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¿Qué parte de nuestro cuerpo decide lo que comemos?
Los científicos revelan cómo las neuronas gustativas controlan la ingesta de alimentos.
Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de California ha descubierto cómo las neuronas gustativas controlan la ingesta de alimentos, según publican en la revista 'Cell Reports'.
Los científicos estudiaron en moscas de la fruta cómo las neuronas gustativas controlan los comportamientos de alimentación y descubrieron que las moscas genéticamente modificadas para tener solo estas neuronas pueden evitar muchas productos químicos aversivos, como compuestos amargos, ácidos y altas concentraciones de sal.
"Este trabajo amplía nuestra comprensión de la función de las neuronas gustativas internas presentes en los órganos de la faringe para garantizar que no se consuman alimentos desagradables", explica Anupama Dahanukar, profesora asociada del Departamento de Biología Molecular, Celular y de Sistemas en UC Riverside y directora del equipo de investigación.
"La comprensión de cómo se controla el comportamiento de alimentación en los insectos puede proporcionar información sobre el desarrollo de estrategias para controlar las plagas de insectos y los vectores de enfermedades", añade.
Los insectos tienen múltiples neuronas gustativas presentes en diferentes partes del cuerpo. Las neuronas gustativas externas se encuentran en el labellum, las patas y los bordes de las alas, mientras los internos se encuentran en la faringe. En las últimas décadas, los investigadores se han centrado en cómo las neuronas gustativas externas perciben varios productos químicos.
"Debido a su ubicación interna, los órganos faríngeos no han sido el foco de muchos estudios de insectos -admite Dahanukar-. Pero precisamente por su ubicación, es probable que sean críticos para controlar la ingesta de alimentos".
"Lo interesante de nuestros hallazgos es que las neuronas del gusto faríngeo tienen una amplia funcionalidad para evitar la ingestión de diferentes categorías de productos químicos, la evitación puede lograrse mediante más de un tipo de neurona, y la activación de una sola neurona faríngea puede suprimir la ingesta de alimentos", apunta Dahanukar.
Para comprender qué subconjuntos de neuronas faríngeas son responsables de detectar los sabores amargos, ácidos y salados, el equipo de investigación dio un paso más para encontrar la población neuronal responsable para cada categoría de productos químicos aversivos.
Utilizaron un juego de herramientas genéticas para manipular clases selectas de neuronas gustativas faríngeas en la mosca de la fruta y examinar las consecuencias de estas manipulaciones.
"Descubrimos que el rechazo de diferentes categorías de compuestos aversivos depende de distintas combinaciones de neuronas gustativas faríngeas", explica Yu-Chieh David Chen, exestudiante graduado en el laboratorio de Dahanukar y primer autor del trabajo de investigación.
Para comprender dónde estas neuronas faríngeas transmiten información del gusto en el cerebro de la mosca, Chen utilizó una técnica de trazado de circuitos recientemente desarrollada, llamada trans-Tango, para mapear los circuitos neuronales posteriores que conectan cada subconjunto de neuronas faríngeas.
Las neuronas sensoriales del gusto constituyen las neuronas primarias. Las neuronas que se conectan a estas neuronas sensoriales son las neuronas de segundo orden y procesan la información del gusto en el cerebro.
"Nuestros resultados del análisis revelan que las neuronas gustativas de segundo orden que procesan los sabores dulces y amargos se proyectan en dos regiones cerebrales principales", señala Chen, investigador internacional de investigación de estudiantes del Instituto Médico Howard Hughes y que pronto será investigador postdoctoral en la Universidad de Nueva York.
"En muchos casos, las neuronas gustativas faríngeas individuales mostraron conexiones con múltiples neuronas de segundo orden que se proyectaban en ambas regiones del cerebro, lo que sugiere que incluso la información específica del gusto puede transmitirse ampliamente a través de varias regiones del cerebro", añade.
Chen destaca que el conocimiento fundamental sobre cómo está conectado el cerebro es crucial para comprender cómo las entradas sensoriales se traducen en salidas conductuales.
"Esperamos que nuestro estudio conduzca a una mejor comprensión de cómo se codifica la información del gusto en el cerebro y sentará las bases para análisis de todo el sistema de las relaciones entre la entrada sensorial y la salida del comportamiento", apunta.
Dahanukar agrega que la alimentación es un comportamiento fundamental en todos los animales, esencial para la supervivencia, y estrictamente regulado para controlar tanto la calidad como la cantidad de sustancias ingeridas.
"Ahora que tenemos cierta comprensión de su organización y función en un insecto modelo genético, podemos aplicarlo al estudio de los órganos faríngeos y cómo controlan la alimentación de los insectos que son más relevantes desde una perspectiva de salud o económica, como los mosquitos y las plagas dañinas de los cultivos. Después de todo, el comportamiento de alimentación de un insecto está en consonancia con la cantidad de daño que causa", señala.
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