Im Mittelpunkt der Studie standen die etwa 25 verschiedenen Typen menschlicher Bittergeschmacksrezeptoren. Während diese Rezeptoren hauptsächlich für die Wahrnehmung bitterer Lebensmittelinhaltsstoffe in der Mundhöhle bekannt sind, kommen sie auch auf Blutzellen, Spermien oder Zellen innerer Organe vor. Hierzu zählen zum Beispiel das Gehirn, das Herz oder der Magen-Darm-Trakt. Da diese zum Teil keinen direkten Kontakt zur Außenwelt haben, stellt sich seit Längerem die Frage, welche Substanzen diese Rezeptoren dort überhaupt aktivieren.

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Steroidhormone als starke Aktivatoren

Mithilfe eines zellulären Testsystems und computergestützter Simulationen (Docking-Experimenten) liefert die Studie nun neue Hinweise darauf, dass Steroidhormone wie Progesteron, Testosteron und Hydrocortison als endogene Aktivatoren menschlicher Bittergeschmacksrezeptoren fungieren könnten. Insgesamt untersuchten die Forschenden in umfangreichen funktionellen Tests 19 Steroidhormone, Cholesterin sowie zwei hormonell aktive Pflanzeninhaltsstoffe. Hierzu zählt Genistein, das in Sojaprodukten wie Tempe in relativ hohen Konzentrationen (bis zu 18,7 mg/100 g) enthalten sein kann.

„Unsere Analysen zeigen, dass insbesondere die Bittergeschmacksrezeptortypen TAS2R14 und TAS2R46 auf Steroidhormone reagieren, wobei der letztgenannte Rezeptortyp besonders empfindlich ist“, berichtet Tatjana Lang, Erstautorin der Studie und ergänzt: „Mehrere Hormone aktivieren diesen Rezeptor bereits in Konzentrationen, die zum Beispiel während der Schwangerschaft oder unter Stress im Blut erreicht werden können.“

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Was bedeutet das für den Menschen?

„Die Ergebnisse unserer lebensmittelsystembiologischen Forschung legen nahe, dass Bittergeschmacksrezeptoren nicht nur als Sensoren für potentiell schädliche Nahrungsbestandteile dienen, sondern auch als Signalgeber für hormonelle Zustände im Körper fungieren könnten“, so Studienleiter PD Dr. Maik Behrens.

Besonders interessant sei dies im Zusammenhang mit bekannten Phänomenen wie einer veränderten Geschmackswahrnehmung während der Schwangerschaft oder extremen Stresssituationen sowie möglichen Effekten auf Blutdruck, Herzfunktion oder Magen-Darm-Aktivität, sagt der Wissenschaftler weiter.

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Auch genetische Unterschiede spielen eine Rolle, z. B. bei Bitterblindheit

Hinzu kommt: Nicht alle Menschen besitzen funktionell identische Bittergeschmacksrezeptoren. Etwa 8 % der Bevölkerung tragen eine genetische Variante des Rezeptortyps TAS2R46, die funktionsunfähig ist. „Unsere Studie legt nahe, dass solche genetischen Unterschiede zu messbaren Unterschieden in der Geschmackswahrnehmung und in physiologischen Reaktionen auf Lebensmittelinhaltsstoffe und Hormone führen könnten. Das ist ein spannender Ansatzpunkt für die zukünftige personalisierte Forschung, den wir weiterverfolgen wollen“, ergänzt Behrens.

Das Forschungsteam ist sich einig: Die junge Erkenntnis, dass Steroidhormone auch Aktivatoren menschlicher Bittergeschmacksrezeptoren sind, erweitert das bisherige Verständnis dieser Rezeptoren erheblich.

Hintergrund: „Erst in den letzten Jahrzehnten wurde klar, dass der Körper über ubiquitäre Master-Signalsysteme verfügt, auf die alte, bekannte Wirkstoffe zielen. Das endogene Cannabinoidsystem (entdeckt in den 1990ern) ist ein zentrales, im ganzen Körper verbreitetes homöostatisches Netzwerk, das Schmerz, Appetit und Immunantwort moduliert – und damit die breite Wirkung von Cannabis erklärt. Parallel erkannte man, dass Bitterstoffrezeptoren (TAS2R) nicht nur auf der Zunge, sondern in Atemwegen, Darm und Immunzellen als chemische Frühwarnsysteme fungieren. Sie lösen lokale Schutzreflexe wie Bronchodilatation aus. Ähnlich fundamentale Rollen haben sich für die Capsaicin-Rezeptoren (TRPV1) in der Schmerzwahrnehmung oder für Stickstoffmonoxid (NO) als Gefäß- und Neurotransmitter gezeigt. Die Erkenntnis: Viele traditionell genutzten Substanzen wirken so vielfältig, weil sie in diese evolutionär alten, körpereigenen Regulationssysteme eingreifen - Systeme, deren volle physiologische Bedeutung erst jetzt allmählich entschlüsselt wird.“