Schmerzempfinden und Geruchssinn hängen eng miteinander zusammen – zumindest genetisch betrachtet. Das hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes jetzt entdeckt. Die Forscher haben das erste Geruchs-Gen identifiziert, das die Reizübertragung im Geruchssystem direkt steuert. Es handelt sich um ein Gen, das den Bauplan für ein kanalförmiges Protein trägt und von dem bereits bekannt ist, dass es auch für das Schmerzempfinden verantwortlich ist. In ihrer Studie konnten die Forscher zeigen, dass Menschen mit einem Defekt in dem Kanal-Gen nicht nur schmerzunempfindlich sind, sondern auch Düfte nicht wahrnehmen können. Das bestätigte auch eine Tierstudie: Mäuse, bei denen das Gen ausgeschaltet war, waren unfähig, Gerüche zu erkennen.
Es gibt Menschen, die sich Knochen brechen, ohne dabei Schmerzen zu empfinden. Da dieser Defekt besonders häufig in bestimmten Familien auftritt, vermuteten Wissenschaftler schon länger, dass hinter dem fehlenden Schmerzempfinden eine genetische Ursache steckt. Das konnte tatsächlich durch vorangegangene Studien belegt werden: Für das fehlende Schmerzempfinden ist eine Veränderung in einem einzigen Gen mit dem Namen SCN9A verantwortlich, das den Bauplan für einen sogenannten Natrium-Kanal trägt – ein Protein, das für den Transport von Natrium-Ionen zuständig ist. Eine Veränderung in diesem Gen führt dazu, dass der Natrium-Kanal vom Körper nicht produziert und folglich nicht in die Zellmembran schmerzempfindlicher Nervenzellen eingebaut werden kann. Infolgedessen werden Nervenreize nicht weitergeleitet, und im Gehirn wird kein Schmerzempfinden ausgelöst.
“Wir haben uns gefragt, ob derselbe Natrium-Kanal auch für die Funktion der Nervenzellen im Riechsystem wichtig sein könnte”, erklärt Studienleiter Frank Zufall. Denn die Forscher fanden heraus, dass dieser Kanal auch in den Geruchssinneszellen der Nase vorkommt. Um ihre These zu prüfen, untersuchten die Wissenschaftler die Geruchswahrnehmung von drei freiwilligen Probanden, die von angeborener Schmerzunempfindlichkeit betroffen waren und jeweils zwei Mutationen im Gen SCN9A hatten. Die Probanden sollten insgesamt 40 unterschiedliche Düfte wie Orange, Minze und Kaffee unterscheiden. Ergebnis: Während 19 Kontrollpersonen jeden Duft ohne Schwierigkeiten identifizierten, hatten die schmerzunempfindlichen Probanden massive Probleme mit der Aufgabe. Keiner der drei konnte auch nur einen einzigen Geruch zuordnen.
Die Wissenschaftler vermuteten, dass die fehlende Fähigkeit zur Geruchswahrnehmung auf die Veränderungen in dem Natrium-Kanal-Gen zurückzuführen ist. Das bestätigte sich, als die Forscher dieses Gen in den Riechsinneszellen von Mäusen ausschalteten und anschließend testeten, wie gut die Nager Gerüche wahrnehmen konnten. Genau wie bei den Patienten mit mutiertem SCN9A-Gen fiel das Geruchssystem dieser Mäuse vollkommen aus. Die Ergebnisse sind dabei laut den Forschern nicht nur von akademischem Interesse, sie könnten auch eine Basis für die Entwicklung neuartiger Schmerzmittel sein.
Frank Zufall (Universität des Saarlandes, Homburg) et al: Nature, doi:10.1038/nature09975 dapd/wissenschaft.de – Peggy Freede
