биолози

Забелязали ли сте как една хапка топъл черешов пай изпълва устата ви със сладост, но точно това парче от хладилника не е чак толкова примамливо? Учените признават реалността на това явление, но механизмът зад него все още не е бил добре разбран.

Ученето

Използвайки плодови мухи като тестове, изтъкнатият професор от Калифорнийския университет в Санта Барбара, Крейг Монтел, е открил процес, отговорен за този факт. Екипът на Монтел, състоящ се от Qiaoran Li, Nicolas DeBeaubien и Takaaki Sokabe, установи, че ниските температури потискат същността на сладкия вкус. Тези състояния обаче не засягат самите неврони със сладък вкус. По-скоро те действаха чрез други сензорни клетки чрез протеин, открит първоначално за откриване на светлина в окото.. Въпреки това светлината не променя възприятието за свежест в сладките храни. Резултатите се появяват в научното списание Current Biology.

„Същността на храната се влияе от не само химическия й състав“, казва Монтел, почетен професор на Дъган в катедрата по молекулярна, клетъчна биология и развитие. "Вече знаем, че ниските температури намаляват възприемането на сладостта при хората." Той и колегите му се чудеха дали това важи и за плодовите мухи и ако да, какви са основните механизми?

Екипът установи значителна разлика в интереса на плодовите мухи към храненето между 23 градуса по Целзий (73,4 ° по Фаренхайт) и 19 ° C (66,2 ° F). Въпреки това, те не регистрират никаква разлика в активността на невроните със сладък вкус на мухите, въпреки промяната в поведението.

"Тъй като температурата не влияе пряко върху невроните със сладък вкус, тя трябва да влияе върху други видове клетки, които след това косвено влияят върху склонността към консумация на захар", отбеляза Монтел.

Сладкият вкус на мухите

Плодовите мухи откриват захар с вид неврон на вкуса. Друг тип неврони откриват горчив вкус, а механосензорните неврони откриват структурата на храната, като жилавост. Усещането за температура обаче не е толкова просто.

Както невроните с горчив вкус, така и механосензорните неврони също участват в засичането на ниска температура. Само ако и двете са активни, мозъкът интерпретира това като сигнал за студ.

Всички тези стимули изглежда намаляват желанието на насекомото за храна, обясни Монтел. Горчивите съединения започват невроните с горчив вкус, които казват на мухата да спре да се храни. Твърдите храни активират механосензорните неврони, които също казват на мухата да спре да се храни. А студените температури активират и двете със същия ефект.

Протеинът, наречен родопсин 6, е от основно значение за този отговор. Родопсините се свързват най-често със зрението, но през последните години групата на Монтел свързва родопсините с различни други сетива.. Всъщност, само няколко седмици по-рано лабораторията на Монтел публикува първото проучване, свързващо различни членове от този клас протеини с химически вкус.

"Невроните с горчив вкус изразяват този родопсин, наречен Rh6, и ако го премахнете, ниските температури вече не потискат сладкия вкус", каза той.

Без Rh6 ниските температури вече не активират неврони, които откриват горчив вкус и ниска температура. И тъй като усещането за студ изисква активиране на множество и различни видове неврони, загубата на Rh6 пречи на мухата да разпознае ниската температура, като по този начин елиминира загубата на привличане към сладките храни.

Изводите

"Изненадата беше да открием, че това са наистина другите неврони, а не невроните със сладък вкус, чиято активност се увеличава", Монтел каза, "и че студеното активиране на други неврони косвено потиска невроните със сладък вкус.".

Невроните със сладък вкус все още се активират от захарите при ниски температури; обаче активирането на тези други неврони от по-ниска температура потиска комуникацията между невроните, откриващи сладкия вкус и мозъка на насекомото. Това вероятно се постига чрез инхибиторен невротрансмитер, освободен от горчиви/студено активирани неврони.

Що се отнася до това защо плодовите мухи избягват храна в студено време, Монтел подозира, че това се дължи на техния метаболизъм.

Метаболизмът на плодовите мухи и следователно хранителните им нужди се влияят от температурата. По-ниските температури означават по-бавен метаболизъм и по-малка нужда от храна. И като цяло, ако храната е студена, мухата също.

Всъщност времето за инкубация на мухата, т.е. времето, необходимо на едно яйце да стане възрастна муха, се удвоява от 10 дни до 20, когато температурата спадне от 25 до 18 градуса по Целзий. „Всичко се забавя - каза Монтел, - и затова яденето му е намалено. Не искате да ядете същото количество, когато метаболизмът ви се забави. " Това обяснение не е валидно за топлокръвни животни като хората, дори когато проявяваме подобно поведение.

Бъдещето

В бъдеще Монтел и първият автор Qiaoran Li планират да проучат допълнително механично-сензорния аспект на хранителната същност, като разгледат как размерът на частиците влияе върху хранителното поведение.. Като пример той предлага ясната разлика между пресен сладолед и замразен сладолед. Въпреки че имат еднаква температура и химичен състав, повечето хора предпочитат сладолед, който не е разтопен и замразен като блок.

Обмисляйки изненадващата констатация, Монтел коментира: "Чудесно е, че очакванията ви са погрешни, стига да можете да определите кое е правилно.".

Дата: 23 април 2020 г.

Източник: Калифорнийски университет - Санта Барбара

Източник на историята:

Материали, предоставени от Калифорнийския университет - Санта Барбара. Оригиналът е написан от Харисън Тасоф. Забележка: съдържанието може да е редактирано със стил и дължина.

Справка за публикацията:

Qiaoran Li, Nicolas A. DeBeaubien, Taaaki Sokabe, Craig Montell. Интеграция на температурата и сладкия вкус при дрозофила. Текуща биология, 2020; DOI: 10.1016/j.cub.2020.03.066

Забележка: Институтът по нутригеномика не носи отговорност за мненията, изразени в тази статия.