СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2007, том 21, № 4, с. 341-346
ОБОНЯТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
УДК 612.86
ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ОБОНЯТЕЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ У САМОК ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ И КРЫС К ЗАПАХУ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ
© 2007 г. Е. Е. Борякова, О. С. Гладышева, В. Н. Крылов
Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, 603950 г. Нижний Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, 23 E-mail: boryakova@mail.ru Поступила в редакцию 04.06.2007 г.
Приведены результаты сравнения порогов чувствительности к запаху изовалериановой кислоты (ИВК) у самок лабораторных мышей и крыс разных возрастных групп, которые изучены с помощью экспериментальной условнорефлекторной методики. Обработка количественных данных проведена с использованием непараметрического однофакторного дисперсионного анализа. Показана видоспецифичность онтогенетической динамики обонятельной чувствительности к запаху ИВК у самок грызунов.
Ключевые слова: обонятельная чувствительность, возрастная динамика, запах изовалериановой кислоты, пороги чувствительности, эстральный цикл.
ВВЕДЕНИЕ
Обоняние играет важную роль в жизни млекопитающих. Животные используют обоняние для поиска пищи, при взаимодействии полов, в отношениях "мать - детеныш" и т.д. Особенно велика роль обоняния в жизни макросматиков, к которым можно отнести и грызунов. Исследования, проведенные в последнее время, свидетельствуют о значительной роли обоняния в запуске различных форм их поведения (Соколов и др., 1980; rialdi et al., 1998; Kratskin, Belluzzi, 2003; Westberry, Meredith, 2003; Briand et al., 2004; Sanz et al., 2005). Известно, что обонятельная чувствительность к различным запахам претерпевает изменения в течение онтогенеза (Гладышева, Троицкая, 1989; Balboni, Vannelli, 1981; Apfelbach et al., 1991). Авторы полагают, что в основе изменений этой чувствительности могут лежать онтогенетически обусловленные колебания гормонального статуса организма животных. Однако до настоящего времени физиологические механизмы во многом остаются невыясненными, что определяет актуальность продолжения исследований в данном направлении.
Ранее было показано, что чувствительность к запахам меняется у самок грызунов в зависимости от стадии эстрального цикла. Так, у диких мышей Mus musculus чувствительность к гераниолу была наибольшей в проэструсе и наименьшей - в мет-эструсе (Schmidt et al., 1982). У крыс Rattus norvegi-cus максимум чувствительности к ряду веществ (циклопентанон, эвгенол, альфа-ионон, экзальто-
лид) приходится на эструс, а в остальные стадии цикла отмечены сходные значения чувствительности в метэструсе и диэструсе и чуть выше - в проэструсе (Pietras, Мои^оп, 1974). Однако значительный интерес представляют данные о существовании таких же изменений не только к запахам синтетического, но и природного происхождения.
Так, в экспериментах на половозрелых самках лабораторных мышей были обнаружены колебания обонятельной чувствительности к запаху ИВК (Гладышева и др., 1992). ИВК - одно из соединений, которое обнаружено в моче домовых мышей и серых крыс и составляет до 33.8% от общей суммы обнаруженных кислот (Зинкевич, Ку-рятов, 1979; Соколов и др., 1980).
По данным других авторов, ИВК присутствует и во влагалищном секрете этих животных (Новиков, 1988). В поведенческих экспериментах было также продемонстрировано на самцах и самках лабораторных мышей, что запах этого соединения может играть определенную смысловую роль, так как были отмечены аттрактивные и ре-пеллентные реакции у экспериментальных животных (Gladysheva, 1989; Gladysheva et а1., 1991).
Наши эксперименты продолжают эти исследования и посвящены детальному изучению порогов чувствительности к запаху ИВК у самок лабораторных мышей и крыс в различных стадиях эстрального цикла, а также определению влияния на эти показатели возрастных изменений.
Таблица 1. Показатели обонятельной чувствительности к запаху ИВК у неполовозрелых самок мышей*
Возраст, нед. lgC* Возраст, нед. B* Z* P
3.5 -7.62 ± 0.044 3.5-4.5 24 2.402 0.008
4.5 -7.45 ± 0.025 4.5-5.5 21 2.882 0.002
5.5 -7.18 ± 0.034 3.5-5.5 21 2.882 0.002
* lgC - логарифм концентрации ИВК, B - критерий Уилкоксона, Z - Z-апроксимация, P - уровень значимости.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследования проводили на самках белых беспородных лабораторных мышей и крыс. Эти виды грызунов характеризуются коротким астральным циклом (4-5 дней), что позволяет достаточно быстро проследить возможные изменения в обонятельной чувствительности к запаху ИВК. Для этой цели использовали десять групп лабораторных животных (восемь групп - мыши: 15 неполовозрелых особей в возрасте до 5.5 нед. и 50 половозрелых в возрасте 2, 4, 6, 8, 10, 12 и 14 мес. соответственно; две группы - крысы: 15 неполовозрелых в возрасте 5 нед. и десять половозрелых особей в возрасте 3-х месяцев). Тестирование в первой группе мышей осуществляли 3 раза с интервалом в одну неделю по достижении животными возраста соответственно в 3.5, 4.5 и 5.5 нед. Пороги чувствительности к запаху ИВК исследовались с помощью методики выработки оборонительного условного рефлекса (УР) на запах на основе питьевой депривации. Опыты осуществляли при помощи установки, состоящей из камеры прямоугольной формы с решетчатым полом и электростимулятора ЭС-50-1. В качестве подкрепления использовали электрический ток (70 V, 10 мс, 99 имп/с). В экспериментах применяли концентрационный ряд растворов ИВК (чистый для хроматографии) (10-3-10-9 моль/л для мышей и 10-3-10-6 моль/л для крыс). Концентрация 10-3 моль/л являлась стандартной; остальные растворы получали путем последовательного разведения дистиллированной водой. Тестирование животных с применением каждой концентрации ИВК осуществляли в трех повторах. После того как был выработан УР, эксперименты проводили, совмещая их с ежедневным определением стадии эстрального цикла путем взятия мазков из влагалища с последующим микроскопированием стандартными методами (Киршенблат, 1969).
Полученные в ходе экспериментов результаты были подвергнуты статистической обработке с использованием специализированных статистических пакетов (Microsoft Ехсе1, Statistica) и оригинальных программ. Достоверность различий двух выборок определялась по критерию Уилкоксона, задача суммарной оценки влияния фактора выполнялась с помощью непараметрического аналога однофакторного дисперсионного анализа по
Краскелу-Уоллису (Тюрин, Макаров, 1995). Помимо этого часть данных была подвергнута дисперсионному двухфакторному анализу для оценки степени влияния фактора возраста на обонятельную чувствительность половозрелых самок мышей, находящихся на разных стадиях эстраль-ного цикла.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Обонятельная чувствительность неполовозрелых мышей к запаху ИВК демонстрирует отчетливую динамику изменений в связи с возрастом. Наиболее высокая чувствительность к запаху ИВК отмечена у самок в возрасте 3.5 нед. Далее происходит постепенное повышение порогов. Среднее значение порогов чувствительности к запаху ИВК у неполовозрелых самок мышей составляет 10-742 моль/л. В табл. 1 приведены средние значения логарифмов показателей пороговых концентраций ИВК, различаемых экспериментальными животными.
Половозрелые животные были разделены нами на группы в соответствии с возрастным интервалом, равным двум месяцам, так как мы полагали, что изменения обонятельной чувствительности (если они имеют место) в пределах одного месяца могут быть незначительными. Тестирование животных проводили с ежедневным определением стадии эстрального цикла.
Значения определенных нами порогов чувствительности к запаху ИВК для всех возрастных групп лабораторных мышей приведены на рисунке.
Как свидетельствуют результаты исследования, наибольшая чувствительность к запаху ИВК характерна для неполовозрелых мышей, но и у них, начиная с возраста 3.5 недель, идет постепенное равномерное снижение чувствительности. Эта же тенденция прослеживается и у половозрелых самок на всех стадиях эстрального цикла вплоть до достижения ими 14 мес. В этот период у животных преобладают только две стадии цикла - эструс и диэструс.
Оценка влияния возраста как фактора дана по методу Краскела-Уоллиса, являющегося непараметрическим аналогом однофакторного дисперсионного анализа. Как можно видеть (табл. 2), фактор возрастных изменений достоверно связан
с обонятельной чувствительностью у половозрелых самок лабораторных мышей к запаху ИВК, причем это наблюдается на всех стадиях эстраль-ного цикла. При этом наибольшее изменение чувствительности под влиянием возрастного фактора наблюдается у самок на стадиях проэструса и диэструса, а наименьшее - на стадии эструса.
Иными словами, животные разных возрастных групп на стадиях проэструса и диэструса демонстрируют значительные различия в порогах чувствительности к ИВК.
Поскольку для некоторых возрастных групп в нашем распоряжении были выборки, дающие возможность применения параметрических методов, нами была сделана оценка силы влияния фактора возраста на обонятельную чувствительность по классическому варианту дисперсионного анализа. Полученные результаты приведены в табл. 3, где указаны основной показатель силы влияния и критерий Фишера. При этом на стадиях эструса и диэструса к обработке привлекались данные по особям в возрасте 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 мес., а на стадиях проэструса и метэструса - с 2-12 мес., так как у старых животных в возрасте 14 мес. эти стадии цикла отсутствуют.
Результаты дисперсионного анализа показывают, что возрастной фактор оказывает значительное влияние на обонятельную чувствительность к запаху ИВК у самок, особенно на стадии проэструса. Это полностью соответствует наблюдаемым различиям в порогах чувствительности к этому запаху в различные стадии цикла. Разность значений логарифмов порогов чувствительности для особей в возрасте 2-12 мес. составляет 0.40 для стадии проэструса и 0.35 - для стадии метэструса, т.е. наблюдается более широкий диапазон значений порогов для стадии проэструса, что обусловлено в значительной степени более сильным влиянием возрастных изменений на чувствительность самок в этот период цикла.
Тестирование неполовозрелых и половоз
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.