Die Flimmerhärchen in unseren Lungen können Bitterstoffe wahrnehmen und darauf reagieren, berichten Forscher der University of Iowa. Diese Fähigkeit ermögliche den Atmungsorganen einen bislang unerkannten Abwehrmechanismus gegen Gesundheitsgefahren, glauben Michael Welsh und seine Kollegen.

Welshs Team entdeckte zunächst, dass in Zilien von menschlichen Lungenepithelzellen mindesten vier der rund 25 bekannten menschlichen Gene für T2R-Bitterezeptoren aktiviert sind. Sobald die Zellen verschiedenen Bitterstoffen ausgesetzt sind, aktivieren diese Rezeptoren zellinterne Signalmechanismen, die schließlich den Schlagrhythmus der Zilien verändert. So könnten Fremdkörper schneller aus den Lungen transportiert werden.

Zilien – im gesamten Tier-, Pflanzen- und Bakterienreich verbreitete haarförmige Zellanhängsel – sind bislang trotz einiger Gemeinsamkeiten in zwei Kategorien eingeteilt worden: Unbewegliche, mit Geschmacksrezeptoren ausgestattete "sensorische Zilien", die vor allem in Sinnesorganen vorkommen sowie bewegliche, "motile Zilien", die koordinierte Flimmerepithelien bilden und damit zum Beispiel Fremdkörper aus den Atmungsorganen heraus bewegen können. Die Arbeit von Welshs zeigt nun, dass auch vermeintlich rein motile Zilien, wie jene in den Lungen des Menschen, Sensorfunktionen ausüben können.

Anders als bei den klassischen sensorischen Zilien werden in den Lungenwimpernhärchen wahrgenommene Signalreize allerdings nicht in nachgeschaltete Nervensysteme eingespeist, sondern lösen offenbar nur eine Reaktion der Einzelzelle aus. Defekte des zellinternen Signalsystems könnten eine bislang unbekannte Ursache verschiedener Erkrankungen sein, spekulieren Welsh und Kollegen weiter. So könnte etwa Mukoviszidose dadurch entstehen, dass die Bitterrezeptoren bestimmte vermehrt ausgeschüttete Bakterienkommunikationssignale wahrnehmen und dann chronisch überreagieren, spekulieren die Forscher. (jo)