научная статья по теме ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОБОНЯТЕЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ САМЦОВ МЫШЕЙ К ЗАПАХУ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ Биология

Текст научной статьи на тему «ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОБОНЯТЕЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ САМЦОВ МЫШЕЙ К ЗАПАХУ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ»

СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2009, том 23, № 2, с. 151-155

ОБОНЯТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

УДК 612.86

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОБОНЯТЕЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ САМЦОВ МЫШЕЙ К ЗАПАХУ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ

© 2009 г. С. А. Мельник, О. С. Гладышева, В. Н. Крылов

Нижегородский государственный университет им. НИ. Лобачевского, 603950 Нижний Новгород, ГСП-20, пр. Гагарина, 23 E-mal: s_melnik72@mail.ru Поступила в редакцию 25.07.2008 г.

Приведены результаты сравнения порогов чувствительности к запаху изовалериановой кислоты (ИВК) у самцов беспородных лабораторных мышей разных возрастных групп, которые изучены при помощи экспериментальной условнорефлекторной методики. Показано, что уровень чувствительности самцов мышей к запаху ИВК максимален у неполовозрелых животных, а с возрастом он постепенно снижается.

Ключевые слова: обонятельная чувствительность, гормональный уровень, запах изовалериановой кислоты, пороги чувствительности, возрастные изменения.

ВВЕДЕНИЕ

Обоняние играет ключевую роль в запуске и формировании различных форм поведения животных: полового, пищевого, агрессивного, исследовательского, территориального и т.д. Запахи могут сигнализировать о гормональном статусе животного, его иерархическом положении, т.е. социальном ранге, что особенно важно для видов, являющихся макросматиками и образующих сложные социальные сообщества, например для грызунов. Результаты исследований многих авторов свидетельствуют о тесном взаимодействии обонятельной и половой систем у млекопитающих (Gandelman, 1983). Так, на грызунах показано, что хемосигналы самцов и самок влияют на скорость полового созревания молодых особей (Непринцева, Зинкевич, 2001). При этом первые тормозят развитие половой системы детенышей самцов и ускоряют таковое самок (Васильева и др., 2006). Однако многие детали обонятельно-эн-докринных взаимодействий еще остаются плохо изученными. Важность понимания природы и феноменов такого тесного взаимодействия этих систем, как для животных, так и для человека определяет актуальность исследований в данной области ^г^ю et я1., 2007).

Одной из моделей, используемых в изучении влияния изменений естественного уровня половых гормонов на обонятельную чувствительность, являются исследования на животных различных возрастных периодов (Kгaemeг, Apfelbach, 2004). Концентрация половых стероидов в крови млекопитающих изменяется в онтогенезе. У неполовозрелых животных уровень половых гор-

монов минимальный и возрастает к моменту их полового созревания. С увеличением возраста продукция половых стероидов уменьшается (Савченко и др., 1992). Таким образом, использование для исследований возрастной модели позволяет изучать влияние изменений естественного уровня половых гормонов на обонятельную чувствительность как самцов, так и самок (Гладышева, Троицкая, 1994).

Лабораторные мыши являются удобным объектом для подобных исследований, так как для них идентифицирован целый ряд химических соединений, содержащихся в моче этих животных, и запах которых участвует в запуске некоторых форм поведения (Соколов и др., 1979), например агрессивного (Новиков, 1988). Среди этих соединений обнаружена и изовалериановая кислота (ИВК) (Зинкевич, Курятов, 1979), которая была найдена и в вагинальных выделениях у самок этого же вида (Новиков, 1988).

Важно отметить, что в поведенческих работах, выполненных на самках и самцах как линейных, так и беспородных мышей, было продемонстрировано, что запах этого соединения в очень низких концентрациях может быть привлекательным для самок и самцов этого вида, а повышение его концентрации приводит к репеллентному эффекту (Гладышева и др., 1992). Обнаружена зависимость величины этого эффекта у мышей от их различных состояний, как у самок (Гладышева и др., 1992), так и у самцов (Гладышева, Троицкая, 1997). Как было продемонстрировано, колебания в чувствительности к этому запаху определяются изменениями в содержании, как эстрогенов, так и андрогенов. Наличие тесной взаимосвязи между

-7.4

-7.6

-7.8

|-8.0 л

^ -8.2 к

Ц-8.4

и о

м -8 6 ад °,и

-9.0 -9.2

Возраст, мес 6 7

Величины обонятельных порогов чувствительности к запаху ИВК самцов лабораторных мышей в различные возрастные периоды.

уровнем обонятельной чувствительности и половых гормонов у животных, а также необходимость понимания физиологических механизмов этого феномена для выяснения природы целого ряда нарушений обоняния, например, специфических аносмий и других, как у животных (Новиков и др., 2002), так и у человека определяет актуальность проведения исследований в данной области.

Настоящая работа продолжает проведение исследований эндокринно-обонятельных взаимодействий и направлена на изучение характера изменений обонятельной чувствительности (порогов) к запаху ИВК у самцов лабораторных мышей различных возрастных групп.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования проводили на самцах белых беспородных лабораторных мышей. Для изучения изменений обонятельной чувствительности к запаху ИВК использовали следующие возрастные группы: неполовозрелые самцы (в возрасте одного месяца), 4-, 5-, 6- и 7-месячные животные. Каждая группа включала по десять особей. Пороги обонятельной чувствительности к запаху ИВК исследовали с помощью методики выработки оборонительного условного рефлекса на подаваемый запах на основе питьевой депривации. В опытах использовали установку, состоящую из прямоугольной камеры с решетчатым полом и электростимулятора ЭС-50-1. В качестве подкрепления применяли электрический ток (70 V, 10 мс, частота - 99 имп/с). В экспериментах для запахо-вой стимуляции использовали концентрационный ряд растворов ИВК от 10-3 до 10-10 моль/л (концентрация 10-3 моль/л являлась стандартной,

остальные концентрации получали путем последовательного ее разведения дистиллированной водой). Тестирование животных с применением каждой концентрации ИВК осуществляли в трех повторах. Значения порогов чувствительности к запаху ИВК в работе представлены в виде десятичных логарифмов концентраций этого соединения.

Полученные результаты обрабатывали при помощи компьютерной программы "Биостатистика". Достоверность различий выборок определяли по критерию Уилкоксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Измерения обонятельных порогов чувствительности к ИВК у самцов мышей в возрасте 4 мес показали, что для них среднее значение пороговой концентрации запаха ИВК составляет 10-815 ± о.о63 моль/л. Как оказалось, чувствительность к этому запаху у самцов значительно превышает таковой показатель у самок этого вида: среднее значение порога у 4-месячных самок в стадии проэст-руса составляет лишь 10-701 ± 0018 моль/л (Мельник, Носова, 1999).

Дальнейшие измерения обонятельных порогов у самцов в возрасте 5, 6 и 7 мес показали, снижение чувствительности к запаху ИВК с увеличением возраста животных (рисунок). У 5-месячных самцов среднее значение порога составило

10-8

.11 ± 0.067

моль/л, а у 6- и 7-месячных - 10-8

08 ± 0.065 ,

10-796 ± 0068 моль/л соответственно. Снижение обонятельной чувствительности с увеличением возраста животного происходит медленно и в течение месяца является незначительным (р > 0.05). Сравнение порогов восприятия запаха ИВК у половозрелых самцов мышей с использованием критерия Уилкоксона показало, что достоверное снижение исследуемого параметра (р < 0.05) наблюдается только через 3 мес (рисунок). Наиболее существенно обонятельная чувствительность у самцов изменяется в возрасте 6-7 мес: в этот период месячное повышение порогов восприятия запаха ИВК достоверно значимо.

Следует отметить, что поскольку исследования проводили на беспородных мышах, то наблюдались значительные индивидуальные различия в величинах обонятельного порога чувствительности к запаху ИВК: диапазон пороговых концентраций у самцов в возрасте 4 мес составил от 10-84 до 10-79 моль/л, в возрасте 5 мес от 10-85 до 10-79 моль/л, у 6-месячных от 10-84 до 10-78 моль/л и у 7-месячных мышей от 10-82 до 10-7 7 моль/л.

Аналогичная картина возрастных изменений обонятельной чувствительности к этому запаху была отмечена и у самок лабораторных мышей (Борякова и др., 2007), однако у самок изменения в пороговой чувствительности к запаху ИВК ва-

5

рьируют и в зависимости от стадии эстрального цикла.

Максимальная чувствительность к запаху ИВК у самок была отмечена на стадии проэстру-са, причем чувствительность самок к этому запаху на этой стадии значимо ниже (р < 0.05) во всех возрастных группах, чем подобные показатели у самцов мышей в аналогичных возрастных группах. Кроме того, индивидуальные различия в порогах чувствительности к запаху ИВК у самок выражены слабее, чем у самцов: колебания пороговых значений у самок находятся в диапазоне значений показателей концентрации 0.1-0.2 (Мельник, Носова, 1999). Выявленные половые различия в чувствительности к запаху ИВК, которая является компонентом как мочи, так и вагинального секрета у мышей (Зинкевич, Курятов, 1979; Новиков, 1988), могут свидетельствовать о том, что вызывая поведенческие реакции, как у самок, так и у самцов мышей, но при использовании различных концентраций (Гладышева и др., 1992), запах этого соединения несет определенную информативную нагрузку для особей этого вида, однако, более значимую для самцов.

Особая картина реакции на ИВК наблюдается у неполовозрелых животных (в возрасте до пяти недель). Измерения порогов чувствительности у 1-месячных самцов мышей показали, что эти данные находятся в диапазоне концентраций от 10-92 до 10-86 моль/л, а средний порог чувствительности составляет 10-8 96 ± 0077 моль/л (рисунок). Обонятельная чувствительность к ИВК неполовозрелых самок также выше, чем у взрослых особей (Борякова и др., 2007). Порог чувствительности к запаху ИВК самок в возрасте 3.5 нед. в среднем составляет 10-7 62 ± 0044 моль/л. Таким образом, уровень чувствительности мышей к запаху ИВК максимален у неполовозрелых животных как у самцов, так и у самок, а с возрастом он постепенно снижается.

Результаты наших исследований совпадают с данными, полученными при изучении электрофизиологических ответов обонятельного эпителия у неполовозрелых мышей на стимуляцию запахом ИВК (Гладышева, Троицк

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.

Показать целиком