Rozătoarele și muștele fructelor par să poată simți substanțele nutritive chiar și atunci când nu pot gusta din alimentele pe care le consumă. Acum, cercetătorii încearcă să-și dea seama cum.

Francie Diep
22 aprilie 2013

WIKIMEDIA, TIIA MONTO Oamenii de știință au conceput muște de fructe care nu pot gusta zahăr și, la început, insectele nu vor arăta nici o preferință între apa de zahăr și apa simplă. Dar după 15 ore fără hrană, muștele încep să aleagă apa cu zahăr, simțind aparent faptul că lichidul conține calorii care susțin viața, chiar dacă nu pot gusta nimic.

sensing

„Simt caloriile într-un mod care este cumva independent de gustul caloriilor în sine”, a declarat Ivan de Araujo, neurobiolog la Universitatea Yale.

Experimentul descris mai sus, publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences în 2011, este doar un exemplu al mai multor studii recente care au descoperit că șoarecii, șobolanii și muștele fructelor au senzori, separați de papilele gustative, pentru a detecta nutrienții. Nu este doar o problemă de a te simți plin, a spus de Araujo. Adică, animalele nu par să reacționeze la întinderea stomacului, la eliberare.

Astfel de senzori de nutrienți pot servi ca un eșec evolutiv, ajutând animalele să detecteze ce este bine să mănânce, chiar dacă papilele gustative nu prea primesc mesajul, a spus Tony Sclafani, care conduce Laboratorul de comportament și nutriție de hrănire de la Brooklyn College. De exemplu, senzorii ar putea funcționa pentru anumite amidonuri care nu au arome puternice, dar oferă totuși calorii utile pentru corp, a spus el. „Încercăm totuși să descoperim mecanismele, darămite semnificația evoluției”, a avertizat el.

Recent, însă, oamenii de știință au fugit pentru a descoperi indicii cu privire la acest mecanism. În noiembrie anul trecut, de exemplu, o echipă din Texas A&M a publicat o lucrare în Cell care a descoperit că un anumit receptor din muștele fructelor neuronii creierului acționează ca un senzor de fructoză, atât îndemnând muștele să mănânce când le este foame, cât și să nu mai mănânce când le este. deplin. Și luna trecută, o echipă de la Universitatea din New York a găsit o proteină în neuronii din muștele fructelor care ar putea funcționa în sensibilitatea la glucoză și galactoză, permițând muștelor să învețe să aleagă zahărul real în locul unui îndulcitor care nu oferă nicio nutriție.

Sclafani a recunoscut pentru prima dată că senzorii de nutrienți funcționau independent de gust la începutul anilor 2000, când a decuplat ceea ce șobolanii simțeau în gura lor de ceea ce simțeau în stomac prin implantarea de catetere pentru a furniza soluții direct în stomacul animalelor. El și echipa sa au dat apoi șobolanilor infuzii fie cu o soluție calorică de glucoză, fie cu apă simplă, atunci când animalele s-au lăsat în sticle de apă pline cu diferite arome de Kool-Aid fără calorii. Indiferent de aromele pe care cercetătorii le-au asociat cu infuzii de glucoză, a devenit rapid preferatul șobolanilor.

În 2008, de Araujo a publicat rezultate similare la șoareci knockout trpm5, care nu pot gusta zaharoză. Deși nu au putut gusta gustul dulce, șoarecii au preferat cu tărie soluțiile de zaharoză. De Araujo a descoperit că zaharoza induce eliberarea de dopamină în creierul șoarecilor, o recompensă neuronală pe care oamenii de știință o asociau anterior cu arome dulci, dar nu cu aportul de nutrienți. Anul trecut, de Araujo a analizat efectul aportului de grăsimi și a găsit aceeași eliberare de dopamină independentă de gust.

Dar, deși influența dopaminei și a căilor de recompensare din creier pare clară, cercetătorii nu au reușit încă să identifice senzorul real din intestine responsabil de medierea acestui al șaselea sens pentru nutriție. Sclafani a investigat posibilitatea ca CD36, un receptor candidat pentru degustarea grăsimilor care apare pe limbă, precum și în intestine, să joace un rol, dar șoarecii knock-out CD36 încă învață să prefere infuziile cu ulei de soia livrate prin cateter decât infuziile cu ulei non-nutritiv . Alte grupuri au examinat diferiți senzori de gust din gură care apar și în alte părți ale corpului și au întâmpinat o dezamăgire similară.

Când au apărut primele lucrări care arătau că muștele fructelor preferă și soluțiile nutritive independent de gust, organismul model a deschis ușa tehnicilor genomice care sunt mai greu de realizat la șobolani și șoareci. Într-o lucrare publicată pe 31 martie în Nature Neuroscience, Greg Suh și colaboratorii săi de la Școala de Medicină a Universității din New York au efectuat un ecran la nivelul întregului genom, căutând muște de fructe care nu au reușit să învețe să prefere D-glucoză metabolizabilă decât L-nemetabolizabilă glucoza, care are gust dulce. Cu alte cuvinte, au căutat muște ale căror senzori nutritivi au fost rupți.

Echipa a găsit o tulpină de muște care a preferat în mod constant soluții mai dulci, indiferent dacă amestecurile au fost făcute cu D-glucoză sau L-glucoză. Muștelor le lipsea o genă, pe care cercetătorii au numit-o „cupcake”, care codifică o proteină activă în anumiți neuroni ai creierului, numiți neuroni R4, implicând celulele ca un posibil senzor nutritiv - posibil prin detectarea directă a prezenței glucozei în insecte. hemolimfa, versiunea cu sânge, sugerează Suh. Alternativ, celulele ar putea fi un jucător din aval într-o serie de neuroni implicați în detectarea hemolimfei glucozei, a remarcat el.

Dacă oamenii au sau nu un simț similar rămâne o întrebare deschisă. Unele studii au constatat că oamenii învață să prefere versiunile nutritive ale sucurilor și sorbeturilor în locul soiurilor fără calorii, dar alte studii nu au arătat niciun efect, potrivit unei revizuiri publicate în Fiziologie și comportament în iunie anul trecut.

Indiferent, este clar că pentru cel puțin unele specii, există mai multe satisfacții ale consumului de mâncare decât arome. „Ce zici de cealaltă jumătate? Dar caloria? " Spuse Suh. „Acest lucru a fost trecut cu vederea de mulți ani”.