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Geruchssinn

Physiologie: Geruch von Nahrung beeinflusst Lebenserwartung

| Autor/ Redakteur: Gabriele Meseg-Rutzen* / Dr. Ilka Ottleben

Lebensmittel verströmen allerlei Düfte – mal sind die Aromen sehr prominent, mal eher subtil. In jedem Fall lösen Nahrungsgerüche eine Reihe von physiologischen Prozessen aus, schon bevor wir die Lebensmittel zu uns nehmen. Und: Der Geruch von Nahrung bzw. dessen Wahrnehmung wirkt sich auch auf das Altern und damit auf die Lebenserwartung aus. Das zeigte ein Forscherteam nun am Beispiel des Fadenwurms. Ziel der Wissenschaftler: Den Einfluss der Wahrnehmung von Geruch auf Alterungsprozesse und Demenz-Erkrankungen besser zu verstehen.

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Der Geruch von Nahrungsmitteln löst in unserem Körper eine Reihe von physiologischen Prozessen aus. (Symbolbild)
Der Geruch von Nahrungsmitteln löst in unserem Körper eine Reihe von physiologischen Prozessen aus. (Symbolbild)
(Bild: gemeinfrei)

Köln – Der Geruch von Nahrungsmitteln löst in unserem Körper eine Reihe von physiologischen Prozessen aus. So wird die Produktion von Speichel und Verdauungsenzymen bereits vor der tatsächlichen Nahrungsaufnahme angeregt, um den Magendarmtrakt auf den bevorstehenden Verdauungsprozess vorzubereiten. In einem gesunden Organismus herrscht hierbei ein dynamisches Gleichgewicht zwischen dem Aufbau und Abbau von Proteinen. Das spielt eine wichtige Rolle beim Recycling von Zellen und damit beim Alterungsprozess.

Nun ist es einem Forscherteam Team um Professor Thorsten Hoppe vom Exzellenzcluster für Alternsforschung (CECAD) der Universität zu Köln gelungen zu zeigen, welchen Einfluss der Geruch von Nahrung auf dieses Gleichgewicht und damit auf die Physiologie und das Altern und damit auf die Lebenserwartung hat – am Beispiel des Fadenwurms. Überraschenderweise ist der Zusammenhang auf ein einziges Paar Nervenzellen des Geruchssinns zurückzuführen.

Der Geruch von Nahrung steuert zelluläres Recycling

Die experimentellen Untersuchungen wurden am Fadenwurm Caenorhabditis elegans durchgeführt, einem wichtigen Modellorganismus der modernen biomedizinischen Forschung. Zwei der 358 Neuronen, die das Nervensystem des Fadenwurms bilden, sind Teil des olfaktorischen Systems und wichtig für die Geruchswahrnehmung.

Den Einfluss des Riechens auf die Physiologie des Verdauungstrakts deckten die Wissenschaftler auf, indem sie das Recycling grün leuchtender Proteine im Darm untersucht haben. Je grüner die Würmer, desto höher die Ansammlung von zellulärem Müll und somit ein Indiz für Defekte im Proteinabbau. Die zu Grunde liegenden Prozesse werden durch das regulatorische microRNA Molekül mir-71 vermittelt. mir-71 beeinflusst das genetische Programm olfaktorischer Neuronen und davon ausgehend Abbauprozesse im Verdauungstrakt.

Der Geruchssinn des Fadenwurms C. elegans ist abhängig von olfaktorischen Nervenzellen (rot); Ein Funktionsverlust der Geruchswahrnehmung führt zu Störungen im Recyclingsystem des Darms, was durch die Anhäufung von Grün-fluoreszierendem Protein (GFP) visualisiert wird.
Der Geruchssinn des Fadenwurms C. elegans ist abhängig von olfaktorischen Nervenzellen (rot); Ein Funktionsverlust der Geruchswahrnehmung führt zu Störungen im Recyclingsystem des Darms, was durch die Anhäufung von Grün-fluoreszierendem Protein (GFP) visualisiert wird.
(Bild: Exzellenzcluster für Alternsforschung (CECAD))

Geruchssinn & Lebensertwartung: Schlecht riechende Fadenwürmer leben kürzer

Dieser neuartige Mechanismus ist zentral für die korrekte Verarbeitung von Geruchssignalen und vermittelt Veränderungen in den Darmzellen. Ist dieser Mechanismus blockiert, verschlechtern sich jedoch nicht nur zelluläre Recyclingprozesse, sondern auch die Lebensdauer – so leben Fadenwürmer mit gestörtem „Geruchssinn“ wesentlich kürzer – ein starker Hinweis auf die physiologische Bedeutung des Riechens. „Wir gehen davon aus, dass der Organismus auf diese Art Nahrungsaufnahme und Nahrungsabbau miteinander koordiniert“, kommentiert der Erstautor Dr. Fabian Finger, der für seine Arbeit mit dem Klaus Liebrecht Preis der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln ausgezeichnet worden ist.

Einfluss der Geruchswahrnehmung auf Alterungsprozesse und Demenz-Erkrankungen

„Die Auswirkung von Gerüchen auf zellulärer Ebene ist ein noch wenig erforschtes Feld“, so Professor Thorsten Hoppe. „Es ist bekannt, dass Defekte in der Geruchswahrnehmung mit Neurodegenerativen Krankheiten einhergehen. Wir wollen weiter der Frage nachgehen, welchen Einfluss die Wahrnehmung von Geruch auf Alterungsprozesse und Demenz Erkrankungen wie zum Beispiel Alzheimer oder Parkinson haben.“

Originalpublikation: Fabian Finger, Franziska Ottens, Alexander Springhorn, Tanja Drexel, Lucie Proksch, Sophia Metz, Luisa Cochella und Thorsten Hoppe: Olfaction regulates organismal proteostasis and longevity via microRNA-dependent signalling; Nature Metabolism, DOI: https://doi.org/10.1038/s42255-019-0033-z

* G. Meseg-Rutzen: Universität zu Köln, 50931 Köln

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