Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Wissenswertes Magazin.
Wir alle haben von den fünf Geschmacksrichtungen gehört, die unsere Zunge wahrnehmen kann: süß, sauer, bitter, herzhaft-umami und salzig. Aber die tatsächliche Zahl ist tatsächlich sechs, weil wir zwei verschiedene Salz-Geschmacks-Systeme haben. Einer von ihnen erkennt den attraktiven, relativ geringen Salzgehalt, der Kartoffelchips köstlich schmeckt. Der andere weist einen hohen Salzgehalt auf – so viel, dass übermäßig gesalzene Speisen unangenehm schmecken.
Wie genau unsere Geschmacksknospen die beiden Arten von Salzigkeit wahrnehmen, ist ein Rätsel, dessen Lösung rund 40 Jahre wissenschaftlicher Forschung erforderte, und die Forscher haben noch nicht alle Details entschlüsselt. Tatsächlich wird es umso seltsamer, je mehr sie sich mit dem Salzgefühl befassen.
In den letzten Jahrzehnten wurden viele weitere Mechanismen des Geschmacks entwickelt. Für Süßes, Bitteres und Umami ist bekannt, dass molekulare Rezeptoren auf bestimmten Geschmacksknospenzellen die Nahrungsmoleküle erkennen und bei Aktivierung eine Reihe von Ereignissen auslösen, die letztendlich Signale an das Gehirn senden.
Sauer ist etwas anders: Es wird von Geschmacksknospenzellen erkannt, die auf Säure reagieren, wie Forscher kürzlich herausfanden.
Im Fall von Salz verstehen Wissenschaftler viele Details über den Rezeptor für niedrige Salzgehalte, eine vollständige Beschreibung des Rezeptors für hohe Salzgehalte fehlt jedoch, ebenso wie das Verständnis dafür, welche Geschmacksknospenzellen die einzelnen Detektoren beherbergen.
„Es gibt noch viele Wissenslücken – insbesondere zum Salzgeschmack. Ich würde es als eine der größten Lücken bezeichnen“, sagt Maik Behrens, Geschmacksforscher am Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie in Freising. „Im Puzzle fehlen immer Teile.“
Unsere doppelte Wahrnehmung von Salzigkeit hilft uns dabei, eine Gratwanderung zwischen den beiden Seiten von Natrium zu bewältigen, einem Element, das für die Funktion von Muskeln und Nerven wichtig, aber in großen Mengen gefährlich ist. Um den Salzspiegel streng zu kontrollieren, regelt der Körper die Menge an Natrium, die er mit dem Urin ausscheidet, und kontrolliert, wie viel über den Mund aufgenommen wird.
„Es ist das Goldlöckchen-Prinzip“, sagt Stephen Roper, Neurowissenschaftler an der Miller School of Medicine der University of Miami. „Du willst nicht zu viel; du willst nicht zu wenig; Sie wollen genau die richtige Menge.“
Wenn ein Tier zu viel Salz aufnimmt, versucht der Körper dies auszugleichen, indem er Wasser zurückhält, damit das Blut nicht zu salzig wird. Bei vielen Menschen erhöht dieses zusätzliche Flüssigkeitsvolumen den Blutdruck. Die überschüssige Flüssigkeit belastet die Arterien; Mit der Zeit kann es sie schädigen und das Risiko einer Herzerkrankung oder eines Schlaganfalls erhöhen.
Aber etwas Salz ist für Körpersysteme notwendig – zum Beispiel für die Übertragung elektrischer Signale, die Gedanken und Empfindungen zugrunde liegen. Zu den Folgen von zu wenig Salz gehören Muskelkrämpfe und Übelkeit – ein Grund, warum Sportler Gatorade trinken, besteht darin, das im Schweiß verlorene Salz zu ersetzen – und, wenn genügend Zeit vergeht, der Tod.
Wissenschaftler, die auf der Suche nach Salzgeschmacksrezeptoren waren, wussten bereits, dass unser Körper über spezielle Proteine verfügt, die als Kanäle fungieren und es Natrium ermöglichen, die Nervenmembranen zu passieren, um Nervenimpulse zu senden. Aber die Zellen in unserem Mund, so argumentierten sie, müssen über eine zusätzliche Möglichkeit verfügen, auf Natrium in der Nahrung zu reagieren.
Ein wichtiger Hinweis auf den Mechanismus kam in den 1980er Jahren, als Wissenschaftler mit einem Medikament experimentierten, das verhindert, dass Natrium in die Nierenzellen gelangt. Wenn dieses Medikament auf die Zunge von Ratten aufgetragen wurde, beeinträchtigte es deren Fähigkeit, salzige Reize zu erkennen. Es stellt sich heraus, dass Nierenzellen ein Molekül namens ENaC (ausgesprochen „ee-nack“) verwenden, um zusätzliches Natrium aus dem Blut zu saugen und dabei zu helfen, den richtigen Salzspiegel im Blut aufrechtzuerhalten. Der Befund legt nahe, dass auch salzempfindliche Geschmacksknospenzellen ENaC verwenden.
Um dies zu beweisen, haben Wissenschaftler Mäuse entwickelt, denen der ENaC-Kanal in ihren Geschmacksknospen fehlt. Diese Mäuse verloren ihre normale Vorliebe für leicht salzige Lösungen, berichteten die Wissenschaftler im Jahr 2010 – und bestätigten damit, dass ENaC tatsächlich der gute Salzrezeptor war.
Aber um wirklich zu verstehen, wie der gute Salzgeschmack funktioniert, müssten Wissenschaftler auch wissen, wie der Eintritt von Natrium in die Geschmacksknospen in ein „Mhm, salzig!“ übersetzt wird. Sensation. „Wichtig ist, was an das Gehirn gesendet wird“, sagt Nicholas Ryba, Biologe am National Institute of Dental and Craniofacial Research in Bethesda, Maryland, der an der Verbindung von ENaC mit dem Salzgeschmack beteiligt war.
Und um diese Signalübertragung zu verstehen, mussten Wissenschaftler herausfinden, wo im Mund das Signal beginnt.
Die Antwort mag offensichtlich erscheinen: Das Signal würde von der spezifischen Gruppe von Geschmacksknospenzellen ausgehen, die ENaC enthalten und empfindlich auf schmackhafte Natriumspiegel reagieren. Aber diese Zellen waren nicht einfach zu finden. Es stellte sich heraus, dass ENaC aus drei verschiedenen Teilen besteht, und obwohl einzelne Teile an verschiedenen Stellen im Mund gefunden werden, hatten Wissenschaftler Schwierigkeiten, Zellen zu finden, die alle drei Teile enthielten.
Im Jahr 2020 berichtete ein Team unter der Leitung des Physiologen Akiyuki Taruno an der medizinischen Universität der Präfektur Kyoto in Japan, dass es die Natriumgeschmackszellen endlich identifiziert habe. Die Forscher gingen davon aus, dass Natrium-Sensorzellen ein elektrisches Signal auslösen würden, wenn Salz vorhanden wäre, nicht jedoch, wenn auch der ENaC-Blocker vorhanden wäre. Sie fanden eine solche Population von Zellen in Geschmacksknospen, die aus einem Teil der Zungen von Mäusen isoliert wurden, und es stellte sich heraus, dass diese alle drei Komponenten des ENaC-Natriumkanals bilden.
Damit können Wissenschaftler nun beschreiben, wo und wie Tiere den gewünschten Salzgehalt wahrnehmen. Wenn außerhalb dieser wichtigen Geschmacksknospenzellen im Mittelzungenbereich genügend Natriumionen vorhanden sind, können die Ionen über das dreiteilige ENaC-Gateway in diese Zellen eindringen. Dadurch wird die Natriumkonzentration innerhalb und außerhalb der Zellen wieder ins Gleichgewicht gebracht. Es verteilt aber auch die Menge an positiven und negativen Ladungen über die Zellmembran neu. Diese Veränderung aktiviert ein elektrisches Signal innerhalb der Zelle. Die Geschmacksknospenzelle sendet dann das „Mmmm, salzig!“ Nachricht an das Gehirn weiterleiten.
Aber dieses System erklärt nicht das „Blech, zu viel Salz!“ Signal, das auch Menschen bekommen können, meist wenn wir etwas schmecken, das mehr als doppelt so salzig ist wie unser Blut. Hier ist die Geschichte weniger klar.
Einige Untersuchungen deuten darauf hin, dass der andere Bestandteil von Speisesalz – Chlorid – von entscheidender Bedeutung sein könnte. Die chemische Struktur von Salz ist Natriumchlorid, wenn es jedoch in Wasser gelöst wird, trennt es sich in positiv geladene Natriumionen und negativ geladene Chloridionen. In einer Studie verursachte Natriumchlorid bei Ratten das salzigste Gefühl von hohem Salzgehalt; Natrium gepaart mit größeren, mehratomigen Partnern schmeckte weniger salzig. Dies deutet darauf hin, dass der Partner von Natrium einen wichtigen Beitrag zum Gefühl von hohem Salzgehalt leisten könnte, wobei einige Partner salziger schmecken als andere. Aber was genau Chlorid zu einem stark salzigen Geschmack führen kann, „hat niemand eine Ahnung“, sagt Roper.
Ein Hinweis stammt aus der Arbeit von Ryba und seinen Kollegen. Im Jahr 2013 berichteten sie, dass Senföl das Signal für hohen Salzgehalt in der Zunge von Mäusen reduzierte. Seltsamerweise eliminierte dieselbe Senfölverbindung auch nahezu die Reaktion der Zunge auf bitteren Geschmack, als ob das System zur Wahrnehmung von hohem Salzgehalt huckepack auf das System für bitteren Geschmack stoßen würde.
Und es kam noch seltsamer: Zellen mit saurem Geschmack schienen auch auf einen hohen Salzgehalt zu reagieren. Mäuse, denen entweder das bittere oder das saure Geschmackssystem fehlte, wurden von extrem salzigem Wasser weniger abgeschreckt, und diejenigen, denen beides fehlte, schlürften das salzige Zeug gerne hinunter.
Nicht alle Wissenschaftler sind überzeugt, aber wenn sich die Ergebnisse bestätigen, werfen sie eine interessante Frage auf: Warum schmecken supersalzige Dinge nicht auch bitter und sauer? Es könnte daran liegen, dass der zu salzige Geschmack die Summe mehrerer Signale und nicht nur einer Eingabe ist, sagt Michael Gordon, Neurowissenschaftler an der University of British Columbia in Vancouver, der gemeinsam mit Taruno eine Diskussion über das Bekannte verfasst hat und Unbekannte des Salzgeschmacks im Jahr 2023 Jahresrückblick auf die Physiologie.
Trotz des Senföl-Leitfadens waren Versuche, das Rezeptormolekül zu finden, das für die Geschmacksempfindung mit hohem Salzgehalt verantwortlich ist, bisher erfolglos. Im Jahr 2021 berichtete ein japanisches Team, dass Zellen, die TMC4 enthalten – einen molekularen Kanal, der Chloridionen in die Zellen lässt – an Reaktionen mit hohem Salzgehalt beteiligt sein könnten. Aber als die Forscher Mäuse ohne den TMC4-Kanal irgendwo in ihrem Körper manipulierten, hatte das keinen großen Einfluss auf die Abneigung der Mäuse gegenüber extrem salzigem Wasser. „Zu diesem Zeitpunkt gibt es keine endgültige Antwort“, sagt Gordon.
Erschwerend kommt hinzu, dass es keine Möglichkeit gibt, sicher zu sein, dass Mäuse salzigen Geschmack genauso wahrnehmen wie Menschen. „Unser Wissen über den Salzgeschmack beim Menschen ist eigentlich recht begrenzt“, sagt Gordon. Menschen können durchaus erwünschte, niedrigere Salzwerte von der unangenehmen, hohen Salzempfindung unterscheiden, und derselbe ENaC-Rezeptor, der von Mäusen verwendet wird, scheint daran beteiligt zu sein. Aber Studien an Menschen, denen der ENaC-Natriumkanalblocker verabreicht wurde, gehen verwirrend auseinander – manchmal scheint er den Salzgeschmack zu verringern, ein anderes Mal scheint er ihn zu verstärken.
Eine mögliche Erklärung ist die Tatsache, dass Menschen eine vierte, zusätzliche Untereinheit von ENaC haben, die sogenannte Delta-Untereinheit. Es kann eines der anderen Teile ersetzen und so möglicherweise eine Version des Kanals erstellen, die weniger empfindlich auf den ENaC-Blocker reagiert.
Vierzig Jahre nach der Erforschung des Salzgeschmacks bleiben den Forschern immer noch Fragen darüber offen, wie die Zunge der Menschen Salz wahrnimmt und wie das Gehirn diese Empfindungen in „genau richtige“ und „zu große“ Mengen einordnet. Es geht um mehr als nur die Befriedigung einer wissenschaftlichen Neugier: Angesichts der kardiovaskulären Risiken, die eine salzreiche Ernährung für einige von uns mit sich bringt, ist es wichtig, den Prozess zu verstehen.
Forscher träumen sogar davon, bessere Salzalternativen oder Verstärker zu entwickeln, die „lecker“ ohne Gesundheitsrisiken erzeugen würden. Aber es ist klar, dass sie noch mehr Arbeit vor sich haben, bevor sie etwas erfinden, das wir mit Hingabe auf unseren Teller streuen können.