Диссертация (1145717), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Важноотметить, что хемокоммуникационные молекулы обычно узнаются в очень низкойконцентрации, а после рецепции смываются и удаляются из обонятельной зоны.Хемосигналы способны передавать социально-значимую информацию о возрасте,поле, социальном ранге животного, его физиологическом состоянии, заболеваниях и дажеоб аллельных различиях по некоторым генам.
Они также предупреждают об опасности изанятости территории (Kavaliers et al., 2005).Некоторые хемокоммуникационные молекулы способны вызывать сложный высококонсервативный физиологический ответ у животных-реципиентов, подобные молекулыполучили название феромоны (Shorey, 1976). Домовая мышь – один из самых удобныхобъектов для изучения многочисленных хемокоммуникационных эффектов (Kelliher,Wersinger, 2008).
Именно на домовой мыши показано, что феромоны способны менятьповедение, гормональный статус, угнетать репродуктивные процессы и индуцироватьиммуносупрессию (Даев, 2007).1.3.2 Рецепция хемосигналов у грызуновРецепция хемосигналов у грызунов осуществляется специализированными органамиобонятельной системы, которая представлена в основном главным обонятельнымэпителием (ОЭ), вомероназальным органом (ВНО) и ганглием Грюнберга (ГГ) (рис. 4).Главный ОЭ осуществляет рецепцию всего спектра запахов (одорантов), при этом содной и той же летучей молекулой может связываться несколько типов обонятельныхрецепторов (Dulac, Torello, 2003).
Конечное восприятие одоранта зависит именно откомбинации обонятельных рецепторов, активировавшихся на запаховые молекулы.Рецепторные клетки ВНО, напротив, высокоспецифично активируются только на41отдельные типы молекул, при этом они могут быть как летучими, так и нелетучими.Считается, что нейроны ВНО рецептируют феромоны. Рецепторные клетки ганглияГрюнберга больше похожи на рецепторы ОЭ, чем ВНО. Считается, что главной функциейГГ является рецепция сигналов тревоги (Brechbuhl et al., 2013).Главный обонятельный эпителий состоит преимущественно из сенсорных нейронов,которыепередаютсигналвЦНСчерезглавнуюольфакторнуюлуковицу.Вомероназальный орган также состоит из сенсорных нейронов, однако они проецируютсяв специальный район обонятельной луковицы – дополнительную ольфакторнуюлуковицу. Их дендриты оказываются погруженными в слой мукуса, который контактируетс воздухом (Dulac, Wagner, 2006).Рис.
4. Схема строения органов обоняния грызунов (по Brennan, Zufall, 2006). НП –носовая полость; ВНО – вомероназальный орган: верхняя часть – клетки с апикальногослоя, нижняя часть – базальный слой ; ОЭ – главный обонятельный эпителий; ГОЛ и ДОЛ– главная и дополнительная обонятельные луковицы; ГГ – ганглий Грюнберга.Нейроны ВНО можно подразделить на две основные группы. К первой относятсянейроны апикальной зоны нейроэпителия (рис. 4, верхняя часть ВНО), в которыхэкспрессируются G-белки Gα и предполагаемые феромональные рецепторы семейств V1R.Ко второй группе относятся нейроны базальной зоны (рис.
4, нижняя часть ВНО),продуцирующие G-белки Gα0 и рецепторы семейства V2R, которые находятся в42физическом взаимодействии с молекулами β2-микроглобулинов, входящих также вкомплексы МНС1 (Dulac, Torello, 2003). Каждый нейрон несет только один типрецепторов из всего семейства ольфакторных рецепторов. Количество рецепторов наклетку зависит от типа нейрона и пола животного (Brennan, Zufall, 2006).Феромоны взаимодействуют с двумя семействами рецепторов V1R и V2R,связанныхсG-белками.Обаклассарецепторовявляютсясемидоменнымитрансмембранными белками. По сравнению с V1R рецепторами, V2R имеют болеедлинный экстраклеточный N-терминальный домен, что подразумевает различия вспособности связывать лиганды (Rodriguez, 2004).
При активации обоих типов рецепторовдеполяризация мембраны происходит за счет ионного канала Trp2 (Liman et al., 1999),данный тип ионного канала не характерен для главного обонятельного эпителия.Рецепторы V1R рецептируют летучие молекулы, а нейроны, несущие этот рецептор,имеют нейрональную проекцию в апикальную часть ДОЛ. Рецепторы V2R, наоборот,рецептируют нелетучие молекулы и имеют проекцию в базальную часть ДОЛ (LeindersZufall et al., 2004).Клеткиглавногообонятельногоэпителиянесутобонятельныерецепторы,структурно сходные с рецепторами V1R: они также являются семидоменнымитрансмембранными белками, ассоциированными с G-белком (Liberles, 2014). Показано,что некоторые феромоны могут связываться не только ВНО, но и клетками главногообонятельного эпителия (Mamasuew et al., 2011). Рецепторы главного обонятельногоэпителия имеют проекции в митральные клетки главных обонятельных луковиц, послеактивации которых сигнал передается в переднюю часть поясной извилины, латеральнуючасть корково-медиальных структур миндалевидного тела (Dulac, Wagner, 2006).
При этомглавной проекцией дополнительной обонятельной луковицы, связанной с ВНО, являетсягипоталамус.Активация различных нейрональных структур может приводить к развитию какспецифических, так и неспецифических ответных реакций. При этом для подтвержденияобонятельной природы эффектов часто используют модель индуцированной аносмии. Так,воздействие концентрированными (5% и более) солями цинка приводит к повреждениювсех типов обонятельных эпителиев и невозможности воспринимать запаховые сигналы втечение 5-7 дней.
Если предоставление хемосигнала в этот период не приводит квозникновению эффектов, типичных для животных с неповрежденным эпителием, тосчитается, что такое воздействие имеет обонятельную природу (McBride et al., 2003).431.3.3. Феромональные эффекты у грызуновСуществует большое количество классификаций феромонов. Их можно разделять взависимости от характеристик животного – донора хемосигнала, химической структуры иоргана,вкоторомпроисходитрецепция.Однаконаиболеечастоферомоныклассифицируют в соответствии с эффектами, оказываемыми на организм реципиента.
Взависимости от оказываемых эффектов феромоны классифицируют на две большиегруппы: сигнальные и «праймер»-феромоны (Brennan, Zufall, 2006). Сигнальныеферомоны влияют на поведенческие реакции реципиентного животного. Праймерферомоны, действуя на физиологические процессы в организме животного-реципиента,изменяют характер экспрессии генов различных клеток, гормональный баланс организмаи даже его морфологические характеристики.
При этом ответ на сигнальный феромонбудет немедленным, так как он воспринимается центральной нервной системой и сразу жеобрабатывается, а ответы на праймер-феромоны будут отсрочены по времени иобусловлены участием гормональных посредников. Кроме того, появляется все большеданных, свидетельствующих об отсутствии границ между сигнальными и праймерэффектами, поскольку одни и те же феромоны могут индуцировать как поведенческие, таки физиологические ответы (Jemiolo et al., 1991; Ma et al., 1999).Первоначально, большинство феромональных эффектов было выявлено у мышейпри предоставлении животным-реципиентам мочи без идентификации конкретныхдействующих веществ.
Часто праймер-эффекты получали названия в честь открывших ихисследователей:1. Первым был обнаружен «Ли-Бут эффект». Он заключается в удлиненииэстрального цикла (при одновременном сокращении в нем доли эструса) у самок мышей,находящихся в сгруппированном состоянии. В сильно сгруппированном состоянии усамок может развиваться псевдобеременность (Lee, van der Boot, 1955, 1956).2. Виттен показал, что моча самцов может укорачивать эстральные циклы у самок,синхронизировать эстральные циклы и приводить к индукции эструса у сгруппированныхсамок (Whitten, 1956, 1958).3. В 1959 был обнаружен «Брюс эффект», заключающейся в блоке беременности усамок, которым предоставляли запах незнакомого самца, не являющегося отцом еёдетенышей (Bruce, 1959).4. На десятилетие позднее был открыт «эффект Вандерберга», который выражается вускорении созревания молодых самок при предъявлении им мочи половозрелых самцов(Vandenbergh, 1969).
Дальнейшее изучение эффекта ускорения созревания молодых самок44показало, что моча доминантных самцов имеет гораздо более выраженный эффект,нежели моча субординантов (Lombardi, Vandenbergh, 1977). Возможность ускорятьсозревание молодых самок была показана для феромонов мочи беременных и кормящихсамок (Drickamer, 1983; Drickamer, Hoover, 1979), а также для самок-одиночек,находящихся в эструсе (Drickamer, 1982). Хемосигналы сгруппированных самок,наоборот, приводили к замедлению созревания молодых самок (Drickamer, 1982), чтофактически дополнило понимание «Ли-Бут эффекта».К праймер-эффектам феромонов также можно отнести супрессирующее действиемочи половозрелых самцов на сперматогенез молодых самцов домовой мыши (Даев,1982).
Механизмом данного эффекта может являться стресс-реакция, посколькусуществуют данные о гипертрофии надпочечников у молодых мышей при воздействииферомональных веществ из мочи половозрелых самцов (Archer, 1969)Феромональные воздействия могут оказывать иммуномодулирующее действие(Cocke et al., 1993; Даев и др., 2000). Например, показано, что летучие компоненты мочимышей, подвергшихся стрессу, индуцируют иммуносупрессию у интактных мышейреципиентов (Суринов, Карпова 1996). Запах сгруппированных самок (сидящих впятеромв одной клетке) индуцирует у самцов снижение активности иммунного ответа, приодновременной индукции полового поведения, усилении синтеза тромбоцитов иперераспределение иммунных клеток из кровяного русла на периферию (Мошкин и др.,2005).Рецепцияферомоновможетприводитькизменениюбиохимическогоигормонального гомеостаза особей-реципиентов.
Моча самцов индуцирует резкий выброслютеинизирующего гормона (ЛГ) и эстрадиола у самок, и, возможно, именно этигормональные изменения лежат в основе Виттен-, Брюс- и Вандерберг- эффектов(Bronson, Macmillan, 1982). Хемосигналы самок вызывают у самцов резкий выброс ЛГ итестостерона, при этом конкретные физиологические последствия данного гормональногоизменения не известны (Maruniak, Bronson, 1976). Для самок, на которых воздействовалиподстилкой самцов, показана активация ферментов антиоксидантной защиты в половыхпутях (Behr et al., 2009a), и головном мозге (Behr et al., 2009b).К сигнальным эффектам, в первую очередь, можно отнести аттрактивное действиеферомонов на особей противоположного пола, при этом самки в эструсе сильнеепривлекаются феромонами самцов (чем самки, находящиеся на других стадияхэстрального цикла), а также моча беременных и эстральных самок обладает болеесильным аттрактивным эффектом для самцов (Scott, Pfaff, 1970; Davies, Bellamy, 1972).Кроме того, обнаружен целый ряд сигнальных эффектов, которые могут быть объяснены45наличием у домовой мыши межсамцовой иерархической структуры (Benton, Brain, 1979).При попарных ссаживаниях самцов, между ними происходят битвы, и один из самцовпобеждает, а другой проигрывает.
При многократном повторении этого процесса упобедителей устанавливается статус доминантности, а у самцов, которые постояннопроигрывают–субординантности.Установлениеиерархиисопровождаютсяиизменением паттерна феромональных веществ, причем моча доминантных мышей, какправило, отпугивает субординантов, а моча субординантов – вызывает у доминантныхмышей агрессию (Mugford, Nowell, 1970; Sandnabba, 1986).Агрессивное поведениесамцов может быть снижено при предоставлении им мочи самок (Dixon, Mackintosh,1971).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
