La membrana olfatoria ocupa la parte superior de cada narina. En sentido medial, se dobla abajo a lo largo de la superficie del tabique en su parte superior; en sentido lateral se pliega sobre el cornete superior y sobre una pequeña porción de la cara superior del cornete medio.

En cada narina, la membrana olfatoria ocupa un área superficial de aprox. 2.4cm2.
Las células responsables de la percepción del aroma de un aceite esencial son las células olfatorias, las cuales en realidad se derivan en principio del propio sistema nervioso central. Hay alrededor de 100 millones de ellas en el epitelio olfatorio. El extremo mucoso de la célula olfatoria forma un botón del que nacen de 4 a 25 cilios olfatorios (pelos olfatorios) y estos se proyectan hacia el moco que reviste la cara interna de las fosas nasales. Esparcidas entre las células olfatorias hay glándulas de Bowman pequeñas que segregan moco hacia la superfice de esta última.

Los cilios olfatorios responden a los estímulos químicos de los aceites esenciales; estos se unen a unas proteínas receptoras presentes en la membrana del cilio, desencadenando una cascada de primeros y segundos mensajeros, que abren la compuerta de entrada. Posteriormente se transmiten los potenciales de acción hacia el sistema Nervioso central por medio del primer par craneal o nervio olfatorio.

Las porciones olfatorias del encéfalo figuraron entre las primeras estructuras cerebrales desarrolladas en los animales primitivos y gran parte del resto del cerebro se fue formando alrededor de este origen olfatorio. Parte del cerebro que al principio se dedicaba al olfato, más tarde evolucionó hacia las estructuras encefálicas basales que controlan las emociones y otros aspectos de la conducta humana. Este sistema es el que se conoce como sistema límbico.

Ahora bien, cuando los aceites esenciales son incorporados y disueltos en agua para ser posteriormente vaporizados, además de la ruta de entrada previamente descrita, estas moléculas inevitablemente viajaran a través de la cavidad oral en forma descendente hacia la nasofaringe, orofaringe y laringofaringe descendiendo a los bronquios principales, bronquios secundarios y resto del árbol bronquial hasta alcanzar incluso los bronquiolos y sacos alveolares.

En la membrana de estos sacos alveolares es donde se realiza la hematosis, es decir, el intercambio entre el CO2 de desecho y la recarga de O2 recién inhalado para posteriormente ser transportado en el torrente sanguíneo junto a la hemoglobina al resto del cuerpo.

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