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Immer der Nase nach – Wie Düfte unser Leben bestimmen

 

„Die Nase ist von der Wissenschaft lange vernachlässigt worden. Das hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten grundlegend geändert“, betonte Prof. Dr. Hanns Hatt von der Ruhr-Universität Bochum zu Beginn seines Vortrags. Der studierte Biologe, Chemiker und Mediziner zählt zu den weltweit führenden Wissenschaftlern auf dem Gebiet der Sinnesphysiologie. Hatt und seinem Forschungsteam gelang erstmals die Entschlüsselung eines menschlichen Riechrezeptors sowie die Aufklärung dessen spezifischer Wechselwirkung mit einem Geruchsstoff. Ferner entdeckte er als Erster, dass Riechrezeptoren auch außerhalb der Nase an vielen Orten im menschlichen Körper vorkommen und dort wichtige Funktionen haben. Im Rahmen der Vortragsreihe „Dialog im Museum“ sprach Hatt über die Bedeutung des Riechens im Leben des Menschen, über die Wirkung von Düften und stellte mögliche therapeutische Ansätze vor.

Wer schmecken will, muss riechen
Durch neue molekularbiologische und gentechnische Verfahren habe es die Wissenschaft geschafft, die gesamten Mechanismen aufzuklären, wie Düfte in der Nase wirken und einen Dufteindruck im Gehirn vermitteln. Weiterhin sei durch den häufig auftretenden Riech- und Geschmacksverlust bei COVID-19-Patienten das Riechen wieder in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. „Das Riechen stellt für den Geschmack die Grundvoraussetzung dar“, so Hatt. Dabei sei das Schmecken beim Menschen einer der einfachsten, primitivsten Sinne, der sich nur auf der Zunge abspiele. Auf der Zunge sitzen die Sensoren für süß, sauer, salzig und bitter. Doch das Wichtigste beim Essen, beim Schmecken, sei die Nase, das Riechen. Wenn man sich beim Essen die Nase zuhalte, könne man eine Kartoffel nicht von einem Kohlrabi unterscheiden, da man nichts mehr schmecke.

Das Riechen als erster Sinn
Das Riechen beginnt bereits im Mutterleib. Noch vor dem Hören und Sehen kann man riechen. Embryonen zwischen der 24. und der 26. Schwangerschaftswoche haben bereits ein perfekt ausgestattetes Riechsystem und „lernen“ schon Düfte im Mutterleib, die sie etwa durch die von der Mutter aufgenommene Nahrung wahrnehmen. Dies bedeute, dass die Bewertung von Düften nicht genetisch festgelegt, sondern anerzogen sei bzw. durch den Kulturkreis und durch persönliche Erfahrung geprägt werde. Der Grund, warum wir etwa alle so gerne Vanille mögen, liege darin, dass der Vanilleduft auch in der Muttermilch vorkomme. Schon früh bilde sich dabei ein Duftgedächtnis: „Erinnerungen an Düfte sind die stabilsten, die wir in unserem Gedächtnis überhaupt haben. Düfte können uns zurückführen in die frühe Kindheit“, betonte Hatt. Ein Duft etwa, der von den meisten Menschen positiv bewertet werde, weil er mit der Kindheit zu tun hat, ist der Duft von Apfelkuchen oder auch der subjektive „Heimatduft“ (z. B. Duft von Mist oder Meer).

Riechen nach dem Schloss-Schlüssel-Prinzip
In diesem Zusammenhang erläuterte Hatt, wie das Riechen funktioniert: Auf der Riechschleimhaut der Nase befinden sich ca. 20 Millionen Riechzellen, für deren Versorgung verantwortliche Stützzellen und embryonale Stammzellen. Letztere führen dazu, dass sich das Riechsystem etwa alle vier Wochen erneuere. „Die wichtigsten Komponenten des Riechens sind die erst seit Beginn der 1990er-Jahre bekannten Rezeptoren, die eine Bindestelle für Duftstoffe haben und ähnlich wie das Schloss-Schlüssel-Prinzip funktionieren“, so Hatt. Jeder Mensch besitze die gleichen 350 Typen von Riechrezeptoren, von denen jeder spezialisiert auf einen bestimmten Duft ist wie z. B. Vanille, Veilchen, Moschus usw. Bis heute sei aber erst von ca. 30 Prozent der Rezeptoren der jeweils aktivierende Duft bekannt.

Duftalphabet und Duftempfindungen
„Der Mensch kann einige Millionen Düfte unterscheiden. Wie kann man nun weitaus mehr unterschiedliche Düfte mit dieser relativ geringen Anzahl von Rezeptoren wahrnehmen?“, fragte Hatt. Dies funktioniere ähnlich wie das Alphabet mit seinen unendlich vielen Möglichkeiten der Buchstabenkombination. Das „Duftalphabet“ habe 350 Buchstaben, aber „Duftwörter“ können aus 150 Buchstaben und mehr bestehen. In der Natur kommen normalerweise Duftmischungen vor. Den physiologischen Prozess des Riechens beschrieb Hatt folgendermaßen: Der Duft wird durch die Atmung in die oberste Etage der Nase transportiert, wo sich das Duftmolekül die passende Riechzelle nach dem Schloss-Schlüssel-Prinzip sucht. Die Riechzelle schickt dann einen Nervenimpuls in das Riechhirn bzw. in den Riechkolben (Bulbus olfactorius) zu den sogenannten Glomeruli, von denen es ebenfalls 350 gibt. Dies bedeutet, dass jeder Glomerulus auf eine Riechzelle spezialisiert ist und jeweils deren Information sammelt. Beim Riechen eines Duftes wird von mehreren Glomeruli (abhängig davon, aus wie vielen „Buchstaben“ der Duft besteht) die Information in das Gedächtniszentrum, den Hippocampus, geschickt, wo das „Duftwort“ gebildet und abgespeichert wird. Gleichzeitig wird aber auch die Emotion, die im Moment des Riechens mit dem Duft verbunden wird, damit verknüpft. Dies geschieht im emotionalen Zentrum des Gehirns, dem limbischen System. Weil jeder Mensch den Duft anders abspeichere, löse laut Hatt jeder Duft bei jedem Menschen andere Empfindungen und Bewertungen aus.

Der Mensch als sein eigener Parfümeur
„Jeder Mensch stellt ein Parfüm her, dass nur er allein besitzt, den sogenannten Individualgeruch. Dies ist der persönliche, durch die Gene bestimmte Körpergeruch. Je unterschiedlicher die Gene sind, desto unterschiedlicher ist auch der Individualgeruch.“ Die Einzigartigkeit des Individualgeruchs machte sich z. B. die ehemalige DDR in Form von Geruchskonserven zunutze. Im Museum im Stasi-Bunker bei Leipzig etwa lagern über 10.000 vakuumverpackte Tücher, die jeweils den Schweißgeruch von ehemaligen DDR-Bürgern speichern. Diese Gerüche seien so stabil, dass ein Hund heute noch anhand dieser Tücher den dazugehörigen Menschen erkennen könnte.

Der Individualgeruch beeinflusse auch die Partnerwahl. Frauen etwa wählen bevorzugt diejenigen Männer, die über einen möglichst unterschiedlichen Körpergeruch verfügen. Da unterschiedliche Körpergerüche auch ein Indiz für unterschiedliche Gene seien, sei so das Ziel der Natur einer möglichst großen Gendurchmischung erreicht.

Duftwirkung ohne Nase
Selbst Menschen ohne Geruchssinn können Gerüche wahrnehmen: „Da Duftrezeptoren nicht nur in der Nase vorkommen, sondern zwischen 5 und 30 Rezeptoren über den ganzen Körper verteilt sind, kann man auch bei sogenannten geruchsblinden Menschen Geruchswirkungen auslösen. Denn Düfte gelangen über die Haut, die Atmung und den Magen-Darm-Trakt ins Blut.“ Hatt führte ferner die menschlichen Spermien an, die mit über 20 verschiedenen Riechrezeptoren ausgestattet seien, die deren Schwimmrichtung und -geschwindigkeit beeinflussen. So sei es nicht überraschend, dass man bisher im Vaginalsekret 15 derjenigen Duftstoffe finde, die von den Rezeptoren auf den Spermien erkannt werden.

Die Zukunft der Riechforschung
Abschließend ging Hatt auf den therapeutischen Einsatz von Düften ein und gab einen kurzen Einblick in dieses spannende Forschungsfeld. In gesunden menschlichen Hautzellen kommen ca. 20 der 350 Duftrezeptoren vor. Sandelholzduft etwa steigere das Wachstum und die Beweglichkeit von Hautzellen und verbessere deren Regeneration sowie die Wundheilung. Zudem wurde in klinischen Studien nachgewiesen, dass der synthetische Sandelholzduft (Sandalore) die Lebensdauer der menschlichen Haare um etwa 30 Prozent verlängere.

Intensiv erforscht werde momentan die therapeutische Bedeutung von Geruchsstoffen in Krebszellen. Dort finden sich nämlich andere Duftrezeptoren als in gesunden Zellen desselben Gewebes: „Man konnte zeigen, dass bei einer bestimmten Duftgabe die Teilungsrate von Leberkarzinom- und Leukämiezellen gehemmt wird (Proliferationshemmung). Weiterhin können Riechrezeptoren auch als diagnostische Marker funktionieren. So ist der sogenannte Riechrezeptor OR10H1 spezifisch für das Blasenkarzinom und wird im Urin ausgeschieden.“ Hatt resümierte: „Die Zukunft der Riechforschung liegt in der klinischen Anwendung.“

Referent
Prof. Dr. Hanns Hatt hat in München Biologe, Chemie und Medizin studiert. Er ist Mitglied der Nordrhein- Westfälischen Akademie der Wissenschaften, der Leopoldina sowie der New York Academy of Sciences. 1992 wurde er auf den Lehrstuhl für Zellphysiologie der Universität Bochum berufen. Er wurde vielfach ausgezeichnet, u. a. mit dem Communicator-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft.
 

Dialog im Museum
24. November 2022
19.00 Uhr

Referent:
Prof. Dr. Hanns Hatt
Universität Bochum