Hintergrund Chemosensorik

Bereits beim ersten Kontakt mit dem Organismus, z. B. bei der Inhalation, können Gefahrstoffe mit Rezeptoren des Nervensystems interagieren. In der Nase befinden sich die beiden relevantesten Sinne, der Geruchssinn und die trigeminale Chemosensorik, die substanz- und konzentrationsabhängig auf die Stimulation durch sog. Reizstoffe reagieren. Der Geruchssinn ist sehr empfindlich und der Mensch kann durch olfaktorische Rezeptoren bereits sehr geringe Konzentrationen chemischer Arbeitsstoffe wahrnehmen. Generell sind olfaktorische Empfindungen sehr vielfältig, chemische Arbeitsstoffe sind allerdings meistens mit unangenehmen und belästigenden Gerüchen verbunden. Durch trigeminale Fasern, die neben den oberen Atemwegen auch die Schleimhäute der Augen innervieren, nimmt der Mensch brennende oder stechende Empfindungen wahr, die vor allem bei höheren Konzentrationen von Reizstoffen ausgelöst werden. Die Stimulation trigeminaler Fasern ist mit Abwehrreaktionen verbunden (z. B. Niesen, Husten, tränende Augen), die für eine effektive Elimination des Fremdstoffes aus den betroffenen Teilen des Organismus sorgen. Bei anhaltenden Expositionen, wie sie an Arbeitsplätzen vorherrschen, kann die Kapazität dieser Abwehrreflexe erschöpft sein und es kommt zu Reaktionen des Immunsystems oder Veränderungen der betroffenen Epithelzellen.

Mit unseren Forschungsarbeiten beabsichtigen wir, durch experimentelle Untersuchungen im Expositionslabor die Konzentrationen zu ermitteln, in denen (a) der Übergang zu gesundheitsrelevanten Effekten erfolgt und (b) unangenehme, chemosensorische Wahrnehmungen kognitive Leistungen beeinträchtigen. Dabei werden auch verschiedene Modulatoren dieser Effekte (z. B. Geschlecht, Stress, individuelle Empfindlichkeiten) berücksichtigt.

Für viele Reizstoffe ist allerdings nicht bekannt, ob und wie sie mit den Fasern des peripheren Nervensystems interagieren. Daher untersucht die Projektgruppe – parallel zu den Humanstudien – mit zellbiologischen Methoden die molekularen Grundlagen der Interaktion zwischen Reizstoffen und trigeminalen Rezeptoren. Neben konzentrationsabhängigen Veränderungen des Antwortverhaltens interessieren uns auch hier modulierende Einflüsse anderer biologischer Systeme, wie z.B. Signale aus dem Immunsystem.