Un estudio muestra que las decisiones sobre la dilema de alimentos requieren información sobre el sabor

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¿Qué puede enseñarnos la mosca de la fruta sobre el sabor y cómo los productos químicos hacen que nuestras papilas gustativas reconozcan los sabores dulce, ácido, amargo, umami y salado? Mucho, según los investigadores de la Universidad de California, Riverside, que publicaron un estudio que explora el sentido del gusto del insecto.

“El comportamiento de alimentación de los insectos afecta directamente a los humanos de muchas maneras, desde mosquitos portadores de enfermedades que buscan sangre humana hasta parásitos cuyos apetitos pueden devastar el sector agrícola”, dijo Anupama Dahanukar, profesor asociado de biología molecular, celular y de sistemas, que dirigió el estudio. que aparece en el Journal of Neuroscience. “La forma en que se organizan las neuronas gustativas de los insectos y cómo funcionan es fundamental para una comprensión más profunda de su comportamiento alimentario”.

La mosca de la fruta tiene múltiples órganos del gusto en todo el cuerpo para detectar sustancias químicas, llamadas saborizantes, que indican si un alimento es agradable al paladar o dañino. Sin embargo, todavía no está claro cómo las neuronas individuales de cada órgano del gusto actúan para controlar la nutrición. Para explorar esta pregunta, el equipo de Dahanukar utilizó la faringe de las moscas como modelo para estudiar si la información del sabor regula el consumo de azúcar y aminoácidos a nivel celular.

Dahanukar explicó que los animales dependen en gran medida del sentido del gusto para tomar decisiones de alimentación, como consumir alimentos nutritivos y evitar los tóxicos.

“En los mamíferos, la información del gusto está codificada por células especializadas que se encuentran en las papilas gustativas de la lengua”, dijo. “Los receptores gustativos expresados ​​en estas células pueden detectar diferentes sustancias químicas. Las diferencias moleculares y funcionales en los receptores expresados ​​en diferentes células permiten el reconocimiento de diferentes sabores, como salado, ácido, dulce, amargo o umami”.

Varios estudios nuevos sobre moscas indican que las neuronas gustativas individuales pueden detectar compuestos que pertenecen a más de una categoría gustativa, lo que plantea interrogantes sobre los distintos roles de comportamiento de las neuronas gustativas individuales. Si muchas clases de neuronas del gusto son activadas por el azúcar, por ejemplo, ¿cómo afecta la activación de una sola clase de neuronas del gusto al comportamiento?

El equipo de Dahanukar respondió a esta pregunta mediante la ingeniería genética de una mosca en la que solo está activa una clase definida de neuronas faríngeas. Luego, el equipo probó esta mosca en varios experimentos de alimentación para comprender lo que puede y no puede hacer con respecto a los animales que tienen todas las neuronas gustativas intactas.

“Descubrimos que las neuronas de un solo gusto son capaces de responder y activar respuestas conductuales a más de una categoría de sabores: dulces y aminoácidos en nuestro estudio”, dijo Yu-Chieh David Chen, primer autor del artículo de investigación. “También encontramos que una sola categoría de sabores, los aminoácidos de nuestro estudio, pueden activar múltiples clases de neuronas gustativas”.

El equipo también probó moscas que no tenían neuronas gustativas funcionales. Estas moscas no pudieron tomar decisiones de alimentación correctas, independientemente de la elección de alimentos, ya fueran dos estímulos atractivos, uno atractivo y otro aversivo, o uno nutricional y el otro no nutritivo.

Los investigadores encontraron que las decisiones sobre la elección de alimentos no se pueden tomar en ausencia de información sobre el sabor; esto último es esencial para garantizar una elección adecuada de los alimentos y un comportamiento alimentario adecuado. Además, las moscas que tenían neuronas faríngeas de sabor dulce como su única fuente de entrada de sabor fueron consistentemente capaces de seleccionar alimentos más apetitosos.

“En conjunto, nuestros resultados apoyan la existencia de un sistema de codificación combinatoria, en el que múltiples neuronas coordinan la respuesta a cualquier saborizante”, dijo Dahanukar.

El estudio es el primero en probar directamente el impacto de la pérdida de todas las neuronas del gusto en las respuestas conductuales a los sabores de diferentes categorías. También es el primero en probar si una sola clase de neuronas gustativas es suficiente para la elección de alimentos y el comportamiento alimentario.

“Junto con muchos otros estudios recientes en el campo, nuestro trabajo también nos invita a revisar algunas ideas establecidas sobre cómo se organiza el sabor de los insectos”, dijo Dahanukar. “En lugar de codificar sabores como en los mamíferos, las moscas parecen codificar una combinación de valencia (atractivo versus aversión) e identidad sabrosa”.

Su equipo predice que conocer cómo funcionan las neuronas gustativas en las moscas facilitará los estudios en insectos de mayor importancia para la salud o la agricultura.

“Estamos construyendo herramientas para hacerles a los mosquitos el mismo tipo de preguntas”, dijo Dahanukar. “Dichos estudios podrían ofrecer objetivos potenciales para manipular los comportamientos alimentarios de parásitos o vectores de enfermedades en las estrategias de vigilancia o control”.

Reconoció que su laboratorio solo evaluó una neurona del gusto dentro del sistema que creó, con muchas más para estudiar.

“Nos interesa comprender qué perciben estas neuronas y cómo actúan, individualmente y como parte de un grupo, para controlar los parámetros que conducen a la promoción o cese de la ingesta de alimentos”, dijo Vaibhav Menon, estudiante de posgrado en el laboratorio de Dahanukar es coautor del estudio.

El equipo planea aplicar algunas de las mismas estrategias para estudiar cómo se controla la conducta alimentaria en los mosquitos.

El estudio fue apoyado por la Fundación Whitehall, los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU. Y la Estación Experimental Agrícola de la UCR. Chen era un estudiante investigador internacional del Instituto Médico Howard Hughes de la UCR.

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