Rezeptor für süßen Geschmack beeinflusst den Glukosestoffwechsel beim Menschen

Monell Research blickt auf eine lange Tradition der Süßgeschmacksforschung zurück. Wissenschaftler von Monell waren eines von vier Teams, die 2001 den Süßgeschmacksrezeptor TAS1R2-TAS1R3 bei Säugetieren entdeckten und charakterisierten. Zwanzig Jahre später, im Jahr 2021, veröffentlichten Monell-Forscher zwei Artikel in der Fachzeitschrift Mammalian Genome, die die Genetik zuckerliebender Mäuse beleuchteten.

Der Süßgeschmacksrezeptor, der in Geschmacksknospenzellen vorkommt, überträgt bei Aktivierung das Gefühl von Süße im Mund. Eine Anfang des Monats in PLOS One veröffentlichte Studie eines anderen Monell-Forschers untersuchte, wie der Süßgeschmacksrezeptor die erste Station im Stoffwechselzuckerüberwachungssystem sein könnte. Der Rezeptor kommt auch in bestimmten Zellen des Darms vor, wo er die Glukoseaufnahme in diesem System erleichtern könnte.

Das Team stellte fest, dass die Stimulation und Hemmung von TAS1R2-TAS1R3 darauf hindeutet, dass es den Glukosestoffwechsel beim Menschen reguliert und Auswirkungen auf die Behandlung von Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes haben könnte. Glukose ist die Hauptzuckerart im menschlichen Blut und damit eine wichtige Energiequelle für Zellen.

„Unser Ziel war es, festzustellen, ob TAS1R2-TAS1R3 den Glukosestoffwechsel auf zwei Arten beeinflusst“, sagte Dr. Paul Breslin, Professor für Ernährungswissenschaften an der Rutgers University und leitender Autor des Artikels.

Sie zeigten, dass ein TAS1R2-TAS1R3-Agonist (Sucralose, ein kalorienfreier Süßstoff) oder ein TAS1R2-TAS1R3-Antagonist (Lactisol, ein Natriumsalz, das den süßen Geschmack hemmt) in Kombination mit einer glucosehaltigen Mahlzeit die Glukosetoleranz beim Menschen unterschiedlich veränderte. Der Agonist bindet an den Rezeptor und stimuliert die Zelle, während der Antagonist an den Rezeptor bindet und die Stimulation verhindert.

„Das Neue an unseren Ergebnissen ist, dass der von uns in diesem Experiment untersuchte Rezeptor den Blutzucker- und Insulinspiegel während einer glukosehaltigen Mahlzeit unterschiedlich beeinflusst, je nachdem, ob er stimuliert oder gehemmt wird“, sagte Breslin. Diese Arbeit liefert weitere Belege dafür, dass Geschmacksrezeptoren den Stoffwechsel und die Nährstoffaufnahme regulieren.

Die Plasmainsulinspiegel wurden bei Studienteilnehmern gemessen, die einen oralen Glukosetoleranztest (OGTT) absolvierten. Dieser Test misst den Blutzuckerspiegel vor und nach der Einnahme einer glukosehaltigen Flüssigmahlzeit. Die Einschätzung der Teilnehmer zur Süße von Sucralose korrelierte mit dem frühen Anstieg des Plasmaglukosespiegels sowie mit dem Anstieg des Plasmainsulinspiegels nach Zugabe von Sucralose zum OGTT. Die Zugabe von Sucralose beschleunigte die Insulinausschüttung als Reaktion auf eine Glukosebelastung. Umgekehrt korrelierte die Empfindlichkeit der Teilnehmer gegenüber einer Hemmung der Süße durch Lactosyl mit einem Abfall des Plasmaglukosespiegels. Lactosyl verzögerte zudem die Insulinausschüttung.

„Wenn Glukose Geschmacksrezeptoren stimuliert, bevor sie vom Körper aufgenommen wird, werden Signale über Mund und Darm an Regulationsorgane wie die Bauchspeicheldrüse weitergeleitet. Vielleicht könnten wir Möglichkeiten entwickeln, TAS1R2-TAS1R3 zu nutzen, um dem Körper zu helfen, Glukose besser zu verarbeiten, indem wir ihr Auftreten im Blut vorwegnehmen“, sagte Breslin.

„Dieses System ist elegant in seiner Einfachheit“, sagte Breslin. Derselbe Geschmacksrezeptor findet sich überall im Körper – im Mund, im Magen-Darm-Trakt, in der Bauchspeicheldrüse, in der Leber und in den Fettzellen, die die Hauptregulatoren des Stoffwechsels sind und zur rund um die Uhr laufenden Stoffwechselüberwachung des Körpers beitragen.

Gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Gesundheitszustand einer Person und der Aktivität ihrer TAS1R2-TAS1R3-Rezeptoren? Die Autoren der Studie gehen davon aus und vermuten, dass der Grad der Rezeptoraktivierung einen akuten Einfluss auf den Plasmaglukose- und Insulinspiegel hat, was für die Stoffwechselgesundheit wichtig ist.

Das Team geht davon aus, dass aktuelle Ernährungsgewohnheiten mit übermäßigem Konsum von Nahrungsmitteln und Getränken mit hohem Saccharose-, Maissirup- und hochwirksamen Süßstoffen TAS1R2-TAS1R3 überstimulieren und so zu einer gestörten Blutzuckerregulierung führen können. Dies kann zum Metabolischen Syndrom führen, welches das Risiko für Herzerkrankungen, Schlaganfälle und Diabetes erhöht.

„Studien wie diese zeigen, dass der Süßgeschmacksrezeptor TAS1R2-TAS1R3 dazu beiträgt, den Blutzuckerspiegel je nach Süße eines Lebensmittels oder Getränks unterschiedlich zu regulieren“, sagte Breslin. Das Team hofft, dieses Wissen nutzen zu können, um die Gesundheit von Lebensmitteln und Getränken zu verbessern.

„Eine kleine positive Stoffwechselveränderung kann das Leben und die Gesundheit der Menschen erheblich verbessern, wenn sie sich über Jahrzehnte ansammelt und auf Millionen von Menschen ausbreitet“, sagte Breslin.