Der Geruchssinn

Der Geruchssinn, auch olfaktorische Wahrnehmung, olfaktorischer Sinn (olfacere, lat. riechen) oder Riechwahrnehmung bezeichnet das Wahrnehmen von Gerüchen.

Bei der Geburt ist der Geruchssinn der Säugetiere vollständig ausgereift. Er hilft, die Milchzitzen der Mutter zu finden, obwohl viele Säuger bei ihrer Geburt noch blind sind.

Die Anatomie des Riechens

Die Rezeptoren des olfaktorischen Systems liegen bei Säugetieren in der inneren Nase. In jeder Nasenhöhle befinden sich drei von den Nasenaußenwänden nach innen ragende, wulstartige Gebilde. Sie werden Nasenmuscheln genannt (Conchae nasales) und lenken den Luftstrom. Die Riechschleimhaut (Regio olfactoria) liegt oberhalb der oberen Nasenmuschel und ist beim Menschen etwa 5 cm² je Nasenhöhle groß. Die Riechschleimhäute eines Hundes sind mit 2x25 cm² deutlich größer als beim Menschen.

Die Rezeptoren der Sinneszellen sind jeweils auf ein Duftmolekül spezialisiert. Ein Mensch besitzt etwa 400 verschiedene Rezeptoren, Hunde und Ratten verfügen über 1.000 verschiedene Andockstellen für die Moleküle. Die Zellen mit den Rezeptoren werden alle 60 Tage erneuert. Dabei sterben die Riechzellen ab und bilden sich aus den darunter liegenden Basalzellen neu (Hatt 2003).

Riechen als Vorgang des zentralen Nervensystems

Wenn ein Säugetier etwas riecht, dann kommt es zur Anlagerung der Geruchsmoleküle an die Rezeptoren der Riechzellen. Durch die Bindung des Moleküls an den Rezeptor wird ein so genanntes Guaninnucleotid-bindendes Protein, kurz G-Protein, aktiviert. Die Reaktion ist als eine Schlüssel-Schloss-Reaktion zu verstehen. Das Duftmolekül ist der Schlüssel, der Rezeptor ist das Schloss und nur ein spezifischer „Molekülschlüssel“ kann das Rezeptorschloss öffnen bzw. aktivieren. Hierdurch wird eine Kaskade elektro-chemischer Reaktionen ausgelöst, die dafür sorgt, dass die Informationen am Riechhirn (Bulbus Olfaktorius) gebündelt und ins Großhirn weitergeleitet werden (Hatt 2003). Nach einer Weile wird die Kaskade gestoppt, der Riechende hat sich an den Geruch gewöhnt (Hatt 2003).

Ungeübte können ca. 5.000 verschiedene Gerüche erkennen. Durch Training lässt sich die Identifizierungsquote auf etwa 10.000 Gerüche steigern.

Die Bewertung von Düften erlernen Kinder in den ersten fünf bis zehn Lebensjahren. Während Neugeborene bei den Geschmacksrichtungen süß oder bitter deutlich Lust- oder Unlustreaktionen zeigen, sind die Reaktionen auf Gerüche häufig indifferent.

Riechen und Schmecken

Unter „Riechen“ ist allgemein die chemosensorische Analyse der Atemluft zu verstehen. Darüber hinaus sprechen die Sinneszellen in der Nasenhöhle auch auf die Aromen in der Nahrung an. In der Fachwelt wird dieser Vorgang als retronasale Analyse von Speisearomen bezeichnet. Hierbei gelangen die Aromen während des Kauvorgangs und des Schluckens über den Nasenrachenraum zu den Riechzellen in der Nasenhöhle. Dieser Vorgang macht die aromatische Analyse der Nahrung erst möglich, da die Zunge nur salzig, sauer, süß, bitter und umami schmecken kann. Umami ist ein Geschmackssinn, der besonders proteinreiche Nahrung wie Muttermilch oder Fleisch wahrnimmt.

Neben der retronasalen Analyse gibt es das hämatogene Riechen. Hier werden Riechstoffe wahrgenommen, die in die Blutbahn gelangt sind. Ein Beispiel hierfür ist das Myrtol, das in der Phytotherapie bei Entzündungen der Nasennebenhöhlen eingesetzt wird (Meister et. al. 1999).

Geruchsstoffe

Geruchsstoffe sind komplizierte Gemische. Was als unverwechselbarer Duft wahrgenommen wird, ist in der Regel ein Gemenge aus hundert oder tausend verschiedenen Molekülen natürlichen und anthropogenen, also menschlichen, Ursprungs. Kaffeeduft setzt sich beispielsweise aus rund 200 chemischen Einzelkomponenten zusammen, der Duft einer Rose enthält über 500 Einzelstoffe. Meistens reichen jedoch wenige Leitsubstanzen aus, um einen Geruch zu erkennen. Die Leitsubstanz für Rosenduft beispielsweise ist Geraniol. Wer Geraniol riecht, assoziiert diesen Duft sofort mit Rosen. Und trotzdem wird dem Riechenden sofort klar, dass zu einer echten Rose noch „etwas“ fehlt. Für manche Gerüche sind einfache chemische Verbindungen verantwortlich: etwa Ether oder Schwefelwasserstoff (faulige Eier).

Bei der Klassifizierung der Gerüche werden immer wieder folgende sechs Geruchsqualitäten
hervorgehoben: blumig, fruchtig, würzig, faulig, brenzlig und harzig (Lugmair 2006).

Einen ausführlichen Artikel über Geruchsstoffe mit Vorkommen, Gesundheitsrisiken und gesetzlichen Regelungen finden Sie hier: Duftstoffe und Geruchsstoffe.

Gerüche messen

Um Geruchsstoffe möglichst objektiv messen zu können, gilt als Grundeinheit die geringste Menge an Molekülen, die in 1m3 Neutralluft eine Geruchsempfindung auslöst. Für diesen Verdünnungsfaktor ist die Europäische Geruchseinheit je Kubikmeter (GE/m3) definiert. Sie beträgt 1 GE/m3 und stellt den Skalenfixpunkt dar.

Das „Olf“ hingegen orientiert sich an dem Geruch, der von einem Menschen mit Standardeigenschaften (1,8 m2 Hautoberfläche, sitzende Tätigkeit, 0,7 Duschbäder/Tag, täglich frische Wäsche) verursacht wird. Eine sitzende Person entspricht daher 1 Olf.

Die Messungen werden meist von ausgebildeten Testpersonen vorgenommen. Gelegentlich wird auch eine „elektronische Nase“ eingesetzt, deren Voreinstellungen sich an den Ergebnissen der Testpersonen orientieren.

Gerüche bewerten

Wahrnehmbare Riech- oder Duftstoffe dienen zur Identifizierung von Nahrung, Verdorbenem, von Artgenossen und von Feinden. Gerüche warnen auch vor stofflichen Gefahren. Beispielsweise gilt für den hochgiftigen Schwefelwasserstoff eine sehr niedrige Geruchsschwelle. Schon wenige Moleküle reichen aus, um die Substanz an ihrem typischen Geruch von faulen Eiern, der bei der Zersetzung von Proteinen aus schwefelhaltigen Aminosäuren durch Fäulnis- und Schwefelbakterien entsteht, zu identifizieren.

Abgesehen von solchen Warngerüchen, ist es Menschen nicht angeboren, ob sie einen Duft mögen oder nicht. Es ist vielmehr abhängig von der Erfahrung, die ein Mensch mit einem Duft macht. Einige Gerüche sind dennoch von Geburt an bekannt und werden daher als angenehmer empfunden, als andere. Versuche mit Kaninchen konnten belegen, dass neugeborene Kaninchen Wacholdersträucher bevorzugen, wenn ihre Mutter während der Trächtigkeit vermehrt davon gefressen hat. Diese Erkenntnis ist erstaunlich, da Kaninchen normalerweise keine Beeren fressen (Hatt 2005). Auch der menschliche Fötus nimmt schon über die Nabelschnur Geruchsstoffe der mütterlichen Nahrung über die Nabelschnur auf.

Bei dem Erlernen der Bewertung von Geruchsstoffen gibt es wichtige kulturelle Unterschiede. Getrockneter Fisch verspricht japanischen Nasen einen Wohlgeschmack, die meisten deutschen Nasen sind von diesem Geruch eher nicht angetan.

Gerüche und Gefühle

Ein Mensch kann tausende von Gerüchen erkennen und im Gedächtnis speichern. Einer der Informationswege führt vom Riechhirn (Bulbus olfactoris) direkt zum Mandelkern (Amygdala), dem Sitz der Emotionen. In dem Mandelkern erzeugen die eintreffenden Geruchsinformationen blitzschnell ein Gefühl. Je nach Geruch kann das zum Beispiel Freude sein, Angst oder Ekel. Kaffeeduft erzeugt bei den meisten Menschen ein wohliges Gefühl, Lavendel wird als harmonisierend und entspannend empfunden.

Gerüche wecken auch Erinnerungen, sie können einen Menschen schlagartig in die Kindheit zurückversetzen. Der Sitz des Gedächtnisses liegt im Hippocampus, in ummittelbarer Nachbarschaft zum Mandelkern. Hier entstehen Bilder vor dem inneren Auge, die der Duft hervorruft. Beispiele hierfür sind das Treppenhaus der geliebten Großmutter bei dem Geruch von Bohnerwachs oder der letzte Umzug bei dem Geruch von Wandfarbe. Gerüche können aber auch mit schrecklichen Dingen assoziiert werden. Der Duft des Aftershave eines Vergewaltigers kann bei den Opfern sofortige Übelkeit und Erbrechen auslösen. Diese Verknüpfungen können auch unbewusst stattfinden und werden als eine Ursache für das Syndrom der Multiplen Chemikalienunverträglichkeit (MCS) diskutiert.

Liebe geht durch die Nase

Mit der wachsenden Anzahl an Studien über die biologischen Mechanismen der Partnerwahl und der Entdeckung des Vomeronasalorgan (VNO) beim Menschen hat das wissenschaftliche Interesse an der Bedeutung des Körpergeruchs als mögliches Signalsystem deutlich zugenommen. Jüngste Studien zeigen, dass Pheromone (Geruchsbotenstoffe) eine wichtige Rolle in der Verhaltens- und Fortpflanzungsbiologie des Menschen spielen können (Fink, Sövegjarto 2006). Neuste Studien gehen aber davon aus, dass das VNO beim Menschen nur schwach ausgeprägt ist. Auch die Frage, ob es menschliche Pheromone gibt, ist umstritten.

Gute und schlechte Riecher

Es gibt Menschen, die haben eine feinere Nase als andere. Frauen können normalerweise besser riechen als Männer, Raucher riechen schlechter als Nichtrauer, weil Zigarettenrauch den Riechzellen schadet. Da sich die Zellen, wie oben gezeigt, alle 60 Tage erneuern, erlangen Raucher, nachdem sie das Rauchen aufgegeben haben, wieder einen normalen Geruchssinn. Auch Medikamente oder Chemikalien können den Geruchssinn beeinflussen.

Allgemein gilt: Ab dem 40. Lebensjahr wird der Gesuchssinn schlechter. Dies betrifft sowohl die Wahrnehmung als auch die Identifizierung eines Duftes. Welche Ursachen dahinter stecken, konnte die Wissenschaft noch nicht abschließend klären. Zu vermuten ist aber, dass die Regeneration der Geruchszellen nicht mehr optimal läuft (Pschierer 2005).

Die Wahrnehmung von Düften wird durch den Hormonstatus und die Motivation stark beeinflusst. Bei Frauen sorgt ein hoher Östrogenspiegel für eine erhöhte Geruchssensibilität. Das erklärt die verstärkte Geruchsempfindlichkeit mancher Frauen in der Schwangerschaft.

Auch bei Hunger nehmen Menschen Gerüche wesentlich deutlicher wahr, als mit einem gefüllten Bauch.
Dagegen können Entzündungen der Riechzellen durch eine Grippe und Verletzungen und Erkrankungen der Nervenbahnen nach einem Schädelhirntrauma oder Hirnhautentzündung zu einer Hypo- oder Anosmie führen. Hypo- bzw. Anosmie sind die medizinischen Begriffe für die teilweise oder vollständige Unfähigkeit Riechstoffe wahrzunehmen. Der Verlust des Geruchssinns kann zu Appetitlosigkeit und Depressionen führen. Außerdem fehlt damit ein wichtiges Warnsystem. Denn der Geruchssinn kann auf Gefahren wie Brände oder giftige Dämpfe aufmerksam machen.

Autorin: Judith Linnemann
Erstellt: Januar 2009
Aktualisiert: Oktober 2011

Literatur:

Burdach, Konrad J.: Geschmack und Geruch : gustatorische, olfaktorische und trigeminale Wahrnehmung / Konrad J. Burdach . - 1. Aufl. . - Bern [u.a.] : Huber , 1988 . - 166 S. : Ill., graph. Darst. (Programm Huber : Psychologie Forschung) ISBN 3-456-81590-5

Berg, Karl-Heinz: Duftwirkungen auf der Spur : e. anthropolog. Studie zu Geruchseinflüssen im körperl., seel. u. geist. Bereich . - Gießen : Inst. für Heil- und Sonderpädagogik d. Justus-Liebig-Univ. , 1988 . (Giessener Dokumentationsreihe Heil- und Sonderpädagogik ; 10) ISBN 3-922346-22-7

Fink, B.; Sövegjarto, O. (2006): Pheromone, Körpergeruch und Partnerwahl. In: Der Gynäkologe. Volume 39, Number 9, Springer Verlag.

Fischer, Jürgen: Luftverunreinigungen und geruchliche Wahrnehmungen unter besonderer Berücksichtigung von Innenräumen / von Jürgen Fischer , Norbert Englert , Bernd Seifert. [Red.: Fachgebiet V 4.11] . - Berlin : Umweltbundesamt, Inst. für Wasser-, Boden- und Lufthygiene , 1998 . - 2, E8, 110 S. : Ill., graph. Darst.

Hatt, H. (2003): Von der Nase bis ins Gehirn: Düfte nehmen Gestalt an. In: Neurorubin Sonderheft 2003. Online verfügbar unter: www.ruhr-uni-bochum.de

Lugmair, Katherina (2006): Sensorische Integration-Raumwahrnehmung unter besonderer Berücksichtigung des Kindesalters. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Meister, R; Wittig, T.; Beuscher, N.; de Mey, C. (1999): Efficacy and Tolerability of Myrtol Standardized in Long-term Treatment of Chronic Bronchitis. In: Arzneimittelforschung. 1999 Apr;49(4), S. 351-358.

Mücke, W, & Lemmen, C. (2011). Geruchsstoffe und Gesundheit. Teil1: Grundlagen der Geruchswahrnehmung. Umweltmedizin in Forschung und Praxis , 16 (4), 207-217.

Pschierer, Iris (2005): Bedeutung von Riechen und Schmecken für die Lebensqualität älterer Menschen. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät.

Süßkind, Patrick (2002): Das Parfum. Die Geschichte eines Mörders. Diogenes Verlag, Zürich.

Thum, Werner (2008): Rosenöl. www.chemie-master.de

Umweltbundesamt (UBA) (2006): Duftstoffe: Wenn Angenehmes zur Last werden kann. Hintergrundpapier. Online verfügbar unter www.umweltbundesamt.de

Wichmann, H. E., Schlipköter, H. W., & Füllgraf, G. (2010). Duft und Geruch. In H. E. Wichmann, H. W. Schlipköter, & G. Füllgraf, Handbuch der Umweltmedizin, Loseblattwerk, 44. Erg.Lfg. 12/10 (Bd. 3, S. 1-45). Landsberg: Ecomed-Verlag.