Wie ein Wissenschaftlerteam um Maik Behrens und
Wolfgang Meyerhof vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE)
nun erstmals auf zellulärer Ebene am Mausmodell nachgewiesen hat,
produziert eine Gruppe hochspezialisierter Dickdarmzellen den
Bitterrezeptor Tas2r131. Bei dem identifizierten Zelltyp handelt es sich
um eine Untergruppe von schleimproduzierenden Becherzellen. Die
Wissenschaftler vermuten, dass diese Zellen sowie der Bitterrezeptor
eine Rolle bei der Abwehr von Schadstoffen spielen könnten. Das Team
publizierte seine Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift PLOS ONE
(Prandi, S. et al., 2013; DOI 10.1371/journal.pone.0082820)*.
Verschiedene Studien weisen darauf hin, dass Geschmacksrezeptoren, mit
denen wir Bitteres oder Süßes schmecken, nicht nur auf der Zunge zu
finden sind, sondern auch in anderen Körperregionen. So entdeckten
amerikanische Forscher kürzlich Bitterrezeptoren in der Schleimhaut
menschlicher Atemwege. Ihre Daten lassen vermuten, dass die
Bitterrezeptoren auf bakterielle Signalstoffe reagieren und für die
lokale Immunabwehr bedeutsam sind. Eine andere Forschergruppe konnte
zudem in hormon-produzierenden endokrinen Darmzellen und
chemosensorischen Bürstenzellen des Magendarmtrakts Untereinheiten des
Süßrezeptors nachweisen. Die Wissenschaftler nehmen aufgrund ihrer
Befunde an, dass der Süßrezeptor eine Rolle bei der Regulation des
Blutzuckerspiegels spielt.
Obwohl es mehrere Untersuchungen auf genetischer und molekularer Ebene
gibt, die darauf hindeuten, dass neben dem Süßrezeptor auch Rezeptoren
für Bitterstoffe im Magendarmtrakt zu finden sind, war es jedoch
bislang nicht gelungen, diejenigen Zellen zu identifizieren, die solche
Rezeptoren produzieren. Dies ist jedoch für das Verständnis der
Rezeptorfunktion im Darm unerlässlich.
„Am Modellsystem der Maus konnten wir nun erstmals den Bitterrezeptor
Tas2r131 in einer kleinen Untergruppe von Becherzellen nachweisen. In
intestinalen Bürstenzellen und endokrinen Zellen detektierten wir
dagegen keine Bitterrezeptoren“, sagt Simone Prandi, Erstautor der
Studie. Die neuen Daten der Wissenschaftler weisen zudem darauf hin,
dass die Konzentration der Tas2r131-produzierenden Zellen in dem
Darmabschnitt am höchsten ist, in dem auch die meisten Bakterien
angesiedelt sind. „Becherzellen produzieren Schleim, wodurch eine
Schicht entsteht, die das Anlagern von Mikroorganismen verhindert und
welche die Schleimhaut vor chemischen und mechanischen Verletzungen
schützt. Zudem gibt es Untersuchungen, die darauf hinweisen, dass
Bitterstoffe die Flüssigkeitssekretion im Dickdarm erhöhen. Wir vermuten
daher, dass die im Darm lokalisierten Bitterrezeptoren und die von uns
identifizierten Zellen eine Rolle bei der Abwehr von bakteriellen
und/oder mit der Nahrung aufgenommenen Schadstoffen spielen könnten“,
erklärt Maik Behrens, Biologe und Leiter der Untersuchung. „Zukünftig
wollen wir mit Hilfe des Mausmodells die molekularen und physiologischen
Eigenschaften dieser Untergruppe von Becherzellen noch weiter aufklären,
um so einen tieferen Einblick in die Funktion der intestinalen
Bitterrezeptoren, aber auch des Abwehrsystems des Darms zu erhalten“,
ergänzt Wolfgang Meyerhof, der am DIfE die Abteilung Molekulare Genetik
leitet.
Hintergrundinformation:
* Simone Prandi et al.: A subset of mouse colonic goblet cells
expresses the bitter taste receptor Tas2r131. PLOS ONE (2013);
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0082820