=ЗООЛОГИЯ =
УДК 57.054 599.32
ТЕСТОСТЕРОН И ИНДУЦИРОВАННЫЙ ГУМОРАЛЬНЫЙ ИММУНИТЕТ У САМЦОВ ХОМЯЧКА КЭМПБЕЛЛА Phodopus campbelli THOMAS, 1905, Rodentia, Cricetidae. МОДУЛЯЦИЯ УРОВНЯ ГОРМОНА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
© 2015 г. Н. Ю. Васильева, А. М. Хрущова, О. Н. Шекарова, К. А. Роговин
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, 119071 Москва, Ленинский просп., 33 E-mail: krogovin@yandex.ru Поступила в редакцию 15.09.2014 г.
Уровень тестостерона в крови самцов хомячков Кэмпбелла Phodopus campbelli Thomas, 1905 модулировали кастрацией и последующей терапией тестостероном. На этом фоне исследовали способность к образованию антител в ответ на иммунизацию эритроцитами барана (SRBC). Отмечено, что кастрация вела к резкому падению уровня тестостерона в циркулирующей крови, но не отражалась на гуморальном иммунном ответе на SRBC. Установлено, что терапия кастрированных самцов препаратом тестостерона пролонгированного действия (омнадрен) снижала у них иммунореактивность к SRBC после повторной иммунизации на фоне подъема уровня тестостерона в крови по сравнению с кастрированными самцами, получавшими масляную основу препарата.
DOI: 10.7868/S0002332915030133
Логическое противоречие между репродукцией и выживанием, выражающееся в отрицательной связи этих двух важнейших функций организма животного, подтверждено многочисленными эмпирическими данными. Это послужило поводом рассматривать конфликт между репродукцией и выживанием в качестве основного компромисса жизненного цикла (Roff, 1992; Stearns, 1992) и стимулировало многочисленные исследования физиологических и поведенческих механизмов его реализации. Ключевую роль в этих механизмах играют гормоны. Возможность экспериментальной манипуляции уровнем гормонов служит инструментом исследования результатов действия естественного отбора в отношении конкурирующих жизненных функций, дает возможность выявлять причинно-следственные зависимости (Ketterson etal., 1996; Mills etal., 2009).
Один из важнейших физиологических регуляторов, посредством которого реализуются сценарии жизненного цикла, — тестостерон (Ketterson et al., 1992, 1996; Ketterson, Nolan, 1999). У самцов позвоночных животных он не только необходим для производства гамет и копуляции, но обеспечивает выработку половых сигналов, конкуренцию между самцами, в том числе агрессивное поведение. Тестостерон усиливает проявление территориальности (Moore, Marler, 1987), агрессивность (Salvador et al., 1997; McGlothlin et al., 2007, 2008), привлекательность самца для самки (Enstrom et al., 1997). Есть все основания считать, что тестостерон обеспечивает контроль степени выраженно-
сти вторичных половых признаков (Ketterson etal., 1996), хотя уловить связь между изменчивым уровнем гормонального фона и экспрессией признака далеко не всегда удается (Weatherhead etal., 1993; Evans et al., 2000; Stoehr, Hill 2001; McGlothlin et al., 2008).
Эндокринная система регулирует основной компромисс жизненного цикла посредством контура обратной связи с иммунной системой. Это может достигаться путем непосредственного перераспределения ресурсов (resources allocation) от иммунных к репродуктивным функциям (орнаменты, половое поведение, химические сигналы) (Wedekind, Folstad, 1994; Герлинская и др., 2007) за счет активации механизма стресса. Так, концентрация гормонов стресса может быть положительно связана с тестостероном и подавлять иммунные функции (Besedovsky, del Rey, 1996; Olsen, Kovacs, 1996; Owen-Asley et al., 2004) или путем прямого взаимодействия тестостерона с рецепторами иммунной системы, или модулируя иммунный ответ через цитокины (Olsen, Kovacs, 1996; Tanriverdi et al., 2003).
Давно замечено, что отличие гормональных профилей самцов и самок, в том числе мужчин и женщин, может объяснять различие полов по им-мунокомпетентности (Grossman, 1990). Женщины чаще страдают от аутоиммунных расстройств, в то время как мужчины и самцы многих других видов более подвержены паразитарным заболеваниям (Poulin 1996a,b; Zuk, McKean, 1996; Klein, 2000). У кастрированных самцов домовых мышей
размер тимуса увеличивается, а терапия андроге-нами уменьшает его массу (Olsen, Kovacs, 1996). Кастрация самцов ведет к усилению как гуморальной, так и клеточной иммунореактивности. При этом улучшается способность противостоять вирусным и бактериальным инфекциям (Schuurs, Verheul, 1990; Viselli et al., 1995), а экзогенный тестостерон угнетает иммунную активность и увеличивает подверженность инфекциям (Viselli et al., 1995). Аналогично кастрация ведет к усилению как В-, так и Т-клеточной иммунореактив-ности у домового воробья Passer domesticus (Buchanan et al., 2003). У других воробьиных — обыкновенного скворца Sturnus vulgaris (Duffy et al., 2000), темноглазого юнко Junco hyemalis (Castro et al., 2001), зеленых вьюрков Carduelis chloris (Lindstrom et al, 2001) — экзогенный тестостерон угнетает продукцию антител, а у скворцов и юнко также и Т-клеточный иммунный ответ. Экзогенный тестостерон угнетает продукцию антител и у озерной чайки Larus ridibundus (Ros et al., 1997).
Этот перечень можно продолжить. Однако в последнее время становится все более очевидным, что специфика вида оказывает существенное влияние на чувствительность иммунной системы к тестостерону, а его роль как фактора торможения иммунных функций ставится под сомнение по мере расширения спектра исследуемых видов (Roberts et al., 2004). Так, например, у джунгарского хомячка Phodopus sungorus самки демонстрируют в целом более высокую продукцию антител в ответ на иммунизацию гемоциани-ном из гемолимфы улитки (KLH) по сравнению с самцами. Кастрация как самцов, так и самок не сказывалась на В-клеточной иммунореактивно-сти, однако вела не к ожидаемому усилению, но к подавлению Т-клеточного иммунного ответа — снижалась интенсивность пролиферации лимфоцитов в ответ на подкожное введение фитогемаг-глютинина (PHA) по сравнению с интактными животными (Bilbo, Nelon 2001). Лечение гонадо-эктомированных самцов и самок тестостероном или эстрадиолом соответственно приводило к восстановлению иммунного ответа до уровня, характерного для интактных особей. В экспериментах in vitro тестостерон и эстрадиол также усиливали Т-клеточную иммунореактивность, что предполагает вероятность прямого взаимодействия половых стероидов с Т-клетками (Bilbo, Nelson, 2001). Внутрибрюшинное введение липо-полисахарида, моделирующее острую бактериальную инфекцию, подавляло пролиферацию лимфоцитов in vitro в ответ на Т-клеточный мито-ген PHA у интактных самцов, но не у самок (Bilbo, Nelson, 2001).
У самцов джунгарского хомячка укорочение длины светового дня ведет к снижению уровня тестостерона и половой активности и на этом фоне к угнетению способности продуцировать анти-
тела (Hadley et al., 2002). Однако при этом происходит усиление Т-клеточной иммунореактивно-сти и растет число лейкоцитов в профилях крови (Bilbo et al., 2002). Интересно, что более интенсивный (по сравнению с животными, содержавшимися в условиях длинного светового дня) клеточный иммунный ответ — кожная реакция гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) на антиген DNFB (1-флуоро-2,4-динитробензол) в равной мере наблюдается у интактных, кастрированных и кастрированных, но снабженных им-плантами с тестостероном самцов (Prendergast et al., 2005).
Результаты проведенных ранее исследований демонстрируют неоднозначную зависимость активности разных звеньев иммунитета от тестостерона. Связь иммунного ответа с тестостероном у джунгарского хомячка проявляется лишь в определенных экспериментальных условиях и не столь очевидна, как у других исследованных видов.
Мы приводим результат изучения влияния экспериментальной модуляции уровня тестостерона на гуморальную иммунореактивность к эритроцитам барана (sheep red blood cell, SRBC) у самцов близкого к сибирскому хомячку представителя мохноногих хомячков — хомячка Кэмп-белла Phodopus campbelli, Thomas 1905. Отчетливо выраженные признаки полового диморфизма (никак не менее, чем у сибирского хомячка) служат основанием для использования хомячка Кэмпбелла в качестве модельного вида для тестирования предсказаний популярной "гипотезы иммунного гандикапа" (Folstad, Karter, 1992), объясняющей подавление тестостероном специфического (приобретенного) иммунитета высокой ценой экспрессии вторичных половых признаков. Самцы хомячка Кэмпбелла активно участвуют в заботе о потомстве (Соколов и др., 1989; Wynne-Edwards, Lisk, 1989; Wynne-Edwards, 1998; Васильева, Хрущова, 2010). Их репродуктивное усилие, таким образом, оказывается менее концентрированным во времени в отличие от такового у видов с более выраженными чертами полигамии, что, возможно, сказывается на характере зависимости иммуноре-активности от тестостерона.
Цель работы — модулирование уровня тестостерона в крови самцов хомячков путем их кастрации и последующей терапии тестостероном, а также исследование на этом фоне способности к образованию антител в ответ на иммунизацию SRBC. Предполагалось, что кастрация вызовет усиление иммунореактивности к SCBC в опытной группе хомячков, а гормональная терапия повлечет за собой снижение иммунореактивности.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Животные принадлежали к популяции лабораторного разведения, поддерживаемой в ИПЭЭ и ведущей происхождение от особей-основате-
лей, вывезенных в 1980-е гг. из Монголии. Всех хомячков содержали в помещении с неизменным режимом освещения 14С:10Т (С — свет, Т — темнота). В качестве корма использовали комбикорм для крыс и мышей (ООО "Сельхозтехнологии", Россия) овес, овощи, в качестве добавок —семена подсолнечника, творог, а также воду ad libitum. Подстилкой служила мелкая стружка, в качестве гнездового материала использовали техническую вату. Молодых зверьков в возрасте 1 мес. отделяли от родителей и содержали в индивидуальных пластмассовых садках (20 х 20 х 35 см).
Гуморальный иммунный ответ на эритроциты барана (SRBC). Иммунизацию хомячков проводили 2%-ной суспензией SRBC в физиологическом растворе внутрибрюшинно. Для определения титра специфических антител использовали сыворотку крови хомячков из подъязычной вены
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.