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SINNESPHYSIOLOGIE

Riechen per Molekülschwingung

Das Ohr registriert die Schwingungen des Luftdrucks, das Auge die des elektromag­netischen Felds – und die Nase möglicherweise die Schwingungen der Duftmoleküle!
Duftmessung

Wir riechen etwas, wenn sich ein Molekül eines Geruchsstoffs an ein Rezeptorprotein in der Membran einer Riechsinneszelle bindet. Von diesen Geruchsrezeptorproteinen besitzen wir rund 350 verschiedene Sorten – genug, um mehr als eine Billion Gerüche unterscheiden zu können. Wieso jeder dieser Rezeptoren jedoch nur die für ihn spezifischen Moleküle andocken lässt und keine anderen, ist noch immer eine unbeantwortete Frage.

Die wohl gängigste Erklärung ist das Schlüssel-Schloss-Prinzip. Demnach müssen Rezeptor und Duftmolekül räumlich genau zusammenpassen. Zusätzlich spielen Ladungsschwerpunkte innerhalb der Atomgruppen und die Wasserlöslichkeit der Moleküle eine Rolle. Diese Theorie stößt jedoch an ih-re Grenzen. Beispielsweise erklärt sie nicht, weshalb manche Verbindungen, deren Strukturmerkmale sich überhaupt nicht ähneln, dennoch gleich riechen. Bislang ist es auch nicht gelungen, den Geruch eines Moleküls auf Grund seiner chemischen Eigenschaften zuverlässig vorherzusagen – ein noch unerfüllter Traum von Parfümherstellern.

Hier könnte eine alternative Theorie weiterhelfen, nach der Geruchsrezep­toren Duftmoleküle an den Schwingungen ihrer Atome erkennen. Seit diese Überlegung in den 1930er Jahren angestellt wurde, beschäftigte sie, trotz einiger Ungereimtheiten, immer wieder die Forscher. …

Juni 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juni 2016

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  • Quellen

Bushdid, C. et al.: Humans Can Discriminate More than 1 Trillion Olfactory Stimuli. In: Science 343, S. 1370 – 1372, 2014

Paoli, M. et al.: Differential Odour Coding of Isotopomers in the Honeybee Brain. In: Scientific Reports 6, 2016