In de maag zijn zogenaamde pariëtale cellen verantwoordelijk voor de zuurproductie. Ze reageren niet alleen op de lichaamseigen boodschappermoleculen, maar ook op bitter smakende voedingsbestanddelen zoals cafeïne. Een onderzoeksteam van het Leibniz Instituut voor Voedselsysteembiologie van de Technische Universiteit van München heeft nu een onderzoek uitgevoerd naar een menselijke maagcellijn. Hun resultaten helpen de moleculaire regulerende mechanismen te verduidelijken waarmee bittere stoffen de maagzuurproductie beïnvloeden.
Het is bekend dat smaakreceptoren voor bittere stoffen niet alleen op de tong worden aangetroffen, maar ook op het oppervlak van andere weefsels en cellen. Deze omvatten de pariëtale cellen van de maag, die protonen in de maag afscheiden – dat wil zeggen maagzuur produceren. Recente onderzoeken hebben al aangetoond dat de bittere smaakreceptoren die in pariëtale cellen worden aangetroffen, betrokken zijn bij de regulatie van de afgifte van maagzuur. De onderliggende moleculaire signaalroutes zijn echter nog niet volledig begrepen.
Maagcellen als testsysteem
Om de moleculaire interactie tussen bitterstoffen, bittere smaakreceptoren en maagzuurproductie verder te verduidelijken, heeft een onderzoeksteam onder leiding van Veronika Somoza, directeur van het Leibniz Instituut in Freising, een onderzoek uitgevoerd naar een cellulair testsysteem. Het gaat hierbij om menselijke pariëtale HGT-1-cellen, die protonen kunnen afscheiden en, net als smaakcellen, bittere smaakreceptoren hebben.
Het team van Veronika Somoza ontwikkelde aanvankelijk een werkhypothese op basis van de resultaten van eerdere onderzoeken en de bevindingen over signaaltransductieroutes in smaakcellen. Volgens deze hypothese stimuleren bitter smakende voedselbestanddelen de receptoren voor de bittere smaak die ingebed zijn in het celmembraan. Hierdoor komen calciumionen vrij in de cellen, wat leidt tot opening van ionenkanalen. Hierdoor kunnen natriumionen van buitenaf de maagcellen binnenstromen, wat uiteindelijk bijdraagt aan de afgifte van protonen.
Hypothese bevestigd
Eerste auteur Phil Richter legt uit: “We hebben dit mechanisme met succes getest met de twee bittere stoffen cafeïne en L-arginine. Zoals verwacht op basis van eerdere resultaten, werd in ons testsysteem aangetoond dat beide voedingsbestanddelen de protonensecretie van maagcellen stimuleren.” De promovendus voegt hieraan toe: “Voor het eerst konden we aantonen dat de tijdelijke receptorpotentiaalkanalen M4 en M5 betrokken zijn bij de signaalcascade, niet alleen in de smaakcellen maar ook in de maagcellen en zorgen voor een instroom van natriumionen in de cellen. .”
Senior wetenschapper Gaby Andersen zegt: “Door knock-out-experimenten te gebruiken, waarbij we specifiek één type bittere smaakreceptor in de cellen uitschakelden, konden we voor het eerst ook aantonen dat er een verband bestaat tussen bittere smaakreceptoren en de activering van de ionkanalen.” De wetenschapper benadrukt dat de resultaten niet alleen bijdragen aan een beter begrip van de rol van smaakreceptoren in de maag, maar ook zouden aantonen dat HGT-1-cellen geschikt zouden kunnen zijn als vervangingsmodel voor smaakcellen.
Het onderzoeksteam is het ermee eens dat de resultaten nieuwe inzichten zullen opleveren in de regulatie van de maagzuurproductie en zo zullen leiden tot innovatieve benaderingen bij de behandeling van maagziekten op de lange termijn. Er zijn echter verdere studies nodig om de kennis van de moleculaire regulerende mechanismen en intracellulaire signaalroutes te verdiepen.