Senföle aus Kapuzinerkresse

Senföle aus Kapuzinerkresse beeinflussen den zellulären Zucker- und
Entgiftungsstoffwechsel

Die auch als Arzneipflanze bekannte
Kapuzinerkresse enthält Senfölverbindungen, die sich beim Verzehr durch
einen scharfen Geschmack bemerkbar machen. Wie eine gemeinsame Studie
des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) und des
Leibniz-Instituts für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) nun annehmen
lässt, wirkt Senföl aus Kapuzinerkresse antidiabetisch und aktiviert
Enzyme des Entgiftungsstoffwechsels.

Das Wissenschaftlerteam um Valentina Guzmàn-Pérez, Christiane
Bumke-Vogt sowie Andreas Pfeiffer vom DIfE und Monika Schreiner vom IGZ
publizierte seine Ergebnisse kürzlich in der open access-Fachzeitschrift
PLOS ONE (Guzmàn-Pérez et al. 2016, DOI:10.1371/journal.pone.0162397).

In der Natur kommen Senföle vor allem chemisch gebunden als sogenannte
„Senfölglycoside“ (Glucosinolate) in Kreuzblütlern vor. Zu diesen
Pflanzen gehören beispielsweise Senf, Brokkoli, Pak Choi, Radieschen,
Meerrettich, Garten- und Kapuzinerkresse. Aus der Naturheilkunde ist
seit langem bekannt, dass Senfölverbindungen aus Meerrettich und der
essbaren Großen Kapuzinerkresse (Tropaeolum majus) antibakterielle
Eigenschaften besitzen. Seit kurzem gibt es aber auch wissenschaftliche
Hinweise auf antidiabetische Effekte dieser bioaktiven
Pflanzeninhaltsstoffe. So zeigen zum Beispiel neuere klinische Studien,
dass senfölhaltige Extrakte aus Brokkoli-Sprossen nicht nur die
Cholesterin- und Entzündungsmarker-Werte von Patienten mit
Typ-2-Diabetes günstig beeinflussen, sondern auch deren
Zuckerstoffwechsel. Ebenso hatten in anderen Studien
Meerrettich-Extrakte positive Effekte auf die Wirkung des Botenstoffs
Insulin. Doch welche zellulären und molekularen Mechanismen liegen
dieser antidiabetischen Wirkung zugrunde? Um eine Antwort auf diese
Frage zu finden, untersuchten die Forscher die Stoffwechseleffekte von
Senföl aus Kapuzinerkresse mit Hilfe von Testsystemen, die auf in Kultur
gehaltenen menschlichen Zellen basieren.

Hierzu gaben die Wissenschaftler unterschiedliche Konzentrationen einer
aus Kapuzinerkresse isolierten Senfölverbindung (aromatisches
Benzylglucosinolat) in das Nährmedium der Testzellen und fügten
gleichzeitig das pflanzliche Enzym Myrosinase* hinzu, das die Verbindung
in das Senföl Benzylisothiocyanat überführt. Wie die Forscher
beobachteten, modulierte das im Zellkulturmedium freigesetzte Senföl
dosisabhängig die intrazellulären Signalwege des Botenstoffs Insulin.
Ebenso verringerte es in den untersuchten menschlichen Leberzellen die
Produktion von Enzymen, die für die Zuckerneubildung notwendig sind.

„Hieraus schließen wir, dass Senföl auch in der Leber die
Zuckersynthese vermindert. Dies ist ein sehr wichtiges Ergebnis, da
hinsichtlich einer Diabeteserkrankung eine überschießende, körpereigene
Zuckerproduktion zu erhöhten Blutzuckerspiegeln führen kann. Unsere
Resultate könnten zudem die positiven Ergebnisse der klinischen Studien
erklären, welche die Wirkung von Brokkoli- oder Meerrettich-Extrakt auf
den menschlichen Zuckerstoffwechsel untersuchten“, sagt Erstautorin
Guzmàn-Pérez. „Ein weiteres interessantes Ergebnis ist, dass das Senföl
auch Schutzmechanismen gegen oxidativen Stress aktiviert, indem es die
Produktion von Enzymen des zellulären Entgiftungsstoffwechsels
stimuliert“, so die Wissenschaftlerin weiter.

„Sicher ist es noch zu früh, um zu sagen, inwieweit der Verzehr von
Kapuzinerkresse dazu beitragen kann, den Zuckerstoffwechsel von Menschen
mit Typ-2-Diabetes zu verbessern oder der Erkrankung vorzubeugen“,
sagt Studienleiter und Diabetologe Andreas Pfeiffer. „Dennoch tragen
unsere Ergebnisse schon heute dazu bei, die molekularen Mechanismen
besser zu verstehen, die den potentiell antidiabetogenen Effekten von
Senfölen zu Grunde liegen“, meint Christiane Bumke-Vogt, die
federführend an der Studie beteiligt war. „Dies ist eine wichtige
Voraussetzung, um neue Ernährungsstrategien und eventuell auch
Diabetesmedikamente zu entwickeln“, ergänzt Ernährungsmediziner
Pfeiffer. „Zukünftig wollen wir unsere gemeinsamen Untersuchungen
vertiefen, indem wir ausreichende Mengen der Senfölverbindungen aus
Kapuzinerkresse isolieren und deren Wirkung weiter in Ernährungsstudien
untersuchen“, sagt Monika Schreiner, die sich mit ihrer Forschung auf
sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe spezialisiert hat.

Link zur Publikation:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5021297/

Frisch gepresster Orangensaft

Orangensaft, vor allem frisch gepresst, enthält zehn Mal mehr gesunde Inhaltsstoffe als angenommen. Bisherige Untersuchungen hatten nicht beachtet, dass die Substanzen teilweise erst im Darm von Mikroorganismen aufgeschlossen werden. Nun haben spanische Wissenschaftler eine neue Methode entwickelt, mit der genauere Messungen möglich sind. Sie vermuten, dass die Inhaltsstoff-Angaben vieler Nahrungsmittel überarbeitet werden müssten.

Orangen und andere Zitrusfrüchte enthalten Antioxidanzien, die den Körper vor freien Sauerstoffradikalen und damit die Zellen vor Schädigungen schützen. Dazu gehören unter anderem Vitamin C, Beta-Karotin, Flavonoide und Phenole. Bislang wurde nur der Teil der Nahrung untersucht, dessen Nährstoffe im Dünndarm aufgenommen werden können. Das sind hauptsächlich die flüssigen Bestandteile. Die festen Substanzen dagegen gelangen in den Dickdarm und werden dort von Mikroorganismen zersetzt, wobei noch mehr Antioxidanzien freigesetzt werden.

Mit der neu entwickelten „global antioxidant response“-Methode (GAR) haben die Wissenschaftler die Prozesse im menschlichen Verdauungssystem simuliert, um die antioxidative Wirksamkeit der Zitrussäfte möglichst vollständig bestimmen zu können. Verschiedene Sorten Orangensaft (23), Grapefruit- (5), Mandarinen- (4) und Zitronensaft (2), aber auch der frisch gepresste Saft aus den Früchten standen auf dem Prüfstand. Die Auswertung zeigte, dass die Menge der Antioxidanzien im Durchschnitt zehnmal höher ist als bisher angenommen. Zur Bestimmung der Gesamtaktivität wird als Referenzwert die Konzentration des Vitamins Trolox angegeben. Der untersuchte Orangensaft hatte nach bisherigen Methoden einen Wert von 2,3 Millimol, die vollständige Analyse kam dagegen auf 23 Millimol Trolox pro Liter.

Frisch gepresster Saft enthielt deutlich mehr Antioxidanzien als kommerzielle Produkte. Die neue Methode kann helfen, die antioxidativen Effekte von Nahrungsmitteln besser abzuschätzen.
Heike Kreutz, www.aid.de

Weitere Informationen:

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814614007523

Fett durch Darmbakterium Clostridium ramosum

Das Darmbakterium Clostridium ramosum fördert die Entstehung von
Übergewicht

Das natürlicherweise im menschlichen Darm
beheimatete Bakterium Clostridium ramosum fördert die Entstehung von
Übergewicht – zumindest bei Mäusen. Dies ist das Ergebnis einer neuen
Studie, die das Wissenschaftlerteam um Michael Blaut und Anni Woting vom
Deutschen Institut für Ernährungsforschung (DIfE) nun in mBio®, dem
online open-access journal der American Society for Microbiology,
veröffentlichte*. Die Untersuchung legt den Schluss nahe, dass diese
Mikrobenart unter einer fettreichen Ernährung dazu beiträgt, die Zucker
und Fettaufnahme aus dem Dünndarm zu verstärken. Die hiermit verbundene
höhere Aufnahme von energieliefernden Nährstoffen lässt die Fettpolster
schneller wachsen.

Verschiedene Untersuchungen der letzten Jahre weisen darauf hin, dass
der Bakterienstamm der Firmicuten, zu denen auch C. ramosum gehört, das
menschliche Körpergewicht beeinflusst und Übergewicht fördern kann.
Zudem lassen Studien am Menschen annehmen, dass ein Zusammenhang
zwischen dieser Mikrobenart und dem Auftreten des metabolischen Syndroms
besteht, das durch Übergewicht, hohen Blutdruck, eine
Insulinunempfindlichkeit der Körperzellen und einen gestörten
Fettstoffwechsel charakterisiert ist. Welche Mechanismen diesen
Beobachtungen zu Grunde liegen, ist dabei noch weitgehend unbekannt.

„Um mehr über diese Mechanismen zu erfahren, untersuchten wir Mäuse,
die nicht mit mausspezifischen Darmbakterien, sondern gezielt mit
Bakterienarten des menschlichen Darms besiedelt waren“, sagt
Studienleiter Michael Blaut. „Unser Ziel war es, mit unserer Studie dazu
beizutragen, neue wissenschaftliche Grundlagen für Strategien zu
entwickeln, die Übergewicht beim Menschen und den damit verbundenen
Erkrankungen vorbeugen“, ergänzt Anni Woting, Erstautorin der Studie.

Die Mikrobiologen untersuchten drei Mausgruppen. Zu Beginn der Studie
besiedelten die Forscher keimfreie Tiere gezielt mit bestimmten
Bakterienarten, die sich natürlicherweise im menschlichen Darm finden.
Die erste Gruppe beimpften sie mit einer vereinfachten, für den Menschen
typischen intestinalen Mikrobiota** aus sieben Bakterienarten***
exklusive C. ramosum. Die zweite Gruppe besiedelten sie ausschließlich
mit C. ramosum. Der dritten Gruppe übertrugen die Wissenschaftler den
Mix aus den sieben Mikrobenarten und zusätzlich C. ramosum.

Danach mussten die Mäusegruppen vier Wochen lang eine fettreiche Diät
einhalten. Während dieser Zeit stellten die Wissenschaftler keine
Unterschiede zwischen den drei Gruppen hinsichtlich der Futteraufnahme
und der Verdauung des Futters fest. Ebenso wenig fanden sie Anzeichen
für Entzündungsprozesse im Körper der Tiere. Allerdings beobachteten
sie, dass die beiden Mausgruppen, die mit C. ramosum besiedelt waren,
deutlich mehr an Körpergewicht und Körperfett zulegten, als die Mäuse
ohne diese Bakterienart. Weiterführende Analysen zeigten zudem, dass die
beiden mit C. ramosum beimpften Mausgruppen in ihren Dünndarmzellen
verstärkt Transportproteine produzierten, die für die Aufnahme von
Trauben- und Fruchtzucker bzw. die Aufnahme von Fettsäuren eine Rolle
spielen. Weitere, bereits in anderen Studien beschriebene Mechanismen,
die Übergewicht begünstigen, beobachteten die Forscher in ihrem
Modellsystem jedoch nicht. Zu solchen Mechanismen zählt zum Beispiel
eine erhöhte bakterielle Produktion kurzkettiger Fettsäuren, die den
Mäusen zusätzlich als Energiequelle dienen könnten.

„Wir gehen daher davon aus, dass es mehr als nur einen Mechanismus
gibt, über den Darmbakterien zur Entstehung von Übergewicht beitragen
können“, folgert Blaut. Erstaunlich sei auch, dass bereits eine
einzige Bakterienart einen so starken Effekt zeige, so der Mikrobiologe
weiter. Auch zukünftig wollen die DIfE-Forscher die Zusammenhänge
zwischen Ernährung, Mikrobiota und Übergewicht weiter beforschen, denn
es seien noch viele Fragen offen. So stellt sich zum Beispiel die Frage,
warum die beobachteten Effekte nur unter einer fettreichen Ernährung zu
beobachten waren und nicht unter einer fettarmen, wie
Kontrolluntersuchungen der Wissenschaftler ergaben.

* Quelle: Anni Woting, Nora Pfeiffer, Gunnar Loh, Susanne Klaus,
Michael Blaut: Clostridium ramosum promotes high-fat diet-induced
obesity in gnotobiotic mouse models. mBio® 2014, das online open-access
journal der American Society for Microbiology;  http://mbio.asm.org/
DOI:10.1128/mBio.01530-14

Hintergrundinformation:

** intestinale Mikrobiota: Gemeinschaft von Darmbakterien, früher auch
als Darmflora bezeichnet

*** Mix aus sieben Bakterienarten, der einer vereinfachten Mikrobiota
des menschlichen Darms entspricht: Anaerostipes caccae DSM 14662,
Bacteroides thetaiotaomicron DSM 2079, Bifidobacterium longum NCC 2705,
Blautia producta DSM 2950, Clostridium butyricum DSM 10702, Escherichia
coli K-12 MG1655 und Lactobacillus plantarum DSM 20174

Pflanzenstoffe haben günstigen Effekt auf den Zuckerstoffwechsel von Leberzellen

Gemüse, Obst, Kräuter und Gewürze enthalten
zahlreiche sekundäre Pflanzenstoffe. Wie ein Forscherteam um den
Mediziner Andreas F. H. Pfeiffer vom Deutschen Institut für
Ernährungsforschung (DIfE) nun erstmals zeigt, beeinflussen zwei
dieser natürlichen Substanzen, Luteolin und Apigenin, die
intrazellulären Signalwege des Botenstoffs Insulin und vermindern die
Zucker- und Fettsynthese von in Kultur gehaltenen, menschlichen
Leberzellen. „Unsere Ergebnisse lassen annehmen, dass beide Substanzen
antidiabetisch wirken und könnten erklären, warum Gemüse und pflanzliche
Nahrungsmittel bisweilen eine wichtige Rolle bei alternativen
Diabetestherapien spielen“, sagt Studienleiter Pfeiffer.

Die Wissenschaftler publizierten ihre Daten nun in der Fachzeitschrift
PLOS ONE:
Bumke-Vogt C, Osterhoff MA, Borchert A, Guzman-Perez V, Sarem Z, et al.
(2014) The Flavones Apigenin and Luteolin Induce FOXO1 Translocation but
Inhibit Gluconeogenic and Lipogenic Gene Expression in Human Cells. PLOS
ONE 9(8): e104321; doi:10.1371/journal.pone.0104321; Link zum Artikel:
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0104321

Luteolin und Apigenin sind natürliche Pflanzenstoffe, die zur Gruppe
der Flavone* gehören und vermutlich dazu dienen, die Pflanzen vor
Schädlingen zu schützen. Luteolin findet sich in vielen essbaren
Pflanzen wie Karotten, Paprika, Sellerie, Pfefferminze, Thymian,
Rosmarin, Oregano, Petersilie, Kohl, grünem Tee und auch Olivenöl.
Apigenin kommt zum Beispiel in Kamille, Petersilie, Zwiebeln, Grapefruit
und Orangen vor. Zahlreiche Untersuchungen an Zell- und Tiermodellen
weisen seit langem darauf hin, dass beide Substanzen antioxidative,
entzündungs- und krebshemmende Eigenschaften besitzen. Ihre Effekte
auf den Zuckerstoffwechsel sind dagegen bislang nur wenig erforscht.

Bei ihrer Suche nach natürlichen Substanzen, die sich günstig auf eine
Typ-2-Diabetes-Erkrankung auswirken, entdeckten die Forscher um
Pfeiffer, dass Luteolin und Apigenin in menschlichen Zellen den
Transkriptionsfaktor FOXO1** aktivieren. Es handelt sich dabei um ein
Eiweißmolekül, das bei der intrazellulären Vermittlung des
Insulin-Signals eine wichtige Rolle spielt. Zudem konnte das
Wissenschaftlerteam erstmals an kultivierten menschlichen Leberzellen
zeigen, dass beide Flavone die Synthese von Enzymen herunterregulieren,
die für die Zucker- und Fettneubildung entscheidend sind. „Diese
Beobachtung ist hinsichtlich einer Diabeteserkrankung besonders
relevant, da eine überschießende Zuckerproduktion der Leber zu erhöhten
Blutzuckerwerten beiträgt und eine Hemmung der Fettneubildung
gleichzeitig helfen würde das Risiko einer Leberverfettung*** zu
reduzieren“, erklärt Martin Osterhoff, Koautor der Studie.

„Die Studienergebnisse geben einen tiefen Einblick in die molekularen
Mechanismen, die der Wirkung von Luteolin und Apigenin zu Grunde liegen
und sie zeigen, wie pflanzliche Diabetestherapeutika funktionieren
können“, ergänzt Pfeiffer, der die Abteilung Klinische Ernährung am
DIfE leitet. „Ein Wissen, das sich zukünftig nutzen lässt, um im Verbund
des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung neue Ernährungsstrategien
und eventuell auch Diabetesmedikamente zu entwickeln“, so der Forscher
weiter. „Nicht zuletzt sprechen unsere Ergebnisse dafür, dass eine
flavonreiche Kost dazu beitragen könnte, den Zuckerstoffwechsel von
Menschen mit Diabetes zu verbessern“, sagt Martin Osterhoff.

Hintergrundinformation:

* Flavone zählen zu den gelben Pflanzenfarbstoffen, sind weit
verbreitet und gehören zu der Gruppe der Flavonoide. Zahlreiche
flavonoidhaltige Pflanzen werden aufgrund ihrer pharmakologisch
wirksamen Inhaltsstoffe medizinisch genutzt (Quelle: Wikipedia).

** FOXO1: Transkriptionsfaktor Forkhead-Box-Protein O1;
Transkriptionsfaktoren sind Eiweißmoleküle, die im Zellkern das Ablesen
von Genen regulieren und damit ihre Aktivität beeinflussen. FOXO1
vermittelt viele der günstigen Stoffwechselveränderungen, die bei
übergewichtigen Menschen unter einer Reduktionsdiät zu beobachten
sind.

*** Eine Fettleber ist eine häufige Begleiterscheinung von Übergewicht
und Typ-2-Diabetes. Wird sie nicht rechtzeitig erkannt und behandelt,
kann es zu einer Leberentzündung kommen, die das Risiko für eine
Leberzirrhose und Leberkrebs steigen lässt.

Warum Stevia nicht nur süß, sondern auch bitter schmeckt

Stevia gilt als gesunde Alternative zu Zucker. Die kürzlich von der
Europäischen Union als Süßungsmittel zugelassenen Steviaprodukte haben
aber auch Nachteile, zum Beispiel einen langanhaltenden, bitteren
Nachgeschmack. Die dafür verantwortlichen Geschmacksrezeptoren auf der
menschlichen Zunge haben Wissenschaftler der Technischen Universität
München und des Deutschen Instituts für Ernährungs-forschung
Potsdam-Rehbrücke nun identifiziert. Mit Zellkulturversuchen und
sensorischen Tests konnten die Wissenschaftler zudem zeigen, dass
Stevioside mit vielen Traubenzuckerbausteinen besonders süß schmecken.
Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher im Journal of
Agricultural and Food Chemistry.

Auf der menschlichen Zunge gibt es nur einen Rezeptortyp, der für die
Wahrnehmung von süßem Geschmack zuständig ist, etwa 25 verschiedene
Rezeptoren hingegen für bittere Aromen. Wissenschaftler der Technischen
Universität München (TUM) und des Deutschen Instituts für
Ernährungsforschung Potsdam Rehbrücke (DIfE) haben nun die beiden
Geschmacksrezeptoren hTAS2R4 und hTAS2R14 ausfindig gemacht, die für den
bitteren Nachgeschmack von Stevia sorgen.

Zwar sind die Extrakte der subtropischen Pflanze bis zu 300-mal süßer
als herkömmlicher Zucker. Sie enthalten dabei kaum Kalorien und schonen
die Zähne. Dennoch hat das „Honig¬kraut“ einen Beigeschmack: In hoher
Konzentration sorgt es für lakritzartige, bittere Noten.

Die Wissenschaftler haben neun sogenannte Steviolglykoside untersucht,
die für den intensiven Geschmack von Extrakten der Stevia-Pflanze
sorgen. Wie süß oder bitter die unterschiedlichen Glykosid-Varianten
wirken, haben die Forscher zunächst im Reagenzglas getestet: Dabei
übernehmen speziell gezüchtete Zellen die Funktion von
Geschmacks¬rezeptorzellen und reagieren wie eine künstliche Zunge auf
die Glykosid-Moleküle. Damit konnten die Wissenschaftler diejenigen
Rezeptortypen identifizieren, die durch Stevia aktiviert werden.

Darüber hinaus wurden sensorische Tests durchgeführt, bei denen eigens
geschulte Probanden die Geschmacksintensität der Stevia-Bestandteile in
Abhängigkeit von deren Konzentration beurteilen. Das Ergebnis der
kombinierten Geschmackstests: Die Struktur der Glykosid-Moleküle ist ein
entscheidender Faktor für den Süße- oder Bitterkeitsgrad von Stevia. „Je
mehr Traubenzucker am Molekül gebundenen sind, desto süßer und weniger
bitter“, erklärt Prof. Thomas Hofmann, der den TUM-Lehrstuhl für
Lebensmittelchemie und molekulare Sensorik inne hat. Der
Stevia-Bestandteil Rebaudiosid D enthält zum Beispiel fünf
Traubenzuckerbausteine und ist etwa fünfmal süßer und zu zwei Dritteln
weniger bitter als Dulcosid A mit nur zwei Traubenzuckerbausteinen.

„Der bittere Beigeschmack der Steviolglycoside entsteht, indem die
Glycoside die beiden Bittergeschmacks-Rezeptortypen auf der menschlichen
Zunge aktivieren“, erklärt Anne Brockhoff vom Deutschen Institut für
Ernährungsforschung. Diese neuen Erkenntnisse könnten dazu beitragen,
den Bittergeschmack von Stevia-Produkten schon früh zu minimieren.
„Beispielsweise können züchterische Maßnahmen oder auch die
Aufreinigung bei der Gewinnung der Stevia-Produkte zielorientiert auf
die besten Süßungskandidaten konzentriert werden“, ist sich
TUM-Wissenschaftler Thomas Hofmann sicher.

Die Kombination von Bitterstoffen könnte für die Intensität des Bittergeschmacks entscheidend sein

Wissenschaftler des Deutschen Instituts für
Ernährungsforschung (DIfE) haben in Zusammenarbeit mit italienischen
Forschern der Universität Piemont erstmals zwei natürliche Substanzen
aus Wermutgewächsen isoliert, die Bitterstoff und Bitterblocker in einem
sind.
Sie aktivieren einige der 25 Bittergeschmacks-Rezeptoren, hemmen
aber gleichzeitig andere Bittersensoren, so dass diese von bestimmten
Bitterstoffen nicht mehr oder nur schwach aktiviert werden. Als Folge
nimmt die Intensität des „Bittersignals“ ab. Die Studie legt damit
nahe, dass nicht nur die Gesamtmenge der Bitterstoffe für die Intensität
des Bittergeschmacks einer Speise entscheidend ist, sondern auch deren
Art und Kombination.

Hierfür spricht auch das folgende Geschmacksphänomen: Genießt man zum
Beispiel, wie in Italien üblich, den intensiv bitter schmeckenden Honig
des Erdbeerbaums (Arbutus unedo) zusammen mit Roquefort-Käse, der
ebenfalls über eine Bitternote verfügt, so verringert sich die
Bitterkeit beider Speisen. Die Forscher gehen daher davon aus, dass es
noch eine Vielzahl weiterer Bitterstoffe in der Natur gibt, die
Bitterblocker und Bitterstoff in einem sind.

Das Wissenschaftlerteam um Erstautorin Anne Brockhoff und Studienleiter
Wolfgang Meyerhof vom DIfE veröffentlichte nun die Ergebnisse in der
Fachzeitschrift The Journal of Neuroscience (Brockhoff, A. et al. 2011;
DOI:10.1523/JNEUROSCI.2923-11.2011).

Der Mensch verfügt über 25 verschiedene Bitterrezeptortypen, mit denen
er tausende natürliche, synthetische und bei der
Nahrungsmittelherstellung und –reifung entstehende Bitterstoffe
erkennt. Dies ist ein großer Unterschied zum Süßgeschmack. Denn Süßes
nimmt der Mensch nur mit einem einzigen Rezeptortyp wahr.

Wie die Geschmacksforscher um Wolfgang Meyerhof bereits vor etwa einem
Jahr zeigen konnten, erkennen einige der Bitterrezeptoren eine breite
Palette von bitteren Substanzen, während andere nur auf wenige
Bitterstoffe reagieren. Jeder Rezeptor besitzt somit sein eigenes
Bitterstoffprofil, das sich teilweise mit den Profilen der anderen
Bitterrezeptoren überlappt.

In der neuen Studie konnte das Forscherteam nun mit Hilfe einer Art
künstlichen Zunge* zeigen, dass die beiden aus Wermutgewächsen
isolierten Substanzen unter anderem einen Rezeptortyp hemmen, der sehr
viele, strukturell unterschiedliche Bitterstoffe erkennt. War der
Rezeptor durch einen der beiden natürlichen Bitterblocker gehemmt,
konnten weder Absinthin noch giftige Bitterstoffe wie Strychnin den
Rezeptor aktivieren, was normalerweise der Fall gewesen wäre. Paradoxer
Weise waren die beiden Bitterblocker aber auch selbst in der Lage,
andere Bitterrezeptoren zu aktivieren.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass es durchaus Sinn macht, dass sich so
viele verschiedene Bitterrezeptortypen mit einem überlappenden
Bitterstoff-Erkennungsprofil beim Menschen entwickelt haben“, sagt
Meyerhof, Leiter der Abteilung Molekulare Genetik am DIfE. „Denn gäbe es
nur eine Art Bitterrezeptor, der durch natürliche Substanzen geblockt
werden könnte, wären Vergiftungen durch andere Bitterstoffe sehr viel
leichter möglich. In Evolutionsmaßstäben gedacht wäre dies ein klarer
Selektionsnachteil**.“ Die Studie wirft aber auch neue Fragen auf,
welche die Wissenschaftler hoffen, eines Tages beantworten zu können. So
die Frage, welche Rolle die natürlichen Bitterblocker für die Evolution
der menschlichen Bitterrezeptoren gespielt haben oder warum die beiden
Bitterblocker ausgerechnet in Wermutgewächsen gefunden wurden, die sehr
viele Bitterstoffe enthalten und zu den bittersten Pflanzen gehören.

Hintergrundinformation:

*künstliche Zunge: Hiermit ist ein zelluläres Testsystem gemeint, mit
dem in vitro untersucht werden kann, ob ein Geschmacksrezeptor von einer
bestimmten Substanz aktiviert wird.
**Die Bittergeschmackswahrnehmung ist angeboren. Bereits Babys können
Bitterstoffe wahrnehmen. Gibt man einem Kleinkind etwas Bitteres, so
versucht es, das Bittere so schnell wie möglich wieder auszuspucken.
Dies macht die orale Gabe bitterer Medikamente in diesem Alter besonders
problematisch. Obwohl nicht generell ein Zusammenhang zwischen
Bitterkeit und Giftigkeit besteht, gehen Wissenschaftler im Allgemeinen
davon aus, dass der Sinn für Bitteres uns vor dem Verzehr giftiger
Nahrung bewahren soll.
Wolfgang Meyerhof leitet am DIfE eine der führenden Arbeitsgruppen, die
sich mit Geschmacksforschung in Deutschland beschäftigen. Der Gruppe ist
es gelungen, alle 25 menschlichen Bitterrezeptor-Gene zu identifizieren.
Bitterrezeptoren findet man auf der Zunge, aber auch im Bereich des
Gaumens, des Rachens und des Kehlkopfs. Bereits 2005 und 2006 hatten
Ergebnisse der Arbeitsgruppe um Meyerhof gezeigt, dass die Wahrnehmung
des Bittergeschmacks eine wichtige Rolle während der menschlichen
Evolution spielte. Im Jahr 2007 zeigte die Gruppe um Meyerhof, dass
Geschmackszellen über unterschiedliche Bitterrezeptoren-Sets verfügen.
Damit wären zumindest auf molekularer und zellulärerer Ebene die
Voraussetzungen erfüllt, zwischen verschiedenen Bitterstoffen zu
differenzieren.

Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen
ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention,
Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln.
Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas (Fettsucht), Diabetes,
Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Das DIfE ist zudem ein Partner
des 2009 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten
Deutschen Zentrums für Diabetesforschung e.V. (DZD).

Die Leibniz-Gemeinschaft vereint 87 Einrichtungen, die
anwendungsbezogene Grundlagenforschung betreiben und wissenschaftliche
Infrastruktur bereitstellen. Insgesamt beschäftigen die
Leibniz-Einrichtungen rund 16.800 Menschen – darunter 7.800
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – bei einem Jahresetat von
insgesamt knapp 1,4 Milliarden Euro. Die Leibniz-Gemeinschaft zeichnet
sich durch die Vielfalt der in den Einrichtungen bearbeiteten Themen und
Disziplinen aus. Die Forschungsmuseen der Leibniz-Gemeinschaft bewahren
und erforschen das natürliche und kulturelle Erbe. Darüber hinaus sind
sie Schaufenster der Forschung, Orte des Lernens und der Faszination für
die Wissenschaft.

Näheres unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Das weitaus grösste Problem haben die Fische!

Etwa zwei Billionen Tiere werden jedes Jahr zwecks menschlichen Verzehrs geschlachtet. Rund 60 Milliarden davon sind Landtiere wie Hühner, Schweine oder Rinder. Rund 2000 Milliarden Schlachttiere pro Jahr sind Fische aller Art. Das sind fast 300 Fische pro Mensch und Jahr, die meist auf qualvolle Weise krepieren. Gemessen an dieser Zahl haben die Fische mit Abstand den grössten Bedarf an Tierschutz.

Etwa die Hälfte der Fische wird in grossen Schwärmen gefangen und – lebend oder tot – als Futter für Zuchtfische vermahlen. Andere Fische werden für den direkten menschlichen Verzehr gefangen, vorwiegend in gigantischen Netzen oder an Langleinen mit Tausenden von Haken. Zuchtfische schliesslich vegetieren ihr ganzes Leben lang in meist wenig artgerechten Anlagen. Jedes Jahr leiden rund zwei Billionen Fische für unseren kurzen Essgenuss, ohne dass dies Aufsehen verursacht.
Mehr: http://www.fair-fish.ch/wissen/fang

Wer je sah, wie ein Fisch ausser Wasser vergeblich um sein Leben kämpft, kann das nie mehr vergessen. Das tue den Fischen gar nicht weh, behauptet die Fischerei-Industrie. Die Wissenschaft aber weiss heute: Auch Fische empfinden Schmerz.
Mehr: http://www.fair-fish.ch/wissen/wissenschaft/index2.html

Tierschutz für Fische? Ja, das ist möglich! fair-fish setzt sich für den rücksichtsvollen Umgang mit Fischen ein. Wir haben Verbesserungen im Schweizer Tierschutzrecht erreicht und in einem Projekt in Afrika bewiesen, dass schonendes Fischen bei fairer Bezahlung der Fischer möglich ist.
Schweizer Tierschutzrecht: http://www.fair-fish.ch/wissen/politik/index1.html
Projekt im Senegal: http://www.fair-fish.ch/was-wer-wo/wo/senegal/

Wie wir "Fett" schmecken

Wie wir „Fett“ schmecken

Wissenschaftler des Deutschen Instituts für
Ernährungsforschung (DIfE) haben in Zusammenarbeit mit Forschern der
Technischen Universität München und der Charité Berlin in
Geschmacksknospen der menschlichen Zunge und im umliegenden Zungengewebe
einen Fettrezeptor identifiziert. Er wird durch langkettige Fettsäuren
aktiviert, welche hauptsächlich für den typischen Fettgeschmack
verantwortlich sind. Möglicherweise könnte er für die
Fettgeschmackswahrnehmung und das Ernährungsverhalten eine Rolle
spielen.

Das Wissenschaftlerteam um Maria Mercedes Galindo und Maik Behrens,
beide Geschmacksforscher in der Abteilung Molekulare Genetik am DIfE,
publizierte seine Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Chemical Senses
(Galindo et al., 2011; DOI: 10.1093/chemse/BJR069).

Die Geschmackswahrnehmung spielt für die Nahrungsaufnahme eine
wesentliche Rolle. Sie hilft uns dabei zu entscheiden, welche Nahrung
dem Körper Energie und lebensnotwendige Bausteine liefert und welche
besser gemieden werden sollte. Die Natur hat es dabei so eingerichtet,
dass wir Geschmacksvorlieben für die drei Makronährstoffe Kohlenhydrate,
Eiweiße und Fette entwickelt haben. Dies sind Vorlieben, die in der
heutigen Zeit Übergewicht begünstigen können.

Zuckermoleküle, die Bausteine von Kohlenhydraten, erkennen wir mit
Hilfe des Süßgeschmacksrezeptors. Die Bausteine von Eiweißmolekülen
nehmen wir mit einem ähnlichen Rezeptor wahr, dem so genannten
Umami-Rezeptor. Dessen Name entstammt dem Japanischen und bezieht sich
auf den Wohlgeschmack der von ihm detektierten Geschmacksstoffe.
Geschmacksrezeptoren, die für die Wahrnehmung von Fetten beim Menschen
verantwortlich sind, konnten jedoch noch nicht identifiziert werden.
Daher ging man bislang davon aus, dass unsere Geschmacksvorliebe für
Fett hauptsächlich auf die Beschaffenheit fetthaltiger Nahrung und im
Fett gelöste Aromastoffe zurückzuführen ist. Studien an Nagern sowie
sensorische Tests erhärteten aber in jüngster Zeit den Verdacht, dass
auch Geschmacksrezeptoren an der sensorischen Wahrnehmung von Fett
beteiligt sind und damit indirekt die Fettaufnahme beeinflussen können.

Daher untersuchte das Team um Galindo und Behrens, ob die in
Nagerstudien identifizierten Rezeptorkandidaten auch beim Menschen eine
Rolle als Fettgeschmackssensor spielen könnten. Der Rezeptor GPR120
erwies sich dabei als vielversprechend, denn die Wissenschaftler konnten
ihn in menschlichen Geschmacksknospen nachweisen, also dort, wo man
einen Geschmacksrezeptor erwarten würde. Zudem zeigten funktionelle
Untersuchungen mit Hilfe einer Art künstlichen Zunge*, dass langkettige
Fettsäuren, die in sensorischen Versuchen bei Probanden einen typischen
Fettgeschmack hervorrufen, den Rezeptor deutlich aktivieren.

„Dies als Beweis für die Existenz einer sechsten
Grundgeschmacksqualität ‚fettig’ zu sehen, wäre aber sicher
vorschnell“, sagt Wolfgang Meyerhof, Leiter der Abteilung Molekulare
Genetik am DIfE. „Hierfür müsste man nachweisen, dass das durch den
Fettrezeptor ausgelöste Signal über spezialisierte Geschmackszellen und
nachgeschaltete Nervenbahnen als Geschmackssignal ans Gehirn
weitergeleitet wird“, erklärt Maik Behrens. Dennoch seien die
Ergebnisse sehr interessant, da sie erstmalig zeigten, dass auch der
Mensch in seinen Geschmacksknospen über einen Fettrezeptor verfügt.
Zudem sei der identifizierte Rezeptor ein aussichtsreicher Kandidat, da
er zu einer Rezeptorfamilie** gehöre, die auch andere chemosensorische
Rezeptoren umfasst, wie etwa Bittergeschmacks- oder Geruchsrezeptoren.

Zukünftig wollen die Forscher ihre Ergebnisse als Basis für weitere
Forschungsarbeiten nutzen, um zu klären, ob es nun eine sechste
Grundgeschmacksqualität gibt oder nicht.

Hintergrundinformation:
Der Begriff Umami ist die Bezeichnung für die fünfte
Grundgeschmacksqualität, die hauptsächlich über den Eiweißbaustein
Glutamat vermittelt wird. Neben Umami sind bislang die
Grundgeschmacksqualitäten süß, sauer, bitter und salzig wissenschaftlich
anerkannt.

*künstliche Zunge: Hiermit ist ein zelluläres Testsystem gemeint, mit
dem in vitro untersucht werden kann, ob ein Rezeptor von einer
bestimmten Substanz aktiviert wird.

**Es handelt sich um die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren.
Sie sind in der Zellmembran lokalisiert und leiten von außen kommende
Signale über bestimmte Signalproteine (G-Proteine) ins Zellinnere. Viele
Rezeptoren dieser Klasse spielen für die Wahrnehmung von Sinnesreizen
eine Rolle.

Das Deutsche Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen
ernährungsbedingter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention,
Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln.
Forschungsschwerpunkte sind dabei Adipositas (Fettsucht), Diabetes,
Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Das DIfE ist zudem ein Partner
des 2009 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten
Deutschen Zentrums für Diabetesforschung e.V. (DZD).

Die Leibniz-Gemeinschaft vereint 87 Einrichtungen, die
anwendungsbezogene Grundlagenforschung betreiben und wissenschaftliche
Infrastruktur bereitstellen. Insgesamt beschäftigen die
Leibniz-Einrichtungen rund 16.800 Menschen – darunter 7.800
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – bei einem Jahresetat von
insgesamt knapp 1,4 Milliarden Euro. Die Leibniz-Gemeinschaft zeichnet
sich durch die Vielfalt der in den Einrichtungen bearbeiteten Themen und
Disziplinen aus. Die Forschungsmuseen der Leibniz-Gemeinschaft bewahren
und erforschen das natürliche und kulturelle Erbe. Darüber hinaus sind
sie Schaufenster der Forschung, Orte des Lernens und der Faszination für
die Wissenschaft. Näheres unter http://www.leibniz-gemeinschaft.de

Rot- und Braunalgenzucht auf Sylt

Rot- und Braunalgenzucht auf Sylt

In China, Frankreich oder Irland wird die Alge wie selbstverständlich als Gemüse, in Suppen oder im Salat gegessen. Mittlerweile wissen aber auch hierzulande viele Gourmets diese besondere Delikatesse zu schätzen. Seit einiger Zeit kann man die ersten Rot- und Braunalgen sogar aus deutscher Nordseezucht kaufen.

Auf Sylt hat sich Professor Dr. Klaus Lüning vom Alfred-Wegener-Institut der Zucht dieser Meerespflanze verschrieben. -. Nur in den Sommermonaten muss es mit Stickstoff angereichert werden. Im Winter wird auf Kunstlicht zurückgegriffen, da die Sonneneinstrahlung dann nicht ausreicht.

Was die Nährwerte angeht, kann die Alge auf fast allen Gebieten punkten. Schon die Wikinger nutzten den positiven Nährwert der Alge. Algen sind fettarm und enthalten viele lebenswichtige Vitamine wie Vitamin K, B12 oder Beta-Carotin. Außerdem wirkt das Alginat der Zellwände entgiftend gegen Schwermetalle. Auch der hohe Mineralstoffgehalt an beispielsweise Calcium, Magnesium oder Jod ist nicht zu verachten. Das Jod als wichtiger Mineralstoff für den menschlichen Körper ist dabei jedoch diffenrezierter zu betrachten. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt einem Erwachsenen eine maximale Aufnahme von 200 Mikrogramm Jod pro Tag. Der Jodgehalt in den Algen kann je nach Aufzucht jedoch stark schwanken. Das könnte bei anhaltend hohem Verzehr zu einer Überdosierung führen, und damit zu einer Überfunktion der Schilddrüse. Auf Sylt werden Braunalgen daher schon nach drei bis vier Monaten geerntet, so dass sie weit weniger Jod enthalten als die aus Asien importierten Produkte.
Künftig kann sich Professor Lüning eine gemeinsame Zucht von Alge und Steinbutt vorstellen. Die Algen würden aufgrund ihres Stickstoffverbrauchs auf natürlichem Weg das Wasser für den Steinbutt reinigen. Außerdem soll die Produktion ausgeweitet werden.

Interessierte Restaurants bieten ihren Gästen besondere Gerichte an, wie „Blattsalat mit Rotalgen und Koriander-Ingwer-Dressing“ oder „In Braunalgenmantel gebratenes Steinbeißerfilet“.
aid, Andrea Kornblum

Weitere Informationen: Die vollständige Reportage „Meeresgemüse aus Sylt“ aus der Fachzeitschrift Ernährung im Fokus gibt es zum kostenpflichtigen Download unter: www.aid.de/fachzeitschriften/eif/eif_2009_0908.php

Warum sagt niemand, dass wir zuviel Fisch essen?

Heute, am 8. Juni, ist Weltmeerestag. Verschiedene Umweltorganisationen melden sich mit Appellen für eine nachhaltigere Fischerei. Überfischte Bestände sollen geschont, umweltzerstörende Fangmethoden verboten und Meeresschutzzonen geschaffen werden. Der Verein fair-fish unterstützt diese Forderungen, will aber vor allem einen nachhaltigen Fischkonsum: nicht mehr, als wieder nachwachsen kann.

Der Effekt aller Massnahmen für eine nachhaltige Fischerei gleicht, so fair-fish, jenem des Katalysators im Strassenverkehr, dessen Wirkung durch den weiter zunehmenden Verkehr neutralisiert wird. Ein ähnlicher Rebounding-Effekt ist auch in der Fischerei zu beobachten: Zwar kommen immer mehr nachhaltige Fischangebote auf den Markt, doch der Konsum von Fisch wird bedenkenlos vorangetrieben – weit über die Menge hinaus, die nachhaltig gewonnen werden kann.

Gerade der hohe und weiter steigende Verzehr von Fisch ist die Grundursache der Überfischung. Solange wir unseren Hunger nach Fisch nicht beschränken, werden sich die Fischbestände nicht erholen können. Wenn das so weiter geht, wird in vierzig Jahren kaum mehr Fisch mehr zu fangen sein, sagt die UNO-Umweltorganisation voraus.

Auch für die Fischzucht wird es dann eng werden; denn sie ist heute stark abhängig von Meerfischen, aus welchen das Fischmehl für das Futter hergestellt wird.
www.fair-fish.ch/files/pdf/feedback/facts-7.pdf

Laut Verein fair-fish gibt der Planet pro Mensch nicht mehr her als ein bis zwei Fischmahlzeiten pro Monat, Fischzucht inbegriffen.

Ist Fischessen unverzichtbar?

Archälogen haben in Kenya Überreste einer fast 2 Millionen alten menschlichen Fischmahlzeit gefunden. Sie schliessen daraus, dass der Verzehr von Fischen, Krebsen und anderen Wassertieren schon für unsere Urahnen wichtig war und zusammen mit Fleisch die Entwicklung des menschlichen Gehirns möglich machte.
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/06/the-worlds-first-fish-supper.html?etoc
Mag sein. Der moderne Mensch hat nun freilich andere Möglichkeiten, sich hochungesättigte Fettsäuren (Omeag 3) zuzuführen. Aus kontrollierter Zucht von Mikroalgen (Ulkenia) kann Omega in seiner höchsten Form (DHA) konzentriert werden. Kein Meer muss leergefischt wrden, damit junge Menschen Hirn entwickeln und ältere Menschen länger fit bleiben.
www.fair-fish.ch/wissen/gesundheit