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25. Juli 2005, 18:00 Uhr CEST (Central European Summer Time)
Wer in der Steinzeit durch seinen Geschmackssinn vor dem Verzehr giftiger Substanzen gewarnt wurde, hatte gegenüber weniger geschmacksempfindlichen Menschen einen deutlichen Selektionsvorteil. Dieses lassen neue genetische Untersuchungen eines "Bittergeschmacks-Gens" vermuten, die ein internationales Wissenschaftlerteam durchführte, zu dem auch Professor Dr. Wolfgang Meyerhof und Dr. Bernd Bufe vom Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) gehören (Soranzo, N. et al., Current Biology, July 26, 2005).
Die Forscher analysierten die Erbsubstanz von 997 Menschen aus 60 verschiedenen Weltpopulationen in Hinblick auf genetische Variationen eines bestimmten Geschmacksrezeptors. Dieser ist für die Wahrnehmung von Bitterstoffen wichtig, aus denen beim Verzehr giftige Zyanide freigesetzt werden. Derartige Stoffe (zyanogene Glukopyranoside) sind in Nahrungsmitteln wie z. B. Bittermandeln oder Maniok enthalten.
Nach Auswertung der vorliegenden Daten trat während der Steinzeit, vor ca. 80.000 - 800.000 Jahren, in diesem Geschmacksrezeptor-Gen eine Mutation auf, die zu einer neuen Rezeptorvariante führte. Ihre funktionelle Untersuchung zeigt, dass diese empfindlicher ist als die ursprüngliche. Daher sollten Träger der "neuen" Genvariante zyanidhaltige Stoffe bereits in geringeren Konzentrationen als bitter wahrnehmen als die Träger der "alten".
Urmenschen mit "neuer" Variante könnten infolgedessen eine natürliche Aversion gegenüber giftigen, zyanidhaltigen Pflanzen entwickelt haben, woraus sich ein deutlicher Selektionsvorteil ergibt, mutmaßen die Forscher. Für ihre Theorie spricht, dass heute, mit Ausnahme der Afrikaner, 98% aller Menschen Träger der "neuen" Genvariante sind.
Interessanterweise sind 13,8% der Afrikaner mit der ursprünglichen, weniger empfindlichen Variante des Bitterrezeptors ausgestattet. Die Forscher vermuten hier einen Zusammenhang mit dem Auftreten von Malaria. So kann ein chronischer Verzehr geringer Mengen zyanidhaltiger Nahrung zu einer Zyanid-induzierten Sichelzellanämie führen, die einen gewissen Schutz vor einer tödlich verlaufenden Malariainfektion bietet. Für diese Theorie spricht auch die geographische Verteilung der ursprünglichen Genvariante, die ungefähr der Verteilung von Malaria-Resistenz-Genen entspricht.
"Die untersuchten Genvarianten haben in der Vergangenheit vermutlich eine wichtige Rolle für das Ernährungsverhalten gespielt und die menschliche Evolution beeinflusst, daher liegt der Gedanke nahe, dass sie sich auch auf unser heutiges Essverhalten auswirken," so Wolfgang Meyerhof, Leiter der Abteilung Molekulare Genetik am DIfE. "Der Selektionsvorteil von damals scheint sich allerdings heute ins Gegenteil zu verkehren, da viele Menschen bestimmte Gemüse ablehnen, weil sie bitter schmecken, obwohl ihr Verzehr das Risiko für bestimmte Krebs- oder Herz-Kreislauferkrankungen senken kann. Die Lebensmittelindustrie ist daher bemüht, den Bitterstoffanteil in der Nahrung zu reduzieren. Neue Erkenntnisse über die "genetische Programmierung" des Geschmacks könnten zudem dazu beitragen, die Akzeptanz gesunder, aber bitter-schmeckender Lebensmittel zu erhöhen."
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Hintergrundinformation:
Zyanogene Glukopyranoside sind in der Natur weit verbreitet und werden von mehr als 2500 Pflanzen und Insektenarten als Schutz vor Fressfeinden synthetisiert. Hauptquelle für die Giftigkeit dieser Substanzgruppe ist das Zyanid-Ion. Der enzymatische Abbau der Glukopyranoside im Magen-Darmtrakt führt zur Freisetzung des Zyanids, das rasch in den Blutstrom aufgenommen wird, wo es mit zweiwertigen Eisen-Ionen reagiert. Es kommt zur Bildung von Zyano-Hämoglobin. Eine einmalige Dosis von 1 mg Zyanid pro kg Körpergewicht ist für die meisten Wirbeltiere tödlich. Allerdings werden ständig aufgenommene geringere Dosen vertragen, besonders, wenn diese zusammen mit Proteinen verzehrt werden, da der aus Aminosäuren stammende Schwefel zur Bildung des weniger toxischen Thiozyanates führt.
Zu den Substanzen, die an den beschriebenen Bittergeschmacksrezeptor (TAS2R16) binden, gehören beispielsweise:
Salicin (Weidenrinde), Arbutin (Bärentrauben), Amygdalin (Bittermandeln), Linamarin (Maniok) und Prunasin (Mandeln).
Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung (DIfE) Potsdam-Rehbrücke ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.
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Kontakt:
Professor Dr. Wolfgang Meyerhof
Deutsches Institut für Ernährungsforschung
Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Abteilung Molekulare Genetik
Arthur-Scheunert-Allee 114-116
14558 Nuthetal
E-Mail: meyerhof@mail.dife.de
Tel: +49(0)33200 88 282
Dr. Bernd Bufe
Abteilung Molekulare Genetik
E-Mail: bufe@mail.dife.de
Tel: +49(0)33200 88 564
Dr. Gisela Olias
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49(0)33200 88 278
E-Mail: presse@mail.dife.de
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Information technology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
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