Die menschliche Nase
 |
|
1 Die Lage des Riechsinns
|
Zunächst einmal wollen wir uns grob orientieren, wo der Riechprozess in der menschlichen Nase eigentlich stattfindet. Auf der Abbildung 1 sieht man die Nasenhöhle im Längsschnitt. Das Riechepithel (also das Gewebe, welches zum Riechen dient) befindet sich ziemlich weit oben am Dach der Nasenhöhle, die durch das Siebbein, einen porösen Knochen, gebildet wird. Oberhalb des Siebbeins befindet sich der Bulbus olfactorius (der Riechkolben). Dabei handelt es sich um eine Ausstülpung des Gehirns, die durch viele Nervenfasern direkt mit dem Riechepithel verbunden ist.
Das Vomeronasalorgan ist ein weiteres chemisches Sinnesorgan in der menschlichen Nase. Es dient aber nicht zum Riechen, sondern vermutlich ist es für Pheromone zuständig. Pheromone sind Verbindungen, die der sexuellen Kommunikation zwischen Tieren einer Art dienen. Bei Tieren sind Pheromone weit verbreitet, ob Pheromone auch beim Menschen eine Rolle spielen, ist noch weitgehend ungeklärt. Die Parfümindustrie ist jedoch weitgehend davon überzeugt und bring allerlei Wässerchen auf den Markt, mit denen man sagenhaften Erfolg beim anderen Geschlecht haben soll.
Das Riechepithel
Wir wollen das Riechepithel nun etwas vergrößert darstellen.
 |
|
2 Ausschnitt aus der Riechschleimhaut
|
In der Abbildung 2 sieht man einen Ausschnitt aus dem Riechepithel. Die eigentlichen Riechsinneszellen sind gelb gezeichnet. Die dunklen Zellen sind Stützzellen, und die orangen Zellen sind Basalzellen, noch nicht differenzierte Zellen, die bei Bedarf zu neuen Riech- oder Stützzellen werden können. Bei den roten Flecken soll es sich um die Zellkerne handeln
siehe auch
Vertiefungsseite 1
(neue Erkenntnisse zu den chemischen Vorgängen beim Riechen)
Vertiefungsseite 2
(Verarbeitung von Informationen bei der Erkennung von Gerüchen)
Aktuelles aus der Wissenschaft zum Riechsinn
Ratten riechen räumlich
(Spiegel, 03.02.2006)
Die Riechcilien
Charakteristisch für die Riechzellen sind die vielen Riechcilien auf dem einzigen Dendriten, wie das Bild 3 zeigt.
 |
|
3 Riechsinneszellen
|
 |
|
4 Riechcilien
|
Nun sind diese Riechcilien aber keine Cilien im üblichen Sinn, sondern Ausstülpungen der Zellmembran des Dendrits. Eigentlich handelt es sich also um Mikrovilli. Das sieht man im Bild 4 besonders gut. Dennoch spricht man in der deutschen Fachliteratur von "Riechcilien".
Der Transduktionsprozess
Wir wollen uns nun die Membran einer solchen Riechcilie näher anschauen:
5 Ausschnitt aus der Membran einer Riechcilie mit den wichtigsten Membranproteinen.
Als Gegenleistung erwarte ich dann allerdings eine andere Graphik (oder Animation) zur Neurobiologie, die ich auf meiner Homepage verwenden kann.
Meine e-Mail-Adresse entnehmen Sie bitte dem Impressum.
Ein Duftstoff kommt von außen an und setzt sich in das Rezeptorprotein (oder kurz: den Rezeptor) hinein. Das funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Bei den meisten Duftstoffen wird das Rezeptorprotein also überhaupt nicht reagieren, bei manchen Duftstoffen dagegen verändert es leicht seine Form (allosterisches Protein) und aktiviert dadurch das G-Protein, welches sich auf der Innenseite der Membran befindet. Das G-Protein wiederum aktiviert die benachbarte Adenylatcyclase, ein Enzym, welches aus dem Energieträger ATP den sekundären Botenstoff cAMP (zyklisches Adenosinmonophasphat) herstellen kann.
6 Der passende Duftstoff löst eine Depolarisierung aus
Second messenger = chemische Verbindungen, die innerhalb einer Zelle Informationen von Ort A nach Ort B übertragen. Ort B kann auch im Zellkern liegen.
Das cAMP ist ein so genannter second messenger, also ein sekundärer Botenstoff. Die cAMP-Moleküle können sich in einen chemisch gesteuerten Natriumkanal setzen, der sich daraufhin öffnet.
Die einströmenden Natriumionen sorgen nun für eine Depolarisierung der Riechcilienmembran. Wenn die Depolarisierung stark genug ist, pflanzt sie sich bis zum Axonhügel der Sinneszelle fort und kann dort zur Bildung von Aktionspotenzialen führen.
Eine Riechsinneszelle hat viele solcher Rezeptorproteine in seinen Riechcilien, und wenn die Duftstoffkonzentration hoch ist, ist auch das Rezeptorpotenzial am Axonhügel groß genug für Aktionspotenziale.
Übrigens: die Rezeptorproteine ein- und derselben Riechsinneszelle sind genetisch identisch, sie sprechen somit auch auf den gleichen Duftstoff an. Verschiedene Riechsinneszellen können aber unterschiedliche Rezeptortypen besitzen, so dass zwei benachbarte Riechsinneszellen durchaus für zwei verschiedene Duftstoffe empfindlich sind. Heute weiß man, dass es beim Menschen Gene für mehrere Hundert verschiedener Duftrezeptoren gibt, dass der Mensch aber Zehntausende von verschiedenen Gerüchen wahrnehmen kann. Einzelheiten zur Verarbeitung dieser Dufteindrücke siehe Vertiefungsseite 2.