Der unangenehm bittere Geschmack auf der Zunge schützt den Körper vor der Aufnahme potenziell giftiger Substanzen. Erkannt wird er durch die an G-Protein gekoppelten Typ-2-Geschmacksrezeptoren (TAS2R), von denen rund 25 Subtypen bekannt sind. Forscher aus Belgien und Österreich untersuchten kürzlich, ob die TAS2R-Rezeptoren im Gastrointestinaltrakt auf ähnliche Weise gegen Pathogene schützen. Sie fanden heraus, dass die Lieberkühn-Krypten des Dünndarms auf Bitterstoffe reagieren, indem sie die antimikrobiellen Peptide α-Defensin 5 und REG3A ausschütteten. Die Krypten regulierten aber auch die Expression von Mucin und Chemokinen, die das Wachstum von E. coli beeinflussen. Das war besonders bei adipösen Personen der Fall.

Wie RNA-Sequenzierungen zeigten, induzierte das stark bittere Denatoniumbenzoat eine Antwort auf Nahrungsstress, die von dem Transkriptionsfaktor NRF2 vermittelt wurde. In Zellkulturen mit Krypten von adipösen Personen wurde die Expression von Genen erhöht, die in die anorektische Signalgebung und die Lipidhomöostase involviert sind. Das betraf den Wachstums-Differenzierungsfaktor 15, das Peptidhormon ADM2 und den LDL-Rezeptor. Im Experiment wurde das Wachstum von E. coli zeitabhängig gehemmt (p<0,01) und ein direkter bakteriostatischer Effekt des Bitterstoffs beobachtet. Denatonium veränderte außerdem die Expression der mRNA einiger antimikrobieller Peptide, Mucuspeptide und Zytokine, die Teil der angeborenen Immunantwort sind. Ob die Anwendung von Bitterkomponenten eine Nahrungsstress-Antwort induziert, die bei der Gewichtskontrolle nützlich sein könnte, muss jedoch noch erforscht werden.  

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Polymorphismus bei TAS2R43

Der Bitterstoff Aloin ist ein spezifischer Agonist des Rezeptors TAS2R43. Dessen Wirkung auf das Wachstum von E. coli und die Ausschüttung des Mucusproteins CLCA1 (chloride channel accessory 1) wurde durch eine Deletion und einen Polymorphismus bei TAS2R43 beeinflusst. Aloin aktivierte außerdem die oxidative Phosphorylierung und beeinträchtigte die mRNA-Expression von Genen, die in den Vesikeltransport und in die Proteintranslation involviert sind und dabei von TAS2R43 abhängen. Das Protein CLCA1 ist wichtig für die Mucusproduktion in den Becherzellen und für die angeborene Immunantwort bei respiratorischen und gastrointestinalen Erkrankungen wie der Mukoviszidose, der Colitis ulcerosa und von Parasiteninfektionen. So könnte der Rezeptor TAS2R43 ein interessantes Ziel bei der Behandlung dieser Erkrankungen sein. Würde man hier einen Polymorphismus erkennen, könnte das eine personalisierte Therapie bei den Patienten ermöglichen, so der Ausblick der Forscher.