Пища представляет собой важный мультисенсорный опыт, при этом визуальные, вкусовые и обонятельные сигналы важны для определения безопасности и пищевой ценности данного вещества. Однако текстура остается на удивление неизученным аспектом, несмотря на то, что она предоставляет ключевую информацию о состоянии пищи через такие свойства, как твердость, текучесть и зернистость. Экспериментируя с личинками плодовой мухи, ученые постарались пролить свет на этот вопрос. Определенные нейроны объяснили любовь личинок дрозофил к текстуре гниющих фруктов.
Исследование, проведенное Никитой Комаровым и Саймоном Шпрехером из Фрибургского университета (Швейцария), установило нейроны во рту личинки плодовой мухи дрозрфилы, которые позволяют ей ощущать вкус и текстуру пищи.
Исследование, опубликованное в журнале открытого доступа PLOS Biology 30 января, показало, что периферический орган вкуса мухи имеет нейроны с механорецепторами, воспринимающими текстуру, которые получают свою способность от гена безболезненности.
Большинство исследований пищевых ощущений были сосредоточены на вкусах, таких как сладость или соленость. Но предпочтения в еде часто зависят от ее текстуры: кому-то может нравиться вкус грибов, но не резиновое ощущение во рту.
В то время как для восприятия вкусов требуется химическое ощущение, для восприятия текстуры требуется механическое ощущение, и неясно, обладают ли органы вкуса, такие как язык, этой способностью. Новое исследование рассматривало этот вопрос на личинках плодовых мух, из-за простоты их нервной системы и доступных генетических инструментов.
Личинка плодовой мушки Drosophila melanogaster представляет собой мощную модель для раскрытия механизмов сенсорного восприятия благодаря своей относительной нейронной численной простоте, обширным генетическим инструментам и, что важно, прослеживаемой обработке и стереотипным поведенческим реакциям.
Более того, личинка представляет собой весьма релевантную модель для изучения сенсорных систем и потребления пищи из-за ее биологической потребности потреблять как можно больше пищи самого высокого качества. Если этого не сделать, личинка либо не претерпит метаморфоз, либо разовьется в более мелкую взрослую особь.
Вкус личинки разделен на внешние и внутренние компоненты. Снаружи голова личинки с двух сторон вмещает терминальные органы - первичный вкусовой центр - и дорсальные органы - первичный обонятельный центр. Кроме того, считается, что вентральный орган также участвует во вкусе, а также в других сенсорных модальностях. После приема пищи личинки могут ощущать вкус пищи с помощью глоточных сенсилл, расположенных вдоль пищевода внутри ротового отверстия и проецирующих свои дендриты в желудочно-кишечный тракт. Более того, личинки способны ощущать сахар не только в сенсорных органах, но и в мозге, где экспрессируется Gr43a, рецептор, отвечающий за восприятие фруктозы, и эта функция приписывается ощущению внутреннего состояния питания животного
Исследователи установили, что личинки не будут есть слишком твердую или слишком мягкую пищу, но если она подходящая - соответствующая гниющим фруктам, которые испортились несколько дней назад, они вгрызаются в нее. Выдвинув гипотезу, что эта способность ощущать текстуру пищи реализуется в периферических органах вкуса, исследователи выборочно отключили вкусовые нейроны во рту личинки.
В результате личинки утратили чувство текстуры вкуса и пытались есть пищу, которая была мягче или тверже, чем их обычные предпочтения. Дальнейшие эксперименты показали, что для этого чувства вкуса необходим ген безболезненного механорецептора.
Наконец, исследователи обнаружили, что нейрон C6 в органе вкуса личинки может ощущать как сахар, так и механическую стимуляцию, то есть один и тот же нейрон может ощущать вкус текстуры и вещества пищи. Таким образом, вкусовые ощущения и интеграция сигналов сильно отличаются от других систем, и необходимы исследования за пределами плодовых мушек, чтобы полностью понять вкусовое восприятие у млекопитающих, включая людей.
Авторы добавляют: «Текстура пищи остается недооцененным атрибутом общей пищевой пригодности. Мы обнаружили - с помощью генетики Drosophila - что по крайней мере твердость пищи является важнейшим аспектом общего вкусового профиля. Интересно, что те же нейроны, которые чувствуют химические вещества во вкусовой системе, в некоторых случаях могут чувствовать текстуру».
Источник: Public Library of Science.
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.