Citação: VOGT Okay (2025) A conexão de textura-tom: neurônios sensoriais multimodais nas larvas de mosca. PLOS BIOL 23 (1): E3003000. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003000
Publicado: 31 de janeiro de 2025
Direitos autorais: © 2025 Katrin Vogt. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob os termos do Licença de atribuição do Inventive Commonsque permite o uso, a distribuição e a reprodução irrestritos em qualquer meio, desde que o autor e a fonte originais sejam creditados.
Financiamento: A KV foi apoiada pelo Deutsche Forschungsgeminschaft (DFG, Aleman Analysis Basis) sob a estratégia de excelência da Alemanha – Exc 2117 – 422037984. O financiador não teve papel no desenho do estudo, coleta e análise de dados, decisão de publicar ou preparar o manuscrito. “
Interesses concorrentes: O autor declarou que não existem interesses concorrentes.
Gostamos de morder uma maçã fresca e crocante, desfrutar de uma mousse de chocolate cremosa e ficar viciados em batatas fritas crocantes. O que torna esses alimentos tão atraentes? Claro, eles têm um sabor bom; A mousse de maçã e chocolate são doces e as batatas fritas são salgadas e picantes, mas sua textura acrescenta muito à experiência alimentar. Think about batatas fritas cremosas ou maçãs viscosas – isso não parece certo ou delicioso.
Muitas vezes, não percebemos que, além de gosto, aparência, temperatura, textura e até som de comida produzida quando o comemos, é importante para uma experiência gastronômica satisfatória e palatável. A textura alimentar é essencial para avaliar a frescura dos alimentos – uma maçã piegas indica que é antiga e potencialmente podre (1) (Fig 1). Embora muitos estudos neuroetológicos investigem o processamento visible, sabor e olfativo, é menos bem compreendido como a textura dos alimentos é detectada. Ainda não sabemos onde todos os canais de informação sensorial são integrados ao sistema nervoso para permitir uma experiência alimentar multissensorial.
Fig 1. A sensação de textura do paladar é codificada em neurônios sensoriais únicos na larva da mosca.
As larvas de mosca avaliam a textura dos alimentos e escolhem frutas podres suaves em vez de mais maduras, embora ambas contenham frutose doce. O sabor doce e as informações de textura macia ativam um único tipo de neurônio sensorial que expressa bilateralmente na cabeça larval, projetando -se ao cérebro larval.
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003000.g001
Em seu novo PLoS Biology Estudo, Komarov e colegas investigam o papel e o mecanismo da sensação de dureza alimentar na larva de Drosophila melanogastera mosca comum da fruta (2). As larvas de mosca de frutas são o estágio de alimentação da mosca. Eles preferem frutos podres e exigem uma dieta rica em carboidratos e proteínas para obter um aumento de 200 vezes na massa corporal antes da pupação. De acordo com estudos anteriores (3–5), Komarov e colegas mostram que as larvas de mosca têm um ponto fraco, preferem e ingerem concentrações específicas de substrato de agarose (0,5% a 1,5%), mas evitam e não ingerem substratos mais macios e difíceis. Frutas frescas se enquadram na categoria de substrato rígido, enquanto os frutos que se decompõem ao longo de vários dias se enquadram no ponto fraco de acordo ecologicamente relevante (Fig 1). A textura do substrato, que geralmente é sua comida, é tão importante para eles, que pode até ser usada como reforçador durante o condicionamento associativo (5). Após o aprendizado, a larva navegará em direção ao odor apresentado anteriormente com um substrato de ponto fraco. As larvas não apenas comem o substrato macio, mas também precisam ser capazes de cavar os alimentos para se proteger e alcançar as partes mais profundas e melhores de frutas. Como isso só é possível se a comida for macia o suficiente, eles precisam ser capazes de avaliar com precisão a dureza do substrato (4).
Então, como eles fazem isso? As moscas das frutas são um organismo modelo estabelecido na neurociência com um rico equipment de ferramentas genético e um diagrama de fiação neuronal completo, portanto, são perfeitamente adequadas para desvendar os mecanismos neurais e circuitos subjacentes à detecção da textura alimentar. Em moscas, os neurônios mecanossensoriais inibem os neurônios sensoriais doces para evitar comer quando o substrato é muito difícil (6). Na larva, da mesma forma, um mecanorreceptor chamado “Dolless” está envolvido na detecção e ingestão do substrato alimentar; No entanto, o mecanismo neural subjacente à integração da textura do paladar é diferente (2). O Sprecher Lab descobriu anteriormente que os neurônios sensoriais gustativos nas larvas são frequentemente multissensoriais e expressam vários receptores diferentes, assim eles levantaram a hipótese de que também poderiam responder à textura (7). No novo estudo, o uso de um truque genético permitiu a manipulação de todos os neurônios sensoriais gustativos na larva e testar seu papel na detecção de textura. Eles procuraram proteínas que são expressas em neurônios sensoriais gustativos sem sobreposição em outros tipos de células. Utilizando o proeminente sistema de expressão binária Gal4-UAS, a combinação de dois desses padrões de expressão de proteínas criou uma linha de driver interseccional gustatorial sensorial específica do neurônio-Gal4. Como esperado, silenciar todos os sensores gustativos usando essa nova linha fez com que as larvas cegas sejam doces e amargas. No entanto, também revelou que eles não podiam diferenciar substratos macios e duros. Sem o receptor mecanossensorial nesses neurônios, as larvas até ingeriram substratos muito difíceis, que todos pensavam que não eram capazes de comer.
A imagem funcional revelou ainda que, de fato2 estímulos. Esses achados aumentam as evidências crescentes de que a maioria dos neurônios sensoriais não é especificamente ajustada a um tipo de receptor, mas que eles já integram informações de diferentes receptores. A lombriga Caenorhabditis elegans foi o estranho por um longo tempo, com poucos neurônios sensoriais, cada um com vários receptores. No entanto, um estudo de mosca mostrou recentemente que os neurônios dos receptores olfativos contêm vários outros quimiossensores não opcionais (8) com funções desconhecidas. Também em mosquitos, muitos neurônios sensoriais expressam vários quimiossensores diferentes, permitindo codificação complexa e extração robusta de recursos humanos (9). Komarov e colegas agora sugerem que os quimiossensores não apenas coexpressam com outros tipos de quimiossensores, mas também com sensores de outras modalidades, como mecanossensores (2) (Fig 1). Silenciar mecanorreceptores únicos em um único neurônio sensorial, no entanto, não pode reproduzir o fenótipo encontrado ao silenciar todos os neurônios gustativos – sugerindo redundância entre os neurônios. No caso de detecção de textura do paladar, a combinação descoberta de receptores pode ter sido evolutivamente aprendida pelo sistema nervoso, pois os alimentos larvais geralmente se juntam com um sabor doce e CO2 Produzido a partir de frutas apodrecidas suaves. Assim, para entender a função de outras combinações desconhecidas de receptores, devemos ter em mente a ecologia dos animais para entender quais contextos sensoriais eles são expostos e como esses contextos são relevantes para eles. Sentidos adicionais, como a temperatura, também podem desempenhar um papel importante no consumo de alimentos e podem ser integrados nos estágios iniciais do processamento.
Como mencionado anteriormente, a detecção da textura alimentar é essential para a experiência de alimentação humana. Alimentos mais difíceis e crocantes levam mais tempo para comer, fazer mais barulho e, portanto, parecem proporcionar uma experiência alimentar mais satisfatória. Essas informações podem não apenas ser úteis para combater a obesidade, mas também para melhorar o consumo de alimentos em países pobres do terceiro mundo. Com a população humana crescente e envelhecida, a dependência de alimentos artificiais com texturas específicas feitas no laboratório ou por impressoras 3D pode aumentar (10). Uma melhor compreensão do papel importante da textura alimentar e como ela é integrada a outras modalidades sensoriais nos ajudará a criar alimentos novos e satisfatórios e também palatáveis.
