Chociaż nos nie jest zatkany, infekcja powoduje obrzęk błon śluzowych nosa w miejscu, w którym znajdują się neurony węchowe. W rezultacie cząsteczki zapachowe nie mogą do nich dotrzeć. W większości przypadków węch powraca, gdy objawy choroby ustępują. Jednak czasami utrata węchu utrzymuje się miesiącami lub nawet latami.
Nagły powrót węchu u pacjentów wskazuje, że niezdolność do odczuwania zapachów mogła mieć podłoże obstrukcyjne: po infekcji cząsteczki aromatyczne nadal nie są w stanie dotrzeć do receptorów węchowych. Jest to ten sam rodzaj utraty węchu, który występuje gdy zatykamy nos.
Badania nosa i zatok przeprowadzane u pacjentów chorych na Covid-19, u których wystąpiła utratą węchu wykazały, że część nosa odpowiedzialna za odczuwanie zapachów była blokowana przez obrzęk tkanek miękkich, a czasem także przez śluz. Reszta narządów i zatoki wyglądały normalnie, więc osoby dotknięte chorobą nie miały problemu z oddychaniem przez nos.
Z badań wynika, że SARS-CoV-2 infekuje organizm, wiążąc się z receptorami ACE2, znajdującymi się na powierzchni komórek w górnych drogach oddechowych. Białko o nazwie TMPRSS2 pomaga następnie wirusowi zaatakować te komórki. Gdy ten dostanie się do środka, replikuje się, wywołując reakcję zapalną w układzie odpornościowym. Wtedy zaczyna się dewastacja organizmu niektórych pacjentów.
Początkowo sądzono, że wirus może również infekować i niszczyć neurony węchowe. Komórki te przekazują sygnały generowane cząsteczki zapachowe docierające do receptorów w mózgu, który następnie interpretuje je jako zapachy. Jednak prace przeprowadzone przez międzynarodowy zespół badaczy dowiodły, że receptory ACE2 niezbędne do przedostania się wirusa do komórek nie występują na powierzchni neuronów węchowych. Zostały one jednak wykryte na powierzchni komórek, które zapewniają wsparcie strukturalne tym neuronom. I to najprawdopodobniej te właśnie komórki są uszkadzane przez wirusa podczas infekcji. Odpowiedź immunologiczna powoduje obrzęk w tym obszarze, pozostawiając nienaruszone neurony zaangażowane w węch. Po usunięciu wirusa obrzęk ustępuje. Cząsteczki zapachowe mogą ponownie dotrzeć do swoich receptorów, dzięki czemu przywrócony zostaje zmysł węchu.
