat one of my latest work-in-progress-germinating project.

Il gusto dell’acqua – If the mouse drinks light

Water

Che sapore ha l’acqua? Certo dipende, perché naturalmente a seconda dell’area geografica in cui ci troviamo, laghi, fiumi, pianure, montagne – bere, per esempio, l’acqua di Bergamo, vicino alle Orobie, è decisamente diverso dal bere quella delle zone sul Carso o ancora da quella della pianura padana (esempi non casuali dal mio catalogo esperienziale 😀 ). Però a parte questo, l’acqua “da sola”, priva di tutti questi “condimenti” geologici e ambientali, che sapore ha? Se dovessimo assaggiare dell’acqua demineralizzata per esempio, saremmo capaci di percepire alcuna sensazione o sapore caratteristici?

Le rane per esempio, hanno recettori per l’acqua, ma anche nelle pecore e nei gatti l’acqua evoca specifiche risposte nei nervi faciali che innervano la cavità orale. E pure il moscerino della frutta Drosophila melanogaster, che ha per molti aspetti un sistema gustativo analogo a quello dei mammiferi, ha recettori per l’acqua. Gli scienziati cercano perciò già da un po’ di capire quanto questa cosa sia diffusa negli animali e se nei mammiferi, oltre ai recettori per il gusto che già conosciamo – salato, dolce, amaro, acido e sapido (umami) – ce ne siano di specifici per l’acqua, vista la sua importanza per la sopravvivenza. Uno studio pubblicato pochi giorni fa (29 maggio 2017), sulla rivista scientifica Nature Neuroscience, suggerisce di sì, almeno nei topi.

La lingua allo specchio

Vi siete mai guardati la lingua? Viene più facile se, per esempio, avete bevuto del succo di mirtillo, o potete provare anche con un ghiacciolo vista la stagione, perché lasciano la lingua “colorata” ed è così più facile osservarne la superficie. Perlustratela e dimenticate l’immagine dei vecchi libri con la lingua divisa in zone a seconda del gusto (purtroppo la si trova ancora in alcuni libri e in rete ma è sbagliata!). Vi troverete di fronte a una distesa irregolare di piccole formazioni papilliformi, le papille gustative. Queste sì, hanno forme diverse distribuite in zone diverse: le fungiformi verso la punta e il centro della lingua, le foliate ai lati più posteriormente e le circumvalate sul fondo. In tutte però ci sono delle strutture, spesso fatte “a calice” diciamo, formate da cellule specializzate per riconoscere i sapori. Ogni calice è formato da gruppi di diverse cellule recettoriali ognuna sensibile a uno dei “gusti”- base, e perciò ogni papilla è in grado di rispondere più o meno a tutti i sapori indipendentemente do dove sia posizionata sulla lingua.

taste bud

Cellule recettoriali gustative. Da: Yarmolinsky et al., Cell 139, October 16, 2009.

Alcuni recettori rilevano il gusto acido. Su queste cellule ci sono proteine specializzate, una famiglia di recettori TRC, che si attivano appunto quando mangiamo cose dal sapore acido. Non si sa ancora bene come funzionino, la presenza di protoni (H+) in soluzione attiva questi recettori-canale e si pensa reagiscano quindi al cambio di pH circostante. Quando i recettori vengono attivati, il segnale viene trasmesso alle terminazioni nervose della lingua, in particolare alla chorda tympani, un ramo del nervo faciale (il nervo cranico VII) che innerva la parte anteriore della lingua e riceve le informazioni gustative da mandare al cervello.

I ricercatori hanno scoperto che questi recettori per l’acido vengono attivati anche dall’acqua. Il meccanismo di funzionamento non è ancora del tutto chiaro, ma i dati raccolti fino ad ora danno alcune indicazioni. Una delle ipotesi più gettonate al momento è che il passaggio dell’acqua sulla lingua rimuoverebbe lo strato di saliva sulle papille. Siccome la saliva è fatta al 99% di acqua, ma contiene anche diverse altre sostanze, sali ed enzimi, e ha un pH caratteristico, quando viene “sciacquata via” dall’acqua le cellule delle papille si ritrovano a contatto con un liquido, e un pH, diversi, e questo cambio attiverebbe i recettori. In questo modo l’acqua può essere percepita dal cervello immediatamente senza dover aspettare i segnali del resto del sistema digerente.

Se i topi bevono la luce

Come hanno fatto i ricercatori a scoprire questo fatto? C’erano già diverse evidenze scientifiche e dati che supportavano l’ipotesi di recettori sulla lingua sensibili all’acqua. Come prima cosa, quindi, bisognava accertarsi di questa cosa, e verificare la presenza di recettori capaci di rispondere all’acqua in modo specifico: testando i diversi recettori gustativi, nei topi, i ricercatori hanno osservato che solo quelli per l’acido, e non gli altri, si attivavano con l’acqua, ma non con altre sostanze simili. Inoltre, anche la chorda tympani riceveva quello stimolo, confermando che la presenza di acqua veniva effettivamente trasmessa per via gustativa. A questo punto c’era da verificare se davvero i recettori per l’acido fossero i responsabili. I ricercatori hanno fatto perciò un’altra serie di esperimenti osservando che nei topi privi di questi recettori la risposta all’acqua non c’era e gli animali non riuscivano a distinguere tra l’acqua e un’altra sostanza oleosa. Ora mancava un altro tassello: se quei recettori erano davvero capaci di attivarsi con l’acqua, ciò significava che una volta attivati, l’animale avrebbe dovuto comportarsi come se stesse bevendo, cioè percependo l’acqua. E gli scienziati hanno verificato proprio questo. Con la luce.

Con una tecnica chiamata optogenetica è possibile rendere specifiche cellule sensibili alla luce, un po’ come i recettori per la vista, e si possono così attivare artificialmente. In questo caso i topi avevano i recettori TRC per l’acido modificati in modo da poter essere attivati con la luce. Se questi recettori erano davvero i resposabili della sensazione per l’acqua, i topi, stimolati sulla lingua con la luce, avrebbero dovuto avere la stessa reazione che se stimolati con l’acqua. E ha funzionato proprio in questo modo. I topi avevano a disposizione un abbeveratore modificato che invece di rilasciare acqua emetteva luce quando l’animale andava a leccare per bere. I topi leccavano dalla bottiglia come se stessero bevendo normalmente e percepivano la sensazione gustativa dell’acqua anche se la lingua era stimolata solo con la luce. Questo esperimento ha così confermato che effettivamente i recettori TRC per l’acido mediano anche le risposte all’acqua. Si tratta ora di capire meglio come funziona questa attivazione.

Sensing water

If we take a closer look at our tongue we will discover a fascinating landscape covered by hundreds papillae of different shapes. There is where actually the sense of taste starts, where begins the rich savory feeling of our meal, the acidity of a soft drink, the bitterness of our black coffee, the sweetness of our favorite cake, or the effects of a too generous spoon of salt dropped in our soup. There is where we can taste water too. How does the water taste like?

It was already known from scientist that invertebrates like Drosophila melanogaster has specific receptors to sense water, and in frog, sheep, and cat,  the facial nerves who receives taste information get activated by water as well. Now it turns out that receptors TRC for sour taste are able to detect water.

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The mouse who drank water

Scientists just find that on a study published last month on the scientific journal Nature neuroscience. How does it work? They recorded the physiological activity of the facial branch nerve for taste, chorda tympani, during water stimulation; moreover they observed that the TRC-receptors for sour taste were specifically activated by water. The second step was to test for these receptors, therefore using genetically modified mice, scientists observed that animals without those receptors where unable to detect water and they could not distinguish water from other oleose substances. Finally, researcher tried to stimulate such receptors artificially to test if they were able to induce in animals a “drinking” behavior like drinking-water. And it worked out. Using a genetically modified mouse who has sour-receptors TRC sensible to light (like, say, sight receptors), scientists could activate them through light instead of using water. The mouse had a modified beverage disposable releasing light, not water: the animal approached and licked the bottles drinking “normally” and experiencing “water-taste”, although the tongue was stimulated by light only. That could prove that sour receptors actually mediate water-detection as well, in a taste-like manner.

Regarding the mechanism and how this activation works there are still some speculations. One of the most accepted hypotheses is that the receptors sense the change of pH in their environment, which is normally made by the characteristic saliva  composition, and pH. When we drink, water transiently washes out the saliva layer that covers the taste buds and the receptors “feel” that change sending a signal to the brain. It is a mechanism efficient and easy for the body to detect quickly the presence of water, but we need now further prove.

Bonus