Der Geschmackssinn, auch gustatorische Wahrnehmung genannt, ist ein komplexer Prozess, der weit über die Zunge hinausgeht und eng mit anderen Sinnen wie Geruch und Tastsinn verknüpft ist. Er ermöglicht es uns, die Vielfalt der Aromen in unserer Nahrung zu genießen und spielt eine wichtige Rolle bei der Auswahl und Aufnahme von Nahrungsmitteln.
Die Anatomie des Geschmacks: Von der Zunge zum Gehirn
Geschmacksknospen und Papillen: Die Sinnesorgane des Geschmacks
Auf der Zunge befinden sich etwa 2.000 bis 4.000 Geschmacksknospen, die in den Wänden und Gräben der Geschmackspapillen eingebettet sind. Diese Geschmackspapillen sind Oberflächenstrukturen, die den Geschmacksknospen zugeordnet sind. Man kann es sich so vorstellen: Bis zu hundert Geschmackssinneszellen liegen in einer Geschmacksknospe. Mehr als 100 dieser Knospen können wiederum in einer Geschmackspapille liegen. Von letzteren hat der Mensch meist unter 400.
Es gibt vier verschiedene Arten von Geschmackspapillen:
Pilzpapillen (Papillae fungiformes): Sie bilden den größten Anteil und befinden sich auf den vorderen zwei Dritteln der Zunge. Sie enthalten ein bis zehn Geschmacksknospen pro Papille und sind für den Geschmack süß empfindlicher als für bitter. Die Pilzpapillen kommen am häufigsten vor: 200 bis 400 Erhebungen sind über die gesamte Zungenoberfläche verstreut. Vor allem an der Zungenspitze und am Zungenrand sorgen sie dafür, dass dort die Geschmacksempfindung besonders sensibel ist. Die Pilzpapillen können nicht nur Geschmack erkennen, sondern enthalten auch Sinneszellen für den Tast- und Temperatursinn.
Blattpapillen (Papillae foliatae): Sie befinden sich seitlich im hinteren Drittel der Zunge und enthalten etwa 50 Geschmacksknospen pro Papille. Blätterpapillen kann man ebenfalls mit bloßem Auge am hinteren Seitenrand der Zunge sehen. Erkennbar sind dort mehrere dicht hintereinander liegende Falten.
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Wallpapillen (Papillae vallatae): Sie liegen vor dem Sulkus der Zunge und enthalten etwa 100 Geschmacksknospen pro Papille. Sie sind für bitter empfindlicher als für süß. Wallpapillen sind sehr groß und liegen an der Grenze zum Rachen am Zungengrund. Jeder Mensch hat nur 7 bis 12 Wallpapillen, doch in diesen Papillen sind jeweils mehrere Tausend Geschmacksknospen eingelagert. Wallpapillen sind rundlich, erhaben und mit bloßem Auge sichtbar. Sie sind V-förmig im hinteren Zungenbereich angeordnet.
Fadenpapillen (Papillae filiformes): Sie sind die zahlreichsten Papillen, enthalten aber keine Geschmacksknospen. Sie dienen hauptsächlich der Tastempfindung.
Aufbau und Funktion der Geschmacksknospen
Geschmacksknospen sind becherförmige Organe, die etwa 80µm hoch und 70µm breit sind. Sie enthalten 50-100 stabförmige Sinneszellen, die zwischen sogenannten Stützzellen eingebettet liegen. An der Basis der Geschmacksknospen befinden sich teilungsfähige Stammzellen, die sich alle zwei Wochen erneuern und ständig neue Geschmackssinneszellen bilden. Dies ist wichtig, da Geschmacksknospen eine begrenzte Lebensdauer von etwa zehn bis 14 Tagen haben.
Am oberen Ende sieht man eine kleine Pore auf der Oberfläche, die Geschmackspore (Porus). Diese Öffnung dient als Zugang für den Speichel und den darin gelösten Stoffen zu den Sinneszellen. Zudem befinden sich in der Pore fingerförmige Fortsätze, die die Geschmacksrezeptoren auf sich tragen. An der Basis der Geschmacksknospe befinden sich Nervenfasern, die die Reize zur weiteren Verarbeitung über die Geschmacksbahn an unser Gehirn weiterleiten.
Die Geschmacksstoffe gelangen durch die Pore in die Knospe und binden an spezielle Rezeptoren auf der Oberfläche der fingerförmigen Fortsätze. Diese Bindung löst eine Signalweiterleitung aus, die in unser Gehirn weitergeleitet wird.
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Die fünf grundlegenden Geschmacksrichtungen
Es gibt fünf grundlegende Geschmacksrichtungen: süß, sauer, salzig, bitter und umami. Neueren Erkenntnissen zufolge gibt es vermutlich eigene Rezeptoren, die auf Fett reagieren, sodass fettig die sechste Grundqualität für den Geschmack wäre.
Süß: Wird vor allem von Zucker und Abkömmlingen wie Fruchtzucker oder Milchzucker ausgelöst. Es können aber auch andere Stoffklassen die Sinneszellen für süß anregen.
Sauer: Schmecken vor allem saure Lösungen wie Zitronensaft oder organische Säuren.
Salzig: Schmecken vor allem Nahrungsmittel, die mit Speisesalz versetzt sind. Chemisch ist dafür das Kristallsalz bestehend aus Natrium und Chlorid verantwortlich.
Bitter: Wird durch zahlreiche, sehr unterschiedlich gebaute Stoffe ausgelöst. Insgesamt gibt es etwa 35 unterschiedliche Eiweiße in den Sinneszellen, die auf bittere Geschmacksstoffe ansprechen.
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Umami: Der an Fleischbrühe erinnernde Geschmackseindruck wird vor allem durch Glutamin- oder Asparaginsäure ausgelöst. Diese zwei Aminosäuren sind Bestandteil vieler Eiweiße in der Nahrung, aber auch einiger Pflanzen. Reichlich Glutaminsäure findet sich etwa in reifen Tomaten, Fleisch und Käse, Asparaginsäure beispielsweise in Spargel.
Fettig: Wird vermutlich durch spezielle Rezeptoren ausgelöst, die auf langkettige Fettsäuren reagieren.
Die Weiterleitung der Geschmacksinformationen an das Gehirn
Der letzte Schritt für die Geschmackswahrnehmung ist die Weiterleitung an das Nervensystem. Diese Aufgabe übernehmen mehrere Hirnnerven:
- Nervus facialis (VII): Versorgt die vorderen zwei Drittel der Zunge.
- Nervus glossopharyngeus (IX): Versorgt das hintere Drittel der Zunge.
- Nervus vagus (X): Versorgt den Kehldeckel und die obere Speiseröhre.
Alle Informationen werden von den Hirnnerven an ein Gebiet im verlängerten Rückenmark geleitet, den Nucleus tractus solitarii. Von dort erfolgt eine Aufteilung:
- Ein Teil der Fasern wird mit anderen Sinneswahrnehmungen wie Schmerz, Temperatur oder Berührung über mehrere Schaltstellen an das Bewusstsein weitergeleitet.
- Der andere Teil umgeht die Schaltzentrale der bewussten Wahrnehmungen und gelangt direkt zu Hirngebieten, die mit Sinneswahrnehmungen verbunden sind und die das Überleben sichern sollen.
Der Großteil der Geschmacksinformationen wird aber über den Thalamus zum gustatorischen Cortex, der Geschmacksrinde, weitergeleitet.
Die Verarbeitung der Geschmacksinformationen im Gehirn
Im gustatorischen Cortex, der sich in der Insula und im orbitofrontalen Cortex befindet, werden die Geschmacksinformationen verarbeitet und mit anderen sensorischen Informationen wie Geruch, Aussehen und Konsistenz der Nahrung kombiniert. So entsteht ein komplexes Geschmackserlebnis.
Oft heißt es, dieser Gehirnbereich sei ähnlich dem Sehcortex in Areale unterschiedlicher Qualitäten aufgeteilt. Die räumliche Repräsentation der Geschmacksqualitäten scheint hier jedoch zu überlappen, wenn auch das genaue Ausmaß nicht bekannt ist.
Die Rolle der Gene und der Umwelt für den Geschmackssinn
Genetische Einflüsse auf den Geschmackssinn
Die Genetik bestimmt mit, wie empfindlich unsere Geschmacksrezeptoren sind. Studien beweisen, dass manche Menschen süß oder bitter besonders intensiv schmecken, andere kaum. Kleine Unterschiede in der DNA beeinflussen, wie die Rezeptoren der Zunge chemische Stoffe aus Nahrungsmitteln erkennen. Schon winzige Veränderungen durch Vererbung oder Mutation bewirken, wie wir Geschmack wahrnehmen - und ob bestimmte Speisen angenehm oder gar nicht schmecken.
Verschiedene Gene beeinflussen, wie wir Geschmacksstoffe wahrnehmen. Das Gen TAS2R38 beeinflusst beispielsweise die Wahrnehmung von bitterem Geschmack, etwa bei Brokkoli, Grünkohl oder Kaffee.
Umwelteinflüsse auf den Geschmackssinn
Geschmacksvorlieben entstehen nicht von heute auf morgen. Sie werden durch die Umwelt und Gewohnheiten geprägt. Kinder lehnen bitteres Gemüse wie Brokkoli oft ab und gewöhnen sich erst mit der Zeit daran. Erwachsene können wiederum beispielsweise den Geschmack von Kaffee oder dunkler Schokolade durch wiederholtes Probieren mögen lernen. Essgewohnheiten aus Familie, Region und Kultur prägen unsere Vorlieben stark.
Der Geschmack ist flexibel. Während unsere Gene die Grundlagen schaffen, trainieren Erfahrungen und Gewohnheiten den Geschmackssinn. Gene verleihen uns zwar bestimmte Neigungen, zum Beispiel eine Vorliebe für süß und salzig, aber durch die Anpassung der Ernährung und Gewohnheiten lässt sich der Geschmackssinn umstellen. Wenn man Zucker reduziert, kann Obst mit der Zeit als süßer empfunden werden. Speisen mit weniger Salz schmecken intensiver, wenn das Salz vorher über längere Zeit langsam reduziert wird. Mit einer konsequenten Anpassung lassen sich Ihre Sinne langsam „umprogrammieren“. So können Sie sich beispielsweise daran gewöhnen, gesunde Lebensmittel mit weniger Zucker oder Salz zu genießen.
Störungen des Geschmackssinns
Durch verschiedene Ursachen kann es zu einer Störung der Geschmacksknospen kommen. Beispielsweise kann dies durch Infektionen in Mund- und Rachenraum der Fall sein, aber auch bei einigen weiteren Krankheitsbildern. Zu Störungen kann es beispielsweise durch Folgen einer Chemotherapie kommen. Grund dafür ist, dass unser Speichel ein wichtiger Bestandteil des Geschmacksmechanismus ist und dieser weniger gebildet wird oder es zu einer direkten Zerstörung von Geschmacksknospen kommen kann. Des weiteren wirken auch Medikamente wie Penicillin und ACE-Hemmer direkt schädigend auf Geschmacksknospen. Autoimmunerkrankungen wie das Sjögren-Syndrom führen ebenfalls zu einer Geschmacksstörung, indem sie die Geschmacksknospen schädigen können.
Beeinträchtigungen des Geschmackssinnes können ihre Ursache in der Schädigung der Geschmacksknospen haben, etwa durch eine Strahlentherapie zur Behandlung von Kopf-Hals-Tumoren. Auch Medikamente, darunter Zytostatika, können die Geschmacksknospen (zer)stören. Daneben kommen Infekte sowie verschiedene Erkrankungen als Ursache infrage. Außerdem kann die Weiterleitung und Verarbeitung der Signale im Gehirn beeinträchtigt sein, etwa aufgrund von Tumoren, Verletzungen oder neurodegenerativen Erkrankungen. Die Behandlung der Geschmacksstörung richtet sich nach ihrer Ursache.
Dass mit einem Verlust des Geschmackssinnes die Lebensqualität leidet, versteht sich von selbst. Zudem fehlt Betroffenen eine wichtige Warnfunktion ihres Körpers, weil sie giftige oder verdorbene Nahrungsmittel möglicherweise nicht als solche erkennen können.