Bittergeschmacksrezeptoren könnten als endogene Sensoren für Gallensäuren dienen, schlägt eine Studie vor

Geschmacksrezeptoren für Bitterstoffe finden sich nicht nur auf der Zunge, sondern auch auf Zellen außerhalb der Mundhöhle. Wie eine neue Studie des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie der Technischen Universität München nun zeigt, könnten extraorale Bittergeschmacksrezeptoren auch als körpereigene Sensoren für Gallensäuren dienen.

Diese Entdeckung legt nahe, dass neben Nahrungsbestandteilen auch körpereigene Substanzen die Entwicklung der Bittergeschmacksrezeptoren beeinflusst haben könnten. Darüber hinaus liefert die Studie neue Ansätze zur Erforschung der gesundheitlichen Auswirkungen von Lebensmittelinhaltsstoffen, an denen extraorale Bittergeschmacksrezeptoren beteiligt sind.

Als Geschmackssensoren dienen Bittergeschmacksrezeptoren dazu, potenzielle Giftstoffe in Lebensmitteln zu erkennen und zu vermeiden. Relativ neue Erkenntnisse deuten auch darauf hin, dass Bittergeschmacksrezeptoren auch auf Zellen der Lunge, des Gehirns und des Magen-Darm-Trakts sowie auf Blut- und Samenzellen vorkommen. Ein Umstand, der darauf schließen lässt, dass es noch weitere, weniger gut erforschte Rezeptorfunktionen im Körper gibt, zumal der menschliche Körper auch Bitterstoffe selbst produziert.

Basierend auf diesen Erkenntnissen stellt sich die Frage, ob sich Bittergeschmacksrezeptoren primär als Geschmacksrezeptoren oder eher als endogene Sensoren entwickelt haben, die mit endogenen Bitterstoffen interagieren. Letzteres würde natürlich erfordern, dass die Konzentrationen endogener Substanzen in den entsprechenden Körperflüssigkeiten ausreichen, um endogene Bittergeschmacksrezeptoren in extraoralen Geweben und Zellen zu aktivieren.

Gallensäuren sind körpereigene Bitterstoffe

Gallensäuren sind ein gutes Beispiel für körpereigene Bitterstoffe und kommen in verschiedenen Körperflüssigkeiten vor. Daher untersuchte ein Team um Maik Behrens vom Leibniz-Institut in Freising, welche der etwa 25 menschlichen Bittergeschmacksrezeptortypen auf physiologisch relevante Gallensäurekonzentrationen reagieren. Dazu nutzte das Team ein etabliertes zelluläres Testsystem und kombinierte funktionelle Experimente mit molekularen Modellierungsansätzen. Zu den acht getesteten Gallensäuren gehörten primäre, sekundäre, tertiäre und konjugierte Gallensäuren. Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikationsbiologie.

Wie das Team zeigt, reagieren fünf Rezeptortypen für Bittergeschmack auf die getesteten Gallensäuren. „Dabei stimmten die gemessenen Aktivierungsschwellen der Rezeptoren sehr gut mit den in der Literatur berichteten Gallensäurekonzentrationen für menschliche Körperflüssigkeiten überein“, sagt Florian Ziegler, Doktorand am Leibniz-Institut, der maßgeblich an der Studie beteiligt war.

„Darüber hinaus konnten wir durch Modellstudien nicht nur die Bindung von Gallensäuren an den Bittergeschmacksrezeptor TAS2R1 charakterisieren, sondern sogar die Unterschiede experimenteller Aktivitätsdaten reproduzieren“, ergänzt Antonella Di Pizio, Leiterin der Gruppe „Molekulare Modellierung“ am Leibniz-Institut .

Gallensäuren aktivieren extraorale Bittergeschmacksrezeptoren

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass tatsächlich ein physiologischer Zusammenhang zwischen Gallensäuren und bestimmten extraoralen Bittergeschmacksrezeptoren besteht und dass letztere als endogene Sensoren für den Gallensäurespiegel fungieren. Sie stützen auch die Hypothese, dass nicht nur äußere Faktoren wie bittere Nahrungsbestandteile Einfluss genommen haben.“ die Evolution von Bittergeschmacksrezeptoren, aber auch körpereigener“, sagt Studienleiter Maik Behrens.

Allerdings seien weitere Studien dringend nötig, um die genauen biologischen Funktionen der extraoralen Rezeptoren zu klären, so der Biologe weiter. Er fügt hinzu: „Ein tieferes Verständnis dieser Funktionen könnte wertvolle Einblicke in die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen von Lebensmittelbestandteilen liefern, wenn diese mit den extraoralen Ligandensystemen der Bittergeschmacksrezeptoren interagieren.“