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Cómo los animales evalúan la calidad de los alimentos

Un estudio revela cómo los animales evalúan la comida usando sus sistemas de respuesta al estrés.

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La comida es crucial para que todos los animales sobrevivan y crezcan. Los animales necesitan encontrar comida nutritiva y evitar la comida de mala calidad o dañina para aumentar sus posibilidades de sobrevivir. Con el tiempo, los animales han desarrollado sistemas para evaluar la Calidad de la comida. Estos sistemas les ayudan a reconocer la comida con nutrientes esenciales mientras evitan las malas opciones.

Los animales usan diferentes sentidos para evaluar la calidad de la comida, incluyendo la vista, el olfato y el gusto. Estos sentidos les permiten tomar decisiones rápidas al elegir qué comer. Además, pueden activar ciertas respuestas biológicas al estrés para detectar buena o mala nutrición en sus alimentos. Esto puede llevarlos a cambiar su comportamiento alimenticio según la calidad de la comida que consumen.

El papel de la Vitamina C

La vitamina C es un nutriente esencial que los humanos y algunos animales no pueden producir por sí mismos. Tienen que obtenerla de su dieta o de bacterias amistosas en su intestino. La vitamina C es vital para muchas funciones corporales, actuando como un antioxidante y ayudando en la producción de sustancias importantes como el colágeno y ciertos químicos del cerebro. Niveles bajos de vitamina C pueden causar problemas de salud, afectando el sistema inmunológico y la salud del corazón.

Para los animales, tener un sistema confiable para evaluar el contenido de vitamina C en la comida puede impactar significativamente su supervivencia en la naturaleza. A pesar de su importancia, la forma en que los animales utilizan sus sistemas de Respuesta al Estrés para evaluar los niveles de vitamina C en los alimentos aún no se comprende bien.

Visión general del estudio

Este estudio tiene como objetivo explorar cómo los animales evalúan la calidad de la comida usando sus sistemas de respuesta al estrés, enfocándose particularmente en cómo evalúan la deficiencia de Glucosa y vitamina C en la comida. Al usar una prueba específica diseñada para examinar comida de mala calidad, los investigadores buscaban revelar los mecanismos subyacentes de estos sistemas de evaluación.

La comida de mala calidad, como el E. coli muerto por calor, no apoya el crecimiento de ciertos animales, como el C. elegans. Este tipo de comida ha demostrado causar cambios significativos en la biología del animal, incluyendo cambios metabólicos. El estudio destacó que los animales a menudo evitan el E. coli muerto por calor y gradualmente desarrollan una preferencia por opciones más nutritivas.

Los investigadores encontraron que la comida de mala calidad desencadena respuestas biológicas al estrés. Estas respuestas activan genes relacionados con el estrés, reacciones inmunitarias y deficiencia nutricional. La activación de estos sistemas de respuesta al estrés indica que los animales pueden evaluar su comida de manera efectiva y tomar decisiones que mejoren sus posibilidades de supervivencia.

Pruebas de comportamiento y resultados

Se realizaron dos tipos de pruebas de comportamiento para evaluar cómo los animales reaccionan a diferentes tipos de comida. En la prueba de evitación, los animales claramente eligieron mantenerse alejados del E. coli muerto por calor. En la prueba de elección de comida, inicialmente no tenían preferencia clara entre el E. coli vivo y el E. coli muerto por calor, pero con el tiempo, comenzaron a preferir la opción viva.

Estos hallazgos sugieren que los animales son capaces de detectar la baja calidad de la comida y eventualmente optarán por evitarla a medida que se dan cuenta de que no es adecuada para sus necesidades.

Respuestas al estrés inducidas por comida de mala calidad

Los resultados del estudio demostraron que consumir comida de mala calidad hace que los animales activen sus sistemas de respuesta al estrés. Esto indica que se está evaluando la calidad de la comida. Los investigadores analizaron la actividad de los genes en animales alimentados con bacterias vivas y muertas por calor. Encontraron que varios genes de respuesta al estrés estaban significativamente activos en los animales que comían comida de mala calidad.

Entre los genes reactivos, muchos estaban relacionados con procesos que involucran la inmunidad y reacciones a condiciones desfavorables. Al observar estos cambios biológicos, los científicos obtuvieron información sobre cómo los animales usan sus sistemas de respuesta al estrés para evaluar la calidad de la comida.

Evaluación fisiológica de la calidad de la comida

Para entender cómo los animales evalúan la calidad de la comida, los investigadores investigaron específicamente la UPRER (respuesta a proteínas mal plegadas en el retículo endoplásmico) y las vías de inmunidad innata. Descubrieron que cuando los animales consumían comida de mala calidad, la vía UPRER se activaba, involucrando particularmente ciertos genes que son importantes para la detección del estrés.

Los hallazgos mostraron que la vía UPRER es crucial para la capacidad de los animales de reconocer la calidad de su comida. Esta vía influye significativamente en cómo responden a la comida de mala calidad y posiblemente les guía a evitarla.

La conexión entre XBP-1 y PMK-1

Un análisis más detallado se centró en la relación entre UPRER, específicamente la vía XBP-1, y la vía inmune innata que involucra PMK-1. Los investigadores examinaron cómo estas vías trabajan juntas en la evaluación de la comida. Encontraron que la vía XBP-1 es esencial para que la vía PMK-1 responda a la comida de mala calidad.

Cuando se probaron animales con cambios en la vía XBP-1, mostraron menos sensibilidad a la comida de mala calidad. Sin embargo, cuando se activó XBP-1 en sus células nerviosas, estos animales aún podían evaluar la calidad de la comida correctamente. Esta conexión destaca la importancia de las respuestas neuronales en la evaluación de la calidad de la comida.

Detección de azúcares y metabolitos

Además de abordar los niveles de vitamina C, los investigadores observaron el papel de los azúcares en la evaluación de la calidad de la comida. El estudio reveló que la deficiencia de azúcares en el E. coli muerto por calor podría desencadenar respuestas de estrés y comportamientos de evitación en los animales. Se analizaron varios metabolitos en diferentes tipos de comida, y los investigadores observaron diferencias significativas en los niveles de azúcar al comparar fuentes de comida de alta y baja calidad.

Estos hallazgos sugieren que la presencia de azúcares es un factor crítico para determinar la calidad de la comida. Cuando los animales detectaban una falta de azúcar, activaban sus respuestas de estrés y aprendían a evitar esas fuentes de comida.

Vitamina C y su papel en la evaluación de la comida

La importancia de la vitamina C en la evaluación de la comida se enfatizó a lo largo del estudio. Los investigadores descubrieron que los niveles de vitamina C aumentaban en los animales que consumían alimentos más nutritivos. Además, cuando los alimentos carecían de azúcares suficientes, los niveles de vitamina C se veían afectados negativamente.

Al proporcionar azúcares adicionales o suplementos de vitamina C, el estudio mostró que los animales podían mejorar sus respuestas a la comida de mala calidad. Esto indica que la vitamina C tiene un papel vital en ayudar a los animales a evaluar la calidad de la comida de manera efectiva.

Respuestas neuronales a la calidad de la comida

Uno de los principales hallazgos de este estudio es que las vías neuronales son cruciales para la evaluación de la calidad de la comida. Al añadir azúcares o vitamina C a las dietas de los animales, aquellos con una función neuronal saludable podían evaluar y elegir mejor la calidad de la comida.

En experimentos con animales mutantes que carecían de vías funcionales de XBP-1 o PMK-1, los investigadores notaron una reducción significativa en la capacidad de los animales para evaluar la calidad de la comida. Esto sugiere que la comunicación entre estas vías en el sistema nervioso es esencial para la correcta evaluación de la comida.

Conclusión

Este estudio mejora nuestra comprensión de cómo los animales evalúan la calidad de la comida, particularmente a través de sus respuestas diferenciales a los azúcares y la vitamina C. Al emplear sus sistemas de respuesta al estrés, los animales pueden adaptarse a sus entornos tomando decisiones alimenticias informadas. Los hallazgos enfatizan la importancia de nutrientes específicos, como el azúcar y la vitamina C, en la orientación de estas decisiones.

La investigación destaca la naturaleza interconectada de las respuestas fisiológicas y el comportamiento en relación con la evaluación de la comida. Abre caminos para futuras investigaciones sobre cómo los animales pueden adaptar sus dietas según la disponibilidad nutricional y las implicaciones para su supervivencia. Entender estos mecanismos puede proporcionar información sobre procesos biológicos más amplios y promover mejores estrategias de salud para diversas especies.

Fuente original

Título: UPRER-immunity axis acts as physiological food evaluation system that promotes aversion behavior in sensing low-quality food

Resumen: To survive in challenging environments, animals must develop a system to assess food quality and adjust their feeding behavior accordingly. However, the mechanisms that regulate this chronic physiological food evaluation system, which monitors specific nutrients from ingested food and influences food-response behavior, are still not fully understood. Here, we established a low-quality food evaluation assay system and found that heat-killed E. coli (HK-E. coli), a low sugar food, triggers cellular UPRER and immune response. This encourages animals to avoid low-quality food. The physiological system for evaluating low-quality food depends on the UPRER (IRE-1/XBP-1) - Innate immunity (PMK-1/p38 MAPK) axis, particularly its neuronal function, which subsequently regulates feeding behaviors. Moreover, animals can adapt to a low-quality food environment through sugar supplementation, which inhibits the UPRER -PMK-1 regulated stress response by increasing vitamin C biosynthesis. This study reveals the role of the cellular stress response pathway as physiological food evaluation system for assessing nutritional deficiencies in food, thereby enhancing survival in natural environments.

Autores: Bin Qi, P. Liu, X. Liu

Última actualización: 2024-06-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.10.566584

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.10.566584.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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