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Duftrezeptor im menschlichen Herzen Unser Herz kann riechen – aber warum?

| Autor / Redakteur: Dr. Julia Weiler* / Dr. Ilka Ottleben

In menschlichen Herzmuskelzellen haben Forscher erstmals die Funktion von Riechrezeptoren aufgeklärt, die auch in der Nase vorkommen. Einer der Rezeptoren reagiert auf Fettsäuren, die sich gehäuft im Blut von Diabetikern finden. Aktiviert eine Fettsäure den Rezeptor, hat das einen negativen Effekt: Herzfrequenz und Herzkraft reduzieren sich. Gleichzeitig eröffnet dieses Wissen mögliche therapeutische Ansätze.

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Sie haben erforscht, warum das Herz riechen kann: Nikolina Jovancevic und Hanns Hatt
Sie haben erforscht, warum das Herz riechen kann: Nikolina Jovancevic und Hanns Hatt
(Bild: © RUB, Kramer )

Bochum – Das menschliche Herz besitzt Riechrezeptoren, die auch in der Nase vorkommen. Forscher von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben jetzt für einen dieser Rezeptoren herausgefunden, was eigentlich seine Funktion ist. Er reagiert auf Fettsäuren, die einen ranzig-fettigen Geruchseindruck vermitteln. Im Blut von Diabetikern kommen sie gehäuft vor. Aktiviert eine Fettsäure den Rezeptor, reduzieren sich Herzfrequenz und Herzkraft.

„Das könnte sich negativ auf die Herzfunktion von Diabetikern auswirken“, vermutet Prof. Dr. Dr. Dr. habil. Hanns Hatt, Leiter des Bochumer Lehrstuhls für Zellphysiologie, der die Studien mit Dr. Nikolina Jovancevic und weiteren Kollegen durchführte. Sein Team entwickelte inzwischen einen Blocker für den Rezeptor. Dieser hebt den negativen Effekt der aktivierenden Düfte auf. Von solch einem Blocker, folgert Hatt, könnten in Zukunft vor allem Patienten mit erhöhten Fettsäurewerten im Blut profitieren.

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Duftstoff Nonan/Decansäure vermindert Herzfrequenz

Im Rahmen ihrer Arbeiten analysierten die Forscher das Erbgut von Herzmuskelzellen mit modernen Gensequenziertechniken. Sie fanden aktive Gene für zehn verschiedene Riechrezeptoren. Rezeptor OR51E1 kam besonders häufig vor.

Für weitere Versuche stellten die Forscher Herzmuskelzellen aus embryonalen Stammzellen und menschlichen Hautzellen her, in Kooperation mit dem Labor von Prof. Dr. Jürgen Hescheler von der Universität zu Köln. In diesen aktivierten sie Rezeptor OR51E1 mit dem Duftstoff Nonan/Decansäure, der einen ranzig-fettigen Geruchseindruck auslöst. Er verminderte die Schlagfrequenz der gezüchteten Miniherzen – und zwar umso stärker, je höher die Konzentration des Duftstoffs war. Entfernten die Forscher den Duftstoff, schlugen die Miniherzen wieder normal.

Reduzierte Herzkraft

In Kooperation mit Prof. Dr. Henrik Milting vom Herz-und Diabeteszentrum Bad Oeynhausen untersuchten die Bochumer Forscher auch Muskelzellen aus explantierten Herzen von Patienten. Aktivierten sie den Rezeptor OR51E1 mit dem Fettsäureduft, reduzierte sich die Herzkraft. Die Ergebnisse bestätigten sich in Experimenten mit Gewebeschnitten aus diesen Herzen, die in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Andreas Dendorfer vom Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München erfolgten.

Bei Menschen kommen die Fettsäuren, die an OR51E1 andocken können, im Blut und Herz-Fettgewebe in einer Konzentration vor, die ausreicht, um den Rezeptor zu aktivieren. Das bestätigten Analysen in Kooperation mit Prof. Dr. Erwin Schleicher von der Universitätsklinik in Tübingen. Besonders im Blut von Diabetikern liegen die Fettsäuren in erhöhten Konzentrationen vor.

Negative Wirkung bei Diabetikern vermutet

Da die Forscher vermuten, dass sich dies negativ auf die Herzfunktion von Diabetikern auswirken könnte, haben sie inzwischen einen Blocker für Rezeptor OR51E1 entwickelt, der den negativen Effekt der aktivierenden Düfte aufhebt. Es handelt sich um das Molekül 2-Ethylhexansäure.

„Der Einsatz eines Blockers könnte in Zukunft helfen, die durch solche mittellangen Fettsäuren erzeugten negativen Wirkungen auf das menschliche Herz zu reduzieren – vor allem bei Patienten mit erhöhten Fettsäurewerten im Blut“, folgert Hatt. Auch einen Beitrag zur Therapie von Patienten mit stark erhöhten Herzfrequenzen hält er für möglich. Denkbar wäre es laut dem Bochumer Riechforscher sogar, den Duftstoff in Form einer Salbe zu verabreichen. „Wenn man die Stelle über dem Herzen einreibt, könnten genügend Duftstoffe durch die Haut gelangen, um eine Wirkung auf das Herz auszuüben; dafür gibt es erste Hinweise“, so Hatt.

Originalveröffentlichung: Nikolina Jovancevic et al.: Medium-chain fatty acids modulate myocardial function via a cardiac odorant receptor, in: Basic Research in Cardiology, 2017, DOI: 10.1007/s00395-017-0600-y

* Dr. J. Weiler: Ruhr-Universität Bochum, 44801 Bochum

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