Gesundheit: Forscher finden Sensor für fünfte Geschmacksrichtung

Wer isst nicht gerne? Schokolade oder Käse, französische Küche oder Hamburger, Cola oder Sekt - über Geschmack lässt sich trefflich streiten, doch schmecken können wir alle nur, wenn unser Geschmackssinn funktioniert. Dazu brauchen wir Sensoren, die in den Zellwänden von Geschmackssinneszellen auf der Zunge und im Gaumen sitzen. Einen solchen molekularen Sensor (Rezeptor), nämlich den für den fünften Geschmackssinn namens Umami, haben jetzt japanische Forscher bei Ratten entdeckt (veröffentlicht im Fachblatt "Nature Neuroscience", Band 3, Seite 113).

Weit verbreitet ist die Meinung, dass wir vier Geschmacksrichtungen erkennen können, nämlich süß, sauer, salzig und bitter. Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Denn wir schmecken auch umami. Das ist eine eigene Geschmacksrichtung, die der Japaner Kikunae Ikeda vor fast hundert Jahren entdeckt hat. Umami kann durch keine Kombination der anderen vier Geschmacksrichtungen kopiert werden kann, und deshalb hat man ihn zum fünften Geschmackssinn ernannt.

Die Quelle des Umami-Geschmacks sind Salze der Aminosäure Glutamat. Dies ist die am häufigsten vorkommende Aminosäure in Eiweißen. Wie Glutamat schmeckt, kann keiner so richtig erklären. Viel Glutamat ist in Hühnerbrühe, Milch, zahlreichen Meeresfrüchten, Seegras und in altem Käse wie Parmesan. In Asien wird Glutamat schon seit langem zum Würzen verwendet. Und mit zunehmender Popularität der asiatischen Küche erobert es jetzt auch Europa. Glutamat ist in vielen Fertiggerichten und Würzmischungen enthalten; es verbirgt sich hinter der Bezeichnung "Geschmacksverstärker".

Uralter Gehirnteil aktiviert

Schmecken ist eine komplizierte Leistung der Geschmackssinneszellen. Es beginnt auf der Zunge, und zwar mit den Geschmackssinneszellen, die gebündelt in den Geschmacksknospen sitzen. Je mehr Sinneszellen jemand auf der Zunge und im Gaumen hat, desto feiner ist sein Geschmack. Jede Geschmacksrichtung wird von einer speziellen Art von Sinneszelle registriert, die sich durch typische Sensoren auszeichnet. Wenn uns ein Schluck Rotwein die Kehle hinunter rinnt, dann stimulieren die vielen darin enthaltenen Moleküle diese Sensoren unterschiedlich stark. Beispielsweise reizt die Säure im Wein die Sauer-Sensoren(-Rezeptoren), die Gerbstoffe von Trauben und Holzfässern aktivieren Bitter-Rezeptoren. Dies löst Nervenreize aus, die in den ältesten Teil unsers Gehirns, den Gehirnstamm, geleitet werden.

Gleichzeitig treffen dort Botschaften von der Nase ein, die über hundertfach mehr Rezeptoren verfügt als die Zunge. Alle Signale werden zu einer komplexen Geschmacksbotschaft verrechnet, die uns sagt: das war Rotwein.

Komplizierte Wahrnehmung

Salziger und saurer Geschmack wird durch Natrium- und Kaliumionen (salzig) und Wasserstoffionen (sauer) produziert. Diese elektrisch positiv geladenen Atome öffnen Poren in den Wänden der Geschmackszellen und starten so den Nervenreiz. Die Wahrnehmung von süß, bitter und umami ist komplizierter. Dazu sind Rezeptoren nötig, die in den Wänden der Geschmackszellen verankert sind.

Mit ihren langen, nach außen ragenden Antennen registrieren sie Zucker, Bitterstoffe oder Glutamat, was zunächst eine Kaskade von chemischen Signalen in der Zelle auslöst und schließlich benachbarte Nervenzellen anregt. Schon seit fast zehn Jahren suchen Wissenschaftler nach diesen molekularen Detektoren. Doch erst jetzt wurde der erste, der Umami-Rezeptor gefunden.

Wesentlich beigetragen zu dieser Entdeckung hat die Tatsache, dass Glutamat nicht nur ein Geschmacksstoff, sondern auch der wichtigste Botenstoff für die Übertragung von Nervensignalen im Gehirn ist. Deshalb glaubten die Wissenschaftler, dass die Umami-Sensoren im Mund ähnlich wie die Glutamat-Rezeptoren im Gehirn aussehen müssten. Fast zehn verschiedene Glutamat-Rezeptoren hat man bisher in den Nervenzellen des Gehirns gefunden. Die allerdings reagieren viel empfindlicher auf den Botenstoff als die Geschmackssinneszellen. Im Zungengewebe der Ratten fanden die Forscher schließlich einen der Gehirnrezeptoren wieder, allerdings in einer kürzeren Version. Ihm fehlt ein beträchtlicher Teil der äußeren Antenne. Und dieser "Fehler" macht ihn gerade so (un)empfindlich, wie aufgrund der Geschmackstests vorhergesagt worden war.

Erfolglos ist indes bis heute die Suche nach den Antennen für süß und bitter. "Es ist eine schwere Aufgabe, diese Rezeptoren zu finden, denn wir haben anders als beim Glutamat-Rezeptor kein Vorbild", sagt ein Fachmann für "salzig", der Physiologe Bernd Lindemann von der Saar-Universität in Homburg.

Zwar habe man aus den Sinneszellen in den Geschmacksknospen verschiedene Rezeptoren isolieren können. Doch noch keiner Arbeitsgruppe sei es bisher gelungen, zu beweisen, dass diese Moleküle auch wirklich die Signale Zucker oder Bitterstoff empfangen und weiterleiten können.

Scharf, fettig, wässrig

Außer den genannten fünf grundlegenden Geschmacksrichtungen, so Lindemann, schmecken wir noch scharf, fettig und Wasser. Scharf registrieren wir als "heiß" mit temperatur-empfindlichen Sinneszellen im Mund. Deshalb heißt scharfes Chili auch "hot (heißes) Chili". Ionenkanäle in den Zellhüllen reagieren auf Wasserstoffionen und registrieren so "Wasser". Fettsäuren schließlich lösen den Geschmack fettig aus. Rezeptoren dafür kennt man noch nicht. Insgesamt, so glaubt Lindemann, gibt es in unserem Mund wohl etwa zehn verschiedene Geschmacksrezeptoren.

Beim Wettrennen um die Geschmacksrezeptoren geht es nicht nur um wissenschaftliche Meriten, sondern auch um wirtschaftliche Interessen. Denn mit dem Wissen um deren molekulare Struktur, ihre Wirk- und Kontrollprinzipien könnte man neue künstliche und kalorienarme Süßstoffe entwickeln oder solche Substanzen, die die Bitter-Rezeptoren und damit unangenehme Geschmacksrichtungen blockieren.

Karin Hollricher