Jak działa psi węch? Od zapachu do emocji

Budowa narządu węchu

Układ węchowy ssaków jest w stanie wykryć o wiele więcej substancji zapachowych niż liczba receptorów, które posiada, dzięki wykorzystaniu reakcji krzyżowej receptorów zapachowych, które wytwarzają unikalne schematy reakcji dla każdej substancji zapachowej (6). U większości ssaków możemy wyróżnić dwa narządy percypujące bodźce zapachowe: główny narząd węchu i narząd womeronasalny (VNO), zwany również narządem Jacobsona czy narządem lemieszowym. VNO oraz główny narząd węchu mają podobną budowę, jednak niezależne drogi wprowadzające powietrze oraz połączenia do odrębnych ośrodków w mózgu sprawiają, że sygnały przekazywane do mózgu są całkowicie niezależne (7).

Ponadto komórki receptorowe tych narządów zajmują oddzielne pola w jamie nosowej. Główny narząd węchu składa się z dwóch rodzajów nabłonka: oddechowego i węchowego. Ten pierwszy ma za zadanie oczyszczać wdychane powietrze z zanieczyszczeń, zwiększyć wilgotność powietrza oraz ogrzać je do temperatury ciała. Nabłonek ten jest wyścielony śluzem oraz znajdują się w nim liczne włoski (28). Funkcje węchowe zaś spełnia jedynie nabłonek węchowy, który znajduje się na górnej powierzchni małżowiny górnej, górnej powierzchni małżowiny środkowej oraz na przegrodzie nosa. Jest on ciemno pigmentowany, a jego wielkość jest bardzo zróżnicowana w zależności od gatunku. Jest zbudowany z dwubiegunowych komórek węchowych i komórek podporowych (8).

Narząd womeronasalny jako pierwszy odkrył i opisał Ludvig Levin Jacobson, stąd też druga nazwa ‒ narząd Jacobsona. Występuje on u większości ssaków, jednak jego wygląd, położenie i znaczenie są bardzo zróżnicowane. U wszystkich ssaków występuje wewnątrz jamy nosowej po obu stronach przegrody nosa, w pobliżu kości lemieszowej (stąd też sporadycznie używana nazwa ‒ narząd przylemieszowy). Te dwa symetryczne otwory prowadzące do VNO, znajdujące się po obu stronach przegrody, to tzw. kanały Ruyascha (10, 31). Do niedawna sądzono, że poprzez narząd womeronasalny odbierane są feromony, obecnie wiadomo, że jest to system ogólnego przeznaczenia do wykrywania substancji zapachowych o niskiej lotności w fazie ciekłej (11).

Narząd womeroasalny został opisany u psów pod kątem anatomicznym (12) i histologicznym (13). Przeprowadzono również badania obrazujące narząd VNO u psów (14) przy pomocy rezonansu magnetycznego. Zobrazowano i opisano podłużny narząd parzysty, zlokalizowany po obu stronach kości lemieszowej. Drogi wprowadzające substancje zapachowe do narządu zapoczątkowują się na brodawce podniebiennej zlokalizowanej na podniebieniu twardym, bezpośrednio za siekaczami.

Poprzez lizanie lub węszenie przenoszone są do śliny zawarte w powietrzu molekuły. Ślina zaś przenosi je dalej do narządu Jacobsona. U wielu gatunków można zaobserwować tzw. flehmen, który polega na podwijaniu górnej wargi i uniesieniu nozdrzy ku górze, poprzez silne wygięcie szyi. Następnie głęboko wciągane powietrze, w którym znajdują się cząsteczki zapachowe moczu, czy też wydzielin skórnych, wędruje do jamy nosowej. Tam znajdują się ujścia układu womeronasalnego.

Flehmen przede wszystkim można zaobserwować u samców kopytnych, ale jest także spotykany u samic niektórych gatunków, np. u owiec tzw. „matczyny flehmen” (narząd Jacobsona bierze udział w rozpoznawaniu potomstwa przez owce) (15). Flehmen zarejestrowano także u kotów i kawii domowych. Jest najlepiej poznany u jeleniowatych i stanowi istotny element behawioru tych zwierząt. Pojawia się u samców wraz z osiągnięciem dojrzałości płciowej i częstotliwość występowania jest wprost proporcjonalna do poziomu testosteronu w organizmie samca. Co ciekawsze, samice, którym wstrzyknięto testosteron, zaczęły wykonywać flehmen w obecności samic w rui (40).

Narząd womeronasalny zwierząt może być również narażony na występowanie patologii i stanów chorobowych (16). W przypadku stwierdzonych zmian w badaniu histopatologicznym narządu stwierdzano również większą tendencję do wykazywania agresji wewnątrzgatunkowej i międzygatunkowej u kotów. Doniesienia te sugerują kluczową rolę, jaką odgrywają substancje semiochemiczne w komunikacji zwierząt, oraz pokazują, jak wiele jeszcze jest nieodkrytych faktów w tej tematyce.

U człowieka narząd womeronasalny najprawdopodobniej występuje w szczątkowej postaci i nie zawiera połączeń nerwowych, przez co nie jest wykorzystywany, jednakże wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie. Niedawny artykuł w „Science” (11) zaprzeczył obecności VNO u ludzi. Mimo że VNO był szeroko badany na kręgowcach, wiele pozostaje do wyjaśnienia na temat jego funkcji. Co ciekawe ‒ pierwsze wskazanie VNO dotyczyło ludzi, a dopiero później innych ssaków. Endoskopowe obserwacje ludzi pokazują, że w przypadku niektórych osobników można zaobserwować wnęki i przewody womeronasalne (17-23). U dorosłych ludzi VNO ma kształt przypominający kanał, ze ślepym zakończeniem w jamie nosowej (41).

Według Bhatnagara i Smitha (2001) obecność i lokalizacja VNO jest wyraźnie zademonstrowana poprzez przekrojowe sekcje przekroju nosowego. Brakuje jednak neuronów czuciowych i włókien nerwowych (21, 23, 42). Rozmiar i kształt VNO wykazuje znaczną zmienność u ludzi. Pojawia się także hipoteza mówiąca o tym, że narząd womeronasalny jest istotny tylko dla niemowląt, a następnie jego funkcje zanikają. Według tej teorii sygnały chemiczne podobne do feromonów prawdopodobnie odgrywają rolę w identyfikacji potomstwa i rozpoznaniu matki. Przeanalizowano m.in. lotne związki organiczne w próbkach potu pobranych z okolic pachowych i brodawek sutkowych kobiet podczas ciąży i po porodzie, które uznano za charakterystyczny węchowy wzór przydatny noworodkom w rozpoznawaniu i odróżnianiu własnej matki, zaś charakterystyczny wzór regionu brodawek sutkowych jest dodatkowo sygnałem o pożywieniu (24). Aspekty funkcjonalne ludzkiego narządu womansalasalnego wciąż pozostają przedmiotem debaty.