Lärande och smakning styrs av samma molekyler, visar djurstudier.
Maten djuren äter kan förändra hur de uppfattar framtida mat. Detta svar använder samma maskineri som hjärnan använder för att lära sig, har ny forskning funnit.
Forskare vid University of Sydney har upptäckt den grundläggande vetenskapen om hur söt smakuppfattning finjusteras som svar på olika dieter. Även om det länge har varit känt att mat kan smaka olika baserat på tidigare erfarenheter, visste vi hittills inte de molekylära vägarna som styrde denna effekt.
Professor Greg Neely vid Charles Perkins Center och School of Life and Environmental Sciences tillsammans med professor Qiaoping Wang (tidigare vid Charles Perkins Center och nu baserad på Sun Yat-Sen University, Kina) använde fruktflugor för att studera söt smak. De lärde sig att smak är mycket subjektivt baserat på tidigare erfarenheter.
Smaken av sötma är mycket subjektiv.
Professor Neely sa att de lärde sig fyra viktiga saker:
- Maten djuren äter kan förändra hur de uppfattar framtida mat.
- Detta svar använder samma maskineri som hjärnan använder för att lära sig.
- Vägar som kan förlänga livslängden var också involverade i att förbättra smakuppfattningen, och dieter hos fruktflugor som främjar lång livslängd visade sig också förbättra smakuppfattningen.
- Livslängd, inlärning och sensorisk perception är sammanlänkade på sätt som vi precis har börjat förstå.
Fruktflugans 'tunga' är en snabel, en långsträckt sugande mundel.
Fruktflugans tunga
"Vi fann att fruktflugans "tunga" - smaksensorer på dess snabel och framfötter - kan lära sig saker med samma molekylära vägar som flughjärnan använder för att lära sig saker," sa professor Neely. "Centralt i detta är signalsubstansen dopamin."
"Det visar sig att det här också är samma kemiska vägar som människor använder för att lära sig och komma ihåg alla möjliga saker," sa professor Neely. "Detta belyser verkligen hur inlärning är ett fenomen i hela kroppen; och var en fullständig överraskning för oss.”
Professor Wang, som ledde studien, sa:"Vi blev förvånade över att finna att en proteinbegränsad diet som får ett djur att leva mycket längre också ökar intensiteten av sackarosuppfattningen för det djuret, och det är beroende av samma inlärning och livslängdsvägar.
"Reaktionen var också väldigt specifik. Till exempel, när vi matade flugor som inte hade någon sötma, förbättrades djurens söta smakuppfattning, men bara för glukos, inte för fruktos. Vi har ingen aning om varför de specifikt fokuserar bara på en sorts socker när de uppfattar dem båda som söta.”
"Vi fann också att att äta stora mängder socker undertryckte söt smakuppfattning, vilket fick socker att verka mindre sött," sa professor Neely. "Detta fynd, som sker genom en annan mekanism, matchade bra med de senaste resultaten från vår kollega Monica Dus vid University of Michigan, som är världsexpert på detta område."
Vi vet att människor också upplever förändringar i smakuppfattning som svar på kosten.
Smakstudie
Forskarna fann att om de ändrade kosten för fruktflugan (ökade socker, ta bort smaken av socker, ökade protein, ändrade socker för komplexa kolhydrater), detta drastiskt förändrade hur bra fruktflugan kunde smaka efterföljande socker efter några dagar.
"Vi upptäckte att när flugor åt osötad mat gjorde detta att sockerrik mat smakade mycket mer intensivt", sa professor Wang.
"Sedan tittade vi på alla proteiner som förändrades i fruktflugans "tunga" som svar på kosten, och vi undersökte vad som hände," sa professor Neely.
De fann att smakkänslan styrs av dopamin (neuromodulatorn för "belöning"). Forskarna kartlade sedan vägen och fann samma vägar som är väletablerade för att kontrollera inlärning och minne eller främja lång livslängd också förbättra smaksensation.
"Medan detta arbete utfördes i fruktflugor, är de inblandade molekylerna bevarade till människor. Vi vet att människor också upplever förändringar i smakuppfattning som svar på kosten, så det är möjligt att hela processen bevaras; vi får se”, sa professor Wang.
Forskningen publicerad i Cell Reports , är en uppföljningsstudie till Professor’s Neelys arbete med att testa effekterna av konstgjorda sötningsmedel. Den forskningen fann att konstgjorda sötningsmedel aktiverar en neuronal svältväg och i slutändan främjar ökat matintag, särskilt i kombination med en lågkolhydratkost.
"Våra första studier fokuserade på hur olika livsmedelstillsatser påverkar hjärnan, och från detta fann vi att smaken förändrades som svar på kosten, så här följde vi upp den observationen och beskriver hur det fungerar", sa professor Neely. "Det visar sig att flugtungan själv kommer ihåg vad som har hänt innan, vilket är ganska snyggt."
Referens:"PGC1a kontrollerar sackarossmaksensibilisering i Drosophila ” av Qiao-Ping Wang, Yong Qi Lin, Mei-Ling Lai, Zhiduan Su, Lisa J. Oyston, Teleri Clark, Scarlet J. Park, Thang M. Khuong, Man-Tat Lau, Victoria Shenton, Yan-Chuan Shi, David E. James, William W. Ja, Herbert Herzog, Stephen J. Simpson och G. Gregory Neely, 7 april 2020, Cell Reports .
DOI:10.1016/j.celrep.2020.03.044
Denna forskning finansierades av ett anslag från NHMRC
