Wie verändern angenehme und unangenehme Gerüche die Atmung?

Zusammenfassung

Hintergrund: Es wird allgemein angenommen, dass angenehme Gerüche die Inspiration anregen, während unangenehme Gerüche die Atmung hemmen. Mit kurzen Riechreizen unterschiedlicher Hedonik soll dieses Atemmuster am ersten poststimulatorischen Atemzug überprüft werden.

Methoden: 53 normosmische Probanden (33 Frauen, 20 Männer, Durchschnittsalter: 22,3 Jahre) atmeten nur über eine Nasenseite. Die andere Nasenseite war über einen dünnen Schlauch mit einem Differenzdruckmanometer verbunden, der Naseneingang wurde mit Schaumstoff verschlossen. Die respiratorischen Druckschwankungen wurden digitalisiert und mit einer LabView-Software visualisiert. Der Ausgang eines Flussolfaktometers lag zirka 2 cm vor dem Naseneingang. Es wurden Schwefelwasserstoff (H₂S) als unangenehmer und Phenylethylalkohol (PEA) als angenehmer Geruch in schwacher, mittelstarker und starker Konzentration appliziert. Die Stimulusdauer betrug 200 ms. Ein LabView-Auswerteprogramm erfasste die Dauer und die Flächen unter den Druckkurven. Die 4 Atemparameter während des ersten poststimulatorischen Atemzuges wurden mit den Durchschnittswerten der 4 Atemparameter während der 5 prästimulatorischen Ruheatemzüge verglichen. Nur Parameteränderungen von mehr als ± 20 % wurden als olfaktorisch evozierte Atemänderungen (OERR) definiert.

Resultate: Kurze PEA-Reize evozierten dreimal häufiger eine Verlängerung der Einatmung als eine Verkürzung. Die Fläche unter der Einatmungskurve war nicht selten vergrößert. Bei diesem Atemmuster atmeten die Versuchspersonen bei einer Reizung mit PEA demzufolge tiefer und länger ein. Kurze H₂S-Reize evozierten dreimal häufiger eine Verkürzung der Ausatmung als eine Verlängerung. In diesen Fällen war die Fläche unter der Ausatmungskurve häufig vergrößert. Viele Versuchspersonen atmeten schnell aus, weil sie nachfolgend wieder geruchlose Luft atmen konnten. Jede Versuchsperson zeigte OERR. 52 Versuchspersonen reagierten auf beide Gerüche, eine Versuchsperson nur auf PEA. Die Häufigkeit der individuellen OERR schwankte zwischen 16 % und 84 %. Die Häufigkeit von OERR war nicht konzentrations- und hedonikabhängig.

Schlussfolgerung: Bei allen hier untersuchten normosmischen Versuchspersonen ließen sich OERR durch wiederholte H₂S- bzw. PEA-Reize evozieren. Der Test bietet sich als ergänzende Methode zur Überprüfung des Riechvermögens an. Zum Zwecke einer Respirationsolfaktometrie wird die Stimulation mit schwellennahen Riechreizkonzentrationen empfohlen, da starke Reize nicht die OERR-Rate erhöhen.

Abstract

Background: Pleasant odours are thought to stimulate whereas unpleasant odours are thought to shorten it. This common breathing behaviour should be tested with short pure odour stimuli. The question was: Is there an influence on exhalation as well?

Method: 53 normosmic subjects (33 female, 20 male, mean 22,3 years) had to breathe through one nostril. The other nostril was closed using a foam nose tip with a tube connected to a manometer to record the respiratory pressure. The signal was digitally converted and visualised with a LabView-software. Odours were presented in front of the nose with a flow-olfactometer OM 2S by Kobal. Hydrogen sulphide (H₂S) as an unpleasant pure odour and phenylethylalcohol (PEA) as a pleasant pure odour were used in weak, moderate and strong concentration. The stimulus duration was 200 ms. The onset of stimulus was triggered manually in late exhalation during regular breathing pattern. The interstimulus interval was at least 3 min. A trial consisted of 16 stimuli (4 weak, 2 moderate, 2 strong of both odours). From the recording the duration and the areas below the respiration curves of inhalation and exhalation were calculated. The changes of these four respiratory parameters were estimated using the ratio of the first breathing cycle after stimulus to the average from the five regular breathing cycles prior to stimulation. Only changes of more than ± 20 % were defined as an olfactory evoked respiratory response (OERR).

Results: Short PEA stimuli evoked about three times more frequently an increase than a decrease of duration of inhalation. The area below the inhalatory curve was enlarged. The subjects inhaled the pleasant odour more deeply and for longer. Short H₂S-stimuli evoked three times more frequently a decrease of duration of exhalation than an increase. Due to the forced exhalation an increase of the area below the exhalatory curve was observed in these cases. Changes of inhalation did not show any trend. The subjects exhaled quickly to breathe fresh air in the following cycle. Every subject showed some OERR. 52 subjects responded to both odours. One subject responded to PEA only. The individual frequency of OERR’s in a trial ranged from 16 % to 84 %.

Conclusions: In all normosmic subjects some OERR’s are evoked by repeated H₂S- and PEA-stimuli. Strong stimuli do not increase the rate of OERR’s. Therefore, the use of perithreshold stimuli is recommended for respiration-olfactometry.

Schlüsselwörter

Riechen - Respirationsolfaktometrie - angenehme Gerüche - unangenehme Gerüche - Atmung

Key words

Smell - olfaction - respiration-olfactometry - pleasant odours - unpleasant odours

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