Las moscas confirman la existencia de un sexto sabor, el alcalino

Las moscas saborean más que los humanos. Estos últimos, y todos los mamíferos, tienen receptores en la lengua del dulce, el salado, el amargo y el ácido. Hace unas décadas se descubrió la existencia de otros específicos para el umami. Ahora, un grupo de científicos ha demostrado que la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) detecta lo que sería un sexto sabor, el alcalino. Propio de sustancias que, como la sosa cáustica, tienen un pH elevado, esta capacidad de detectarlo les daría una ventaja al evitar comida y entornos potencialmente peligrosos.

Antes de que los humanos le dieran otra función cultural (el disfrute), el sentido del gusto era un gestor de la escasez. Los animales están programados para pasar hambre y el sabor les da pistas de lo nutritivo que es un alimento. Pero este sentido también sirve como centinela: avisa de que un compuesto puede estar en mal estado y ser perjudicial. La fisiología y la química de todos los seres vivos se desenvuelve en entornos con un pH neutro (valor de 7). Las sustancias extremadamente ácidas (el ácido clorhídrico, con su pH 0, por ejemplo) hacen complicada la vida. Pero lo mismo sucede con las muy alcalinas (una base como el hidróxido de sodio tiene un pH de 14). Sin embargo, aunque se sospecha que otros animales, como los gatos, también detectan el sabor básico, solo se había demostrado en una especie de escarabajos.

A la corta lista hay que añadir a la mosca de la fruta. Científicos de la Universidad de California, la Academia China de Ciencias y el Centro Monell de Sentidos Químicos (Estados Unidos) han descubierto que tiene receptores dedicados específicamente a detectar el sabor básico. Esta drosófila es uno de los animales más habituales de los laboratorios. Su genoma lo forman poco más de 15.000 genes (el de los humanos supera por poco los 20.000). Sirve como modelo para estudiar muchas enfermedades humanas y recientemente se creó el primer mapa de un cerebro de una sus larvas. Pero, aunque se hayan identificado todos sus genes, se desconoce la función que tienen la mayoría de ellos.

Lo que han publicado estos investigadores en la revista científica Nature Metabolism ha sido el hallazgo en este pajar genético de un gen al que han bautizado alka, porque esconde las instrucciones para detectar la alcalinidad de una sustancia.

“Las moscas detectan los diferentes sabores usando principalmente neuronas receptoras gustativas (NRG), análogas a las células receptoras gustativas humanas, presentes en el labelo, equivalente a nuestra lengua”, dice Yali Zhang, bioquímico del Centro Monell y principal autor del descubrimiento. “Además, también usan las NRG de los tarsos de sus patas para detectar sustancias gustativas”. Es decir, ya al posarse saben si esa sustancia es dulce, ácida... O alcalina, como han visto ahora.

Moscas mutantes

Para descubrirlo, usaron la técnica de modificación genética CRISPR, obteniendo decenas de moscas mutantes a las que les faltaba un determinado gen de los que presuponían relacionados con los sentidos (uno de los autores, Craig Montell, de la Universidad de California, acumula años identificando receptores sensoriales de la mosca de la fruta). Entonces pusieron delante de las moscas dos gotitas, una de glucosa y la otra con el mismo azúcar, pero al que le añadieron hidróxido de sodio, conocida como sosa cáustica, una de las bases más alcalinas que hay. Todos los insectos a los que no manipularon los genes eligieron la solución dulce, evitando la básica. Lo mismo sucedió con casi todas las mutantes, menos a unas a las que habían bloqueado la expresión de un gen de función desconocida llamado CG12344. Estas redujeron la aversión natural a las sustancias alcalinas. Incluso, preferían las gotitas de hidróxido de sodio si su concentración no era muy alta.

Como existía la posibilidad de que esta atracción se debiera a la sal del compuesto (el sodio), llegaron a crear moscas con una doble mutación, una para que no les repugnara el hidróxido y otra para que no percibieran el sabor salado. De nuevo, estas drosófilas seguían sin evitar la solución alcalina. En su afán por descartar explicaciones alternativas, observaron cómo las distintas moscas extendían o recogían su probóscide, la especie de trompa que acaba en el labelo y que usan para alimentarse. Las moscas mutantes no lo recogían cuando detectaban la sustancia con pH alto. Para descartar que se debiera al compuesto en sí, que es muy alcalino, repitieron los ensayos con otra base, el carbonato de sodio, con un pH menor. Volvieron a obtener los mismos resultados. En otra serie de experimentos ya extremos, manipularon las neuronas gustativas alcalinas de varios insectos con luz mediante optogenética, de tal manera que cuando se las iluminaba de forma intensa con la parte roja del espectro, las excitaban. Esta activación hizo que los insectos no solo prefirieran el sabor básico, sino que evitaban el dulce.

Cuando activamos las neuronas receptoras gustativas al exponerlas a la luz roja, las moscas perciben el sabor de la sacarosa como alcalino, por lo que rechazan la sacarosa”

Yali Zhang, bioquímico del Monell Chemical Senses Center (Estados Unidos)

“Cuando activamos las NRG al exponerlas a la luz roja, las moscas perciben el sabor de la sacarosa como alcalino, por lo que rechazan la sacarosa que, en condiciones normales, les sería atractiva. Esto indica que el sabor alcalino puede reprimir el sabor dulce”, explica Zhang. “Cuando agregas algo amargo, como la cafeína, a una taza de leche con chocolate, disminuirá su sabor dulce e incluso hará que sea amargo porque la cafeína suprime el sabor dulce”, compara. Zhang y sus colegas se habían ganado el derecho de renombrar al gen CG12344 como alka. Lo habían identificado, encontrado su función y demostrado cómo las moscas saborean la alcalinidad.

No todas las sustancias alcalinas son necesariamente tóxicas, pero sí la mayoría. “El pH es importante para todos los organismos vivos, ya que necesitan que su alimento tenga unos rangos de pH específicos para vivir”, recuerda Zhang. “Además, desempeña un papel esencial en el metabolismo, la fisiología y la nutrición de los organismos, porque muchos procesos biológicos, como las reacciones enzimáticas, requieren niveles de pH precisos (un pH de 7,4) para que se produzcan”, añade. Las bases o sustancias alcalinas están ampliamente presentes en los ecosistemas y una “alcalinidad fuerte es fisiológicamente dañina, provocando alcalosis”, termina.

Los humanos lo hemos perdido, pero en el resto del mundo animal, si no detectas un compuesto tóxico, mueres”

Juan Alcañiz, investigador del Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández

Juan Alcañiz, que estudia los sentidos de la D. melanogaster en el Instituto de Neurociencias de la Universidad Miguel Hernández, destaca el valor como centinela de estos receptores descubiertos. “No se trata solo de la comida. Las hembras después tienen que poner sus huevos y han de evitar entornos alcalinos”, recuerda. Esto puede dar una ventaja evolutiva y lo más probable es que lo descubierto en la mosca de la fruta también se halle en otros insectos y, por qué no, en los mamíferos. Alcañiz, que valora el descubrimiento de un nuevo receptor suficiente y específico de la alcalinidad, llama la atención sobre el hecho de que el gusto es un sentido tan esencial que apenas hay patologías del sistema gustativo. “Los humanos lo hemos perdido, pero en el resto del mundo animal, si no detectas un compuesto tóxico, mueres”.

Lo difícil es saber si lo que tiene la mosca de la fruta también lo tienen los humanos. La lógica del gusto de unas y otros es similar: unas células gustativas detectan las mismas moléculas enviando una serie de señales al cerebro. Pero los receptores de insectos y mamíferos no tienen nada que ver. Francisco Martín estudia la fisiología molecular del comportamiento en el Instituto Cajal (CSIC). “Es de esperar que también pase en humanos. Pero el mecanismo de la mosca no lo usa el humano”, sostiene. El canal que se activa en las moscas se parece, pero muy lejanamente, a un canal de las células humanas, que no tiene nada que ver con el gusto. “Los vertebrados ni siquiera tenemos el gen de las moscas”, añade. Tanto Alcañiz como Martín coinciden en que este nuevo descubrimiento abre el camino a buscar estos receptores de lo básico en los humanos.

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