Le sens du goût est parmi les premiers à entrer en contact avec les aliments avant que nous les ingérons, mais si les animaux peuvent goûter des aliments basiques ou alcalins et comment ils le font, cela restait incertain jusqu’à présent. Un groupe de recherche dirigé par Yali Zhang, PhD, chercheur principal au Monell Chemical Senses Center, a récemment abordé cette question importante, comme ils l’ont fait de la même manière pour le goût amer en 2021 à l’extrémité inférieure de l’échelle de pH. Leurs travaux, publiés aujourd’hui dans Métabolisme naturel et mis en évidence dans Natureont identifié un canal ionique chlorure jusqu’alors inconnu, qu’ils ont nommé alcaliphile (Alka), comme récepteur gustatif du pH alcalin.
Le pH, l’échelle d’acidité ou de basicité d’une substance, joue un rôle essentiel pour les organismes vivants car de nombreux processus biologiques, tels que la décomposition des aliments et les réactions enzymatiques, nécessitent que le niveau de pH soit juste. Bien que nous connaissions le goût acide, qui est associé aux acides et nous permet de détecter l’extrémité acide de l’échelle de pH, on sait peu de choses sur la façon dont les animaux perçoivent les bases à l’extrémité opposée du spectre de pH. Il est important de détecter à la fois les acides et les bases, qui sont couramment présents dans les sources alimentaires, car ils peuvent avoir un impact significatif sur les propriétés nutritionnelles de ce que les animaux consomment.
Le groupe de Zhang a découvert qu’Alka est exprimée dans les neurones récepteurs gustatifs (GRN) de la mouche, la contrepartie des cellules réceptrices du goût des mammifères. Lorsqu’elles sont confrontées à des aliments neutres par rapport à des aliments alcalins, les mouches de type sauvage choisissent normalement des aliments neutres en raison de la toxicité d’un pH élevé. En revanche, les mouches dépourvues d’Alka perdent la capacité de discriminer les aliments alcalins lorsqu’ils leur sont présentés. Si le pH d’un aliment est trop élevé, chez l’homme, il peut être nocif et causer des problèmes de santé tels que des spasmes musculaires, des nausées et des engourdissements. De même, après que les mouches des fruits ont mangé des aliments à pH élevé, leur durée de vie peut être raccourcie.
Le travail de l’équipe démontre qu’Alka est essentiel pour que les mouches restent à l’écart des environnements alcalins nocifs. « Détecter le pH alcalin des aliments est une adaptation avantageuse qui aide les animaux à éviter de consommer des substances toxiques », a déclaré Zhang.
Pour comprendre comment Alka détecte un pH élevé, le groupe de Zhang a effectué des analyses électrophysiologiques et a découvert qu’Alka forme un ion chlorure (Cl–) canal directement activé par les ions hydroxyde (OH–). Comme les neurones sensoriels olfactifs chez les mammifères, la concentration de Cl– à l’intérieur du GRN de la mouche est généralement plus élevé qu’à l’extérieur de cette cellule nerveuse. Zhang propose que lorsqu’il est exposé à des stimuli à pH élevé, le canal Alka s’ouvre, conduisant à un Cl chargé négativement– circulant de l’intérieur vers l’extérieur du GRN de la mouche. Cet efflux de Cl– active le GRN, signalant finalement au cerveau de la mouche que la nourriture est alcaline et doit être évitée. « Notre travail montre que Cl– et Cl– Les canaux, qui ont été négligés pendant longtemps, ont des fonctions cruciales dans la signalisation gustative au cerveau », a déclaré Zhang.
De plus, le groupe de Zhang a étudié comment les mouches détectent le goût des substances alcalines à l’aide d’outils optogénétiques à base de lumière. Ils ont constaté que lorsqu’ils éteignaient les GRN alcalins, les mouches n’étaient plus dérangées par le goût des aliments alcalins. À l’inverse, ils ont activé ces GRN alcalins en faisant briller une lumière rouge sur eux. Fait intéressant, lorsque ces mouches recevaient de la nourriture sucrée et étaient exposées à la lumière rouge en même temps, les mouches ne voulaient plus manger la nourriture sucrée. « Le goût alcalin peut avoir un impact important sur ce que les mouches choisissent de manger », a déclaré Zhang.
Dans l’ensemble, le groupe de Zhang a établi qu’Alka est un nouveau récepteur gustatif dédié à la détection du pH alcalin des aliments. À l’avenir, son équipe vise à explorer s’il existe des détecteurs analogues à pH élevé chez les mammifères. « Notre travail a réglé la question de savoir s’il existe un goût pour les choses alcalines », a déclaré Zhang. « C’est certain. »
La recherche sur les nouvelles qualités gustatives des animaux, y compris les humains, a des implications importantes pour comprendre les habitudes alimentaires et développer des stratégies pour améliorer la nutrition.
Cette recherche a été financée par le National Institute on Deafness and Other Communication Disorders et la Fondation Ambrose Monell.
