Ученые впервые составили детальную карту нервной системы плодовой мушки, объясняющую механизмы вкуса и пищеварения

Veda a technika / Zem Vedci zmapovali cestu chuti nervovou sústavou vínnej mušky. Odhalili, ako ovplyvňuje jedenie, pohyb aj tvorbu inzulínu. odoberať Ilustračné foto Vínna muška nemusí začať prijímať potravu, aby zistila, či jej chutí. Chuťové receptory má totiž aj na nohách, krídlach, ústnych orgánoch a v hltane. Vedcom sa teraz po prvýkrát podarilo podrobne sledovať, kam všetky tieto informácie putujú a ako z nich nervová sústava vytvorí jednoduché rozhodnutie či pokračovať v jedení alebo potravu odmietnuť. Výskumníci z portugalskej Champalimaud Foundation spolu s kolegami z USA a Európy zmapovali cestu chuťových signálov od prvého kontaktu s potravou až po nervové bunky, ktoré riadia pohyby potrebné pri jedení. Výsledky publikované v odbornom časopise Cell vychádzajú z mimoriadne rozsiahlej mapy nervovej sústavy dospelého samca vínnej mušky. Vedci v nej zaznamenali približne 166-tisíc nervových buniek a viac ako 11-tisíc ich rôznych typov. Nezamerali sa pritom iba na mozog. Zmapovali aj nervové spojenia vedúce do ďalších častí tela. Vďaka tomu možno sledovať celú cestu signálu – napríklad od chuťového receptora na nohe až po bunky, ktoré muške prikážu zastaviť sa alebo začať prijímať potravu. Pri spracovaní obrovského množstva snímok z elektrónového mikroskopu pomáhala umelá inteligencia. Dokázala sledovať jednotlivé nervové bunky a ich spojenia. Výsledky potom kontrolovali a dopĺňali výskumníci. Vínna muška ochutnáva celým telom Práve chuť sa ukázala ako mimoriadne zaujímavá. U človeka sa spája predovšetkým s jazykom a ústami, no vínna muška má chuťové receptory rozmiestnené na viacerých miestach tela. Keď sa nohou dotkne niečoho chutného, môže zastaviť pohyb a začať zdroj potravy skúmať. Ďalšie receptory pri ústach rozhodujú o pokračovaní v jedení a tie v ústnej časti už môžu ovplyvňovať samotné prehĺtanie. Vedci pritom zistili, že nervová sústava triedi chuťové informácie podľa toho, či signalizujú niečo lákavé alebo naopak odpudivé. Signály podobného typu sa postupne stretávajú v rovnakých častiach nervovej sústavy. Zároveň sa však nestratí informácia o tom, kde bola chuť zaznamenaná. To je dôležité. Príjemná chuť zachytená nohou má vyvolať inú reakciu než rovnaký podnet v hrdle. V prvom prípade môže muška zastaviť a potravu preskúmať. V druhom už treba rozhodnúť, či pokračovať v prehĺtaní. Jedenie tak nie je jediné rozhodnutie, ktoré sa udeje naraz. Pozostáva z viacerých krokov. Muška musí spomaliť alebo zastaviť, priblížiť ústne orgány k potrave, ochutnať ju a až následne ju prehltnúť. Chuťové receptory na rôznych miestach tela pritom fungujú ako postupné kontroly. Výskumníci našli 24 typov nervových buniek, ktoré riadia rôzne pohyby spojené s prijímaním potravy. Následne sledovali, aké signály sa k nim dostávajú. Mozog najskôr drží jedenie na uzde Jedno z najzaujímavejších zistení pripomína akúsi nervovú brzdu. Bunky riadiace pohyby potrebné pri jedení sa zrejme neaktivujú okamžite po zachytení akejkoľvek príjemnej chuti. Nervová sústava ich najskôr drží utlmené. Až keď je signál dostatočne silný, brzda povolí a príslušný pohyb sa môže začať. Takýto mechanizmus môže mať jednoduchý význam. Muška nezačne jesť pri každom slabom alebo nejasnom kontakte s možnou potravou. Najskôr potrebuje dostatočne presvedčivú informáciu, že sa oplatí pokračovať. Keď už jedenie začne, zapája sa ďalšia, pomalšia nervová cesta. Tá pomáha potrebné pohyby udržať a umožní muške pokračovať v prijímaní potravy. Mapa však odhalila aj spojenia, ktoré nemajú na starosti samotný pohyb. Niektoré chuťové nervové bunky v ústnej časti sú napojené na bunky, ktoré sa podieľajú na tvorbe hormónov vrátane inzulínu. Chuť tak môže organizmus pripraviť na príchod potravy ešte skôr, než sa živiny dostanú do tela. Podobné reakcie sú známe aj u človeka. Už pohľad na jedlo, jeho vôňa alebo chuť môžu v tele spustiť prípravy na to, že čoskoro príde potrava. Autori štúdie v tejto súvislosti spomínajú aj sladké nápoje bez kalórií. Samotná sladká chuť by mohla spustiť určitú prípravnú reakciu, hoci po nej napokon žiadna energia do tela nepríde. Výskum na vínnych muškách však nedokazuje, že presne rovnaké nervové spojenia fungujú aj u ľudí. Mapa umožní sledovať jednotlivé rozhodnutia Pre vedcov je najväčšou výhodou novej mapy možnosť vyhľadávať konkrétne nervové spojenia. Ak chcú napríklad zistiť, ako chuť spôsobí, že vínna muška prestane kráčať, môžu začať pri chuťových receptoroch na nohách a postupne sledovať, s ktorými nervovými bunkami sú prepojené. Následne možno jednotlivé časti tejto cesty skúšať v laboratóriu. Rovnakým spôsobom sa dajú skúmať spojenia medzi chuťou a prehĺtaním, tvorbou hormónov alebo správaním pri párení. Zaujímavé bude aj porovnanie samcov a samíc. Samice vínnych mušiek napríklad po párení začínajú vyhľadávať viac potravy bohatej na bielkoviny, pretože ich potrebujú pri tvorbe vajíčok. Vedci teraz môžu zisťovať, či za tým stoja aj rozdiely v zapojení nervových buniek. Výskum pritom nemusí byť zaujímavý iba pre neurovedcov. Chuť rozhoduje aj o tom, ktoré rastliny hmyz vyhľadáva, aké plodiny napádajú škodcovia alebo kde si potravu hľadajú komáre prenášajúce choroby. Témy: vínna muška mucha komár potrava