Die neus
Die waarneming van reuke en feromone
Reuk
Reuk is een van daardie sintuie wat erg onderskat en onderwaardeer word – neem nou maar Suid-Afrika waar dit glad nie eens in die hoërskoolkurrikulum gedek word nie. Mens kry nie juis reukdokters nie of smaakdokters nie, daarenteen kry mens oor- en oogsjirurge, oog- en oorinstitute, gehoorapparate en brille. Dit is so al asof ons dink dat dit belangriker is om te sien en te hoor as om te ruik of te proe want daar is ook baie meer navorsing op die oog en die oor gedoen as enige van die ander sintuie. Tog is reuk en smaak van die eerste sintuie wat mens ontwikkel en gebruik – lank voor mens as baba woorde verstaan of behoorlik kan fokus. Praat maar vir enigeen wat hul smaak- of reuksin tydens Covid verloor het om uit te vind wat ‘n verskriklike verlies dit is.
Reuk of olfaksie (vir diegene wat Romeins probeer wees) is die vermoë om chemiese stowwe wat in die neusholte beland, waar te neem. In die geval van landlewende diere word stowwe in die lug waargeneem en dus is dit maklik om tussen smaak (die waarneming van chemiese stowwe in vloeistowwe in die mond) en reuk te onderskei. Wat dan van visse? Visse het ook neusgate en reukepiteel – maar anders as op land, kan en moet hulle chemiese stowwe binne die water waarneem. So hoe verskil smaak en reuk dan? Die antwoord is dat reuk gebruik word om die omgewing te verken, wat die vermoë om kos te vind, insluit, terwyl smaak die chemiese verkenning van dit, wat in die mond ingeneem is, om sodoende tussen voedsel en oneetbare items te onderskei. Die reuk- en smaaksintuie se senuwees gaan ook na verskillende dele in die brein om die prikkels te analiseer.
Die reukreseptore kom in die epiteel op die dak en boonste wande van neusholte en septum voor. Die reukepiteel is met senuwees van die olfaktoriese bolle (olfaktoriese kolwe in Nederlands) voorsien. Hierdie senuwees strek van die olfaktoriese bolle deur die gaatjies in die kribivorme plaat wat in die middel in van die breinkasvloer voorkom.
Die reuksintuig is subtiel maar verbasend gesofistikeerd. Eerstens is dit nie ‘n ooglopende, duidelik sigbare sintuig soos ‘n oog of ‘n oordrom nie. Die neus self het weining met reuk self te doen, want die neus word ook gebruik om mee asem te haal. Die werklike reukorgaan is bloot die reuksensitiewe epiteel in die dak van die neusholte en septum wat met reuksenuwees toegerus is. Tog het hierdie skynbaar eenvoudige sintuig ‘n geweldige groot impak op ons lewens en speel ‘n rol in smaakherkenning natuurlik, maar het ook ‘n impak op ons neurologiese ontwikkeling, herinneringe en emosies.
Molekules van buite kom in die neusholte in, waar dit aan die slym, wat die reukepiteel bedek, vaskleef en in oplos. Hierdie stowwe kom dan in kontak met die gevoelselle van die reukepiteel wat daardeur geprikkel word. Linda Buck en Richard Axel het die Nobelprys in 2004 ontvang vir hulle navorsing wat bewys het dat reukmolekules met spesifieke proteïene in die senuweeselle in die reukepiteel verbind. ‘n Spesifieke ontvangerproteïen herken slegs ‘n spesifieke molekule of ‘n klas reukmolekules wat veroorsaak dat die senuweesel soos ‘n sleutel-slot sisteem werk. As die molekule met die ontvangerproteïen kan verbind sal die senuweesel vuur en die boodskap na die olfaktoriese korteks van die brein stuur.
Die olfaktoriese bolle is direk aan die frontale lobbe van die brein deur middel van die reuksenuwee, of die olfaktoriese traktus, of die nervus olfaktorius, of die tweede kopsenuwee (NII) verbind. Die gesofistikeerdheid van die reukorgaan is duidelik uit die derduisende senuweevesels wat aan die reukepiteel gekoppel is, die grootte van die reuksenuwee (NII) en die feit dat die reuksenuwee direk aan die voorbrein gekoppel is.
Komplekse reuke bestaan uit groeperings van molekules. Alhoewel elke reukepiteelsel net ‘n spesifieke molekule kan waarneem, herkombineer die brein die inligting van hierdie verskillende senuwees om die komplekse reukbeeld saam te stel.
Die olfaktoriese korteks stuur inligting terug na die olfaktoriese bolle wanneer daar ‘n langdurige blootstelling aan ‘n sekere reuk is wat die olfaktoriese bolle dan uitsny en ignoreer, sodat dit op nuwe reuke kan reageer. Dit is hoekom mens gou gewoond kan raak aan ‘n spesifieke oorspronklik oorweldigende of irriterende reuk en ander reuke kan waarneem. Dink maar aan die gom-stank van nuwe matte wat in ‘n kantoor ingesit is of die afstootlike chemiese reuk van die plastiek en rubber van die bybehore, skoene en sandale in goedkoop klerewinkels. As jy langer as 40 minute of so daar spandeer kan jy naderhand dit nie meer ruik nie.
Die slym wat die neusholte bedek en heeltyd afgeskei word, speel ook ‘n uiters belangrike rol. Dit bevog die epiteel om te keer dat dit uitdroog, dit dien as oplosmiddel vir molekules wat geruik word en dit is vol teenliggaampies wat keer dat siektes na die brein, wat direk aan die reuksenuwees verbind is, versprei.
Verskillende mense ervaar reuke verskillend omdat daar oor ‘n duisend gene by die ontwikkeling van die reuksintuig betrokke is. In elke mens is daar egter net ‘n gedeelte wat aktief is, maar dit verskil van groep tot groep, familie tot familie en tussen idividue (Trimmer et al., 2019). Een voorbeeld hiervan is die chemiese stof asparagus-suur wat in uriene afgeskei word na iemand aspersies geëet het. Slegs ongeveer 40% van mense het die vermoë om dit waar te neem. Sommige mense beskryf die reuk van arseen as ‘n bitter amandelreuk, terwyl dit reukloos vir ander is. Soortgelyk kan net 27% van mense dooie miere ruik – dit is eintlik mieresuur of metanoësuur wat hulle ruik.
Daar is groot verskille tussen die reukvermoë van verskillende diere – soogdiere het ‘n besondere goed ontwikkelde reuksin, terwyl meeste voëls, buiten pikkewyne, kiwis en sekere aasvoëls van die Amerikas, ‘n besondere swak reuksin het. Ape se snoete is heelwat korter as dié van ander soogdiere en hul reukapparaat is dermate ook verklein. Weens die plat gesig van die mens is die reuksintuig nog meer ingeperk as in ander soogdiere. Dolfyne en walvisse het heeltemal hul reuksin verloor, maar gebruik hul smaakorgaan in plek daarvan. Die grootte van die olfaktoriese epiteel in ‘n dier dui op die belang van die reuksintuig in daardie spesifieke spesie – waarteenoor die 10 cm2 grootte olfaktoriese epiteel in mense, beslaan honde s’n 170 cm2 en bevat ‘n honderd keer meer senuweeselle per vierkante sentimeter as wat in die menslike reukepiteel voorkom. Honde se reuksin is meer as tien duisend tot ‘n honderd duisend keer sterker as dié van mense, terwyl snuffelhonde van tien miljoen tot ‘n honderd miljoen keer beter as mense kan ruik! Maar dis nog by verre nie die mees sensitiewe ruikers nie – bruinbere kan tot sewe keer beter as ‘n snuffelhond ruik! Hulle kan die reuk van wortels en insekte ondergronds ruik en karkasse op afstande van tot 29 kilometer ver ruik.
Die reuksin van visse is ook verbasend goed ontwikkel. Salm broei in varswaterriviere uit en soos hul ouer word beweeg hulle al met die rivier na die see toe en wanneer hulle volwasse is, spandeer hulle meeste van hul lewens in die see. Wanneer hulle moet voortplant soek hulle die reuk van die rivier uit waarvandaan hulle oorspronklik gekom het deur om die spesifieke samestelling van molekules van die water, wat van die spesifieke rivier kom, in die wye oseaan te herken. Wanneer hulle die riviermonding opspoor, swem hulle stroomop daarin op, om by hul broeigebied uit te kom, waar hulle voortplant en dan vrek.
Die feit dat diere twee neusgate het, stel hulle in staat om die rigting van ‘n reuk te bepaal. Dit is hoe haaie slegs een reukmolekule meer in een neusgat as in die ander hoef te ontvang om te weet in watter rigting ‘n reuk vandaan kom. Haaie kan een reukmolekule in ‘n miljoen watermolekules waarneem. Tot twee derdes van ‘n haai se brein word met reukwaarneming en -interpretasie verbind.
Waarteenoor die mens slegs drie kleure kan sien, en vyf smake kan onderskei, kan die gemiddelde mens se reukepiteel meer as tienduisend unieke reuke waarneem. Kombinasies en konsentrasies hiervan gee die mens die vermoë om tot oor ‘n triljoen reuke te onderskei (Bushdid et al., 2014). Hier moet ek die leser weer herinner dat alhoewel daar slegs drie tipes kleursensitiewe selle in die retina is, die mens meer as tien miljoen skakerings van kleur kan onderskei – maar die punt wat ek hier wil maak is dat jy nie ‘n naam vir elke kleurskakering het nie.
Die feit dat jy woorde aan duisende reuke kan koppel beteken dat die frontale lobbe hierby betrokke is, want dit is hier waar jou kognitiewe denke geleë is. Dink bietjie hieroor na: hoeveel kleure kan jy opnoem? Ek is seker dat al ken jy woorde soos teal, puce en chartreuse, sal jy nie hierdie kleure sommer self in ‘n potjie kan meng nie – en joune sal anders as die outjie in die kunsklas langs jou s’n lyk, so moenie maak asof jy regtig weet hoe dit lyk nie. Doen hierdie eksperiment as jy twyfel – maak ‘n lysie van al die kleure wat jy ken en dan maak jy ‘n lysie van al die geure wat jy ken. En dan dink mense dat sig belangriker as reuk is.
Maar die reukorgaan is nog veel belangriker vir ons intellektuele ontwikkeling, geheue, emosionele behoeftes en algemene welstand. Dikwels wanneer mens ‘n spesifieke reuk ruik sal ‘n herinnering klokhelder uit jou kindertyd skielik opduik. Meestal is dit ‘n herinnering aan die spesifieke plek of omstandighede waaronder jy vir die eerste keer daardie reuk geruik het of wat jy met daardie reuk assosieër. In my geval is dit ‘n mufreuk wat mens op die Natalse suidkus kry as mens ‘n linnekas, wat nie dikwels gebruik word nie, oopmaak. Wanneer ek hierdie spesifieke reuk teekom, kom ‘n spesifieke herinnering van my ouma se huis op die kus, waar ons in die somervakansies heen gegaan het, in my gedagtes op. Soortgelyk wanneer ek kaneel ruik, dan spring ‘n herinnering van my ander ouma wat pannekoek vir ons gebak het, in my gedagtes op. Dit is inderdaad soos D.J. Opperman geskryf het:
My nooi is in ’n nartjie,
my ouma in kaneel,
daar’s iemand…iemand in anys,
daar’s ’n vrou in elke geur!
Lank voor ‘n baba se sig en gehoor behoorlik ontwikkel is, is sy reuk en smaaksintuie reeds ten volle ontwikkel. Babas kan hul ma se reuk en feromone lank voor hulle haar gesig, wat oorspronklik net ‘n dowwe blerts is, herken (ek sal in die volgende afdeling verduidelik wat feromone is en hoe dit werk).
Die waarneming van reuke is egter nog meer ingewikkeld as slegs die bydrae van die reukepiteel. Die reuksintuig is die enigste sintuig wie se senuwees nie eers via die thalamus in die middel van die brein na sekere ander plekke in die brein gaan nie, maar wat direk aan die voorbrein gekoppel is. Die voorbrein is juis waar geheue en taal geleë is. Dit is dan juis so belangrik en interessant dat hierdie orgaan, wat mens gewoonlik as ‘n primitiewe en minder-belangrike sintuig beskou, so ‘n belangrike rol in die insameling van inligting en sensoriese geheue speel.
Alhoewel die thalamus soos ‘n stasie dien waar al die ander sintuie se inligting bymekaarkom, is daar talle senuweeverbindings tussen die olfaktoriese bolle en ander sintuie soos die smaak, gehoor en tasareas van die brein.
Een van die bekendste voorbeelde waarmee ons almal vertroud is, is dat meeste smake nie eintlik smake is nie, maar reuke. Soogdiere kan, danksy die verhemelte wat die neusholte van die mondholte skei, terselfdertyd kou en asemhaal. Dit veroorsaak dat van die kosmolekules in die farinks tot in die neusholte opwarrel waar die reukepiteel dit kan waarneem – dit word retronasale smaak genoem (sien die tekening wat dit illustreer in Die Tong hoofstuk). Die smaakorgaan is, gemeet teenoor die reukorgaan, verbasend eenvoudig en kan slegs soet, suur, bitter, sout en oemamie proe maar mens het ‘n reuksintuig nodig om tussen verskillende vleissoorte se geure te onderskei of die smaak van sjokolade te ervaar.
Die vomeronasale orgaan
Die vomeronasale orgaan neem feromone waar. Feromone is chemiese seine wat deur diere van dieselfde spesies afgeskei word en waarmee hulle met mekaar kommunikeer. Daar is egter gevalle waar daar inter-spesies kommunikasie is, maar dit is seldsaam.
Ongelukkig praat mense van reukkommunikasie wanneer hulle na feromoon-kommunikasie verwys. Die vomeronasale orgaan het egter weinig met die reukorgaan te doen en daar is selfs aparte senuweeverbindings vir elke stelsel en elkeen van hierdie sintuie word deur ‘n ander deel van die brein bedien. Die belangrikste punt hier is dat die frontale lobbe, wat vir kognitiewe denke verantwoordelik is, betrokke is by die interpretasie van reuke, terwyl die limbiese stelsel, wat vir instinktiewe gedrag verantwoordelik is, betrokke is by die interpretasie van feromone.
Die verskil tussen die twee sintuie is baie belangrik. Mens kan name of beskrywings aan duisende reuke koppel, want reuke word deur die kognitiewe deel van die brein waargeneem. Die limbiese stelsel is glad nie deel van die kognitiewe deel van die brein nie en dus weet mense meestal nie dat hulle aan feromone blootgestel word nie. Onthou dat van hierdie feromone wel op die reukepiteel land, waar die draer van die feromoon as ‘n reuk waargeneem sal word – dit sluit sweet, muskus, uriene, voetreuk, mensreuk ensovoorts, maar die feromoon self sal meestal reukloos wees. Die feromoon prikkel egter die vomeronasale orgaan wat in die epiteel van die voorste deel van die vloer van die neusholte en in die voorste deel van die verhemelte voorkom. Hierdie twee feromoon-sensitiewe epiteelkolle word met die senuwee in die nasopalatiene kanaal verbind. Die vomeronasale- of nasopalatiene senuwee stuur die prikkels van hierdie vomeronasale orgaan na die amigdala in die limbiese stelsel waarvandaan ‘n sein na die betrokke endokriene kliere en dele van die brein gestuur word. Die fisiologiese, neurologiese en endokriene reaksies wat daarop volg is geweldig ingrypend – dit sluit ovulasie, aggressie, vrees, territoriale gedrag en paringsgedrag in en die ergste daarvan is dat dit onafhanklik van jou rasionele denke plaasvind. Jy het met ander woorde ook geen beheer hieroor nie.
Diere, maar veral soogdiere, skei heeltyd feromone af om op hierdie wyse met mekaar te kommunikeer. Dit word onbewus en absoluut instinktief gedoen. Daar is onder andere vrees, aggressie, paring, territoriale, versameling en paaiferomone. Babas skei paaiferomone (in Engels appeasement pheromones) af wat die moontlike aggresiewe gedrag van volwassenes inhibeer. Dit is so kragtig dat die testosteroonvlakke van mans in die teenwoordigheid van babas verminder.
Territoriale feromone is in die kliere langs die anus in katagtiges teenwoordig – dit is hoekom katmannetjies ‘n aerosol sprei waarin sy feromone voorkom. Hiënas (wat aan katte verwant is) skei ‘n tweekleurige (amper soos strepiestandepasta) pasta uit hierdie klier uit waarmee hulle hul gebied merk. Verskeie spesies bokke het ‘n groot klier op die snoet voor hul oë wat ‘n wasagtige afskeiding met feromone afskei, waarmee hulle takkies en ander voorwerpe in hul omgewing besmeer. Honde gebruik uriene as feromoondraer om hul gebied af te baken. Hierdie feromone het natuurlik geen effek op mense – of ander spesies – wat ook dit inasem nie. Al wat ons met ons reuksintuig ruik is die onwelriekende reuk van die katsprei en honduriene, terwyl ons vomeronasale orgaan glad nie op die feromone daarin reageer nie. Vlermuise en sekere knaagdiere soos deigoes het ‘n klier in die middel van die borskas, en dassies het ‘n klier in die middel van die rug, wat ‘n wasagtige afskeiding het waarmee hierdie diere hulle gebied of nesarea merk, sodat ander lede van dieselfde spesie dit sal herken. Die wasagtige afskeidings is juis om te verhoed dat dit vinnig met reën, dou of verdamping sal verdwyn.
Die kliere wat alarmferomone afskei is in die oksels van primate geleë – wat sin maak. Sodra ‘n aap groot skrik, veral as ‘n predator skielik op hom toesak, sal sy eerste instink wees om in ‘n boom op te spring – wat natuurlik sy oksels sal ontbloot. Alarmferomone is gewoonlik baie vlugtig en kan vinnig versprei wat dan dadelik die vreesrespons in sy mede-spesielede sal ontketen. Dit is dan juis alarmferomone wat soms deur verwante spesies waargeneem kan word.
Spesieherkenningferomone word ook tydens migrasies gebruik. Bokke het kliere tussen hul hoewe wat sover hul loop, hul feromone nalaat. Dit is hoekom takbokke en bokke, en natuurlik hul nasate die skape en beeste, paadjies trap. Hulle volg bloot die feromoonspoor van dié wat hul voorafgegaan het en so kan massamigrasies van blouwildebeeste, buffels en takbokke plaasvind.
Individuele herkenningsferomone is wat honde waarneem as hulle mekaar onder die stert ruik, want daar is kliere rondom die anus wat hierdie feromone in hondagtiges afskei. Alhoewel die mens se vomeronasale orgaan so klein is dat dit vir dekades lank misgekyk was, kan mense mekaar ook aan feromone, wat ons met reuke verwar, onderskei. In vlermuise is hierdie sintuig so goed ontwikkel dat ‘n ma-vlermuis haar baba tussen duisende ander in die donker teen die dak van die grot waar hulle soos sardiens ingepak hang, kan onderskei. Sy sal teen volle spoed in die grot invlieg na waar sy haar baba kan ruik, in die vlug twee naburige babas se koppe met haar duime vasvang, onderstebo draai en twee ander ongelukkige buurbabas se koppe met haar voete vasklamp, en haar baba, in die middel van die skreeuende spulletjie voed.
Baba-soogdiere kan in die donker en met toe oë sy ma se tepel vind danksy die feromone wat daardeur afgeskei word. Dit is dus sekerlik, saam met tas en smaak, die eerste sintuig wat behoorlik in ‘n baba funksioneer.
Wyfiesoogdiere skei paringsferomone af wanneer sy ovuleer. Die wyfie skei die paringsferomoon in haar uriene af wat die rede is hoekom mannetjies so ‘n groot belangstelling daarin toon. Baie dikwels sal mens die flehmen respons sien wanneer die mannetjie die wyfie se uriene ruik. Die flehmen respons is egter ‘n baie algemene verskynsel in mannetjie en wyfie soogdiere wanneer hulle enige vreemde reuk teëkom of vir feromone toets. Tydens die flehmen respons word die bolip opgelig om lug in die mond in te suig, sodat die vomeronasale orgaan aan die voorkant van die verhemelte aan die feromone blootgestel kan word.
Aggressieferomone word veral deur mannetjies afgeskei om ander te intimideer. Ek vermoed dat wat ons as die “sesde sintuig” beskryf eintlik die vermoë is om hierdie aggressieferomoon waar te neem. Mens se eerste instinktiewe reaksie hierop is “dat die hare agter op jou kop rys” wanneer jy met ‘n sekere persoon te doen gekry het wat jy “glad nie vertrou nie”, ongeag hoe ordentlik of ordinêr daardie persoon homself voorgedoen het. Ek glo dat mens jou instinkte moet vertrou – jy is die resultaat van ‘n geenlyn wat danksy fyn-ingestelde instinkte vir miljoene jare behoue gebly het, terwyl jou kultuur-gebonde gedragskodes maar dekades oud is.
Meeste slange en sekere akkedisse het ‘n twee-punt tong of gesplete tong soos wat dit alombekend is. Alhoewel hierdie diere ook ‘n reuksintuig het, gebruik hulle ook hul vomeronasale orgaan, wat in reptiele as die Jackobson se orgaan bekend staan, as bykomstige reukorgaan. Die tong word juis uitgesteek om die lug te “proe” soos party mense sal sê. Molekules – reuke en feromone – sal daaraan kleef. Die Jackobson se orgaan is egter nie een struktuur soos in meeste ander diere nie, maar twee holtes in die dak van die mond van hierdie reptiele, waarbinne die punte van die tong ingedruk kan word. Die epiteel wat die Jackobson se orgaan uitvoer word dan deur hierdie molekules geprikkel, wat die sein na die brein stuur.
Die erkenning van individuele reuke en feromone speel ook ‘n belangrike rol in die instinktiewe vermyding van inses in soogdiere. Talle werweldiere van visse tot mense voel meer aangetrokke tot potensiële paringsmaats wie se immuunstelsels geneties van hul eie verskil. Hierdie meganisme verseker dat daar vir geendiversiteit geselekteer word. Hierdie vermoë waar mense naasverwante kan herken, stel ‘n ma in staat om haar eie kinders se feromone te herken, maar nie haar stiefkinders s’n nie, en waar sibbe mekaar as verwante herken, maar nie halfbroers en susters nie, word die Westermark effek genoem (Weisfeld et al., 2003).
Daar is nog so baie om oor hierdie onderwerp te sê, maar dit is vir nou reeds ‘n bekvol. Net vir oulaas: die rede hoekom ons die vomeronasale of nasopalatiene senuwee nervus terminalis of N0 noem, is omdat ons oorspronklik heeltemal hierdie senuwee, omdat dit so klein in die mens is, misgekyk het. Dit was eers toe ons behoorlik disseksies op honde en ander diere gedoen het, dat die vomeronasale senuwee ontdek is. Op daardie stadium was die nommering van die kopsenuwees so goed vasgelê en vir so lank wêreldwyd aanvaar, dat dit nie hersien kon word nie, en al wat ons kon doen was om hierdie senuwee N0 te noem.
Verwysings:
Bushdid, C.; Magnasco, M.O.; Vosshall, L.B. & Keller, A. (2014). Humans Can Discriminate More than 1 Trillion Olfactory Stimuli. Science 343 (6177): 1370-1372.
Trimmer, C.; Keller, A.; Murphy, N.R. & Mainland, J.D. (2019). Genetic variation across the human olfactory receptor repertoire alters odor perception. PNAS 116 (19) 9475-9480.
Weisfeld, G.E.; Czilli, T.; Phillips, K.A.; Gall, J.A. & Lichtman, C.M. (2003). Possible olfaction-based mechanisms in human kin recognition and inbreeding avoidance. Journal of Experimental Child Psychology. 85 (3): 279–295.