| Interview mit dem Riechforscher Professor Dr. Hanns Hatt, Leiter des Lehrstuhls für Zellphysiologie an der Ruhr-Universität Bochum und Präsident der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften und Künste.

| Herr Professor Hatt, riechen wir tatsächlich nicht nur mit der Nase?
| Hanns Hatt: Wir wissen schon seit einigen Jahren, dass Düfte in vielfältiger Weise auf uns wirken können. So findet man die Riechrezeptoren, die für die Wahrnehmung von Düften verantwortlich sind, neben den Riechzellen in der Nase auch in anderen Körperzellen – zum Beispiel in Zellen der Prostata, im Gehirn und im Magen-Darmtrakt. Darüber hinaus können Düfte, die über die Atemluft und Lunge oder über Auftragen auf die Haut ins Blut und auf diesem Wege bis ins Gehirn gelangen, dort direkt Neurotransmitterkanäle (GABA) beeinflussen. So konnten wir vor kurzem für einen Duft aus dem Jasmin zeigen, dass er bei Mäusen mit dem gleichen molekularen Wirkmechanismus, aber sogar noch deutlich stärker als Valium die Antwort von GABA-Kanälen potenziert und damit einen sedierenden und angstlösenden Effekt hat. Die Mäuse schlafen ein. Hohe Duftstoffkonzentrationen aktivieren zusätzlich zum Riechsystem den Nervus trigeminus, den Warn- und Schmerznerv in unserem Gesicht. Eine Überdosierung von Düften im Raum führt dehalb häufig zu Kopfschmerzen und Übelkeit,. Man kann diesen Effekt aber auch therapeutisch zur Schmerzlinderung benutzen , wie zum Beispiel das Kauen von Nelken bei Zahnschmerzen oder Erzeugen von Kälte bzw.- Hitzeempfinden durch Menthol oder Capsaicin zeigt. Wir riechen also keineswegs nur mit den Riechzellen der Nase. Aus der Aromatherapie wissen wir schon heute, dass mit Gerüchen wirkungsvoll Krankheiten und Befindlichkeitsstörungen gelindert werden können. Hier muss natürlich weiter erforscht werden, in wieweit Geruchsstoffe in Zukunft vielleicht Antidepressiva oder andere Psychopharmaka mit starken Nebenwirkungen ersetzen können.

| Wie können wir denn so viele verschiedene Gerüche unterscheiden?
| Hanns Hatt: Die Natur hat jeden Menschen mit dem gleichen Repertoire an Riechrezeptoren, etwa 350 verschiedenen Typen, ausgestattet. Interessanterweise stellt dabei jede unserer 30 Millionen Riechzellen nur eine Sorte her, also z. B. die „Vanillezelle“ den Riechrezeptor für Vanillin. Da die meisten natürlichen Düfte, wie Blumen, Kaffee oder Nahrungsmittel, aber auch ein Parfum aus einer Mischung von vielen verschiedenen Duftstoffen bestehen, werden beim Riechen entsprechend ebenso viele verschiedene Rezeptor-/Zelltypen erregt. Das spezifische Aktivierungsmuster macht den Duft aus, den wir wahrnehmen. Man kann das sehr gut mit dem Alphabet vergleichen: Das hat zwar nur 26 Buchstaben, aber mit der richtigen Kombination können wir beinahe unendlich viele Wörter bilden und verstehen. Genauso gehen wir mit den 350 Riechrezeptoren um. Und so, wie wir uns die Bedeutung eines Wortes merken können, so ist das Gehirn mit viel Üben und Trainieren auch in der Lage, sich spezifische Geruchskombination zu merken, damit wir uns an einen Duft erinnern können, wenn er uns wieder begegnet. Deshalb „wissen“ wir genau, wie beispielsweise frisch gebrühter Kaffee riecht.

| Wie funktioniert so eine Riechzelle?
| Hanns Hatt: Geruchsrezeptoren sitzen in der Aussenmembran jeder Riechzelle und bestehen aus einer langen Reihe von ca. 300 Aminosäuren, den Bausteinen der Eiweißmoleküle. Das eine Ende des Rezeptors liegt außerhalb der Sinneszelle, das andere im Zellinneren. Im Inneren des Rezeptorproteins befindet sich eine „Duftstoff-Bindetasche“. Wird sie, ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, mit dem passenden Duft besetzt, werden im Zellinneren so genannte zweite Botenstoffe in grosser Zahl erzeugt, die stromleitende Poren in der Membran öffnen. Die Sinneszelle sendet diesen elektrophysiologisch messbaren Strompuls zum Gehirn.

| Kann man also genau beschreiben, welche Rezeptoren für welche Gerüche zuständig sind?
| Hanns Hatt: Verschiedene Geruchsrezeptoren binden unterschiedliche Duftstoffe Bisher ist dieser Nachweis für etwa 10 bis 15 der rund 350 Rezeptortypen gelungen. Wir konnten vor einigen Jahren den ersten menschlichen Riech-Rezeptor (hOR17-4) entschlüsseln, den so genannten „Maiglöckchen-Rezeptor“, der also für das Erkennen von Maiglöckchen-Duft zuständig ist. Während dieser Forschungsarbeit haben wir eine sensationelle Entdeckung gemacht: Spermien können den Maiglöckchen-Duft ebenfalls erkennen – bietet man ihnen diesen Duft, so werden sie angelockt. Der gleiche Rezeptor, den wir in den Riechzellen der Nase haben, um Maiglöckchen zu riechen, befindet sich also auch auf der Membran von Spermien.

| Aber warum können Spermien ausgerechnet Maiglöckchen-Duft erkennen?
| Hanns Hatt: Der Duftstoff, auf hin den die Spermien angelockt werden, wird von der Eizelle ausgesendet. Auf diese Weise „finden“ die Spermien den rund 20 Zentimeter langen Weg vom Vaginalbereich bis zur Eizelle. Tatsächlich sendet die Eizelle natürlich keinen Maiglöckchen-Duft aus, aber einen in seiner chemischen Struktur ähnlichen Duft, der den Rezeptor genauso aktiviert wie der Maiglöckchen-Duft.

| Lässt sich diese Erkenntnis in der Praxis nutzen?
| Hanns Hatt: Natürlich kann man jetzt versuchen, diesen Duft bei Menschen mit Fruchtbarkeitsstörungen einzusetzen, um das Anlocken der Spermien zu verstärken. Insbesondere, wenn die Befruchtung außerhalb des Körpers stattfindet, lässt sich mit diesem „Trick“ unter Umständen der Befruchtungsprozess deutlich verbessern. Umgekehrt kann man aber auch versuchen, den Spermien quasi „die Nase zuzuhalten“ und damit zu verhüten. Dafür braucht man einen so genannten Anti-Duft, der den spezifischen Rezeptor blockiert. Für den Rezeptor hOR17-4, der nachweislich für den Maiglöckchen-Duft zuständig ist, haben wir diesen Antiduft, der den Rezeptor außer Gefecht setzt, gefunden. Wie bei dem vorher beschriebenen Schlüssel-Schloss-Prinzip dockt ein blockierender Duft ebenfalls an den Riechrezeptor an – aber er löst dabei keine Produktion von Botenstoffen aus, sondern verhindert nur den Zugang für den Maiglöckchen-Duft. Eine natürliche und effiziente Verhütungsmethode.
Erst vor wenigen Monaten konnten wir einen zweiten Riechrezeptor ausserhalb der Nase detailliert erforschen: den Veilchenrezeptor in Prostatazellen. Er wird vor allem in Prostata-Krebszellen in grossen Mengen erzeugt und in die Membran eingebaut. Aktiviert man den Rezeptor mit Veilchenduft, so zeigt unsere Forschung, dass dadurch die Krebszellen die Teilung nahezu vollständig einstellen und das Krebswachstum gestoppt wird. Interessanterweise fanden wir ein körpereigenes Hormon aus dem Testosteronstoffwechsel, das eine ähnliche chemische Struktur hat und ebenfalls den Veilchenrezeptor aktiviert. Hier öffnen sich neue therapeutische Behandlungsansätze.

| Es gibt also noch eine Menge zu tun in diesem Forschungsbereich?
| Hanns Hatt: Ja, denn wie bereits erwähnt können wir gerade einmal 10 bis 15 der rund 350 Riechrezeptoren eindeutig zuordnen. An meinem Lehrstuhl sind derzeit rund 60 Wissenschaftler – Biochemiker, Biologen, Physiker, Mediziner – mit der weiteren Erforschung des Phänomens „Riechen“ beschäftigt. Ein Team befasst sich ausschließlich mit der Entschlüsselung von weiteren Rezeptoren, ein weiteres mit dem Riechen außerhalb der Nase in verschiedenen Geweben unseres Körpers, und das dritte Team mit der zuvor beschriebenen Stimulierung des Gesichtsnervs durch Duftstoffe. Auf einigen dieser Forschungsgebiete ist Deutschland zurzeit führend in der Welt. Zwar haben im Jahr 2004 die amerikanischen Wissenschaftler Richard Axel und Linda Buck den Medizin-Nobelpreis für Forschungen im Bereich des Riechens erhalten – der Beweis, dass Riechen nicht nur in der Nase stattfindet, wurde jedoch erstmals durch unser Labor erbracht. Gerade hier sehen wir erst die sprichwörtliche „Spitze des Eisberges“. Sicher werden in den nächsten Jahren noch neue bahnbrechnede Entdeckungen dahingehend folgen, welche Funktion die Riechrezeptoren in Haut, Darm, Muskel oder Gehirnzellen haben und daraus können völlig neue therapeutische Konzepte entstehen.
| Herr Professor Hatt, wir wünschen Ihnen für Ihre weitere Forschung viel Erfolg.