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Schleim in der Biologie

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Schleim ist ein bisschen ekelig aber gleichzeitig auch faszinierend.

Von Ernst Haeckels Urschleimtheorie über den intelligenten Schleimozean auf Stanislaus Lems Planet Solaris, Lovecrafts Shoggothen-Schleimmonstern und der wissenschaftich begründeten Horror-Zukunftsvision des Meeresbiologen  Daniel Pauly, eines Myxozäns, einer Erdepoche des Schleims, bis zum Kinderspielzeug Magic Slime, das auch Erwachsene fasziniert, zieht sich eine verzweigte Schleimspur durch die Vorstellungswelt der Menschen.

Bei Tieren und Menschen werden Schleimstoffe in Drüsen sezerniert. Sie dienen dem Schutz von Schleimhäuten und sie sind Bestandteil von Speichel und Magensaft sowie von Knorpeln, Sehnen, Haut und anderen Geweben. Für manche Tiergruppen ist die Schleimbildung besonders charakteristisch, zum Beispiel für die Mollusken. Fischen hilft ihr Schleimüberzug, den Widerstand des Wassers zu verringern und das Anheften von Schmarotzern und Krankheitserregern zu verhindern. Eine sehr primitive Fischform, die zu den Kieferlosen gehörenden Schleimaale, produzieren über ihre in der Haut gelegenen Schleimdrüsen bei Bedrohung plötzlich so viel Schleim, dass Maul und Kiemen der angreifenden Fische verstopft werden und diese den Schleimaal wieder ausspucken.

Pflanzliche Schleime findet man vor allem in Früchten und Samen (Leinsamen, Chiasamen), aber auch in Rinden, Wurzeln und Blättern (Aloe). Die stark quellfähigen Substanzen dienen der Wasseraufnahme und dem Schutz vor Austrocknung, bei Früchten und Samen auch als Klebstoff. Diese Eigenschaften machen sie auch für den Einsatz in Medizin und Kosmetik interessant. Auch Algen, Pilze und Bakterien können gute Schleimproduzenten sein (Agar). Die Schleimpilze oder Myxogastria sind eine ganz besondere Gruppe von Lebewesen zwischen Einzellern und Vielzellern, die nach ihrer häufig schleimigen Konsistenz benannt sind.

Verfolgen wir einige dieser Schleimspuren:

Physik und Chemie der Schleimstoffe

Typisch für Schleimstoffe ist ihre Quellfähigkeit und der daraus resultierender hohe Wassergehalt sowie ihre Klebrigkeit. Physikalisch gehören die Schleime zur „weichen Materie“ (soft matter, McLeish 2020), Stoffen, die sich nur bedingt dem Aggregatzustand fest oder flüssig zuordnen lassen. Das sind z. B. außer Schleimen kolloide Suspensionen (Milch), Flüssigkristalle (verwendet in Displays), Elastomere (Gummi), Tenside (Seifenschaum) oder Gele (Götterspeise). In der Strömungslehre bezeichnet man solche Substanzen auch als Nichtnewtonsches Fluide. Im Gegensatz zu Newtonschen Fluiden ändert sich ihre Viskosität, wenn sich die auf sie einwirkende Scherkräfte verändern. Damit entsprechen sie nicht dem newtonschen Elementargesetz der Zähigkeitsreibung. Dies hängt damit zusammen, dass die Scherkräfte eine Veränderung der mikroskopischen Struktur bewirken und damit die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen des Fluids beeinflussen.

Schleime bestehen aus sehr langgestreckten Molekülfäden, die nicht einfach fließen können, wie die viel kleineren Moleküle normaler Flüssigkeiten wie Wasser oder Ethanol. Denn die Fäden verstricken sich miteinander und gehen an Kontaktpunkten Verbindungen ein. Sie können sich nur bewegen, wenn sie an den Kontaktpunkten getrennt und wieder neu zusammengefügt werden. Ein Bild dafür sind die etwas aneinander klebenden Nudelfäden auf einem Teller Spaghetti. Man kann sie entwirren und „zum fließen bringen“, wenn man sie mit einer Gabel aufwickelt und dadurch parallelisiert. In dem submikroskopischen Schleim bewirkt die Brownsche  Molekularbewegung diese Entwirrung, die dafür sorgt, dass die einzelnen Molekülfäden ihren Weg durch das Gewirr finden. Die Viskosität des Schleims ist dabei außer von der Temperatur von den Eigenschaften der Fadenmoleküle abhängig. Wenn die Polymere keine einfachen Fäden sind, sondern Verzweigungen oder kammartige Strukturen besitzen, erhöht sich die Zähigkeit.

Abb. 1 Hyaluronan-Monomer

Viele tierischen Schleime bestehen aus Glykosaminoglykanen (GAG, auch als Mucopolysaccharide bezeichnet). Das sind saure Polysaccharide aus linear aneinandergereihten Disacchariden, zum Beispiel der Hyaluronsäure (Hyaluronan, von griech. Hyalos = Glas) aus dem Disaccharid aus D-Glucuronsäure und N-Acetyl-D-glucosamin (Abb.1). Mit über 50 000 Disaccharideinheiten hat Hyaloronan eine Molekülmasse von mehreren Millionen. Hyaluronan ist ein wichtiger extrazellulärer Bestandteil des Bindegewebes der Wirbeltiere. Neben der Wasserspeicherung ist ihre Druckstabilität (zum Beispiel in den Bandscheiben), und ihre Wirkung als Gelenk-Schmiermittel bedeutend. Der Glaskörper des Auges besteht zu etwa 98 % aus Wasser, Hyaluronsäure und Kollagenfasern. Im Gehirn bewirkt Hyaluronan den Wiederaufbau von Markscheiden (Remyelinisierung), weshalb ihr eine inhibitorische Wirkung bei Multipler Sklerose zugeschrieben wird. Bei Zellteilungen und Zellwanderungen scheinen Wechselwirkungen von Hyaluronsäure und Zelloberflächen eine Rolle zu spielen.

Abb. 2 In Zellmembran verankertes Mucin; violett: Proteinfaden; gelb: verzweigte Polysaccharidketten

Noch größere Makromoleküle sind die Mucine, Glykoproteine mit einem zentralen Proteinfaden an den kovalent gebundenen Kohlenhydratgruppen angeheftet sind. Die Kohlenhydrate werden erst nach der Translation vor allem an die Aminosäurereste Asparagin, Serin, Threonin oder Hydroxylysin angelagert. Durch die Polysaccharide können die Mucine sehr viel Wasser binden und damit das zentrale Protein vor Abbau unter der Einwirkung von Säuren schützen. Sie spielen eine wichtige Rolle für die Barrierefunktion der Schleimhäute. (Abb. 2 ). Durch Disulfidbrücken können sich Mucinmoleküle zu noch größeren Aggregaten verbinden. An den Enden der Polysaccharidketten finden sich teilweise Sulfatgruppen oder Sialinsäuregruppen, welche den bakteriellen Abbau erschweren. Mucine werden von verschiedensten Mikroorganismen (Bakterien und Archäen, Einzeller, Pilze, Schleimpilze) und Tieren gebildet.

Andere pflanzliche Schleime und Schleime von Algen und Bakterien bestehen vorwiegend aus Polysacchariden. Dazu zählen die Pectine der pflanzlicher Zellwände, die Galactomannane aus Samen von Hülsenfrüchtlern und die quellfähigen Polysaccharide klebriger Samenschalen wie etwa bei Wegerich- Arten („Flohsamen“ des Indischen Wegerichs werden zur Regulierung der Verdauung genutzt). Auch die die Alginate und Carageene verschiedener Algen bestehen aus Polysacchariden (Abb. 3,  4 )

Abb. 3 Schleimige Jochalgen. Vor allem in Frühjahr können Jochalgen wie Spirogyra oder Mougotia (im Bild) schleimige Watten in Pfützen, Kleingewässern und Gartenteichen bilden (Foto: W. Probst)

Biofilme

Abb. 4 Bathybius Haeckelii (nach heutigen Nomenklaturregeln müsste das Epitheton klein geschrieben werden „haeckelii“) (aus Haeckel 1870)

Ernst Haeckel hat vor 150 Jahren angenommen, dass alles Leben einem Urschleim entstammen würde, der den Meeresgrund überzieht. Dieser wabbernde Glibber, so die Vorstellung, sollte ständig neues Leben hervorbringen. Thomas Henry Huxley, wie Haeckel begeisterter Anhänger von Darwins Selektionstheorie, meinte 1868 diesen Urschleim in Proben des nordatlantischen Meeresbodens gefunden zu haben und benannte die Entdeckung Bathybius Haeckelii. Haeckel war hocherfreut und schrieb in einer Publikation 1870 „ Die wichtigste Tatsache, die aus Huxley‘s sehr sorgfältigen Untersuchungen des Bathybius hervorgeht, ist, dass der Meeresgrund des offenen Ozeans in den bedeutenderen  Tiefen (unterhalb 5000 Fuß) bedeckt ist mit ungeheuren Massen von freiem lebendem Protoplasma, … Dieser universelle Urschleim der älteren Naturphilosophie, der im Meer entstanden sein und der Urquell alles Lebens, das produktive Material aller Organismen sein sollte, … – er scheint durch Huxleys Entdeckungen des Bathybius zur vollen Wahrheit geworden zu sein“. (Ernst Haeckel 1870)

Abb.5 Stromatolithen in der Shark Bay an der Westküste Australiens (Foto E. Steiner 2005)
Abb. 6 Tintenstriche an Kalkfelsen der Gola Gorropu, Sardinien (Foto: W. Probst 1992)

Der von Thomas Henry Huxley beschriebene Bathybius haeckelii stellte sich allerdings schon bald als ein durch Alkoholkonservierung entstandenes anorganisches Produkt heraus (Wedlich 2019). Aber die von Mikroorganismen gebildeten und besiedelten Schleimschichten, Biofilme genannt, haben durchaus etwas Urschleimiges. Man kann davon ausgehen, dass es ähnliche Kongregationen schon seit Urzeiten gibt. Stromatolithen, Kalkstrukturen, die von schleimigen Bakterienschichten überzogen und aufgebaut werden, gelten als die ältesten Lebensgemeinschaften. Als Fossilien kennt man sie seit über 3 Milliarden Jahren und man findet sie noch heute, zum Beispiel an der Westküste Australiens (Shark Bay; Abb. 5). Für 2-3 Mrd. Jahre waren solche schleimigen Lebensgemeinschaften in den Meeren die einzigen Lebensformen. Aber ähnliche Aggregate könnten auch schon früh die Festländer besiedelt haben.

Die schleimigen Kolonien des Blaugrünen Bakteriums Nostoc, biologische Bodenkrusten und „Tintenstriche“ an Kalkfelsen sind möglicherweise solche terrestrischen bis heute überdauernde Lebengemeinschaften der Früherde (Abb. 6)., ebenso die Biokrusten, die sich auf offenen Sandbödn bilden können.

Als Biofilme bezeichnet man Schleimschichten, die eine Mischung aus Mikroorganismen (Bakterien, Archäen, Algen, Pilze, Einzeller) bestehen (Abb. 7, 8).

Abb. 7 Initialstadium eines Biofilms. Frei lebende Bakterien setzen sich fest, werfen ihre Geißeln ab und sondern Schleim ab (Grafik W. Probst)

Sie können auch einige mehrzeiligen Organismen (Rädertierchen, Fadenwürmer, Milben) enthalten, die sich von den Mikroben ernähren. Die Schleimbeläge bilden sich an Oberflächen und Grenzflächen, sowohl an Übergängen von flüssigen zu gasförmigen als auch von festen zu flüssigen Substraten. In weiterer Fassung kann man darunter auch mit Mikroorganismen angereicherte Schleimklümpchen in Flüssigkeiten verstehen. Die Schleimstoffe werden von den Lebewesen, vorwiegend von den Bakterien und Archäen, abgeschieden. Die sogenannten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) bestehen aus Polysacchariden, Proteinen, Lipiden und Nukleinsäuren. Sie  können sehr viel Wasser binden und Hydrogele bilden, in denen Nähr- und Mineralstoffe gelöst sind. Neben verschiedenen organischen und anorganischen Partikeln können auch Gasblasen eingeschlossen werden. In einem Biofilm können in geringen Abständen sauerstoffreiche und sauerstoffarme oder -freie  Bereiche liegen, die dann jeweils von aeroben bzw. anaeroben Mikroorganismen besiedelt werden. Die Oberflächen der Filme können ebenfalls sehr unterschiedlich gestaltet sein. Teilweise siedeln sich dort in das umgebende Wasser hineinragende Organismen (zum Beispiel Glockentierchen) an, teilweise bilden sich Ausbuchtungen, Poren oder Höhlen, die den Stoffaustausch erleichtern. An der Grenzschicht können Teile des Biofilms abreißen vom vorbeiströmenden Wasser weiterverbreitet werden und im Wasser Schleimflocken bilden.

Abb. 8 Entwicklung und Alterung eines Biofilms (Grafik W. Probst)

Voraussetzung für die Bildung eines Biofilmes ist, dass sich die Mikroben an einer Oberfläche festsetzen können. Dabei verändern sich die Organismen. Bei Bakterien ist es häufig mit dem Verlust der Flagellen und dem Abscheiden von Polymeren verbunden. In Biofilmen gibt es zwischen den einzelnen Mikrobenzellen einen Signalaustausch, der dafür sorgt, dass Zellteilung und Wachstum reguliert ablaufen. Dadurch wird Mangelernährung und Zusammenbruch des Systems vermieden (Quorum Sensing). Als Kommunikationsfaktor ist z. B. bei Bacillus subtilis die Abgabe von K+-Ionen nachgewiesen. Auch ein altruistischer Nährstoffaustausch von gut versorgten Mikroben zu „unterernährten“ Mikroben ist nachgewiesen.

Durch horizontalen Gentransfer können die Organismen in einem Biofilm gegenseitig ihre Genausstattung verbessern und zum Beispiel Gene weitergeben, die sie zur energetischen Nutzung bestimmter Substrate befähigen oder sie gegen Gifte resistent machen. In der Endphase der Biofilmentwicklung kommt es dann, ebenfalls durch Signalstoffe verursacht, zur Abgabe von begeißelten Formen und zur Sporenbildung. Auch abgerissene Biofilm-Flocken dienen der Ausbreitung, denn sie können sich leicht an neuen Oberflächen festsetzen und weiter wachsen.

All diese besonderen Formen der Kooperation und Vehrmehrung lassen Biofilme als Superorganismen erscheinen, in denen sich verschiedene Prokaryoten über extrazelluläre Matrices aus Makromolekülen verbinden und  ihre Stoffwechselaktivitäten sehr effektiv aufeinander abstimmen können. Schon kurz nach der Entstehung des Lebens und lange vor echter Vielzelligkeit entwickelte sich so eine höhere Organisationsebene des Lebens mit echter Differenzierung der verschiedenen beteiligten Einzelzellen (vgl. Margulis 1997).

Biofilme sind sehr weit verbreitet, in allen Böden, auf Sand, auf Gesteinen auf und in Pflanzen und Tieren, in heißen Quellen und auf dem Gletschereis, in technischen Geräten, Rohren und Röhrchen, Tanks und U-Booten. Wüstenkrusten zum Beispiel sind die ersten Biozönosen lockerer Wüsten-Sandböden. Sie bestehen aus Bakterien, Algen, Pilzen und schließlich auch Flechten und Moosen. Die von den Mikroben abgegebenen Kohlenhydrate bilden nicht nur eine Matrix für die verschiedenen Lebewesen, sie verkleben auch die anorganischen Substratpartikel. Diese Krustenbildung verhindert Winderosion, fördert Wasserabsorbtion selbst aus Tau oder Nebel und führt über Luftstickstoff-Fixierung sogar zu einer Anreicherung lebenswichtiger Stickstoffverbindungen. Auch für Wattboden-Oberflächen sind Biofilme charakteristisch. Hier spielen neben Blaugrünen Bakterien Diatomeen (Kieselalgen) eine wichtige Rolle. Auch hier kommt es durch ausgeschiedene Polysaccharide zur Krustenbildung („Wattpapier“).

Besondere Biofilm-Gemeinschaften finden sich auf den Häuten und Schleimhäuten von Tieren und als Zahnbelag. Die große Bedeutung dieses Mikrobioms, das an Zellenanzahl häufig die Zellenzahl ihres Trägertieres übertrifft, wurde erst in den letzten Jahrzehnten erkannt und ist immer noch ein zentrales Forschungsthema.

Dies gilt auch für die klinische Bedeutung von Biofilmen. Trotz ihrer weiten Verbreitung wurde ihre Gefahr in der Medizin lange Zeit unterschätzt. Dabei schützen sich etwa 60 % aller mikrobiellen Krankheitserreger durch Biofilmbildung vor dem Immunsystem (Fux et al. 2005). Die Ablösung von Bakterienflocken aus Biofilmen kann zur Quelle chronisch wiederkehrender Infektionen werden, besonders bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem. Dies betrifft zum Beispiel Krankheiten wie Blasenentzündungen, Parodontose, chronische Mittelohrentzündung oder chronische Lyme-Borreliose. Auch Biofilmbildungen auf medizinischen Instrumenten, Kathetern und chirurgischen Implantaten können der Ausgangspunkt von Infektionen sein. In sehr vielen chronischen Wunden lassen sich Biofilme nachweisen.

An technischen Konstruktionen aus Metall können Biofilme Korrosion hervorrufen. Auch Luftbefeuchter und Verdunstungskühlanlagen sind besonders anfällig für Biofilmbildungen.

Die schleimigen Mikrobengemeinschaften können aber auch sinnvoll genutzt werden, zum Beispiel in der biologischen Abwasserreinigung oder bei der mikrobiellen Laugung von Erzen (selektive Anreicherung bestimmter Mineralien). Selbst Bodenschadstoffe wie Mineralölrückstände können durch entsprechende Mikroorganismen-Gemeinchaften abgebaut werden.

Eine wichtige Nutzanwendung sind die Biofilme aus lebenden Essigbakterien zur Herstellung von Essig aus Ethanol (Essigmutter) oder das schleimige Konglomerat aus Essigbakterien und Hefepilzen („Teepilz“), mit dem sich gesüßter Schwarztee in den Kombuchatrank (Teekwaß) umwandeln lässt.

Kombucha – das Geheimnis eines Zaubertrankes

Abb. 9 Teepilz (Kombucha) – aus einem ebay-Angebot von ilja.g94 (11.2021)

„Wenn sie nach einem Mittel mit fast magischen Kräften suchen, das Sie stimulieren und verjüngen kann, so gibt es keine Möglichkeit, die Sie näher an Ihr Ziel bringt, als der Kombuchapilz-Tee. Wir machen Ihnen diese Versprechungen, und wenn Sie nicht hundertprozentig befriedigt von dem herrlich schmeckenden Tee und dem von ihm bewirkten gesundheitlichen Segnungen sind, werden wir Ihnen alle Auslagen einschließlich der Transportkosten zurück erstatten!“

Mit diesem einleitenden Satz wird von einem Anbieter von Kombucha-Tee im Inter­net geworben.

Der Glaube an Wunder wirkende „Allheilmittel“ ist wahrscheinlich so alt wie die Menschheit. Als eine solche Wunderdroge wird der Tee“pilz“ oder Kombucha immer wieder benannt und angeboten. Ähnlich wie bei Kefirknollen han­delt es sich dabei um eine enge Gemeinschaft von Bakterien und Hefepilzen. In die­sem Falle gewinnen Sie Ihre Lebensenergie vor allem aus dem Abbau des im ge­süßten Tee reichlich enthaltenen Rohrzuckers. Dabei werden auch andere Inhalts­stoffe der Teeflüssigkeit genutzt und im Stoffwechsel verarbeitet. Als Endprodukte entstehen nicht nur Kohlenstoffdioxid und verschiedene Karbonsäuren (vor allem Essigsäure, Milchsäure, Ethanol,Gluconsäure und Glucuronsäure), im Kombuchatrank konnten auch Aminosäuren, Usninsäure, die Vitamine B1, B2, B3, B6, B12, Folsäure sowie Vitamin C nachgewiesen werden.

Der sogenannte Pilz ist in biologischem Sinne natürlich kein Pilz. Er besteht aus einer gallertigen Masse aus Polysacchariden, vorwiegend Zellulose, die als Matrix für verschiedene Hefearten und Bakterien dient (Abb. 11 ). Dieses schleimige Aggregat kann Tochteraggregate bilden oder durch Teilung vermehrt werden. Ähnliche Mikrobengemeinschaften sind verhältnismäßig weit verbreitet, ja, sie dürften eine ganz charakteristische Lebensweise von Mikroorganismen, insbesondere von Prokaryoten, Hefen und Schimmelpilzen darstellen. Für die menschliche Ernährung genutzt, werden sie z.B. auch als „Essigmutter“, als Kefir oder als Wasser­kefir.

Die „Teepilz-Sym­biose“ ist zunächst ein farbloses, fast völlig transparentes Schleimklümpchen. Bei Temperaturen zwischen 12 und 30 °C (Vorzugstemperatur: 23-27 °) und genügendem Sauerstoffzutritt wächst ein sol­ches Klümpchen in mit Zucker gesüßtem Tee zu einem weißlich durchscheinenden Ge­bilde unregelmäßiger Form mit schleimigem Äußeren heran. Bei weiterem Wachstum flacht es sich ab und nimmt schließlich die ganze Oberfläche des Gefäßes ein. Wenn die gesamte Flüssigkeitsoberfläche vom „Teepilz“ bedeckt ist, wächst der hellgrau durch­schimmernde Schirm verstärkt in die dritte Dimension und die Bezeichnung Bio“film“ passt dann eigentlich nicht mehr. Aus dem scheibenförmigen Gebildet wachsen lamellenähnliche Strukturen nach unten in die Kulturflüssigkeit. Mit der Zeit sinkt das ganze Aggregat tiefer in die Flüssigkeit ein. Unter Bei­behaltung der schleimigen Oberfläche nimmt es dabei eine immer dunklere, bräunlich-hellgraue Farbe an und wird außerordentlich zäh. Wenn die äußeren Bedingungen ungünstig werden, wenn z.B. in der Kulturlösung kein Zucker mehr enthalten ist, kann das Aggregat seine „Zusammenarbeit“ beenden und sich auflösen. Ein solcher Vorgang kann mit dem Sterben eines vielzelligen Organismus verglichen werden (vgl. Margulis 1997). Die einzelnen Mikroorganismen – Hefezellen und Bakterienzellen – müssen dabei nicht absterben. Isoliert sind sie jedoch nicht zu den gleichen Stoffwechselleistungen in der Lage wie im Verband. Wohl aber können sie unter günstigen Umweltbedingungen wieder zu einem neuen Verband zusammen treten. So gesehen ist eine Analogie zu den Keimzellen vielzelliger Organismen gegeben.

Abb. 10 Teepilz – Mikroskopische Aufnahme eines Schleimklümpchens mit Bakterien- und Hefezellen, ca. 400x (Foto W.Probst 2002)

Im Gegensatz etwa zur Flechtensymbiose, bei der es sich bei jeder „Flechtenart“ um eine ganz dezidierte Kombination einer oder weniger bestimmter Pilz- und Algenarten handelt, ist die Zusammensetzung des Kombuchaaggregates variabel. Auch das Kulturmedium hat Einfluss auf diese Zusammensetzung und damit auch auf die abgegebenen Stoffwechselprodukte und die Inhaltsstoffe  des Kombucha-Getränkes. Mit dem Kombuchatrank nimmt man jedoch immer neben den organischen Säuren, unter denen vor allem die Gluconsäure und die Glucuronsäure sich förderlich auf die Entgiftungsprozesse in der Leber auswirken sollen, auch lebende Hefe- und Bakterienzellen auf. Soweit sie verdaut werden, können daraus Vitamine z.B. der B-Gruppe freigesetzt werden. Wenn sie lebend in den Dünndarm gelangen, können sie sich günstig auf die Zusammensetzung und Wirkung der Darmflora auswirken. Gesundheitsfördernde und heilende Wirkungen sind damit vor allem im Zusammenhang mit einem starken Glauben durchaus möglich. Schädliche Wirkungen jedenfalls braucht man bei dem Genuss von Kombucha nicht zu befürchten, soweit das Getränk mäßig eingenommen wird. Bei einer mäßigen Dosierung dürfte der geringe Alkoholgehalt auch für Kinder nicht schädlich sein. Dasselbe gilt für den Säuregehalt. Im Gegenteil: Man kann sagen, dass das regelmäßige Vorhandensein von Essigsäurebakterien dafür sorgt, dass durch den niederen pH-Wert gefährliche Mikroben in dem Kombuchaaggregat kaum Fuß fassen können.

Der Kombuchatrank soll in China schon vor 2000 Jahren bekannt gewesen sein. Den Namen Kombucha führt man auf  die japanische Bezeichnung für Tee „Cha“ und für einen ebenfalls für Teezubereitung, Salate und Gemüse verwendeten Tang „Conbu“(Laminaria japonica) zurück. Außer in Ostasien hat der Teepilz und das mit seiner Hilfe gewonnene Gärgetränk  auch in Russland eine lange Tradition. Dies schlägt sich in Namen wie Teekwass, Kargasok-Teepilz, Fungojapon, Chinesischer Teepilz,  Japanischer Teepilz , Mandschurischer Pilz, Russische Blume, Russische Qualle, oder Wolgameduse nieder. Die sagenhaften Heilwirkungen des Getränkes werden durch Namen wie Heldenpilz, Champignon de la Charité oder Champignon de Longue Vie beschrieben.

Wissenschaftliche Untersuchungen des „Teepilzes“ begannen erst im 20. Jahrhundert. 1913 beschrieb Lindau in den Berichten der Deutschen Botanischen Gesellschaft über eine Teepilzkultur, die er von einem Herrn Dr. Gisevius aus dem Kurland erhalten hatte (Medusomyces gisevii Lindau). Bei der mikroskopischen Untersuchung  konnte Lindau  nur Hefepilze erkennen und so beschrieb er das Gebilde als „Medu­somyces Gisevii nov. spec. et  nov.gen.“ Noch im selben Jahr konnte der Botanikprofessor Lindner nachweisen, dass der Teepilz keine eigene Art ist, sondern vielmehr  aus einem Konglomerat verschiedener Bakterien- und Hefe-Arten gebildet wird. Als bakteriellen Hauptbestandteil isolierte er das Schleim-Essigbakterium Acetobacter xylinum und der wichtigste pilzliche Organis­mus konnte von ihm als der auch aus dem afrikanischen Hirsebier („Pombe“) bekannte Hefepilz Schi­zosaccharomyces pombe bestimmt werden. Weitere Hefepilze der Gattungen Torula, Torulopsis, Pichia, Candida, Saccharomycodes und Mycoderma konnte nachgewiesen werden. In den Jahren nach dem ersten Weltkrieg brachten aus Russland zurückkehrende Kriegsgefangene Teepilzkultu­ren mit. Die Herstellung des Teekwass wurde auch in Deutschland bekannt. In den 20er und 30er Jahren wurden erste wissenschaftliche Untersuchungen über die Stoffwech­selleistungen der Teepilz-Symbiose durchgeführt. Dabei konnten im Teekwass  Milchsäure, Essigsäure, Ethanol und auch Gluconsäure nachgewiesen werden. In einer neueren Untersuchung stellte Reiß ( 1987) die quantitative Zusammensetzung der Teepilz-Gärungsprodukte fest. Er konnte auch zeigen, dass das verwendete Substrat (Schwarztee bzw. Lindenblüten-, Pfefferminztee, Colagetränk und Bier) Einfluss auf die Zusammensetzung der Gärungsprodukte hat.

Unter natürlichen Bedingungen dürften ähnliche Mikrobenaggregate vermutlich überall dort vorkommen, wo zuckerhaltige Pflanzensäfte in größeren Mengen auftreten. Vor allem dürfte dies der Blutungssaft von Bäumen und anderen verletzten Gewächsen sein, eventuell auch Blüten mit reichlicher Nektarproduktion oder süße, große Früchte.

In der Literatur wird beschrieben, dass „Teepilze“ auch technisch genutzt wurden (Lindner 1917/ 1918 und Lakowitz 1928 nach Meixner 1983). Man ließ die Aggregate  meterdick und zentnerschwer werden und nutzte sie zur Herstellung von Handschuhleder und für Gasballonhüllen.

Sukkulente

Eine mögliche Anpassung von Pflanzen an trockene Standorte ist die Sukkulenz: Blätter oder Sprossachsen, seltener auch Wurzeln, können stark verdickt sein und ein sehr wasserhaltiges Gewebe aus großlumigen Zellen enthalten. Der Zellsaft weist meist eine schleimige Konsistenz auf, die vor allem von Polysaccharideden aus Glucose, Mannose, Galactose und Xylose sowie Aminosäuren und Carbonsäuren zustande kommt. Das Gel dient nicht nur der Wasserspeicherung sondern auch einer besonderen Form der Photosynthese, der CAM-Photosynthese (von Crassulacean Acid Metabolismus). Diese sukkulenten Pflanzen öffnen nachts ihre Spaltöffnungen und speichern CO2 in organischen Säuren, zum Beispiel Äpfelsäure. Tagsüber bleiben die Spalten geschlossen und das CO2 aus den Carbonsäuren wird freigesetzt und für die Photosynthese verwendet. Dadurch kann der Wasserverlust durch Transpiration stark eingeschränkt werden.

Abb. 11 Aloe aristata-Blatt mit schleimigem Inhalt (Foto W. Probst 2021)

Sukkulente kommen in vielen verschiedenen Pflanzenfamilien vor. Besonders bekannt sind Kakteen und Kakteen-ähnliche Euphorbien oder die Dickblattgewächse (Crassulaceae), deren Name schon auf ihr Blattsukkulenz hinweist. Auch bei den Lilienverwandten gibt es viele Blattsukkulente, zum Beispiel die Agaven und die Aloe-Arten. Besonders berühmt für ihren Blattschleim ist die Echte Aloe (Aloe vera). Die Pflanze wird seit dem Altertum medizinisch genutzt und gilt bis heute als medizinisches Wundermittel. Im Internet finden sich zahlreiche Angebote, die das Pflanzengel nicht nur zur äußerlichen Anwendung gegen Verbrennungen, Sonnenbrand, Mückenstiche, Ekzeme, Geschwüre, unreine Haut und Entzündungen aller Art empfehlen, sondern auch zur inneren Anwendung bei Husten, Sodbrennen, Diabetes, Allergien und Reizmagen bzw. Reizdarm. Entsprechend groß ist die Palette der Aloe-vera-Produkte.

Abb. 12 Aloe-Schleim (Foto W.Probst 2021)

Wie bei allen Wundermitteln und Allheilmittel ist auch hier Vorsicht geboten. Medizinische eindeutige Nachweise für die vielseitigen Heilwirkung gibt es nicht. Eine Verwendung des Gels bei zu trockener Haut kann sicherlich nicht schaden und zumindest die kühlende, Juckreiz stillende Wirkung bei Insektenstichen gilt auch als gesichert. Bei der innerlichen Anwendung ist Vorsicht geboten, denn der in den äußeren Blattgeweben enthaltene gelbliche Saft enthält Aloin, ein Stoff aus der Gruppe der 1,8-Dihydrohxyanthracene. Der bitter schmeckende Stoff ist möglicherweise krebserregend außerdem stark abführend.

Drosseln, die sich selber schaden

Turdus sibi ipse malum cacat“ (Die Drossel scheißt sich ihr eigenes Verderben) Römisches  Sprichwort

In alten Streuobstwiesen kann man Apfelbäume finden, die im Winter so grün sind wie Immergrüne. Auch Pappeln und Birken können sehr dicht mit Misteln (Viscum album) besetzt sein. Diese immergrünen Pflanzen wachsen nicht nur auf sondern auch in ihren Wirtsbäumen. Sie treiben ihre Wurzeln bis in das Holz ihrer Wirte und zapfen deren Wasserleitungsbahnen an. So gewinnen sie Wasser und Mineralstoffe, für die Produktion von Kohlenhydraten sorgt ihr eigener Fotosyntheseapparat in den grünen Blättern (Abb. 13).

Abb. 13 Misteln (Viscum album) auf Schwarz-Pappeln, Eriskircher Ried, 19.4.2014 (Foto W. Probst)

Misteln sind zweihäusig, d. h., eine Mistelpflanze trägt immer nur männliche oder weibliche Blüten. Allerdings können Misteln auch auf Misteln parasitieren. Wenn Parasit und Wirt unterschiedlichen Geschlechts sind, entsteht so der Eindruck einer einhäusigen Pflanze.

Abb. 14 Mistelpflanze (Viscum album) an Birke. Dank ihrer streng dichotomen Verzweigungen haben ältere Mistelpflanzen eine nahezu perfekte Kugelform (Foto W. Probst, 2016)

Geringer Mistelbesatz schadet einem Baum wenig. Aber sehr viele Misteln können dazu führen, dass der Wirtsbaum – vor allem bei niedrigen Temperaturen im Winter, wenn die Wasseraufnahme eingeschränkt ist – vertrocknet. Das ist dann allerdings auch das Ende seiner grünen Parasiten, aber diese haben sich in der Zwischenzeit schon stark vermehrt. Denn die Misteln haben eine sehr effektive Form der Samenverbreitung. In ihren weißen Beerenfrüchten ist normalerweise ein Same enthalten. Er ist eingebettet in einen zähen Schleim (Abb. 16). Die Früchte reifen im Spätherbst und bleiben bis zum Frühjahr, manchmal sogar bis zum Frühsommer erhalten. Die Beeren werden sehr gerne von Drosseln, vor allem von den danach benannten Mistel-Drosseln, gefressen. Die Samen werden aber nicht verdaut. Sie werden von den Drosseln wieder ausgeschieden, und auch ein Teil des zähen Schleims überlebt die Darmpassage. Solche ausgeschiedenen Mistelsamen mit Schleimfäden kann man bei genauer Beobachtung nicht selten an Ästen von Bäumen finden. Dieser biologische Zusammenhang war schon den Römern bekannt. Außerdem waren Drosseln schon im alten Rom eine beliebte Delikatesse und sie wurden mit Vogelleim gefangen, den man aus Mistelbeeren herstellte (meist allerdings aus der Eichenmistel Loranthus europaeus, die in Deutschland nur an wenigen Stellen vorkommt. Daher das römische Sprichwort).

Abb. 15 Mistelfrucht (Foto W. Probst 2016)

Kleinere Vögel wie Meisen fressen nur den äußeren, weniger klebrigen Teil des Fruchtfleischs und streifen den Samen mit seinem klebrigen Mantel an den Zweigen ab. In beiden Fällen werden die Samen so durch die Vögel an Zweige und Äste von Bäumen geklebt.

Im Übrigen war die Mistel schon in der Antike eine verehrte Heilpflanze, nicht nur bei Griechen und Römern, sondern auch bei Kelten (für Asterix-Fans: ein wichtiger Bestandteil des Zaubertrankes des Druiden Mirakulix). Die Verehrung spiegelt sich bis heute in dem vor allem in angelsächsischen Ländern beheimateten Brauch wieder, grüne Mistelzweige zu Weihnachten ins Zimmer zu hängen. Dass man sich unter solchen in Wohnungen aufgehängten Mistelzweigen küsst bzw. küssen darf, gehört in England und den Vereinigten Staaten zu den Weihnachtsbräuchen und hat seinen Ursprung vermutlich in heidnischer Vorzeit. In der modernen Heilkunde spielen vor allem die Mistellektine als mögliche Tumorhemmer und Stimulatoren des Immunsystems eine gewisse Rolle. Lektine sind Proteine oder Glykoproteine, die sich spezifisch mit Zellmembranen verbinden können und von dort biochemische Reaktionen auslösen.

Abb. 16 Der Schleim in der Mistelfrucht (Fotos W. Probst)

Früchte oder Samen, die klebrigen Schleim für ihre Verbreitung nutzen, kennt man auch von anderen Pflanzen. Ein gutes Beispiel sind die Früchte der Wegerich Pflanzen. Die meisten Pflanzen mögen es nicht so gerne, wenn man auf ihnen herum trampelt, nicht so – wie schon der Name sagt – die Wegeriche. Sie gedeihen gerade an solchen Stellen, an denen Konkurrenten durch Vertritt ausgeschaltet werden. Besonders trifft dies in unserer heimischen Flora auf den Breit-Wegerich zu. Man findet ihn fast nur auf Wegen oder anderen häufig begangenen und befahrenen Stellen.

Abb. 17 Gequollene Samen des Breit-Wegerichs (Plantago major) in wässriger Methylenblau-Lösung. Die Schleimhüllen nehmen die Farblöung nicht so schnell auf. (Foto W. Probst 2010)

Ab Juli kann man seine Früchte finden. Es sind Kapseln, die sich an langen Ähren entwickeln. Wenn sie reif sind, löst sich ein Deckel ab und die Samen werden ausgestreut. Die Samen sind von einer Klebschicht umgeben, die allerdings erst klebt wenn sie nass wird – ähnlich wie der Kleber auf der Rückseite einer Briefmarke. In diesem Zustand hat sie ausgezeichnet an Hufen aber auch an Schuhen. Das ist ein Grund dafür, dass der Breit-Wegerich heute auf der ganzen Erde anzutreffen ist. Nach der Besiedelung durch weiße Siedler kam die Pflanze auch nach Nordamerika. Wo die Siedler mit ihren Planwagen und Tieren ihre breiten Spuren hinterlassen hatten, breitete sich die vertrittfeste Pflanze aus und weitere Siedlerkarawanen schadeten ihr nicht. Den Indianern galt diese Pflanze bald als Zeichen der Kolonisten und sie nannten sie „Fußspur des weißen Mannes“ (Abb. 18).

Abb. 18 Breit-Wegerich in Pflasterfuge (Foto W. Probst 2019)

Schleimige Samen werden vom Menschen traditionell in Heilkunde und Medizin genutzt. „Flohsamen“ werden aus den Samenschalen der Wegerich Arten Plantago indica  und Plantago  afra hergestellt und dienen wegen ihrer wasserbindenden Eigenschaften der Verdauungsregulation. Sie werden sowohl bei Verstopfung als auch bei Durchfall eingesetzt. Leinsamen sind ein altbekanntes Mittel gegen Verstopfung. Eine ganz hippe neue Schleimspeise sind Chia-Samen (von der mexikanischen Salvia hispanica), die zum Beispiel als Brotzusatz oder in Müsli-und Joghurtspeisen Leinsamen mittlerweile an Popularität übertreffen. Auch die traditionelle Krankenmahlzeit „Schleimsuppe“ aus Haferflocken erhält ihre schleimige Konsistenz aus den Schleimstoffen der zu Flocken gewalzten Haferkörner.

Schneckenschleim

Abb. 19 Spanische Wegschnecken (Arion vulgaris) bei der Paarung (Foto W. Probst 9.2000)

Schneckenschleim ist zäh und klebrig. Besonders haftstark ist der Schleim der Spanischen Wegschnecke. Das erfährt man, wenn man ein solches Schneckentier mit der Hand von Pflanzen absammelt. Der Reiz stimuliert die Nacktschnecke zur Schleimproduktion. Dieser Schleim ist nicht nur besonders zäh, er enthält auch Bitterstoffe. Natürliche Schneckenfresser wie Kröten und Igel halten sich deshalb bei Spanischen Wegschneckten zurück. Gartenbesitzern sind diese Schnecken ein Graus, denn sie können besonders in feuchten Sommern in solchen Massen auftreten, dass man kaum eine Chance hat, ein Gemüsebeet anzulegen, da alle Setzlinge oder Keimlinge sofort abgefressen werden. Salatpflanzen, Zucchini und Kohlrabi werden ebenso vertilgt  wie Basilikum und Rucola oder Zierpflanzen, vor allem Lilienverwandte.

Mit ihrer Raspelzunge können die Schnecken nicht nur Pflanzenblätter im Nu klein raspeln, sie vertilgen alle möglichen Arten von organischem Abfall und sie schrecken auch vor Kannibalismus nicht zurück. Um ihre Pflanzen zu schützen, gehen Gartenbesitzer mit Messern, Scheren, Salz oder Fallen auf Schneckenjagd. Das giftige Schneckenkorn wirkt anziehend auf Schnecken und führt bei Verzehr zu einem schleimigen Tod. Da der enthaltene Wirkstoff Methiocarp ein gefährliches Nervengift ist, dass nicht nur alle Arten von Schnecken tötet, sondern auch für andere Tiere und für den Menschen gefährlich werden kann, wurde seine Zulassung als Molluskizid in der EU im Oktober 2013 und generell 2019 zurückgenommen.

Die reizabhängige Schleimproduktion der Spanischen Wegschnecken wird seit einiger Zeit genutzt um medizinische Produkte zu testen, die für Schleimhäute – zum Beispiel bei Augenuntersuchungen – eingesetzt werden sollen. Die Wegschnecke dient als Tiermodell, um chemische Substanzen auf ihre Verträglichkeit zu untersuchen. Je mehr Schleim abgegeben wird, desto stärker ist der Reiz.

Daran kann man schon erkennen, dass der Schleim der Schnecken eine Schutzfunktion hat. Er hält Fressfeinde ab, aber er enthält auch bakterizide und fungizide Wirkstoffe. Für die kriechende Fortbewegung hat er eine wichtige Funktion, indem er als Gleit-und Haftmittel wirkt: Im Ruhezustand ist das Schleimgel ziemlich fest und klebrig. Wirken Scherkräfte ein, geht es in einen flüssigeren, gleitfähigen Zustand über. Dadurch kann die Schnecke durch die Muskelbewegungen die physikalischen Eigenschaften dieses Schleims nach ihrem Bedarf variieren. Die wellenförmig von vorne nach hinten über die Unterseite laufenden Muskelkontraktionen ermöglichen eine gleitende Fortbewegung. Allerdings bleibt dabei immer eine gewisse Schleimmenge am Untergrund haften, weshalb ständig Schleim nachproduziert werden muss. Das bedeutet einen ziemlichen Material- und Energieaufwand und vor allem einen großen Flüssigkeitsbedarf: Wird es zu trocken, „geht den Schnecken der Schleim aus“.

Wichtiger Bestandteil des Schneckenschleims sind die Faserproteine Kollagen und Elastin. Kollagen besteht aus drei umeinander gewundenen Polypeptidketten und kommt bei allen Stämmen der vielzelligen Tiere vor, Elastin bildet ein Netzwerk aus Proteinfäden die über die Aminosäure in Lysin vernetzt sind. Im Gegensatz zu Kollagen ist Elastin dehnbar. Beide Stoffe kommen auch im Bindegewebe der Wirbeltiere vor und sie sind für eine straffe, faltenfreie Haut verantwortlich. Die äußerliche und innerliche Anwendung von Schneckenschleim als Schönheits- und Anti-Aging-Mittel hat deshalb Konjunktur.

Spitzen-Schleimer: Die Schleimaale

Abb. 19 Atlantischer Schleimaal (Myxine glutinosa) (Grafik W. Probst 2021)

„Es wimmelten dort in krausen Gemisch, zu hässlichen Klumpen geballt“ die Schleimaale, so könnte man mit einer Verszeile aus Schillers Taucher die Lebensumstände der atlantischen Neunaugenverwandten Myxine glutinosa beschreiben. Die fischähnlichen Lebewesen mit aalförmigen Körper aus der Gruppe der Kieferlosen (Agnatha) haben ihr Erscheinungsbild in den letzten 300 Millionen Jahren kaum verändert. So gesehen sind sie ein Erfolgsmodell der Evolution.

Lange Zeit galten Schleimaale oder Inger – es sind rund 80 Arten beschrieben –  als Schädlinge, vor allem für die Grundnetzfischerei. Sie fressen die gefangenen Fische an und machen den Fang dadurch unbrauchbar. Andererseits spielen sie im Ökosystem der Tiefsee eine wichtige Rolle bei der Aufbereitung von Abfallstoffen, vor allem großer Kadaver. Sie wurden deshalb als „Totengräber der Tiefsee“ bezeichnet. Wirtschaftliche Bedeutung hat seit einiger Zeit die Haut der Schleimaale, da sie zur Lederherstellung verwendet („Aalleder“) werden kann. In Ostasien werden Schleimaale auch als Speisefisch genutzt. Vor allem im  Westen der USA wird Aalleder in größerer Menge produziert. Die Schleimaale werden von LKWs zu den Lederproduktionsstätten gefahren. So kam es wohl 2017 in Oregon zu einem Verkehrsunfall mit einem solchen Schleimaal-Transporter, bei dem 3,4 t dieser Tiere auf die Straße gerieten und alles mit ihrem Schleim überzogen. Von ProSieben wurde ein Video dieses Unfalls in der Hoffnung auf Werbeeinnahmen ins Netz gestellt , auch in National Geographic wurde der Unfall beschrieben.

Walkadaver in der Tiefsee mit Schleimaalen (Grafik W. Probst 2021)

Der Schleimaal-Schleim ist ein ganz besonderer Glibber und deshalb ist er in den Fokus der Wissenschaft geraten. Einmalig ist seine extrem hohe Wasserspeicherfähigkeit. In gequollenem Zustand bestehen nur 0,004 Gewichts% des Schleims aus Proteinen und Polysacchariden, der Rest ist Wasser. Eine weitere Besonderheit ist, dass er nicht nur Mucine sondern 15-30 cm lange Proteinfäden enthält, die Ähnlichkeiten mit der Spinnenseide aufweisen und wie diese eine extrem hohe Reißfestigkeit besitzen. Produziert werden diese beiden Schleimbestandteile in speziellen Drüsen in zwei verschiedenen Zelltypen, die entweder den Proteinfaden oder das Mucin produzieren. Über Poren werden diese beiden Bestandteile gleichzeitig ins Wasser ausgestoßen, mit dem sie sofort interagieren und zu gewaltigen Schleimmassen aufquellen. Potenzielle Anwendungsgebiete wären zum Beispiel neue, biologisch abbaubare Polymere, Gele als Füllmaterial und Mittel, um Blutungen bei Unfallopfern und Chirurgie-Patienten zu stoppen. Die Hoffnung, den Schleim exakt nachbilden zu können, sind bis jetzt allerdings gering, da seine genaue Zusammensetzung und Bildung sehr komplex erscheinen. Aber eventuell könnte das Prinzip nachgebildet werden und dann Stoffe ergeben, die ähnliche Eigenschaften haben.

Eine weitere Besonderheit des Schleimaals ist erwähnenswert: Nachdem er sich durch Schleimausstoß seine Gegner vom Hals gehalten hat, besteht für ihn nun das Problem, seinen eigenen Schleim wieder loszuwerden. Dabei nützt ihm seine große Beweglichkeit und Biegsamkeit: Er kann in seinen Schlangenleib einen Knoten machen, diesen lässt er dann langsam vom Schwanz bis zum Kopf wandern und streift damit den Schleim ab.

Schleimhäute

Abb. 21 Aufbau der menschlichen Mundschleimhaut (Grafik W. Probstb 2021)

In der Medizin werden als „Schleimhäute“ die Schutzschichten bezeichnet, die innere Organe auskleiden, zum Beispiel die Verdauungsorgane, die Atmungsorgane und die Geschlechtsorgane. Im Gegensatz zur äußeren Haut besitzen Schleimhäute fast keine Hornschicht und keine Haare dafür meist Schleimdrüsen oder einzelne Zellen, die Schleim abgeben also Mucine produzieren. Sie sind aufgebaut aus einer ein-oder mehrzelligen Epithelzellenschicht, einer Bindegewebsschicht und teilweise auch noch einer Muskelschicht. Die Epithelzellen können zur Oberflächenvergrößerung kleine Ausstülpungen (Mikrovilli) tragen oder auch mit Cilien besetzt sein (Wimpernepithel). Durch die enge Verbindung mit dem Lymphsystem haben Schleimhäute eine wichtige Schutzfunktion gegen eindringende Krankheitserreger.

Der Mundspeichel wird in unterschiedlicher Zähigkeit von kleinen Speicheldrüsen in der Mundschleimhaut und von den großen Speicheldrüsen Ohrspeicheldrüse, Unterzungendrüse und Unterkieferdrüse gebildet, bei einem erwachsenen Menschen am Tag im Durchschnitt etwa ½ L. Die schleimigen Bestandteile sind Mucine, außerdem enthält der Mundspeichel das Kohlenhydrate-Verdauungsenzym Ptyalin, Ca-,Na- K- und Cl-Ionen. Antikörper (Immunoglobulin A), Laktoferin, Lysenzym und Histatin Er wirkt antiseptisch und wundheilend, weshalb es sehr wirkungsvoll ist, seine Wunden zu lecken.

Aber auch Krankheitserreger können durch Speichel übertragen werden. Deshalb ist das Auf-den-Boden-Spucken zu vermeiden und in manchen Ländern verboten, anderenorts aber auch durchaus verbreitet, zum Beispiel in China und in Indien. Früher war das Spucken auch in Mitteleuropa üblich, auf Bahnhöfen wurden Spucknäpfe aufgestellt und in Zugabteilen fand man das Schild „Nicht auf dem Boden spucken!“

Das Ausspucken ist in Indien und Südostasien oft mit dem Kauen von Betel verbunden. Für einen als“Pan“ bezeichneten Betelbissen werden die kleingehackten Arekanüsse der Betelpalme (Areca catechu) mit Löschkalk in ein Blatt des Betelpfeffers (Piper betle) gewickelt, zur Abmilderung des bitteren Geschmacks werden meist einige Gewürze wie Pfefferminze oder Lakritze zugefügt. Die Mischung wird etwa eine Viertelstunde gekaut. Das führt zu einer starken Anregung des Speichelflusses und zu einer intensiven Rotfärbung des Speichels durch die in der Arekanuss enthaltenen Phlobatannine. Überflüssige Flüssigkeit wird ausgespuckt – auf dem Boden und an Wänden und Mauern kann man überall die roten Flecken erkennen. Die Wirkung der enthaltenen Alkaloide ist so ähnlich wie die von starkem Kaffee.

Ein verwandter Brauch ist das Kauen von Tabak. Beim Schnupftabak werden dagegen die Nasenschleimhäute zur Aufnahme des Nikotin genutzt. Das durch den Schnupftabak ausgelöste Niesen ist ein Teil des Genusses und ein großes Schnupftuch gehört dazu. Früher waren solche Stofftaschentücher auch für das Schneuzen bei normalem Erkältungsschnupfen sehr üblich und ein beliebtes Verlegenheitsgeschenk bei Geburtstagen. Erst durch den Siegeszug der Papiertücher sind die Stofftaschentücher zur Aufnahme des Nasenschleims weitgehend verschwunden.

Ein genetisch bedingte Schleimkrankheit ist die Mukoviszodose oder Cystische Fibrose (CF). Bei den Schleim absondernden Zellen funktionieren Chloridkanäle in der Zellmembran nicht mehr richtig, da in dem für das Zellkanal-Protein zuständigen Gen eine Mutation aufgetreten ist. Dadurch wird der osmotisch bedingte Wasseraustritt von den umgebenden Zellen in den abgesonderten Schleim gebremst und der Schleim bekommt eine sehr zähe Konsistenz. Dies betrifft nicht nur Nasenschleimhäute und Bronchien sondern auch Sekrete der Bauchspeicheldrüse, der Leber (Gallen), der inneren Geschlechtsorgane, der Speiseröhre, des Darms und der Schweißdrüsen. Die Folge sind Funktionsstörungen unterschiedlichster Art. Die Symptome der Krankheit zeigen sich bereits in der frühen Kindheit und die Krankheit ist unheilbar und führt meist über kurz oder lang zum Tode.

Bei Menschen liegt das mutierte Gen auf dem langen Arm von Chromosom 7. Bisher sind über 2000 verschiedene Mutationen dieses Gens bekannt, das auch CFTR-Gen genannt wird (Cystic Fibrosis Transmembran Conductance Regulator bezeichnet das transmembrane Kanalprotein). Die häufigste Mutation ist eine Punktmutation, die zu einem fehlen der Aminosäure Phenylalanin an Position 508 des CFTR-Proteins führt.

In Europa kommt auf 2000 Geburten ein Fall von Mukoviszidose. Die Krankheit wird autosomal rezessiv vererbt. Dank verbesserter Therapiemöglichkeiten hat sich die Überlebensrate von Mukoviszidose-Patienten in den letzten Jahrzehnten deutlich verbessert. Aus evolutionsbiologischer Sicht ist es verwunderlich, dass sich die krankheitserregenden Allele dieses Gens sich in so hoher Konzentration in der Population erhalten haben. Das kann man sich eigentlich nur durch einen Selektionsvorteil des heterozygoten Genotyps erklären. Möglicherweise besteht bei den Heterozygoten eine höhere Resistenz gegen Tuberkulose.

Neben der symptomatischen Behandlung wird seit einiger Zeit auch versucht, ein gesundes Gen in die Zellen einzubauen, dass dann für die Produktion eines funktionsfähigen CFTR-Gens fungiert (Gentherapie). Bisher gibt es bei diesen Versuchen aber noch keine funktionierenden Ergebnisse. Eine weitere Möglichkeit wäre eine Behandlung mit entsprechender mRNA, die dann direkt an Ribosomen in die richtigen Proteine translatiert werden könnte. Auch hier liegen bisher (2021) noch keine positiven Ergebnisse vor.

Zum Schluss

Unser Weg auf biologischen Schleimspuren ist nun erst einmal zuende, aber natürlich wäre noch vieles zu entdecken, zum Beispiel

  • die schleimigen Netze der Myxogastria, die sich in Labyrinthen zurecht finden und die effektivsten Verbindungen zu verschiedenen Nahrungsquellen finden, und die deshalb sogar menschlichen Netzwerkplanern als Vorbild dienen;
  • der Schleim der Amphibien, der ihre fast unverhornte Haut vor Austrocknung schützt aber auch giftige Substanzen zur Feindabwehr einhalten kann und ihre Eier mit einer glibberigen Hülle umgibt;
  • die Bedeutung von Schleimstoffen bei der Fortpflanzung;
  • die verschiedenen Schleimstoffe in unseren Speisen, von Haferschleimsuppe und Chiamüsli, Remoulade und Hering in Aspik bis zu glibberigem Kaviar und schleimigen Austern.

Vielleicht haben Sie Lust auf weitere Entdeckungen? Die Internetslinks eröffnen einige Möglichkeiten.

Abb. 22 Grasfrosch mit Laich, 11.3.2017 (Foto W. Probst)

Quellen

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