27 marzo 2023.- Los investigadores han descubierto un tipo completamente nuevo de receptor del sabor que permite a las moscas de la fruta ( Drosophila melanogaster ) detectar sustancias alcalinas, aquellas que tienen un pH alto, y evitar comidas y superficies tóxicas. Encontrar un nuevo receptor del gusto en un animal tan bien estudiado es inesperado.

El descubrimiento, publicado en Nature Metabolism la pasada semana 1 , podría "potencialmente informar futuras investigaciones sobre los mecanismos fisiológicos que subyacen al sabor alcalino en otros organismos.

Sensación de sabor

La mayoría de los animales funcionan en un rango estrecho de pH, lo que hace que la detección de ácidos y bases sea importante para su supervivencia. Los estudios realizados en las últimas décadas han detallado los receptores, las células y los circuitos neuronales involucrados en la detección de sabores ácidos y ácidos 2 , que se producen a un pH bajo, pero la detección de sustancias alcalinas no se comprende bien. Algunos trabajos iniciales en personas 3 y gatos 4 sugieren, pero no prueban, que la sensación alcalina podría ser un tipo de sabor.

Los investigadores que dirigieron el último estudio optaron por investigar si las moscas tienen un receptor específico para el pH alto, porque trabajos anteriores han demostrado que los insectos pueden sentir un amplio espectro de sabores.

Para probar las preferencias de las moscas por alimentos con diferentes niveles de pH, los científicos les presentaron una placa de Petri de gel dulce: la mitad se mantuvo en un pH neutro de 7, y la otra mitad se mezcló con hidróxido de sodio para alcalinizarlo. Cada mitad también estaba coloreada de rojo o azul. Después de masticar su gel preferido, los vientres translúcidos de las moscas se volvían rojos, azules o morados (si comían de las dos mitades).

Los investigadores encontraron que cuanto más alto era el pH de la comida alcalina, más las moscas la rechazaban por la cocina más neutral. Pero un grupo de moscas no fue tan bueno para distinguir entre las dos comidas. La detección de estas moscas reveló que tenían una mutación en un gen que los investigadores llamaron alkaliphile (o alka para abreviar). Se descubrió que el gen estaba activo en las neuronas del gusto en la punta carnosa de su probóscide alargada, el equivalente a la lengua de los mamíferos, así como en las células en los extremos de sus patas y antenas.

En estudios celulares, los investigadores encontraron que el gen alka expresa una proteína receptora, cuya actividad normal es estimulada por soluciones alcalinas. En presencia de una base, la proteína receptora abre un canal en la membrana celular para permitir que los iones de cloruro cargados negativamente escapen de la neurona, transmitiendo inmediatamente un mensaje al cerebro de la mosca para que evite la comida.

La mayoría de los receptores sensoriales involucran canales que controlan el movimiento de iones cargados positivamente dentro de la célula, no los iones cargados negativamente fuera de ella.

La activación artificial de células que expresan el gen alka usando una técnica llamada optogenética hizo que los insectos retrocedieran sus probóscides de una solución azucarada, aparentemente bajo la impresión de que era demasiado alcalina para consumir.

Dulce, ácido, alcalino

El hallazgo específico probablemente no sea directamente aplicable a los vertebrados, porque no tienen el gen alka. Aunque las moscas y las personas pueden experimentar muchas sensaciones similares, como dulce, amargo y ácido, los receptores que utilizan son diferentes. 

Aún así, el estudio podría estimular la investigación sobre si los vertebrados tienen tipos similares de receptores de cloruro y si experimentan de forma diferente un sabor alcalino.

El descubrimiento en las moscas podría brindar nuevos conocimientos sobre cómo los insectos responden de manera más general a las señales ambientales, por ejemplo, en las decisiones sobre dónde poner sus huevos, así como para el control de plagas.