Der Geschmackssinn hilft uns, über die Qualität und Bekömmlichkeit von Nahrung zu urteilen. Bittere oder saure Dinge schmecken Kindern oft nicht, da giftige Pflanzen oft bitter oder verdorbene Lebensmittel sauer schmecken. Für den Geschmackssinn ist hauptsächlich die Zunge verantwortlich. 

So funktioniert der Geschmackssinn

Geschmacksmolekühle werden mit dem Essen aufgenommen und im Speichel gelöst. In den Sinneszellen angekommen, wird die Information in ein elektrisches Signal umgewandelt und über die Nerven zum Gehirn weitergeleitet. Das Signal wird im limbischen System verarbeitet. Das Limbische System ist auch für Emotionen, Erinnerungen und Gerüche zuständig.

Geschmackspapillen

 Auf der Zunge befindet sich eine Schleimhaut, die die Schichten, die für das Schmecken wichtig sind, schützen. Die Geschmackspapillen sind kleine Erhebungen, die die Oberfläche der Zunge vergrößern. Es gibt Wallpapillen, Blätterpapillen, Fadenpapillen und Pilzpapillen. Diese unterscheiden sich in Größe und Form.

Auf der Zunge befinden sich 2.000-4.000 Geschmacksknospen, das sind kleine Zellbündel auf den Papillen. In jeder Geschmacksknospe befinden sich 30-70 Geschmackssinneszellen. An der Basis der Geschmacksknospe befinden sich teilungsfähige Basalzellen, die die Sinneszellen rund alle 2 Wochen erneuern. Am Ende befinden sich Rezeptoren, die die Geschmacksmoleküle binden können. Dadurch erhalten die Sinneszellen ihre Informationen, um welche Geschmacksrichtung es sich handelt und in welcher Menge sie vorhanden ist. Die Sinneszellen wandeln diese Information in ein elektrisches Signal um. So gelangen die Informationen über die Nervenzellen zum Gehirn. 

Geschmacksqualitäten und sensorische Signalverarbeitung

Unterscheiden können wir fünf verschiedene Geschmacksrichtungen: süß, sauer, salzig, bitter und umami. Umami ist der würzig herzhafte Geschmack von Fleisch, Parmesan oder auch Pilzen. 

Die Geschmacksrichtungen werden durch unterschiedliche Stoffe aktiviert. Süß schmecken Speisen, die Zucker oder andere Kohlenhydrate enthalten, wie zum Beispiel Früchte oder Gebäck. Sauer sind Lebensmittel mit freien H+-Ionen – also sauren Lösungen wie Zitronensaft oder Essig. Salzig schmecken Gerichte mit Natriumchlorid oder Kochsalz. Lebensmittel wie Rucola oder Grünkohl und Getränke wie Tonic Water enthalten viele Bitterstoffe und schmecken daher bitter. Glutamin oder Asparaginsäure enthalten Lebensmittel, die umami schmecken. Das sind zum Beispiel Fleisch, Spargel oder Sojasauce.

Scharf ist keine Geschmacksrichtung. Scharfe Lebensmittel wie Chili aktivieren Wärmerezeptoren. Es fühlt sich so an, als wenn man etwas Heißes isst. Bei Menthol passiert das Gegenteil – hier werden Kälterezeptoren aktiviert.

Jede Geschmackszelle besitzt bestimmte Rezeptormolekühle für die Geschmacksqualitäten. Salzig und Sauer werden über einen inotropen Mechanismus übertragen, bitter, süß und umami von einem komplizierten metabotropen Mechanismus.

Ionotroper Mechanismus

Ionotrope Rezeptoren wirken primär durch Veränderung der Ionenströme (Ionenkanäle) und damit des Membranpotentials. Das heißt, wenn die Na+-Ionen aus dem Speichel in die Geschmackszellen fließen und zusätzlich spezielle Ionenkanäle Proteine in die Zelle leiten, wird die Zelle depolarisiert, was zu einer Transmitterausschüttung führt.

Metabotroper Mechanismus

Metabotropen Rezeptoren vollziehen primär eine Umsteuerung von Stoffwechselvorgängen über sekundäre Boten. Zur Klasse der G-proteinkekoppelten Rezeptoren gehören die Rezeptormoleküle für Bitterstoffe, Zucker und Aminosäuren. Bitterstoffe werden von T2 Rezeptoren gebunden. Diese lagern sich in den Geschmackszellen zu Dimeren zusammen (T2R3/T2R4, T2R26/T2R29). Die Familie der T1-Rezeptoren umfasst drei Gene (T1R1, T1R2 & T1R3), wogegen die Familie der T2-Rezeptoren mehr als 30 Gene umfasst. Der Umami-Rezeptor setzt sich aus den Rezeptorproteinen T1R1/T1R3 zusammen. Süßgeschmack wird durch T1R2/T1R3 detektiert.

Die Signaltransduktion für bitter, süß und umami funktioniert folgendermaßen: Die Phospholipase PLCß2 wird über ein G-Protein aktiviert. Die PLCß2 setzt über IP3 intrazelluläres Ca2+ frei. Durch das Aktivieren des Ionenkanal TRPM5 wird ein zusätzlicher Ca²⁺-Einstrom bewirkt und die Zelle wird depolarisiert.

Geschmacksweiterleitung

Unser Gehirn hat verschiedene Standardmuster für Geschmacksqualitäten gespeichert. Bei der Nahrungsaufnahme werden geschmacksaktive Substanzen mit den gespeicherten Mustern verglichen um die Qualität der Nahrungsmittel zuordnen zu können.

Zentrale Verschaltung

Die Geschmacksnerven übertragen die Informationen in den Nucleus solitarius im Stammhirn, wo unter anderem Speichelfluss, Schluckbewegungen und Schutzreflexe (Husten, Würgen) gesteuert werden. Die Geschmacksbahn führt weiter zu Thalmus und Mandelkern. Der Mandelkern ist ein Teil des limbischen Systems im Gehirn, welcher für Emotionen und Gefühle zuständig ist. Über den Thalamus laufen die Geschmacksbahnen auch zum gustatorischen Cortex, dem Teil im Gehirn, der für die Geschmackswahrnehmung zuständig ist.