I moscerini della frutta possono sentire il sapore dell’alcalinità

Scoperta la base molecolare del gusto alcalino. Anche altre specie potrebbero rilevare ed evitare così i cibi con pH elevato o alcalini

[24 Marzo 2023]

Forse un giorno la comunità scientifica globale farà un monumento all’unile moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) che ci ha permesso di fare incredibili scoperte su come “funzionano” gli esseri viventi. L’ultima in ordine di tempo è quella descritta nello studio “Alkaline taste sensation through the alkaliphile chloride channel in Drosophila”, pubblicato su Nature Matabolism da un team di ricercatori statunitensi e cinesi guidato da Yali Zhang del Monell Chemical Senses Center di Philadelphia e che riguarda il l senso del gusto che è tra i primi a entrare in contatto con il cibo prima che lo ingeriamo.  Infatti, finora era rimasto poco chiaro se gli animali possano assaporare i cibi basici o alcalini e come lo facciano.

La ricerca sulle nuove qualità gustative degli animali, compresi gli esseri umani, ha importanti implicazioni per la comprensione delle abitudini alimentari e lo sviluppo di strategie per migliorare la nutrizione.

Gli scienziati ricordano che «Il pH, la scala di quanto sia acida o basica una sostanza, svolge un ruolo essenziale per gli organismi viventi perché molti processi biologici, come la scomposizione del cibo e le reazioni enzimatiche, richiedono che il livello di pH sia quello giusto. Mentre conosciamo il gusto aspro, che è associato agli acidi e ci permette di percepire l’estremità acida della scala del pH, poco si sa su come gli animali percepiscono le basi all’estremità opposta dello spettro del pH. Rilevare sia gli acidi che le basi, che sono comunemente presenti nelle fonti alimentari, è importante perché possono avere un impatto significativo sulle proprietà nutrizionali di ciò che consumano gli animali».

Il team di Zhang ha risposto a questa domanda significativa, come aveva già fatto nel 2021 con il gusto per l’aspro nello studio “Molecular and cellular basis of acid taste sensation in Drosophila” pubblicato su Nature Communications.  Il nuovo studio ha identificato come recettore del gusto per il pH alcalino «Un canale ionico del cloruro precedentemente sconosciuto», che i ricercatori hanno chiamato alcalifilo (Alka).

I ricercatori hanno  scoperto che «L’alka è espressa nei neuroni del recettore gustativo (GRN) del moscerino, la controparte delle cellule del recettore del gusto dei mammiferi. Di fronte a cibo neutro rispetto a cibo alcalino, i moscerini selvatici normalmente scelgono cibi neutri a causa della tossicità del pH elevato. Al contrario, i moscerini privi di Alka perdono la capacità di discriminare il cibo alcalino quando gli viene presentato. Se il pH di un alimento è troppo alto, negli esseri umani può essere dannoso e causare problemi di salute come spasmi muscolari, nausea e intorpidimento. Allo stesso modo, dopo che i moscerini della frutta hanno mangiato cibo con un pH elevato, la loro durata di vita può ridursi».

Il lavoro del team, finanziato dal National Institute on Deafness and Other Communication Disorders e dalla Ambrose Monell Foundation, dimostra che Alka è fondamentale per le mosche per stare lontano da ambienti alcalini dannosi: «Rilevare il pH alcalino del cibo è un adattamento vantaggioso che aiuta gli animali a evitare il consumo di sostanze tossiche», fa notare  Zhang.

Per capire come Alka rileva un pH elevato, il team di Zhang ha eseguito analisi elettrofisiologiche e ha scoperto che «Alka forma un canale di ioni cloruro (Cl) che viene attivato direttamente dagli ioni idrossido (OH). Come i neuroni sensoriali olfattivi nei mammiferi, la concentrazione di Cl all’interno del GRN del moscerino  è tipicamente più alta che all’esterno di questa cellula nervosa». Zhang ipotizza che «Quando esposto a stimoli ad alto pH, il canale Alka si apre, portando a un Cl caricato negativamente ^, che scorre dall’interno verso l’esterno del GRN del moscerimno. Questo efflusso di Cl attiva il GRN, segnalando infine al cervello del moscerino che il cibo è alcalino e dovrebbe essere evitato. Il nostro lavoro mostra che Cl e i canali Cl, che sono stati trascurati per molto tempo, hanno funzioni cruciali nella segnalazione del gusto al cervello».

Utilizzando strumenti optogenetici basati sulla luce, il team di Zhang ha anche studiato come i moscerini rilevano il gusto delle sostanze alcaline e hanno  scoperto che quando hanno spento i GRN alcalini, le mosche non erano più infastidite dal gusto del cibo alcalino. Al contrario, hanno attivato questi GRN alcalini illuminandoli con luce rossa.  I ricercatori fanno b notare un’altra cosa interessante: «Quando a questi moscerini è stato dato cibo dolce e sono stati esposti allo stesso tempo alla luce rossa, i moscerini non volevano più mangiare il cibo dolce. Per Zhang, questo dimostra che «Il gusto alcalino può avere un grande impatto su ciò che i moscerini scelgono di mangiare».

Il team di Zhang ha quindi stabilito che «Alka è un nuovo recettore del gusto dedicato a rilevare il pH alcalino del cibo». In futuro, il suo team intende esplorare se esistono analoghi rilevatori di pH elevato nei mammiferi».

Zhang. Conclude: «Il nostro lavoro ha risolto la discussione sul fatto che ci sia un gusto per le cose alcaline. C’è sicuramente».