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Sinnesphysiologie: Antennen für den sechsten Sinn?

Geruchsfreie "Duftstoffe" können unser Sexualverhalten steuern. Erstmals gibt es nun Hinweise auf Rezeptoren, über die sie ihre Botschaft an die Frau oder den Mann bringen.


Sie sind klein, flüchtig und geruchlos – und können am Beginn einer wunderbaren Partnerschaft stehen: Pheromone. Als chemische Botenstoffe, die sich durch die Luft verbreiten, dienen sie der lautlosen und unsichtbaren Kommunikation zwischen den Organismen einer Art. Dabei steuern sie so wichtige Vorgänge wie das Sexual- oder das Alarmverhalten. Allgemein werden Pheromone zwar als Duftstoffe bezeichnet, aber sie vermitteln keinen Geruch. Wer sie "riecht", nimmt sie also nicht bewusst wahr.

Das eindrucksvollste Beispiel für einen Sexuallockstoff und seine Wirkung liefert die Wildform des Seidenspinners (Bombyx mori mandarina). Die Weibchen sondern über eine Drüse an ihrem Hinterleib die Verbindung Bombykol ab. Selbst über mehrere Kilometer hinweg kann dieses Pheromon ein Männchen anlocken. Und schon ein einziges Molekül genügt, um bei dem potenziellen Freier das volle Programm einzuschalten: Er fliegt los, folgt dem Konzentrationsgradienten an Bombykolmolekülen und beginnt bei der Ankunft am Ziel unverzüglich mit der Kopulation.

In welchem Maße auch der Mensch auf Pheromone "fliegt" ist nach wie vor strittig. So reizvoll der Gedanke seit langem scheint, dass im menschlichen Sexualleben chemische Signalstoffe mitmischen – die ersten überzeugenden Hinweise darauf gibt es erst seit 1998 (Nature, Bd. 392, S. 177). Martha K. McClintock und Kathleen Stern von der Universität Chicago gingen damals einer Alltagsbeobachtung nach: Leben Frauen über längere Zeit in Wohngemeinschaften zusammen, können sie ihren Menstruationszyklus synchronisieren.

Die US-Wissenschaftlerinnen untersuchten das Phänomen, indem sie die Ausdünstungen aus den Achselhöhlen während der späten Follikelphase mit Wattebäuschen aufnahmen. Anschließend rieben sie das Stoffgemisch anderen Frauen unter die Nase, ohne ihnen zu sagen, was da auf ihre Oberlippen aufgetragen wurde. Bei den Empfängerinnen stieg daraufhin der Spiegel an luteinisierendem Hormon ("Gelbkörperreifungshormon") schneller an, sodass sich die Zyklusdauer verkürzte. Dagegen verzögerten Substanzen, die die Spenderinnen während des Eisprungs abgaben, einen Anstieg des Hormons und verlängerten dadurch den Zeitraum bis zur nächsten Menstruation. Zwar legten diese Versuche nahe, dass Menschen grundsätzlich über flüchtige chemische Substanzen unbewusst Informationen austauschen können, aber welche Komponenten von Achselschweiß die Botschaft übermitteln, war nach wie vor unbekannt.

Alle Versuche, die physiologische Grundlage für den "richtigen Riecher" zu identifizieren, blieben bis vor kurzem erfolglos. Doch nun glauben Peter Mombaerts und seine Kollegen von der Rockefeller-Universität in New York sowie der Yale-Universität in New Haven (Connecticut) zumindest die menschlichen Pheromon-Antennen aufgespürt zu haben (Nature Genetics, Bd. 26, S. 18). Sie bedienten sich dazu einer bei Genetikern beliebten Vorgehensweise. Erfahrungsgemäß lassen sich viele Gene beim Menschen identifizieren, weil sie bekannten Erbfaktoren aus anderen Arten – wie der Maus oder der Ratte – noch sehr ähnlich sind. Im Experiment nehmen die Wissenschaftler dann ein Stück des Nagergens und durchsuchen wie mit einem Lichtkegel damit das menschliche Erbgut nach einer vergleichbaren DNA-Sequenz. Auf diese Weise spürten Mombaerts und seine Kollegen mit einem Teil des Gens für den Pheromon-Rezeptor bei Mäusen acht ähnliche Abschnitte im menschlichen Erbgut auf.

Allerdings erfüllte nur einer davon die Anforderungen an ein funktionstüchtiges Gen. Die restlichen sieben stellten so genannte Pseudogene dar: Sequenzen, die zu viele Defekte aufweisen, als dass sie noch eine lesbare Bauanleitung für einen Eiweißstoff enthalten könnten. Die Forscher übersetzten die Erbinformation ihres einzigen Kandidaten in ein Protein, verglichen es mit dem Molekül der Maus und errechneten die Verwandtschaft zwischen beiden: Die 313 Aminosäure-Bausteine des menschlichen Eiweißstoffes erwiesen sich als zu 28 Prozent identisch mit der Aminosäurenfolge bei der Maus und immerhin noch zu 47 Prozent ähnlich zu ihr. Die Werte sind zwar eindeutig, liegen allerdings eher im unteren Bereich dessen, was an genetischer Verwandtschaft zwischen Nager und Mensch möglich ist. Wegen dieser "Homologie" genannten Ähnlichkeit erhielt die Sequenz den schmucklosen Namen V1RL1 (für "vomeronasal" und "rodent-like", das heißt "zum Sensorsystem für Pheromone gehörend" und "nagerähnlich"). Innerhalb des humanen Erbguts fanden die Forscher keine weiteren Verwandten zu V1RL1; das Gen scheint also einmalig zu sein und keiner übergeordneten Familie anzugehören.

Als Nächstes wiesen Mombaerts und seine Kollegen nach, dass die gefundene Sequenz in mehreren Geweben auch ausgeprägt, das entsprechende Protein also tatsächlich hergestellt wird. Bezeichnenderweise geschieht das vor allem in der Nasenschleimhaut, in geringerem Maße aber auch im Gehirn und in der Lunge. Das erhärtet den Verdacht, dass V1RL1 als Gen für einen Pheromon-Rezeptor fungiert.

Der wirkt zur Zeit jedoch noch regelrecht heimatlos: Es fehlen Hinweise auf ein spezielles Sinnesorgan, in das er von Rechts wegen gehört. Bei der Maus ist es das so genannte vomeronasale Organ. Es liegt in einem Schleimhautschlauch im Nasenraum. Zwar haben Volker Jahnke und Hans-Joachim Merker von der Humboldt-Universität Berlin 1998 gezeigt, dass sich diese Struktur auch während der Embryonalzeit des Menschen entwickelt und unmittelbar nach der Geburt noch gut ausgebildet ist. Beim Heranwachsen verkümmert sie jedoch. Vor allem fehlen Nervenzellen, um die Sinneswahrnehmung weiterzuleiten – sie endet quasi in einer Sackgasse.

Möglicherweise empfängt aber nicht nur das vomeronasale Organ Pheromon-Moleküle. Von Schweinen und Kaninchen ist bekannt, dass sie die Moleküle über ihren normalen Geruchssinn wahrnehmen können. Bis die Wissenschaft das Geheimnis eines möglichen "Liebescocktails" und seiner Wirkungsweise beim Menschen gelüftet hat, ist es also noch ein weiter Weg. Aber die ersten Schritte sind getan.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 3 / 2001, Seite 22
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
3 / 2001

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 3 / 2001

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