Olfaktorischer Fingerabdruck: Individuelle olfaktorische Wahrnehmung bei gesunden Probanden und Patienten mit COVID-19-assoziierter Riechstörung
Year: 2025
Type: dissertation
Study design: Observational Study
Abstract: Hintergrund: Im März 2020 wurde COVID-19 zur Pandemie erklärt. Ein häufiges Symptom der Erkrankung ist der Verlust oder die Beeinträchtigung des Geruchssinns, bekannt als olfaktorische Dysfunktion. Vor der Pandemie wurden olfaktorische Dysfunktionen oft übersehen, obwohl sie die Lebensqualität der Patienten stark beeinträchtigen können. Die olfaktorische Wahrnehmung kann durch verschiedene Variablen beeinflusst werden, insbesondere durch die Auswirkungen einer Infektion mit SARS-CoV-2. Zielsetzung: Das Ziel dieser Studie war es, die Unterschiede in der olfaktorischen Wahrnehmung zwischen gesunden Probanden und Patienten mit einer COVID-19- assoziierten Riechstörung zu analysieren, um die individuelle Geruchswahrnehmung von Patienten mit COVID-19-assoziierten Riechstörungen besser zu verstehen. Auf Grundlage der analysierten Wahrnehmungsunterschiede erfolgte die Evaluierung des olfaktorischen Fingerabdrucks als diagnostisches Instrument zur Unterscheidung zwischen Patienten und Kontrollprobanden. Methoden: In dieser Querschnittsstudie wurden insgesamt 140 Probanden untersucht, darunter 41 Patienten und 99 gesunde Kontrollprobanden im Alter von 18-45 Jahren. Die Untersuchung umfasste eine standardisierte Prüfung der olfaktorischen Leistung, Duftbewertungen von 10 Duftstoffen sowie verschiedene Fragebögen zur Geruchsbedeutung und psychischen Gesundheit. Es wurden statistische Analysen durchgeführt, um Zusammenhänge und Unterschiede zwischen den Duftstoffen und Wahrnehmungsdeskriptoren innerhalb und zwischen den Probandengruppen zu untersuchen. Des Weiteren wurde der deskriptorbasierten olfaktorische Fingerabdruck mithilfe maschineller Lernverfahren analysiert. Ergebnisse: Die Analyse der Duftbewertungen zeigte signifikante und relevante Korrelationen zwischen den verwendeten Wahrnehmungsdimensionen. Die Hedonik und Intensität eines Duftstoffes waren zentrale Deskriptoren für die Duftbewertungen beider Gruppen und korrelierten mit Deskriptoren wie „vertraut“, „essbar“, „süß“, „fruchtig, „blumig“ „reizend“ und „ekelerregend'. Signifikante Unterschiede in den Korrelationsanalysen zeigten sich für die Wahrnehmungsdimensionen „warm“ und „kalt“ sowie „ekelerregend“ und „intensiv“. Die Bewertung der acht skalierten Deskriptoren mit Hilfe visueller Analogskalen ergab für alle Deskriptoren signifikante Wahrnehmungsunterschiede, mit Ausnahme des Deskriptors „ekelerregend“. Dabei zeigten die Patienten biphasische Wahrnehmungsmuster vor allem bei den trigeminalen Deskriptoren, während die Kontrollprobanden vermehrt symmetrischere Verteilungsmuster aufwiesen. Besonders gut zur Differenzierung eigneten sich die Deskriptoren „intensiv“ und „vertraut“. Die Ergebnisse der erweiterten Duftbewertung mithilfe der Entscheidungsdeskriptoren zeigten signifikante Unterschiede für die Eigenschaften „süß“, „fruchtig“, „Knoblauch“, „chemisch“, „würzig“, „sauer“, „blumig“, „Gras“, „Ammoniak/Urin“ und „Holz“. Der Deskriptor „Knoblauch“ wurde von den Patienten signifikant häufiger ausgewählt als von der Kontrollgruppe. Insgesamt wurde der Deskriptor „chemisch“ am häufigsten mit den präsentierten Duftstoffen assoziiert. Bei der Untersuchung der Düfte erwiesen sich 4-Decanolid, Geraniol und trans-2-Hexenylacetate als besonders geeignet zur Differenzierung der Probandengruppen. Die Analyse des deskriptorbasierten olfaktorischen Fingerabdrucks mittels maschineller Lernverfahren zeigte, dass dieser effektiv zur Klassifizierung der beiden Gruppen verwendet werden kann. Die wichtigsten Wahrnehmungsdeskriptoren waren dabei „Vertrautheit“ und „Intensität“. Sie wiesen die größte Genauigkeit in der Unterscheidung beider Gruppen auf. Schlussfolgerung: Die vorliegende Arbeit zeigt, dass Riechstörungen als Folge von COVID-19 zu signifikanten Unterschieden in der Wahrnehmung bestimmter olfaktorischer Deskriptoren führen. Der olfaktorische Fingerabdruck erwies sich als effektives Instrument zur Unterscheidung zwischen gesunden Probanden und Patienten mit COVID-19-assoziierter Riechstörung. Dieser innovative Ansatz kann in Zukunft zur Erkennung subjektiver Veränderungen der Geruchswahrnehmung und damit zur Verbesserung der Diagnose und Therapie von Patienten beitragen.:1. Einleitung 1 2. Theoretische Grundlagen 4 2.1 Anatomische und physiologische Grundlagen des olfaktorischen Systems 4 2.1.1 Anatomie der Nase 4 2.1.2 Riechepithel 1 2.1.3 Olfaktorische Signaltransduktion in der Peripherie 2 2.1.4 Zentrale Strukturen und Prozessierung von Geruchseindrücken 3 2.1.5 Neurogenese und neuronale Plastizität im olfaktorischen System 5 2.1.6 Zusammenhang zwischen dem olfaktorischen und trigeminalen System 8 2.2 Wahrnehmung olfaktorischer Informationen 10 2.2.1 Wahrnehmungsdimensionen 11 2.2.2 Geruchswahrnehmung auf molekularer Ebene 12 2.2.3 Geruchswahrnehmung auf Ebene der Geruchsrezeptoren 14 2.2.4 Weitere Einflussfaktoren der Geruchswahrnehmung 15 2.2.4.1 Demografische Variablen 15 2.2.4.2 Olfaktorische Leistungen 16 2.2.4.3 Verbale Fähigkeiten 17 2.2.4.4 Interozeptive Fähigkeiten 17 2.2.4.5 Persönlichkeitsmerkmale 18 2.2.4.6 Kontextuelle Einflussfaktoren 18 2.3 COVID - 19 - assoziierte Riechstörungen 19 2.3.1 Epidemiologie und Prävalenz 19 2.3.2 Eigenschaften des Riechverlusts 21 2.3.3 Pathophysiologie der viralen Mechanismen 22 2.3.4 Pathogenese der COVID - 19 -assoziierten Riechstörungen 24 2.3.4.1 Periphere Mechanismen einer COVID - 19 - assoziierten Riechstörung 24 2.3.4.2 Zentrale Mechanismen einer COVID - 19 - assoziierten Riechstörung 27 2.3.5 Therapeutische Optionen 30 3. Fragestellung und Hypothesen 32 4. Material und Methoden 38 4.1 Ethik 38 4.2 Probandenrekrutierung und Teilnahmekriterien 38 4.3 Studiendesign 39 4.4 Variablen und Messungen 41 4.4.1 Duftstoffe der Studie 42 4.4.1.1 Erstellung der Duft - Sets 43 4.4.1.2 Intensitätsanpassung 44 4.4.2 Geruchsbeschreibung und Geruchsbewertung 46 4.4.3 Messung der olfaktorischen Leistung (Sniffin‘ Stick) 47 4.4.4 Olfaktorischer Fingerabdruck (Olfactory Perceptual Fingerprint; OPF) 50 4.4.5 Fragebögen 50 4.5 Datenverarbeitung und statistische Analysen 54 5. Ergebnisse 57 5.1 Deskriptive Statistik 57 5.2 Duftbewertungen und Geruchswahrnehmung 61 5.2.1 Gemeinsamkeiten in der Geruchswahrnehmung 61 5.2.2 Unterschiede in der Geruchswahrnehmung 64 5.3 Olfaktorischer Fingerabdruck 71 5.4 Fragebögen zur Bedeutung der Geruchswahrnehmung und psychischen Gesundheit 77 5.4.1 Individuelle Bedeutung der Geruchswahrnehmung 77 5.4.2 Geruchsexplorationsverhalten 78 5.4.3 Geruchsträume 81 5.4.4 Gesundheitsfragebogen für Patienten (PHQ - 4) 82 5.5 Ergebnisse im Überblick 83 6. Diskussion 85 6.1 Deskriptive Daten 85 6.2 Duftbewertungen und Geruchswahrnehmung 85 6.2.1 Gemeinsamkeiten in der Geruchswahrnehmung 85 6.2.2 Unterschiede in der Geruchswahrnehmung 87 6.3 Olfaktorischer Fingerabdruck 91 6.4 Fragebögen zur Bedeutung der Geruchswahrnehmung und psychischen Gesundheit 94 6.5 Fazit 96 Danksagung 100 Abkürzungsverzeichnis 102 Abbildungsverzeichnis 103 Tabellenverzeichnis 103 Literaturverzeichnis 104 Ehrenwörtliche Erklärung 126 Erklärungen zur Eröffnung des Promotionsverfahrens 126 Bestätigung über Einhaltung der aktuellen gesetzlichen Vorgaben 128
Author: Rommel, Maria
Language: German
Subfield: Sensory Systems
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7208795762