Ein Detektor im Gehirn schlägt Alarm, wenn die aufgenommene Nahrung einen Mangel aufweist: Innerhalb kürzester Zeit erkennt er, ob der letzten Mahlzeit bestimmte Aminosäuren gefehlt haben, die der Körper zum Leben unbedingt benötigt. Den genauen Mechanismus dieses Frühwarnsystems haben nun Dorothy Gietzen von der Universität von Kalifornien in Davis und ihre Kollegen entdeckt, als sie die Gehirne von Ratten untersuchten. Sie stellen ihre Studie in der Fachzeitschrift Science (Bd. 307, S. 1776) vor. Für wichtig halten die Forscher ihre Ergebnisse besonders im Hinblick auf Länder, in denen Mangelernährung gehäuft auftritt.
Eine ausgewogene Ernährung ist für alle Tierarten und auch den Menschen überlebenswichtig. Entscheidend sind dabei unter anderem die so genannten essentiellen Aminosäuren. Das sind Eiweißbestandteile, die der Körper braucht, selbst aber nicht herstellen kann. Stehen keine pflanzlichen oder tierischen Nahrungsmittel mit einem ausreichenden Gehalt an diesen Substanzen zur Verfügung, können Mangelerscheinungen auftreten.
Gietzen und ihre Kollegen konnten nun nachweisen, wie Nagetiere innerhalb von 20 Minuten einen Aminosäuremangel bemerken und so ihre Nahrungsaufnahme entsprechend anpassen können. Verantwortlich dafür sind Nervenzellen im so genannten vorderen piriformen Cortex, einer Gehirnregion hinter den Augen. Sobald diese Neuronen einen Mangel wahrnehmen, leiten sie die Information weiter an einen Nervenschaltkreis, der die Nahrungsaufnahme kontrolliert.
Dieser Informationsfluss beruht auf kleinen Molekülen, den tRNAs, die bei der Produktion von Proteinen das Baumaterial, die Aminosäuren, anliefern. Fehlt eine dieser Aminosäuren, gelangen leere tRNAs zum Produktionsort und lösen dadurch eine komplizierte Kette von Ereignissen aus. Diese wiederum können am Ende zu einer Änderung im Essverhalten führen.
Interessanterweise ist die geschickte Kombination verschiedener Eiweißquellen wie beispielsweise Bohnen und Reis eine lang überlieferte menschliche Gewohnheit. Unbewusst haben Menschen also schon vor der Entdeckung der essentiellen Aminosäuren für deren Gleichgewicht im Körper gesorgt. Ähnliche Kombinationsmuster existieren auch bei Säugern und Vögeln, erklären die Wissenschaftler.
ddp/wissenschaft.de ? Stefanie Offermann
