Cuando las moscas de la fruta están expuestas a una dieta alta en azúcar, los metabolitos clave asociados con la salud del cerebro se agotan, según un estudio de la Universidad de Michigan.
Este hallazgo podría decir a los investigadores por qué los comportamientos que cambian con el estado de energía interna, como la ingesta de alimentos, el aprendizaje y la memoria y el sueño, cambian en las dietas ricas en nutrientes.
Cuando nuestros cuerpos metabolizan los alimentos, esos alimentos se descomponen en metabolitos, pequeñas moléculas que realizan muchas funciones en el cuerpo, incluido el suministro de combustible a las células y la activación o inhibición de la producción de enzimas. El estudio, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , examina cómo los metabolitos en los cerebros y cuerpos de las moscas de la fruta cambian a medida que las moscas hacen la transición entre el hambre y la saciedad.
A través del estudio, los investigadores descubrieron que los perfiles metabólicos de las moscas cambian rápidamente durante la transición rápida del hambre a la saciedad, y los cerebros de las moscas muestran un cambio mayor que sus cuerpos. En particular, la dieta alta en azúcar redujo los nivelesmetabolitos cerebrales N-acetil aspartato, o NAA, y kynurenine.
La alteración de los metabolitos podría afectar la rapidez con que la mosca detecta la saciedad, lo que hace que coma más. De hecho, los investigadores de la UM descubrieron previamente que un aumento en un metabolito específico con una dieta alta en azúcar causó comer en exceso y aumentar de peso.
Aunque los científicos no tienen claro el papel del NAA en el cerebro, parece proporcionar combustible para las células cerebrales y equilibra la osmolaridad, o regula el volumen celular, en el cerebro. Niveles más bajos de otro metabolito, la kinurenina, que esproducido en niveles altos durante el ejercicio, se asocia con depresión.
"Lo que encontramos fue una remodelación metabólica", dijo la autora principal Monica Dus, profesora asistente de biología molecular, celular y del desarrollo de la UM. "No fue solo una acumulación gradual de una exposición temprana a más larga, sino al séptimo díacon una dieta alta en azúcar, estas moscas de la fruta tenían un perfil metabólico completamente diferente ".
Las células cancerosas también se someten a este tipo de remodelación metabólica para impulsar su crecimiento, por lo que la dieta puede desempeñar un papel en el tratamiento del cáncer y una razón por la cual el laboratorio Dus quería examinar el cambio de metabolitos en el cerebro.
Para examinar cómo una dieta alta en azúcar afecta los cerebros y los cuerpos de las moscas de la fruta, el equipo de investigación comparó un grupo de moscas en ayunas con un grupo de moscas alimentadas. En las moscas alimentadas, los investigadores omitieron darles la cena y luego les dieron de comer.desayuno de gelatina de glucosa moderadamente dulce al día siguiente.
Los investigadores mezclan la gelatina de azúcar con un tinte azul o verde, y después de una hora, comprueban el vientre de la mosca para asegurarse de que se haya comido. Para asegurarse de que los animales hayan comido hasta saciarse, los investigadores pusieron las moscas en un lickómetro cubiertocon la jalea de glucosa. Un lickómetro es exactamente lo que suena: un medidor que cuenta la cantidad de veces que se lamió.
Luego, dentro de tubos separados, los investigadores congelan las moscas saciadas y el grupo de moscas en ayunas. Esto detiene el proceso metabólico, para que los investigadores puedan ver lo que sucede en el cerebro de las moscas en el momento de la saciedad. Los investigadoresagite los tubos, lo que hace añicos la mosca. Un tamiz separa la cabeza, el tórax, el abdomen y las patas de la mosca. Estas partes se enviaron a una compañía que utiliza espectrometría de masas para medir los metabolitos dentro de la mosca.
Para ayudar a refinar la lista de metabolitos en las moscas, Alla Karnovsky, profesora asociada de investigación de medicina computacional y bioinformática en Michigan Medicine, creó una herramienta llamada FlyScape. La basó en una herramienta previa que creó para el análisis de la metabolómica humanadatos llamados MetScape. Al igual que Metscape, Flyscape es de acceso abierto: cualquier investigador que estudie metabolitos en moscas de la fruta puede usar el software.
Estas herramientas ayudan a los investigadores a buscar patrones en los datos de metabolómica. Un investigador como Daniel Wilinski, becario postdoctoral en el laboratorio de Dus y primer autor del manuscrito, puede ingresar una lista de metabolitos encontrados en sus sujetos de mosca de la fruta, así como unlista de genes de moscas de la fruta, en Flyscape. La herramienta producirá visualizaciones de las redes metabólicas de las moscas de la fruta.
"Puede ver los metabolitos y genes que están cambiando entre diferentes condiciones", dijo Karnovsky. "Esto nos ayuda a comprender qué procesos biológicos están sucediendo".
El coautor Peter Freddolino, profesor asistente de química biológica y medicina computacional y bioinformática en Michigan Medicine, ha trabajado con Dus en trabajos anteriores para estudiar cómo una dieta alta en azúcar atenúa el sentido del gusto en las moscas de la fruta.
"Examinamos cuáles son los cambios en los metabolitos que podrían estar perturbando fundamentalmente la forma en que funcionaban estas células", dijo Freddolino. "Lo que este estudio nos dice es qué vías metabólicas podrían estar involucradas".
En última instancia, el estudio encontró que 20 metabolitos, además de NAA y kinurenina, se vieron afectados por el consumo de azúcar. Luego, dice Dus, el equipo de investigación planea reducir la forma en que los cambios en estos metabolitos afectan el cerebro, alterando la ingesta de alimentos yafectando otras condiciones como el sueño, el aprendizaje y la memoria.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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