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Geruchssinn Warum Schweiß nach Zwiebeln riechen kann

02. November 2019, 13:11 Uhr

Wer schwitzt da? Und wieso riecht das manchmal so stark nach Zwiebeln? Dahinter stecken schwefelartige Verbindungen in unserem Körpergeruch oder in anderen Aromastoffen. Dass wir sie so intensiv riechen, hat mit Kupfer zu tun.

Warum riecht der Schweiß mancher Menschen nach Zwiebeln? Warum riechen das einige ganz intensiv, während andere nichts davon mitbekommen? Der Mensch besitzt hunderte von Geruchsrezeptor-Typen. Beim Riechen arbeiten sie auf Hochtouren. Doch wie funktionieren sie auf molekularer Ebene? Das hat ein deutsch-US-amerikanisches Wissenschaftlerteam unter Führung des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der TU München untersucht.

Schwefelgerüche gehören zum Alltag dazu

Schwefelhaltige Verbindungen spielen in unserem Alltag eine Rolle als Komponenten des Körpergeruchs oder als Schlüsselaromastoffe in Lebensmitteln. Bereits winzigste Mengen (0,5 Milliardstel) der aus Zwiebeln isolierten schwefelhaltigen Substanz "3-Mercapto-2-methylpentan-1-ol" reichen aus, um einen Duft wahrzunehmen, der an Lauch oder Zwiebeln erinnert. Wie die Wahrnehmung solcher schwefelhaltigen Aromastoffe (Thiole) auf molekularer Ebene funktioniert und welche Rolle Metallionen dabei spielen, ist bislang nur wenig erforscht. Den Münchner Forschern Franziska Haag und Dietmar Krautwurst ist mit ihrem Team nun ein neuer Schritt gelungen, um die Geheimnisse des Geruchssinns zu entschlüsseln.

Forscher entdecken neue Kupferbindungsstellen

Sie fanden heraus: Der Geruchsrezeptor OR2M3 reagiert in Gegenwart von Kupferionen bis zu vier Mal stärker auf einen schwefelhaltigen Geruchsstoff aus Zwiebeln. Doch warum? Mit Hilfe von Funktions-, Struktur- und computergestützten Modelling-Analysen sowie Untersuchungen in einem zellbasierten Testsystem der Riechzellen identifizierten die Forscher neue Kupferbindungsstellen. "Unsere Untersuchungen lassen annehmen, dass die beiden von uns im Rezeptormolekül identifizierten Kupferbindungsstellen für die metallregulierte, thiolspezifische Funktion des Rezeptors verantwortlich sind", erklärt Erstautorin Haag.

Kupfer verstärkt Zwiebelgeruch

Seit langem ist bekannt, dass Kupferionen eine hohe Affinität zu schwefelhaltigen Verbindungen besitzen. Den Forschern zufolge führt die gleichzeitige Bindung der Metallionen und des schwefelhaltigen Geruchsstoffs im Rezeptor zu einer verstärkten Signalgebung in die Zelle hinein. Daher reichen bereits geringere Mengen des Geruchsstoffs aus, um eine Geruchswahrnehmung auszulösen. Studienleiter Krautwurst erklärt: "Menschliche Geruchsrezeptoren mit unverändert erhaltenen Kupferbindungsmotiven deuten darauf hin, dass Kupfer die Wahrnehmung einer Vielzahl von Gerüchen verbessern kann", erklärt Studienleiter Krautwurst.

Kurzum: Kupfer verstärkt den Geruch von schwefelartigen Verbindungen, deswegen riechen Zwiebeln oder auch Schweiß mit Schwefelverbindungen in Gegenwart von Kupfer viel stärker. Ob dies auch der Grund ist, warum Mücken flüchten, wenn Kupfer-Cent-Stücke in der Regentonne liegen, oder auf ihnen gerieben wird, bleibt für den Hobbygärtner erst einmal Vermutung. Fest steht: Die neuen Erkenntnisse der Münchner Forscher können dabei helfen, Riechstörungen zu behandeln.

Grundlagenwissen als Basis für neue Therapieansätze

"Auch wenn noch viele Fragen offen sind, helfen unsere Ergebnisse, die Zusammenhänge zwischen dem molekularen Aufbau von Geruchsrezeptoren und deren Funktion besser zu verstehen", erklärt Studienleiter Krautwurst. "Auf Basis unserer Ergebnisse und der Ergebnisse anderer Forschungsgruppen, hoffen wir Ansätze aufzuzeigen, um erkrankungsbedingte Störungen des Geruchsempfindens besser behandeln zu können."

Hinweise, dass Geruchs- und Geschmacksstoffe über sensorische Wirkung hinaus gehen

Die Forscher haben nun also einen weiteren menschlichen, kupferabhängigen Geruchsrezeptor identifiziert und charakterisiert. Bislang war es weltweit nur für einen der etwa 400 menschlichen Geruchsrezeptoren gelungen, einen Zusammenhang zwischen Kupferionen im Inneren des Rezeptors und dessen Sensitivität gegenüber schwefelhaltigen Verbindungen nachzuweisen.

"Ebenso mehren sich die wissenschaftlichen Hinweise, dass Geruchs- und auch Geschmacksstoffe biologische Wirkungen besitzen, die weit über deren bekannte sensorische Eigenschaften hinausgehen", ergänzt Veronika Somoza, die ab dem 01. November als neue Direktorin das Freisinger Leibniz-Institut leiten wird. Diese Zusammenhänge mit neuesten Analysetechniken und modernsten Hochdurchsatzmethoden zu erforschen, sei ein weiteres wichtiges Ziel, das sich die Lebensmittel-Systembiologie gesetzt habe, sagte Somoza.

gp