Люди и мухи не любят холодные сладости по разным причинам

Считается, что сладкая пища, если ее сильно охладить, теряет для нас свою вкусовую привлекательность. Этот феномен известен давно, но механизмы, стоящие за ним, плохо изучены. Недавние исследования, проведенные на любимом объекте молекулярных биологов – мушках-дрозофилах, дали неожиданные результаты: главный «термодатчик» сладкой пищи обнаружился у них в рецепторах, чувствительных к горькому вкусу

Считается, что сладкая пища, если ее сильно охладить, теряет для нас свою вкусовую привлекательность. Этот феномен известен давно, но механизмы, стоящие за ним, плохо изучены. Недавние исследования, проведенные на любимом объекте молекулярных биологов – мушках-дрозофилах, дали неожиданные результаты: главный «термодатчик» сладкой пищи обнаружился у них в рецепторах, чувствительных к горькому вкусу

Drosophila melanogaster

Привлекательность пищи зависит от многих факторов: запаха, вкуса, текстуры (к примеру, мягкая текстура сахарной ваты кажется нам гораздо аппетитнее, чем твердые гранулы сахара, из которых ее делают), питательности и … температуры. Известно, что у человека при низких температурах восприятие соленого и кислого может обостряться, а вот сладкого – снижаться.

Сладкий вкус пищи информирует о ее высокой питательности, поэтому многие живые существа, от насекомых до млекопитающих, имеют соответствующие вкусовые рецепторы. Исследователи из США и Японии использовали плодовых мушек Drosophila melanogaster для изучения механизма изменения пищевого поведения на холоде. Голодным мухам предлагали образцы сахарозы разной температуры, от 23 до 17 °С, помещенные на кончик терморегулируемого зонда, и стремление мухи съесть «лакомство» оценивали по вытягиванию хоботка.

Выяснилось, что дрозофилы не слишком любят холодный сахар: даже у очень голодных особей снижение температуры образца существенно уменьшало частоту хоботковой реакции. Неожиданным оказался другой факт: активность чувствительных к сладкому вкусу рецепторных нейронов мух не менялась в зависимости от температуры.

Известно, что рецепторы к сладкому у таких млекопитающих, как мыши, реагируют на холод непосредственно. Ученые предположили, что у дрозофил температура влияет на аналогичные рецепторы не прямо, а через другие типы нейронов. Подавляя активность различных классов нейронов, удалось выяснить, что холод активирует у мух рецепторы, чувствительные к горькому вкусу, а также механорецепторы, реагирующие на текстуру объекта. Совместная активация этих рецепторов подавляет у дрозофил привлекательность холодного «сладкого».

Дальнейшие исследования показали, что при низких температурах в «горьких» нейронах дрозофил активизируется один из белков родопсинов, которые ранее связывали только со зрением, а в последние несколько лет и с работой других органов чувств. В случае мутации в гене, кодирующем этот белок, влечение к сладкому на холоде не пропадало.

Ученые доказали, что эта роль родопсина не зависит от освещения, и предположили, что он работает в «горьких» нейронах как прямой термодатчик. Активация «горьких» нейронов снижает аппетит мух как сама по себе, так и путем воздействия на промежуточные ГАМКергические нейроны, которые продуцируют нейромедиатор, участвующий в процессах центрального торможения.

По мнению исследователей, плодовые мушки избегают холодной еды потому, что при низких температурах их обмен веществ заметно замедляется. Падение температуры окружающей среды от 25 до 18 °С вдвое снижает активность мух и скорость их развития, а при замедлении метаболизма уменьшается и потребность в пище. Не исключено, что виды дрозофил, обитающие в другом климате, чем D. melanogaster, могут иметь другие «термические предпочтения» в еде.

Результаты этой работы, интересные сами по себе, демонстрируют, что у разных представителей животного мира механизмы, отвечающие за пищевое поведение, могут сильно различаться даже при внешнем сходстве последнего.

Источник