Schleimhaut schmeckt bittere Keime

Sebastian

Die menschliche Schleimhaut kann Keime am bitteren Geschmack erkennen

09.10.2012

US-Forscher haben im Verlauf einer Studie herausgefunden, dass der Körper Krankheitserregende Keime am Geschmack erkennt. Die Erkenntnisse sollen dazu dienen, einen relativ einfachen Geschmackstest zu konzipieren. Der Test könnte anzeigen, ob spezielle Sensorgene gut funktionieren oder ob eine intensive Therapie von Nöten ist.

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Einige Menschen sind anfälliger für Erkältungskrankheiten als andere. Ein Geschmackstest soll nunmehr dabei helfen, die Erreger schneller zu identifizieren. Im Verlauf einer Forschungsarbeit haben Wissenschaftler herausgefunden, dass der menschliche Organismus in der Lage ist, Krankheitserreger in den Atemwegen über Sensorgene zu erkennen. „Diese schmecken bitter“, so der Studienleiter Robert Lee von der University of Pennsylvania. Bakterien, die in die Nase oder Rachen vorgedrungen sind, geben identifizierbare Substanzen ab, die von den Sensoren erkannt werden.

Über die Luft gelangen in den Körper fortlaufend Schmutzpartikel, Fremdkörper, Viren und Bakterien in die Atemwege. „In der Mehrheit der Fälle reicht die körpereigene Abwehr aus, um die Schädlinge zu eliminieren“, erklärt Lee. Sobald der Körper den „Geschmack“ des Keims erkannt hat, beginnt die Immunabwehr der Schleimhäute zu arbeiten, indem eine erhöhte Schleimproduktion beginnt und antibakterielle Abwehrreaktionen aktiviert werden. Nach diesem Prozess sondern die feinen Härchen der Atemwege die verhüllten Bakterien ab.

Leiden Menschen oft unter Atemwegsinfektionen, könnte es daran liegen, „dass dieser Mechanismus nicht richtig funktioniert und damit die Immunabwehr geschwächt ist“. Die antibakterielle Schleim wird bei den Betroffenen nur wenig bis überhaupt nicht produziert. Die Forscher gehen davon aus, dass bei den Betroffenen eine Genvariante hierfür verantwortlich ist, die die Patienten für Erkältungen insgesamt anfälliger machen, als andere, wie sie im Wissenschaftsmagazin "Journal of Clinical Investigation" (doi:10.1172/JCI64240) schreiben.

Spezifische Signale an Sensorgene
Unbekannt blieb bisher, welche spezifischen Signale die Schleimproduktion und Abwehrstoffe auslösen. Vorangegangene Studien hatten bereits ermittelt, dass ein Sensor mit der Bezeichnung „T2R38-Rezeptor“ für den bitteren Geschmack verantwortlich ist. Dieser kommt „besonders häufig in den Schleimhäuten der oberen Atemwege vor“. Nicht erwiesen war bislang, auf welche genauen Stoffe der Rezeptor reagiert und ob dieser überhaupt eine wesentliche Rolle bei der Identifikation der Erreger spielt. Diese Erkenntnisse wurden mit der aktuellen Studie nunmehr geliefert.

In einer ersten Testreihe reagierten die Kulturen im Reagenzglas auf Proben humanoider Schleimhaut auf Bitterstoffe, aber auch auf eine nährstoffreiche Lösung, in der zuvor der Erreger Pseudomonas aeruginosa gezüchtet wurde. Dabei habe das Gewebe Schleim und Stickstoffmonoxid erzeugt. „Dieses Gemisch erwirkte ein antibakterielles Gas“, schreiben die Forscher in dem Bericht. Außerdem konnte beobachtet werden, dass die feinen Härchen sich auf der Gewebeprobe temporeicher bewegten. Eine derartige Reaktion erfolgte nicht, wenn die Sensoren in der Probe aufgrund von genetischen Dispositionen eingeschränkt funktionierten.

Beeinträchtigung der Sensorgene
Im zweiten Durchgang wollten die Wissenschaftler herausfinden, ob Menschen, bei den die Sensoren in den Schleimhäuten nur teilweise oder überhaupt nicht funktionierten, in der Realität schlechter Bakterien abwehren können. An der Studie nahmen Probanden teil, deren Fauna in der Nase und Rachen ohne nennenswerte Keime belegt war und welche, die Krankheitserreger in den Atemwegen trugen. „Dabei entdeckten wir signifikante Unterschiede“, schreiben die Forscher.

Patienten, die unter einer chronisch veränderten Mikroben-Fauna litten, zeigten deutliche Beeinträchtigungen der Bittersensoren. Probanden, deren Bakterienpopulation normal ausgeprägt waren, hätten umgekehrt voll funktionierende Sensorgene besessen. „Unsere Arbeit belegt die Bedeutung des Sensors für die Immunreaktion der Atemwege“, resümiert Lee.

Der neue entdeckte Kontext kann nun dabei helfen, einen Geschmackstest zu erstellen, damit Patienten herausfinden können, ob sie voll funktionsfähige Sensorgene besitzen, oder nicht. "Das Ergebnis des Geschmackstests könnte dann zeigen, ob dieser Patient besonders anfällig für bakterielle Atemwegsinfektionen ist und daher eine stärkere Therapie benötigt als andere", schreiben die Wissenschaftler. Auch könnten Patienten gezielter behandelt werden. (sb)