Neurobiologie: Riecher für CO2
© Roger McLassus (Ausschnitt)
Dass Mäuse einen gut entwickelten Geruchssinn haben, ist schon länger bekannt. Als chinesische und US-amerikanische Forscher jetzt testeten, ab welcher Konzentration die Tiere Kohlenstoffdioxid in der Luft wahrnehmen können, waren sie trotzdem überrascht.
Ji Hu vom Pekinger Nationalinstitut für Biowissenschaften und seine Kollegen hatten Labormäuse darauf trainiert, die Anwesenheit des Gases durch Lecken an einer Wassertränke zu signalisieren. Bereits bei einem Kohlenstoffdioxid-Gehalt von 0,66 Promille reagierten die Tiere – der Wert liegt nur geringfügig über der normalen Atmosphärenkonzentration von 0,38 Promille. Verantwortlich für die besondere Empfindlichkeit der Mäuse sind wahrscheinlich spezielle Geruchsnervenzellen. Sie produzieren die Carboanhydrase, ein Enzym, das die Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasser katalysiert. Die Forscher konnten nachweisen, dass bei erhöhter Gaskonzentration die Spezialneuronen sofort aktiv werden und das Signal in den hinteren Bereich des Riechkolbens weiterleiten – einen Gehirnteil, der Geruchsinformationen vorbereitend verarbeitet. Die Carboanhydrase spielt dabei eine Schlüsselrolle: Gentechnisch veränderte Mäuse, die das Enzym nicht in aktiver Form herstellen konnten, nahmen Kohlenstoffdioxid erst ab einem Gehalt von einem Prozent wahr.
„Die Ergebnisse zeigen, dass sich bei Mäusen ein spezialisiertes Untersystem zur Wahrnehmung von Kohlenstoffdioxid entwickelt hat“, sagt Peter Mombaerts von der Rockefeller University in New York. Evolutionstechnisch gesehen macht das Sinn: Für Feldmäuse kann erhöhte Gaskonzentration zum Beispiel bedeuten, dass in einem Gang unter der Erde die Luft zum Atmen ausgeht. Für Menschen hingegen ist Kohlenstoffdioxid geruchlos – erst bei einem Anteil von dreißig Prozent signalisiert uns ein stechendes Gefühl beim Einatmen, dass der Sauerstoff langsam knapp wird.
Ji Hu vom Pekinger Nationalinstitut für Biowissenschaften und seine Kollegen hatten Labormäuse darauf trainiert, die Anwesenheit des Gases durch Lecken an einer Wassertränke zu signalisieren. Bereits bei einem Kohlenstoffdioxid-Gehalt von 0,66 Promille reagierten die Tiere – der Wert liegt nur geringfügig über der normalen Atmosphärenkonzentration von 0,38 Promille. Verantwortlich für die besondere Empfindlichkeit der Mäuse sind wahrscheinlich spezielle Geruchsnervenzellen. Sie produzieren die Carboanhydrase, ein Enzym, das die Reaktion von Kohlenstoffdioxid mit Wasser katalysiert. Die Forscher konnten nachweisen, dass bei erhöhter Gaskonzentration die Spezialneuronen sofort aktiv werden und das Signal in den hinteren Bereich des Riechkolbens weiterleiten – einen Gehirnteil, der Geruchsinformationen vorbereitend verarbeitet. Die Carboanhydrase spielt dabei eine Schlüsselrolle: Gentechnisch veränderte Mäuse, die das Enzym nicht in aktiver Form herstellen konnten, nahmen Kohlenstoffdioxid erst ab einem Gehalt von einem Prozent wahr.
„Die Ergebnisse zeigen, dass sich bei Mäusen ein spezialisiertes Untersystem zur Wahrnehmung von Kohlenstoffdioxid entwickelt hat“, sagt Peter Mombaerts von der Rockefeller University in New York. Evolutionstechnisch gesehen macht das Sinn: Für Feldmäuse kann erhöhte Gaskonzentration zum Beispiel bedeuten, dass in einem Gang unter der Erde die Luft zum Atmen ausgeht. Für Menschen hingegen ist Kohlenstoffdioxid geruchlos – erst bei einem Anteil von dreißig Prozent signalisiert uns ein stechendes Gefühl beim Einatmen, dass der Sauerstoff langsam knapp wird.
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