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O sentido do paladar está entre os primeiros a entrar em contato com os alimentos antes de ingeri-los, mas se os animais podem sentir o gosto de alimentos básicos ou alcalinos e como eles o fazem, ainda não está claro até agora. Um grupo de pesquisa liderado por Yali Zhang, PhD, pesquisador principal do Monell Chemical Senses Center, abordou recentemente essa questão significativa, da mesma forma que fizeram para o sabor azedo em 2021 na extremidade inferior da escala de pH. Seu trabalho, publicado hoje na Metabolismo da Natureza e destacado em Naturezaidentificaram um canal iônico de cloreto anteriormente desconhecido, que eles chamaram de alcalófilo (Alka), como um receptor de sabor para pH alcalino.
O pH, a escala de quão ácida ou básica é uma substância, desempenha um papel essencial para os organismos vivos, porque muitos processos biológicos, como a decomposição de alimentos e reações enzimáticas, precisam que o nível de pH esteja correto. Embora estejamos familiarizados com o sabor azedo, que está associado a ácidos e nos permite sentir o final ácido da escala de pH, pouco se sabe sobre como os animais percebem bases no extremo oposto do espectro de pH. A detecção de ácidos e bases, comumente presentes em fontes alimentares, é importante porque eles podem afetar significativamente as propriedades nutricionais do que os animais consomem.
O grupo de Zhang descobriu que Alka é expresso nos neurônios receptores gustativos (GRNs) da mosca, a contraparte das células receptoras gustativas dos mamíferos. Ao enfrentar alimentos neutros versus alimentos alcalinos, as moscas do tipo selvagem normalmente escolhem alimentos neutros devido à toxicidade do pH alto. Em contraste, moscas sem Alka perdem a capacidade de discriminar alimentos alcalinos quando apresentados a eles. Se o pH de um alimento for muito alto, em humanos pode ser prejudicial e causar problemas de saúde, como espasmos musculares, náuseas e dormência. Da mesma forma, depois que as moscas da fruta comem alimentos com pH alto, sua vida útil pode ser reduzida.
O trabalho da equipe demonstra que Alka é fundamental para que as moscas fiquem longe de ambientes alcalinos nocivos. “Detectar o pH alcalino dos alimentos é uma adaptação vantajosa que ajuda os animais a evitar o consumo de substâncias tóxicas”, disse Zhang.
Para entender como Alka detecta pH alto, o grupo de Zhang realizou análises eletrofisiológicas e descobriu que Alka forma um íon cloreto (Cl–) canal que é ativado diretamente por íons hidróxido (OH–). Como os neurônios sensoriais olfativos em mamíferos, a concentração de Cl– dentro do GRN da mosca é tipicamente maior do que fora desta célula nervosa. Zhang propõe que, quando exposto a estímulos de pH alto, o canal Alka se abre, levando a Cl carregado negativamente– fluindo de dentro para fora do GRN da mosca. Este efluxo de Cl– ativa o GRN, sinalizando ao cérebro da mosca que a comida é alcalina e deve ser evitada. “Nosso trabalho mostra que o Cl– e Cl– canais, que foram negligenciados por muito tempo, têm funções cruciais na sinalização de sabor para o cérebro”, disse Zhang.
Além disso, o grupo de Zhang estudou como as moscas detectam o sabor de substâncias alcalinas usando ferramentas optogenéticas baseadas em luz. Eles descobriram que, quando desligavam os GRNs alcalinos, as moscas não eram mais incomodadas pelo sabor dos alimentos alcalinos. Por outro lado, eles ativaram esses GRNs alcalinos iluminando-os com luz vermelha. Curiosamente, quando essas moscas receberam comida doce e foram expostas à luz vermelha ao mesmo tempo, as moscas não quiseram mais comer a comida doce. “O sabor alcalino pode ter um grande impacto no que as moscas escolhem comer”, disse Zhang.
No geral, o grupo de Zhang estabeleceu que Alka é um novo receptor de sabor dedicado a detectar o pH alcalino dos alimentos. No futuro, sua equipe pretende explorar se existem detectores de pH alto análogos em mamíferos. “Nosso trabalho resolveu a discussão sobre se existe um gosto por coisas alcalinas”, disse Zhang. “Definitivamente há.”
A pesquisa sobre novas qualidades gustativas de animais, incluindo humanos, tem implicações importantes para a compreensão dos hábitos alimentares e o desenvolvimento de estratégias para melhorar a nutrição.
Esta pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Surdez e Outros Distúrbios da Comunicação e pela Fundação Ambrose Monell.
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