Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета

Литвинова, Екатерина Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета
ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета"

УДК 591.5:599.363 На правах рукописи

Литвинова Екатерина Анатольевна

Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета

Специальность 03.00.08 - зоология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

НОВОСИБИРСК - 2004

Работа выполнена в Институте систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор М. П. Мошкин

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Е. Л. Альперина

кандидат биологических наук Г. Г. Назарова

Ведущее учреждение: Институт проблем

экологии и эволюции им. А.Н.Северцева РАН

Защита диссертации состоится «2Л » до к.с.'ър «_2004 года в |0°° часов на

заседании диссертационного совета К 003.14.01 в Институте систематики и

экологии животных СО РАН

по адресу: Новосибирск, 630091, ул. Фрунзе, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систематики и экологии животных СО РАН

Авторефератразослан « № » Уиа 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

МО

# А '

А. Ю Харитонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы; Антагонистическое сосуществование паразитических организмов и их хозяев рассматривается в настоящее время, в качестве одного из ведущих факторов эволюционного развития (Zahavi, 1975; Hamilton, Zuk, 1982; Докинс, 1996). В этих непобедимых взаимных противостояниях сформировались высокоспециализированные способы нападения и защиты, которые реализуются не только на уровне отдельных организмов, но и на уровне популяций. К популяционным механизмам защиты от возбудителей болезни относят, в частности, поведенческие барьеры, ограничивающие распространение инфекций в популяциях хозяев (Loehle, 1995). Примером таких барьеров может служить снижение привлекательности половых хемосигналов, наблюдаемое у самцов мышей при заражении кокцидией, нематодой или вирусом гриппа (Kavaliers, Colwell, 1993; Penn et al., 1998).

Изменения поведения и запаховой привлекательности инфицированного животного могут быть обусловлены как непосредственно самим паразитом путем включения его метаболитов в летучие компоненты хозяина или воздействием на механизмы нейроэндокринной регуляции, так и антигенами паразита, в ответ на которые разворачивается иммунно-нейроэндокринная защитная реакция зараженного хозяина (Moshkin et al., 2000). В частности активация иммунной системы чужеродными антигенами сопровождается изменениями функционального состояния гипоталамо-гипофизарно-гонадной (ГГГС) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГНС) систем (Dunlap, Schall, 1995; Willis, Poulin, 2000). В свою очередь поведение, иерархический статус и хемокоммуникация находятся под контролем гормонов ГГНС и ГГГС (Симонов, 1981; Науменко и др., 1983; Новиков, 1988). Следовательно, можно предположить, что изменение эндокринной функции животного при активации иммунной системы может привести к изменению поведения и хемосигналов зараженных особей.

запаховых меток антигенстимулированного самца и отражается на их социальном поведении (Moshkin et al., 1997, 2002). Возможность модификации хемосигналов в результате антигениндуцированных иммунно-эндокринных взаимодействий является одним из решений важной проблемы - избегания контактов с зараженными конспецификами. В данном случае механизмы иммунитета, эволюционно предназначенные для распознавания антигенов, включаются также в формирование сигнала о заражении, который может быть использован в поведенческих механизмах, ограничивающих распространение паразитов в популяции хозяина.

Первые данные, полученные с использованием ЭБ, дали положительный ответ на вопрос о возможности антигениндуцированной модификации хемосигналов и поведения лабораторных мышей. Вместе с тем, они поставили ряд новых задач, требующих экспериментального решения. Так, остается неясным:

- коррелируют ли изменения запаховой привлекательности самцов, вызванные инъекцией ЭБ, с силой гуморального иммунного ответа и характером эндокринной реакции на антигенную стимуляцию;

- какие составляющие запаховой привлекательности самцов (маркировочная активность, феромоны или низкомолекулярные белки мочи) отвечают за изменение хемосигналов при антигенной стимуляции защитных функций организма;

- можно ли распространить поведенческие и хемокоммуникационные эффекты антигенной стимуляции, наблюдаемые у мышей, на другие виды млекопитающих.

Ответы на вышеперечисленные вопросы были получены в наших исследованиях, выполненных на двух видах грызунов (лабораторные мыши, Mus musculus, и джунгарские хомячки, Phodopus sungorus), которые характеризуются различными типами пространственной организации внутрипопуляционных группировок и гормональной регуляции иммунитета.

Цели работы и задачи исследования. Цель работы: изучение роли иммунно-физиологических взаимодействий, развертывающихся в ответ на активацию иммунной системы тимусзависимыми антигенами, в модификации запаховых сигналов и поведения самцов лабораторных мышей и джунгарских хомячков.

Это обусловило необходимость решения следующих задач: 2

1) исследовать изменение адренокортикальной активности и эндокринной функции гонад у самцов лабораторных мышей и джунгарских хомячков при активации иммунной системы тимусзависимыми антигенами;

2) изучить влияние антигенной стимуляции на запаховые сигналы и поведение самцов мышей и хомячков;

3) проанализировать роль антигениндуцированных изменений эндокринной функции гонад в модификации хемосигналов, которая наблюдается у самцов мышей при введении ЭБ.

Научная новизна: В рамках данного исследования было показано, что активация иммунной системы тимусзависимыми антигенами является достаточным условием для изменения хемосигналов, наблюдаемых при различных инфекциях. При этом впервые установлено, что наиболее существенное снижение запаховой привлекательности после введения антигенов наблюдается у самцов с низким гуморальным иммунным ответом, у которых отмечается также наиболее выраженное падение концентрации тестостерона в крови. В опытах со стабилизацией циркулирующих андрогенов впервые доказано, что антигениндуцированная модификация хемосигналов опосредована изменением эндокринного статуса животного, в частности снижением концентрации тестостерона.

Впервые были получены данные о снижении при антигенной стимуляции концентрации низкомолекулярных белков мочи, стабилизирующих выделение летучих компонентов из мочевых меток. При этом фракционный состав белков оставался неизменным.

Впервые показано изменение характера агонистических взаимодействий в условиях экспериментального социального конфликта между контрольными и антигенстимулированными самцами, что выражается в преобладании агрессивных реакций со стороны последних. У джунгарских хомячков этот эффект наблюдается только в тех случаях, когда самцы получают звуковые и химические сигналы от рецептивных самок. При полной изоляции от самок в летнем фотопериоде или при содержании в зимнем фотопериоде (период полового покоя) наблюдается обратная картина - большую агрессию демонстрируют контрольные самцы.

Практическая значимость: Результаты исследования включены в курс лекций «Популяционная физиология», который читается в Новосибирском и Томском государственных университетах.

Данные об изменениях поведения и хемосигналов при антигенной стимуляции могут найти применение в оптимизации процедур вакцинации, широко используемых в сельском хозяйстве и здравоохранении.

Изменение хемосигналов при активации механизмов иммунной защиты может быть использовано при разработке неинвазивных методов диагностики, основанных на анализе летучих компонентов мочи, пота и продуктов специализированных кожных желез.

Апробация работы: Результаты работы были представлены на российских и зарубежных конференциях: «Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам» (Москва, МГУ, 2000), «Chemical Signals in Vertebrates, IX» (Krakov, Poland, 2000), «XXXIX Международная научная студенческая конференция. Биология» (Новосибирск, НГУ, 2001), «IV Съезд физиологов Сибири» (Новосибирск, 2002), «4th International symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals» (Berlin, Germany, 2002).

Материалы диссертации докладывались на отчетной сессии ИСиЭЖ СО РАН (Новосибирск, 2002), а также на лабораторном семинаре в Университете Тохоку (Япония, Сендай, 2003).

Публикации: По материалам исследований опубликовано 10 работ, в том числе 4 в рецензируемых изданиях. Одна принята к печати.

Структура работы: Диссертация изложена на 154 страницах и состоит из введения, четырех глав текста, выводов, списка использованной литературы (191 наименование, в том числе 157 на иностранных языках) и приложения (19 таблиц). Текст иллюстрирован 19 таблицами и 25 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена в 1999-2003 годах на двух видах грызунов: лабораторных мышах линии ICR (Mus musculus) и джунгарских хомячках (Phodopus sungorus)

контрастных по вероятности внутривидового обмена паразитами. В связи с тем, что индивидуальные участки мышей, как правило, перекрываются, в естественных популяциях данного вида можно ожидать больший обмен паразитами, чем у джунгарских хомячков, которые имеют очень низкую популяционную плотность и, соответственно, индивидуальные неперекрывающиеся территории. Мышей аутбредной линии ICR в возрасте 2-3 месяцев получали из вивария Института цитологии и генетики СО РАН и из Государственного научно-исследовательского центра вирусологии и биотехнологии «Вектор». Лабораторную популяцию джунгарских хомячков поддерживали в Институте систематики и экологии животных СО РАН. В опыты брали животных в возрасте 3-6 месяцев. Самцов мышей и всех хомячков содержали по одной особи в клетке, а самок мышей - по четыре.

В экспериментах использовали интактных самцов мышей, ложнооперированных (ЛО), гонадэктомированных (ГЭ) и гонадэктомированных с тестостероновой терапией (1 мкг и 10 мкг Омнадрен-250 "Jelfa", Poland на животное), которых экспонировали в течение 5, 10 и 25 дней до и 5 дней после активации иммунной системы либо запахом самок, либо чистыми опилками. Самцов хомячков исследовали в летнем (14С:10Т) и в зимнем (10С:14Т) фотопериодах при содержании в общей комнате с клетками, в которых находились самки, и в летнем фотопериоде при изоляции от аудио и хемосигналов самок. Для активации специфического иммунитета самцам мышей и хомячков вводили внутрибрюшинно одинаковую дозу нереплицируемых антигенов - эритроциты барана (1x108 ЭБ на животное). На пятые сутки после инъекции определяли силу гуморального иммунного ответа методам локального гемолиза в жидкой среде (Cunningham, 1965). В части опытов у мышей определяли титр антител в образцах крови, взятых на 5 день.

До и после введения ЭБ из ретроорбитального синуса самцов мышей брали пробы крови (0,2 мл) для определения тестостерона радиоиммунным методом (Чард, 1981), и кортикостерона методом конкурентного белкового связывания (Murphy et al., 1963). А у хомячков в те же сроки собирали ночные пробы фекалий для

радиоиммуного анализа уровня тестостерона и кортизола. Использовали антитела фирмы Сигма.

Спонтанную активность определяли у части животных, содержавшихся в клетках, которые были оборудованы инфракрасными датчиками движения. Регистрацию проводили в течение 5 дней до и после введения ЭБ. В каждом часовом интервале с точностью до 1 секунды определяли суммарную продолжительность активного состояния животного.

Агрессивность животных исследовали на пятые сутки активации специфического иммунитета в тесте попарного ссаживания на незнакомой территории. В течение 15 минут регистрировали агрессивные (атаки, биение хвостом, укусы и преследования -для мышей; атаки и преследования — для хомячков) и субмиссивные (писки, защитные стойки, защитные выпады — для мышей; защитные стойки, опрокидывание на спину, писки - для хомячков) акты поведения. Для каждой пары определяли количество драк. Индекс агрессивности (ИА) рассчитывали по формуле: ИА=[(агрессивные акты) - (субмиссивные акты)]/ (сумма всех актов, указанных в числителе). По индексу агрессивности всех самцов разделили на две группы: особи с ИА меньше нуля (неагрессивные) и больше нуля (агрессивные).

Загрязненную подстилку, собранную за пять дней до и после введения ЭБ, использовали в тестах ольфакторного выбора самками мышей и хомячков, а также в тесте Habituation-Dishabituation (Schellinck, Brawn, 1995) с интактными самцами мышей. В течение двух минут в клетку эстральной или неэстральной самки мыши предоставляли пробы от самцов, собранные до и после введения ЭБ, фиксировали время обнюхивания каждой пробы. Ольфакторный выбор оценивали по индексу запаховой привлекательности (ИП), предложенному Кавальерсом и Колвеллом (Kavaliers, Colwell, 1995a, 1995b): ИП=время обнюхивания подстилки собранной после введения ЭБ/(сумма времени обнюхивания обоих образцов запаха). Для тестирования самок хомячков использовали специальную клетку, состоящую из трех отсеков. В два крайних помещали пробы подстилок от контрольного и антигенстимулированного самцов, в центральный помещали самку. В течение 10

минут фиксировали время пребывания самки в каждом из отсеков. ИП рассчитывали по приведенной выше формуле.

До и после введения ЭБ у самцов мышей собирали пробы мочи, в которых определяли концентрацию белков по методике Бредфорда. Фракционный состав этих белков определяли методом гель-фильтрационной хроматографии на хроматографе - HPLC Agilent 1100.

Иммунизацию ЭБ проводили в утренние часы (9-11 часов). В это же время исследовали поведение мышей. Поведение хомячков исследовали в ночное время (21-23 часа). Ольфакторные тесты с самками мышей проводили в дневные часы (1517 часов), а тесты с хомячками в ночное время (21-23 часов).

Для оценки влияния антигенной стимуляции, условий содержания и репродуктивного статуса самок на изменчивость ИП, уровня гормонов и концентрации общего белка мочи использовали многофакторный дисперсионный анализ. При сравнении средних в 2-х нормально распределенных выборках применяли t-критерий Стьюдента, а при сравнении выборок с ненормальным распределением - критерий Манн-Уитни. При оценке изменений уровня гормона, ночной активности у хомячков и суточной активности у мышей, времени исследования подстилки в тестах Habituation-Dishabituation и разницы во времени обнюхивания подстилки, собранной до и после введения ЭБ от каждой особи, использовали парный t-тест Стьюдента для выборок с нормальным распределением и парный тест Вилкоксона для выборок с ненормальным распределением. При сравнении более двух групп использовали LSD-тест. При изучении взаимозависимости показателей рассчитывали линейные и ранговые коэффициенты корреляции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на хемосигналы самцов

Введение эритроцитов барана вызывало изменение запаха самцов, что распознавалось интактными особями в тесте НаЬйиа1:юп-В18ЬаЬй:иа1:юп (рис.1). Кроме того, активация иммунной системы сопровождалась снижением ольфакторной привлекательности самцов мышей в тестах с эстральными самками: ИП до введения ЭБ равнялся 0.42±0.04, а после введения - 0.58±0.04 (Р<0.01, А£=б8, /-критерий Стьюдента). Но в тестах с неэстральными самками ИП не изменялся

Стьюдента).

40 -

Чистые опилки , Загрязненные подстилки

Рис. 1. Тест Habituation-Dishabituation, в котором трижды предъявляли чистые опилки, затем загрязненные опилки, собранные до и после введения ЭБ. Возрастание исследовательской активности (время обнюхивания) при первом предъявлении нового запахового стимула (* - Р<0.05, t-критерий Стьюдента) свидетельствует об изменении запаха, имевшем место как при переходе от чистых опилок к загрязненным, так и при смене загрязненной подстилки, собранной от одного и того же самца до и после антигенной стимуляции.

Как и у мышей, запах антигенстимулированных самцов хомячков был менее привлекателен для самок, но он не был аверсивным, о чем свидетельствовало одинаковое время пребывания самок в стартовом отсеке и в отсеке с подстилкой, собранной после введения ЭБ (рис.2). Антигениндуцированное снижение привлекательности наблюдалось, прежде всего, у низкореактивных самцов, на что

указывают достоверные положительные корреляции между количеством антителообразующих клеток (АОК) и величиной ИП для антигенстимулированных мышей (г=0.18, Р<0.05, а.£=129) и хомячков (г=0.44, Р<0.01, ё.£=39).

До введения ЭБ Стартовая камера После введения ЭБ

Подстилки из клеток самцов

Рис. 2. Влияние антигенной стимуляции самцов хомячков на время обнюхивания их подстилки самками в ольфакторных тестах. ** -Р<0.01 при сравнении с подстилкой, собранной до введения ЭБ ^-критерий Стьюдента).

Кроме того, на изменение ИП влиял агрессивный статус самца. При анализе общего времени обнюхивания подстилки, собранной до введения ЭБ, было отмечено, что эстральных самок больше привлекал запах агрессивных самцов, чем неагрессивных (/"<0.01, ¿£=62, ¿-критерий Стьюдента). Для подстилки собранной после антигенной стимуляции эти различия нивелировались за счет снижения ИП у агрессивных особей (0.36+0.04) после введения ЭБ против (0.64+0.4) до введения (Р<0.05, с!.£=26).

Таким образом, у обоих видов грызунов активация специфического иммунитета приводит к модификации запаха и снижению запаховой привлекательности, что характерно, главным образом, для самцов с низким гуморальным иммунным ответом. Последнее обстоятельство позволяет предположить, что антигениндуцированные изменения запаховых сигналов несут информацию не только о возможном инфицировании, но и об эффективности механизмов иммунной защиты.

Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на эндокринную функцию гонад и коры надпочечников

Ведение эритроцитов барана вызывало активацию эндокринной функции коры надпочечников у самцов мышей и не влияло на таковую у хомячков Уровень

тестостерона снижался после антигенной стимуляции у самцов хомячков (рис.4). У мышей же снижение уровня андрогенов отмечено только у самцов с низким гуморальным иммунным ответом (рис.'г), у которых и было зафиксировано снижение запаховой привлекательности при введении ЭБ.

Рис.З- Концентрация кортикостерона в крови у самцов мышей (левая диаграмма) и кортизола в фекалиях хомячков (правая диаграмма) до и после введения ЭБ. * - Р<0.05 по сравнению с уровнем до введения ЭБ (парный тест Вилкоксона).

Рис. 4. Концентрация тестостерона до и после введения ЭБ у самцов мышей с разным иммунным ответом (левая диаграмма) и у самцов хомячков (правая диаграмма). *, ** - Р<0.05, 0.01 по сравнению с уровнем до введения ЭБ (парный ^критерий Стьюдента).

Низкий иммунный ответ - особи с количестивом АОК или титром антител ниже среднего. Высокий иммунный ответ - количество АОК и титр антител выше среднего.

Таким образом, в реакцию на тимусзависимые антигены вовлекаются гонадная и надпочечниковая системы, принимающие непосредственное участие в формировании хемосигналов самцов Снижение индекса ольфакторной привлекательности и концентрации андрогенов у самцов с низким иммунным ответом указывают на возможную роль иммуно-нейроэндокринных взаимодействий в механизме модификации хемосигналов у антигенстимулированных особей.

Влияние стабилизации функции гонад на изменения запаховой привлекательности и концентрации белков мочи при активации специфического иммунитета

Поскольку у мышей и хомячков активация иммунной системы вызывала снижение запаховой привлекательности и эндокринной функции гонад, мы проанализировали антигениндуцированные изменения привлекательности и концентрации белков мочи у кастрированных (ГЭ) самцов мышей, а также у кастрированных мышей, получавших заместительную терапию разными дозами тестостерона пролонгированного действия: 1 (ГЭ+1Т) и 10 (ГЭ+10Т) мг на животное. Контролем служили ложнооперированные особи (ЛО).

Стабилизация тестостерона на высоком уровне отменяла снижение запаховой привлекательности, которая имела место у ложнооперированных, и, отчасти, у кастрированных самцов мышей Снижение запаховой привлекательности,

вызванное введением ЭБ, сочеталось с уменьшением концентрации белков мочи у ложнооперированных самцов: 1.91 ±0.2 мг/мл до введения ЭБ, 1.26+0.15 мг/мл после введения ЭБ Стьюдента). Кастрация или

кастрация в сочетании с заместительной терапией нивелировали антигениндуцированные изменения концентрации белка

введения ЭБ и 0.92+0.15 мг/мл после введения ЭБ, А£=17; ГЭ+10Т 1.15±0.15 мг/мл до введения ЭБ и 1.41+0.20 мг/мл после введения ЭБ, с!.£.=15).

Таким образом, один из путей реализации ольфакторного эффекта антигенной стимуляции лежит через подавление эндокринной функции гонад и связанное с этим снижение концентрации низкомолекулярных белков мочи. Однако не полная отмена

ольфакторного эффекта ЭБ при кастрации свидетельствует об участии дополнительных андроген-независимых механизмов модификации хемосигналов у антигенстимулированных самцов.

Влияние антигенной стимуляции на спонтанную двигательную активность и агрессивное поведение самцов

Двигательная активность самцов мышей до введения ЭБ (494.45± 16.20 сек/час) была достоверно выше, чем после введения (457.37±12.65 сек/час, Р<0.05, парный тест Вилкоксона). В отличие от мышей джунгарские хомячки имеют ярко выраженную суточную динамику двигательной активности с максимумом в ночные часы. Средние значение ночной активности за первые четверо суток после антигенной стимуляции у них равнялись - 593.1±43.2 сек/час и были достоверно меньше по сравнению с результатами, полученными до иммунизации - 619.2±49.1 сек/час (Р<0.05, парный тест Вилкоксона).

Несмотря на падение двигательной активности антигенстимулированные самцы мышей показали большее количество драк при ссаживании между собой (4.35±0.58) и в смешанных парах (4.58± 1.00) по сравнению с парами, образованными контрольными особями (1.9±0.65, Р<0.05, двусторонний критерий Манн-Уитни). В смешанных парах индекс агрессивности у антигенстимулированных особей (0.36±0.16) был выше, чем у контрольных (-0.6±0.2, Р<0.01, двусторонний критерий Манн-Уитни).

Антигенстимулированные самцы хомячков, как и мышей, показали более высокий уровень агрессивности (ИА=0.42±0.17) по сравнению с контрольными особями (ИА=-0.72±0.11, Р<0.01, двусторонний критерий Манн-Уитни) в смешанных группах ссаживания при летнем фотопериоде. В зимнем фотопериоде мы увидели противоположную картину: меньшую агрессивность проявляют антигенстимулированные самцы (ИА=-0.53±0.14) по сравнению с контрольными (ИА=0.36±0.16, Р<0.01, двусторонний критерий Манн-Уитни). Такие же изменения мы получили и в летнем фотопериоде при изолированном содержании самцов от самок (ИА антигенстимулированных=-0.4±0Л7 и ИА кошрольных=0.42±0.17 самцов, РО .05, двусторонний критерий Манн-Уитни).

Этот феномен можно объяснить сменой мотиваций, обусловленной наличием аудио и хемосигналов рецептивных самок. В летнем периоде при наличии сигналов от рецептивных самок у самцов основной мотивацией является размножение. Встреча с антигенстимулированной особью указывает на угрозу заражения, так как реакция антителообразования развертывается при многих инфекциях. Зимой в период полового покоя у джунгарских хомячков возрастает значимость пищевой мотивации, которая в условиях обостренной конкуренции за пищу может быть причиной большей агрессивности интактных самцов.

Рис. JS". Разность времени обнюхивания (РВрОб) подстилки, собранной после и до введения ЭБ, у ложнооперированных (ЛО), гонадэктомированных (ГЭ) и кастрированных самцов с тестостероновой терапией (ГЭ+1Т и ГЭ + 10Т- 1 и 10 мг/животное соответственно). * ,**-Р<0.05,0.01 для снижения времени обнюхивания после введения ЭБ (попарный í-критерий Стьюдента). Различные буквы означают достоверные отличия между значениями (LSD test, P<0.05).

Заключение

Полученные нами данные показывают, что иммунная система, предназначенная для распознавания чужеродных антигенов, может вовлекаться в формирование механизмов защиты от паразитарного пресса не только на уровне отдельных организмов, но и на уровне межорганизменных взаимодействий, благодаря изменению хемосигналов и поведения антигенстимулированных особей. В

реализации поведенческих и хемокоммуникационных эффектов участвуют иммунно-нейроэндокринные механизмы и, в частности, активация гипоталамо-гипофизарно надпочечниковой системы и подавление гипоталамо-гипофизарно гонадной системы. Относительная универсальность этих взаимодействий, развертывающихся в ответ на тимусзависимые антигены, в том числе и антигены паразитов, позволяет понять причину однонаправленного снижения привлекательности самцов при заражении разными паразитическими организмами. А также ответить на вопрос, почему зараженные самцы «честно» информируют самок о своем состоянии.

ВЫВОДЫ

1. Активация иммунной системы самцов вызывает изменения запаховых сигналов, что распознается самцами-реципиентами в тесте НаЫШаиоп-Б18ЬаЬй:иа1:юп и самками в тесте ольфакторного выбора. При этом отмечается снижение привлекательности хемосигналов для половых партнеров и у самцов джунгарского хомячка и у самцов лабораторных мышей. У последних этот эффект сочетается с падением концентрации низкомолекулярных белков мочи.

2. Снижение запаховой привлекательности выражено в большей степени у самцов мышей и хомячков с низким гуморальным иммунным ответом на ЭБ. У низкореактивных самцов мышей она снижается и для эстральных, и неэстральных самок. У высокореактивных самцов привлекательность не изменяется для рецептивных самок и даже возрастает для нерецептивных.

3. Снижение запаховой привлекательности при введении нереплицируемых антигенов находится в прямой зависимости от иерархического статуса самцов мышей. Введение тимусзависимых антигенов снижает ольфакторную привлекательность только у высокоранговых самцов.

4. Введение тимусзависимых антигенов приводит к снижению концентрации тестостерона в крови джунгарских хомячков вне зависимости от силы гуморального иммунного ответа. У мышей этот эффект наблюдается только у особей с низкой иммунореактивностью.

5. Стабилизация эндокринной функции гонад путем введения кастрированным мышам тестостерона пролонгированного действия отменяет антигениндуцированное снижение запаховой привлекательности и концентрации низкомолекулярных белков мочи.

6. Антигенная стимуляция приводит к снижению спонтанной активности самцов мышей и хомячков и к повышению их агрессивности в тестах попарного ссаживания с контрольными особями. У хомячков этот эффект наблюдается только при наличии аудио - и хемосигналов половозрелых самок. Зимой при естественном отсутствии рецептивных самок и летом при изоляции от самок большую агрессивность проявляют контрольные самцы.

Публикаций по теме диссертации

1. Литвинова Е.А., 2000. Запаховая привлекательность самцов лабораторных мышей при активации иммунной системы нереплицируеммыми антигенами // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам. Ломоносов. Тезисы докладов. Москва, выпуск 4, стр. 39-40. .

2. Litvinova К., Kolosova I., Petrovsky D., Moshkin M., 2000. Odor attraction in male laboratory mice under immune response to non-replicated antigens // Chemical Signals in Vertebrates IX. Abstracts. Krakow, Poland, p.60.

3. Мошкин М.П., Литвинова Е.А., Колосова И.Е., Мак В.В., Петровский Д.В., 2000. Запаховая привлекательность самцов лабораторных мышей при развитии гуморального иммунного ответа на нереплицируемые антигены // Доклады Академии наук. 374(2): 277-279.

4. Литвинова Е.А., 2001. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на запаховую привлекательность самцов лабораторных мышей // Материалы XXXIX международной научной студенческой конференции. Биология. Тезисы докладов. Новосибирск, 1: 70-71.

5. Litvinova К., Kolosova I., Mak V., Moshkin M., 2001. Enhanced immune function decrease odor attraction in male laboratory mice // Chemical Signals in Vertebrates 9, A.

Marchlewska-Koj, JJ. Lepri & D.Muller-Schwarze (eds), Plenum/Kluwer Publishers, pp. 249-252.

6. Moshkin M.P., Kolosova I.E., Novikov Eu.A., Litvinova E.A., Mershieva L.V., Мак V.V., Petrovskii D.V., 2001. Co-modulation of the immune function and the reproductive chemosignals // Asian-Aust. J. Anim. Sci. 114(Special Issue): 43-51.

7. Литвинова Е.А., Колосова И.Е., Мак В.В., 2002, Роль андрогенов в изменении запаховых сигналов антигенстимулированных самцов лабораторных мышей // 4-й Съезд физиологов Сибири. Тезисы докладов. Новосибирск, с. 157.

8. Litvinova E.A., 2002. Antigenic challenge decrease odour attractiveness in male mice (Mus musculus) and in male dwarf hamsters (Phodopus sungorus) // International Symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals. Abstracts. Berlin, Germany, p. 53.

9. Новиков Е.А., Петровский Д.В., Кондратюк Е.Ю., Литвинова Е.А., Мошкин М.П., 2004. Поведение самцов джунгарского хомячка Phodopus sungorus (Rodenta, Muridae) при прямом или ольфакторном контактах с антигенстимулированными особями//Зоологический журнал. 83(2): 480-485.

10. Kondratyuk E., Litvinova E., Novikov E., Petrovski D., Kolosova I., Moshkin M., 2004, Endocrine status and scent attractiveness in males of dwarf hamster (Phodopus sungorus) injected with T-dependent and T-independent antigens// Acta Zoologica Sinica. 50(5): 714-722.

11. Litvinova E.A., Kudaeva O.T., Mershieva L.V., Moshkin M.P., 2004. High level of circulating testosterone abolishes decline of scent attractiveness in antigen-treated male mice// Animal Behavior (In press).

Отпечатано 000 "Сибирская Сервис Служба", КЦ "Оригинал", Красный пр-т, 65.16.11.2004 г. Тираж 120 экз.

123386

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Литвинова, Екатерина Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1.Модификация поведения при заражении и ее значение для распространения инфекций в популяции животных (с разной ф социальной организацией).

1.2. Эндокринная регуляция поведения и хемокоммуникации животных.

1.3. Взаимодействие иммунной системы с эндокринными механизмами поведения.

1.4.Роль механизмов иммунитета в модификации поведения и коммуникации зараженных животных.

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ АНТИГЕННОЙ СТИМУЛЯЦИИ НА ПОВЕДЕНИЕ, ЭНДОКРИННЫЙ СТАТУС И ХЕМОСИГНАЛЫ САМЦОВ ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ.

2.1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ, УСЛОВИЯ СОДЕРЖАНИЯ И ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1.1. Объект исследований.

2.1.2. Условия содержания.

2.1.3. Общая схема эксперимента.

2.2.МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.2.1. Экспериментальные группы животных.

2.2.2. Кастрация и стабилизация уровня тестостерона.

2.2.3. Взятие проб крови.

§ 2.2.4. Определение иммунного ответа на чужеродный антиген.

2.2.4.1. Подсчет антителообразующих клеток.

2.2.4.2. Определение титра антител.

2.2.5. Определение концентрации тестостерона в плазме крови.

2.2.6. Определение концентрации кортикостерона в плазме крови.

2.2.7. Исследование агрессивного поведения при социальном

• конфликте.

2.2.8. Измерение суточной двигательной активности.

2.2.9. Ольфакторные тесты.

2.2.9.1. Тест Habituation-Dishabituation.

2.2.9.2. Определение репродуктивного состояния самок.

• 2.2.9.3. Тест ольфакторного выбора самок на новой территории.

2.2.9.4. Тест ольфакторного выбора самок на своей территории.

2.2.10. Анализ проб мочи.

2.2.10.1. Взятие проб мочи

2.2.10.2. Определение концентрации общего белка мочи.

• 2.2.10.3. Анализ белковых фракций мочи методом жидкостной хромотографии.

2.2.11. Статистическая обработка результатов.

2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.3.1. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на эндокринную функцию гонад и коры надпочечников.

2.3.1.1. Концентрация тестостерона до введения ЭБ и на пике иммунного ответа.

2.3.1.2. Концентрация кортикостерона до введения ЭБ и на пике иммунного ответа.

2.3.2. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на суточную двигательную активность и агрессивное поведение.

2.3.2.1. Влияние антигенной активации иммунной системы на суточную двигательную активность самцов

2.3.2.2. Влияние антигенной активации иммунной системы на агрессивное поведение самцов.

2.3.3.Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на хемосигналы самцов.

2.3.3.1. Влияние антигенной стимуляции на запах самцов. Тест Habituation-Dishabituation.

2.3.3.2. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на изменение запаховой привлекательности самцов для самок.

2.3.3.3. Влияние иммунного статуса на изменение запаховой привлекательности самцов.

2.3.3.4. Влияние антигенной активации иммунной системы на ольфакторное дифференцирование самцов разных агрессивных статусов.

2.3.3.5. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на изменение запаховой привлекательности у ложнооперированных, гонадэктомированных и кастрированных самцов с тестостероновой терапией.

2.3.3.6. Влияние антигенной активации иммунной системы на концентрацию общего белка мочи у ложнооперированных, гонадэктомированных и кастрированных с тестостероновой терапией самцов.

2.3.3.7. Влияние антигенной активации иммунной системы на основные белковые фракции мочи у ложнооперированных, гонадэктомированных и кастрированных с тестостероновой терапией самцов.

2.3.4.3АКЛЮЧЕНИЕ.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ АНТИГЕННОЙ СТИМУЛЯЦИИ НА ПОВЕДЕНИЕ, ЭНДОКРИННЫЙ СТАТУС И ХЕМОСИГНАЛЫ САМЦОВ ДЖУНГАРСКОГО ХОМЯЧКА.

3.1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ, УСЛОВИЯ СОДЕРЖАНИЯ И ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1.1. Объект исследований.

3.1.2. Условия содержания.

3.1.3. Общая схема эксперимента.

3.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.2.1. Активация иммунной системы.

3.2.2. Взятие проб фекалий.

3.2.3. Определение концентрации тестостерона и кортизола.

3.2.4. Исследование агрессивного поведения при социальном конфликте.

3.2.5.Измерение суточной двигательной активности.

3.2.6. Ольфакторные тесты.

3.2.6.1. Тест ольфакторного выбора самок на новой территории.

3.2.6.2. Тест ольфакторного выбора самок на своей территории.

3.2.7. Статистическая обработка результатов.

3.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.3.1. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на эндокринную функцию гонад и коры надпочечников.

3.3.1.1. Концентрация тестостерона контрольных и антигенстимулированных самцов.

3.3.1.2. Концентрация кортизола контрольных и антигенстимулированных самцов.

3.3.2. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на спонтанную двигательную активность и агрессивное поведение

3.3.2.1. Влияние антигенной активации иммунной системы на двигательную активность самцов.

3.3.2.2. Влияние антигенной активации иммунной системы на агрессивное поведение самцов.

3.3.3.Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на хемосигналы самцов.

3.3.3.1. Влияние антигенной стимуляции иммунной системы на изменение запаховой привлекательности самцов.

3.3.3.2. Корреляция антигениндуцированных изменений запаховой привлекательности самцов с силой гуморального иммунного ответа.

2.3.4.3аключение.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета"

Актуальность темы.

Антагонистическое сосуществование паразитических организмов и их хозяев рассматривается в настоящее время, в качестве одного из ведущих факторов эволюционного развития (Zahavi, 1975; Hamilton, Zuk, 1982; Докинс, 1996). В этих непобедимых взаимных противостояниях сформировались высокоспециализированные способы нападения и защиты, которые реализуются не только на уровне отдельных организмов, но и на уровне популяций. К популяционным механизмам защиты от возбудителей болезни относят, в частности, поведенческие барьеры, ограничивающие распространение инфекций в популяциях хозяев (Loehle, 1995). Примером таких барьеров может служить снижение привлекательности половых хемосигналов, наблюдаемое у самцов мышей при заражении кокцидией, нематодой или вирусом гриппа (Kavaliers, Colwell, 1993; Penn et al., 1998).

1995; Willis, Poulin, 2000). В свою очередь поведение, иерархический статус и хемокоммуникация находятся под контролем гормонов ГГНС и ГГГС (Симонов, 1981; Науменко и др., 1983; Новиков, 1988). Следовательно, можно предположить, что изменение эндокринной функции животного при активации иммунной системы может привести к изменению поведения и хемосигналов зараженных особей.

Это предположение подтверждают результаты Герлинской и Мошкина (Gerlinskaya, Moshkin, 1997), которые впервые показали, что активация иммунитета, вызванная введением эритроцитов барана (ЭБ), снижает половую привлекательность запаховых меток антигенстимулированного самца и отражается на их социальном поведении (Moshkin et al., 1997, 2002). Возможность модификации хемосигналов в результате антигениндуцированных иммунно-эндокринных взаимодействий является одним из решений важной проблемы - избегания контактов с зараженными конспецификами. В данном случае механизмы иммунитета, эволюционно предназначенные для распознавания антигенов, включаются также в формирование сигнала о заражении, который может быть использован в поведенческих механизмах, ограничивающих распространение паразитов в популяции хозяина.

Первые данные, полученные с использованием ЭБ, дали положительный ответ о возможности антигениндуцированной модификации хемосигналов и поведения лабораторных мышей. Вместе с тем, они поставили ряд новых задач, для решения которых были выполнены исследования на двух видах грызунов (лабораторные мыши, Mus musculns и джунгарские хомячки, Phodopus sungorus), которые характеризуются различными типами пространственной организации внутрипопуляционных группировок и гормональной регуляцией иммунитета. Цель работы:

Изучить роль иммунно-физиологических взаимодействий, развертывающихся в ответ на активацию иммунной системы тимусзависимыми антигенами, в модификации запаховых сигналов и поведения самцов лабораторных мышей и джунгарских хомячков.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать изменение адренокортикальной активности и эндокринной функции гонад у самцов лабораторных мышей и джунгарских хомячков при активации иммунной системы тимусзависимыми антигенами;

2. Изучить влияние антигенной стимуляции на запаховые сигналы и поведение самцов мышей и хомячков;

3. Проанализировать роль антигениндуцированных изменений эндокринной функции гонад в модификации хемосигналов, которая наблюдается у самцов мышей при введении ЭБ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Активация иммунной системы тимусзависимыми антигенами снижает запаховую привлекательность самцов лабораторных мышей и джунгарских хомячков;

2. Антигенная стимуляция снижает уровень циркулирующего тестостерона и общего белка мочи у самцов мышей и джунгарских хомячков, но не изменяет фракционный состав белков мочи;

3. Стабилизация андрогенов на высоком уровне отменяет антигенстимулированное снижение запаховой привлекательности самцов мышей, и уровня общего белка мочи;

4. Введение тимусзависимых антигенов влияет на характер агонистических взаимодействий контрольного и антигенстимулированного самцов обоих видов, но у хомяков их эффект зависит от доступности хемосигналов рецептивных самок.

Научная новизна:

В рамках данного исследования было показано, что активация иммунной системы тимусзависимыми антигенами является достаточным условием для изменения хемосигналов, наблюдаемых при различных инфекциях. При этом впервые установлено, что наиболее существенное снижение запаховой привлекательности наблюдается после введения антигенов у самцов с низким гуморальным иммунным ответом, у которых отмечается также наиболее выраженное падение концентрации тестостерона в крови. В опытах со стабилизацией циркулирующих андрогенов, впервые доказано, что антигениндуцированная модификация хемосигналов опосредована изменением эндокринного статуса животного, в частности снижением концентрации тестостерона.

Теоретическая и практическая значимость данного исследования:

Результаты исследования включены в курс лекций «Популяционная физиология», который читается в Новосибирском и Томском государственных университетах.

Результаты работы были представлены на российских и зарубежных конференциях: «Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам» (Москва, МГУ, 2000), «Chemical Signals in Vertebrates, IX» (Krakov, Poland, 2000), «XXXIX Международная научная студенческая конференция. Биология» (Новосибирск, НГУ, 2001), «IV Съезд физиологов Сибири» (Новосибирск, 2002), «4th International symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals» (Berlin, Germany, 2002).

Материалы диссертации докладывались на отчетной сессии ИСиЭЖ СО РАН (Новосибирск, 2002), а также на семинаре лаборатории в Тохоку Университете (Япония, Сендай, 2003).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 10 работ (4 из них в рецензируемых журналах) и одна принята к печати.

Благодарности:

Научному руководителю: Михаилу Павловичу Мошкину, за консультантации при постановки и проведении экспериментов: Герлинской JI.A., сотрудникам нашей лаборатории за помощь в проведении экспериментов: Колосовой И.Е., Новикову Е.А., Петровскому Д.В., Мак В.В., Кондратюк Е.Ю., Мершиевой JI.B., а также сотрудникам лаборатории паразитологии насекомых за помощь в хромотографировании: Лазовской Я.Л., Дубовскому И.Т., Глупову В.В., и сотрудникам Института клинической иммунологии СО РАМН за обучение иммунологическими методам: Кудаевой О.Т. и Вольскому Н.Н.

Членам своей семье за понимание и поддержку при написании и защите материалов диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Зоология", Литвинова, Екатерина Анатольевна

выводы

1. Активация иммунной системы самцов вызывает изменения запаховых сигналов, что распознается самцами-реципиентами в тесте Habituation-Dishabituation и самками в тесте ольфакторного выбора. При этом отмечается снижение привлекательности хемосигналов для половых партнеров и у самцов джунгарского хомячка и у самцов лабораторных мышей. У последних этот эффект сочетается с падением концентрации низкомолекулярных белков мочи.

3.3.4. Заключение

Итак, на пике гуморального иммунного ответа у хомячков наблюдается снижение уровня тестостерона в фекалиях. Активация иммунной системы сопровождается уменьшением ночной активности. Изменения же агрессивного поведения зависят от наличия аудио-ольфакторных сигналов самок. При наличии таковых более агрессивными были антигенстимулированные самцы по сравнению с контрольными. При изоляции от самок или при содержании в одной комнате с нерецептивными самками (зимние опыты) введение ЭБ вызывало снижение агрессивности антигенстимулированных самцов.

Запахавая привлекательность также снижалась после активации иммунной системы нереплицируемыми антигенами, но только в тестах на незнакомой территории. Этот эффект был более выражен у самцов, содержавшихся в общей комнате с самками. Снижение запаховой привлекательности происходило, прежде всего, у хомячков с низким гуморальным иммунным ответом.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Способность к распознаванию и избеганию зараженных особей играет ключевую роль в механизмах поведенческой защиты от инфекций, которые направлены на ограничение контактов, включая и половые взаимодействия, между больными и здоровыми животными (Loehle, 1995; Kiesecker et al., 1999). У грызунов ведущую роль в дистантной оценке территориальных соперников или в оценке потенциальных брачных партнеров играют запаховые метки. Как показали наши исследования, активация защитных функций организма тимусзависимыми антигенами является достаточным условием для изменения хемосигналов самцов мышей и джунгарских хомячков. Модификация запаха у антигенстимулированных особей распознается интактными самцами в тесте Habituation-Dishabituation, который позволяет выявить различия между двумя образцами, не указывая на предпочтение одного из них (Schellinck, Brown, 1995). В отличие от простого распознавания, которое основывается на выявлении различий между запаховыми стимулами, ольфакторный выбор требует как дифференциации сигналов, так и оценки их привлекательности. Введение ЭБ приводит к снижению половой привлекательности загрязненной подстилки самцов мышей и джунгарских хомячков. Такие же результаты были получены при использовании другого нереплицируемого антигена (Zala et al., 2004) Введение термофильного штамма бактерий {Salmonella enterica C5TS), неспособного размножаться при 37°С, вызывало снижение маркировочной активности самцов домовых мышей и уменьшение их запаховой привлекательности по сравнению с контрольными особями.

Таким образом, активация иммунной системы тимусзависимыми антигенами вызывает однонаправленное изменение репродуктивных сигналов у двух видов мелких млекопитающих. Как известно, иммунные процессы, приводящие к антителообразованию, вовлекаются в защитную реакцию хозяина на «интервенцию» самых разнообразных паразитов. Это обстоятельство позволяет понять, почехМу независимо от таксономической принадлежности паразитов у зараженных особей подавляется экспрессия вторичных половых признаков, привлекающих потенциальных половых партнеров. Так, несмотря на паразит-зависимое разнообразие клинических проявлений заражения, у самцов мышей, зараженных разными видами гельминтов (Kavaliers, Colwell, 1993, 1995а, 1995b; Kavaliers et al., 1997), простейшими (John, 1997; Klein, 2000) и вирусом гриппа (Penn et al., 1998), наблюдается однонаправленное снижение ольфакторной привлекательности. Единственным исключением из этого ряда являются данные о противоположном изменение запаховой привлекательности самцов мышей при заражении их вирусом клещевого энцефалита (Moshkin et al., 2002). Однако в этих исследованиях были использованы субклинические дозы вируса, а образцы подстилки были собраны из клеток самцов в первые 7 дней после введения вируса, когда лишь у части особей было выявлены ранние антитела (IgM) к данному инфекционному агенту. Повторный анализ полученных данных с учетом антителообразования показал, что статистически достоверный рост запаховой привлекательности имел место только у тех самцов, у которых в ткани мозга была обнаружена РНК вируса клещевого энцефалита (индикатор успешности заражения), но у которых не обнаружены IgM в образцах крови. Во всех остальных случаях - отсутствие РЖ или наличие и РНК, и специфических IgM - привлекательность самцов, получивших субклиническую дозу вируса, достоверно не отличалась от контроля (Герлинская, личное сообщение).

На ключевую роль процессов образования специфических антител в уменьшении половой привлекательности инфицированных животных указывают также исследования хемокоммуникационных эффектов тимуснезависимых антигенов, в частности липополисахарида (ЛПС). Бактериальный эндотоксин, будучи эволюционно древним антигеном, не требует тимусзависимого распознавания «свой - чужой» и сразу же активирует механизмы врожденного неспецифического иммунитета. При этом в первые часы после введения ЛПС повышается секреция гормонов коры надпочечников и развивается комплекс поведенческих изменений, объединяемых понятием синдром болезненного поведения (Hart, 1994; Danzer, 2001). В острой фазе действия ЛПС запаховая привлекательность самцов мышей не изменяется, а джунгарских хомячков даже возрастает (Kondratyuck, 2004; Kondratyuck et al., 2004). Таким образом, сопоставление наших результатов с данными литературы позволяет заключить, что снижением ольфакторной привлекательности при заражении имеет место лишь в том случае, если патоген успешно преодолевает барьеры неспецифической иммунной защиты и, благодаря размножению в организме хозяина, стимулирует механизмы специфического приобретенного иммунитета, активацию которых моделирует введение нереплицируемых тимусзависимых антигенов.

Полученные нами данные ставят вопрос о физиологических механизмах антигениндуцированной модификации половой привлекательности инфицированных самцов. Учитывая разнообразие репродуктивных сигналов трудно рассчитывать на универсальность механизмов, подавляющих экспрессию вторичных половых признаков у зараженных самцов. Так, уменьшение яркости окраски, наблюдаемое при инфекциях у некоторых видов птиц и рыб (Zuk et al., 1990; Clayton, 1991; . Skarstein and Folstad, 1996; Skarstein et al., 2001), полностью воспроизводится при введении в качестве нереплицируемых антигенов ЭБ (Faivre et al., 2003). При этом наблюдается переход каратеноидов, придающих ярко красную или оранжевую окраску экстерьерным признакам, из тканей клюва, перьев или кожи в кровь, где они вовлекаются в механизмы иммунной защиты (Kevin and Daniel, 2003; Faivre et al., 2003). Что же касается хемосигналов, то здесь обсуждается два возможных механизма. Первый, основан на антигениндуцированной экспрессии генов главного комплекса гистосовместимости (МНС гены), участвующих в формировании запахового фенотипа млекопитающих (Penn and Potts, 1998). При этом ольфакторное предпочтение определяется различиями по МНС генам особей женского и мужского полов (Wedekind et al., 1995; Penn and Potts, 1998). Большая или меньшая экспрессия МНС генов может объяснить «разборчивость» самок при wv выборе партнера, но оставляет открытым вопрос о направленном снижении ольфакторной привлекательности. Более правдоподобной нам представляется гипотеза, в основе которой лежат иммуно-нейроэндокринные взаимодействия, развертывающиеся при иммунной реакции на чужеродные антигены (Moshkin et al., 2000). Как известно, в реакцию на тимусзависимые антигены вовлекается ряд эндокринных систем, включая ГГНС и ГТГС (Besedovsky and Sorkin, 1975; Коренева и Шхинек, 1988). При этом происходит усиление секреции гормонов коры надпочечников и подавление эндокринной функции гонад (Barnard et al., 1996; Moshkin et al., 2002), т.е. изменяется активность нейроэндокринных систем, принимающих непосредственное участие в формировании хемосигналов самцов (Susumi, 1990; Ferkin and Jonston, 1993). В наших исследованиях мы также отмечали t прирост концентрации кортикостерона в плазме крови мышей, взятой на пике иммунного ответа на введение ЭБ, по крайней мере, у самцов, которых содержали в изоляции от хемосигналов самок. Концентрация же тестостерона достоверно снижалась у джунгарских хомячков. У мышей статистически значимое падение секреторной функции гонад было отмечено среди особей, которые характеризовались низким иммунным ответом на ЭБ, и у которых в наибольшей степени снижалась запаховая привлекательность после введения чужеродных антигенов.

Коррелированные изменения индексов ольфакторного предпочтения и концентрации андрогенов в крови мышей и джунгарских хомячков указывают на ведущую роль иммуно-нейроэндокринных взаимодействий в механизме модификации хемосигналов у антигенстимулированных самцов. При этом следует напомнить, что мужские половые гормоны влияют и на биосинтез феромонов специализированными органами внешней секреции, и на маркировочную активность самцов, и на концентрацию низкомолекулярных белков мочи (Johnston and Kwan, 1984; Ferkin et al., 1997;

Cavaggioni and Mucignat-Caretta, 2000; Millesi et al., 2002; Arkin et al., 2003). Последние, обладая способностью связывать летучие органические соединения, продлевают жизнь хемосигналов (Lai et al., 1996; Robertson et al., 1997; Flower, 2000; Cavaggioni and Mucignat-Caretta, 2000). Предположение об андроген-зависимом снижении запаховой привлекательности самцов после введения нереплицируемых антигенов, получило подтверждение в опытах на мышах со стабилизированным уровнем тестостерона. Было показано, что, в отличие от ложноперированных особей, введение ЭБ кастрированным самцов и кастрированным в сочетании с заместительной терапией андрогенами пролонгированного действия не приводит к снижению концентрации низкомолекулярных белков мочи. Вместе с тем, при кастрации без заместительной терапии сохранялось негативное влияние чужеродных антигенов на запаховую привлекательность самцов. И только кастрация в сочетании с большой, но не выходящей за физиологические пределы, дозой тестостерона отменяла снижение запаховой привлекательности, наблюдаемое у ложнооперированного контроля после введения ЭБ. Таким образом, один из путей реализации ольфакторного эффекта антигенной стимуляции лежит через подавление эндокринной функции гонад и связанное с этим снижение концентрации низкомолекулярных белков мочи. Однако не полная отмена ольфакторного эффекта ЭБ при кастрации свидетельствует об участии иных, андроген-независимых механизмов в модификации хемосигналов у антигенстимулированных самцов. К ним может относиться активация физиологических систем стресса, которые вовлекаются в реакцию организма на тимусзависимые антигены. В частности, в наших исследованиях и в исследованиях других авторов (Besedovsky and Sorkin, 1975; Коренева и Шхинек, 1988) показано увеличение концентрации глюкокортикоидов у мышей в разные сроки после введения ЭБ. В свою очередь, функциональная активность ГТНС находится в обратной взаимозависимости с ольфакторной привлекательностью самцов мышей (Gerlynskaya et al., 1995).

Парадоксально, но снижение запаховой привлекательности, вызванное антигенной стимуляцией иммунной системы, было наиболее выраженным у тех особей, у которых специфический эффект (активация антителообразования) этой самой стимуляции был минимальным. Если реакция иммунной системы на чужеродные антигены является неизбежным спутником инфекции, то снижение интереса самок к антигенстимулированным низкореактивным самцам приобретает адаптивный смысл. Поскольку активация механизмов гуморального иммунитета свидетельствует о том, что эти особи не смогли избежать заражения, то регистрируемая у них величина ответа указывает на эффективность иммунной защиты. Это позволяет самкам делать выбор в пользу самцов с хорошими иммунными функциями, которые передадутся потомству, обеспечивая устойчивое существование популяции под постоянным прессом паразитов. При иммунном ответе выше среднего, введение ЭБ не отражается на привлекательности самцов мышей в тестах с рецептивными самками мышей, а даже приводит к повышению их запаховой привлекательности в тесте с нерецептивными самками. Возможно, самки мышей, которые не готовы к спариванию в момент теста, различают на основе запаховых сигналов высокореактивных самцов (обладающих эффективной иммунной защитой). Такая реакция самок на запах антигенстимулированных самцов полностью укладывается в концепцию "хороших генов", фенотипические маркеры которых играют ключевую роль в выборе брачных партнеров (Trivers, 1972; Hamilton, Zuk, 1982).

Если адаптивный смысл данного феномена достаточно ясен, то его физиологические основы требуют специального анализа. Одним из объяснений наибольшего снижения запаховой привлекательности у самцов мышей с низкой иммунореактивностью может быть то обстоятельство, что именно у этих особей введение ЭБ приводит к достоверному падению концентрации тестостерона. Следует отметить, что способность самок мышей к ольфакторной дифференциации самцов по такому андрогензависимому признаку, как агрессивность при межсамцовом конфликте, имела место только при тестировании загрязненной подстилки, собранной до введения ЭБ. Иммунная же реакция на тимусзависимый антиген приводила к нивелированию запаховых различий между неагрессивными и агрессивными самцами, прежде всего, за счет падения привлекательности последних. Зависимость между временем обнюхивания подстилки, собранной до введения ЭБ, и степенью антигениндуцированного снижения запаховой привлекательности была показана и в опытах на джунгарских хомячках. У них время обнюхивания загрязненной подстилки, собранной до введения ЭБ, коррелировало с количеством АОК отрицательно (г=-0.37, Р<0.05), а время обнюхивания подстилки собранной, после введения антигенов, наоборот, положительно (г=0.34, Р<0.05). Иными словами, исходно большая привлекательность, наблюдаемая у самцов с низкой иммунореактивностью, является одной из причин более заметного падения ИП, имеющего место при активации иммунной системы. Эти результаты хорошо согласуются с гипотезой иммунного гандикапа, согласно которой разнонаправленное влияние мужских половых гормонов на показатели половой привлекательности самцов (усиление) и на иммунные функции (подавление) должно приводит к отрицательной корреляции между специфической иммунореактивностью и количественными проявлениями вторичных половых признаков (Folstad and Karter, 1992).

Учитывая, что самки, прежде всего, предпочитают высокоранговых самцов, то и изменение запаховой привлекательности при активации гуморального звена иммунитета затрагивает главным образом самцов-доминантов, нежели самцов с низким иерархическим рангом, как среди самцов мышей, так и хомячков. Иммунная реакция на тимусзависимый антиген нивелирует разницу между временем обнюхивания подстилки собранной до введения антигена и во время иммунного ответа на ЭБ. Это может объяснить и изменение иерархического статуса самца доминанта при заражении, потому что они имеют больший доступ к самкам, по сравнению с подчиненными (Кроукрофт, 1970; Герман, 1974; Шилов, Каменов, 1980). ^ Как показывают результаты ольфакторных тестов, введение ЭБ приводит к изменению запаховой привлекательности подстилки самцов, как мышей, так и джунгарских хомячков, однако возможность выбора и его характер зависят от условий тестирования самок. Так, на своей территории эстральные самки мышей предпочитают запах подстилки, собранной до введения ЭБ, запаху подстилки, загрязненной в период формирования * иммунного ответа на антигены. В этих условиях самки мышей различают также самцов разного иерархического статуса, что выражается в более продолжительном обнюхивании подстилок доминантов, собранных до иммунизации, по сравнению с таковыми субординантов. Предпочтение самками запаха высокоранговых самцов характерно для многих видов грызунов (Desjardins et al., 1973; Bronson, 1976; Drickamer, 1992; Gerlinskaya et al., 1995; Marchlewska-Koj, 2000). Вместе с тем, на незнакомой территории самки не только не различают влияния иммунизации на запах подстилки, но и не распознают по запаху самцов мышей разного социального статуса.

При изучении джунгарских хомяков были получены противоположные данные. На незнакомой территории рецептивные самки хомячков отдавали предпочтение запаху интактных самцов при его сравнении с запахом антигенстимулированных (введение ЭБ) особей. Сделанный в этих же условиях ольфакторный выбор давал самкам «достоверную информацию» о качестве потенциального брачного партнера. По крайней мере, самки, спаренные с избранным самцами, рожали больше потомков по сравнению с самками, покрытыми непредпочитаемыми самцами (Евсиков и др., 2001). В своей же клетке самки джунгарских хомячков не демонстрировали ольфакторного выбора при обследовании загрязненной подстилки, собранной до и после введения ЭБ. Видовые особенности можно объяснить тем, что в природных популяциях самки мышей имеют небольшие индивидуальные участки, которые часто перекрываются более крупными индивидуальными участками самцов (Кроукрофт, 1970). У мышей выбор полового партнера происходит непосредственно вблизи привычного места обитания самки. У хомячков, которые обитают в степях, в связи с низкой плотностью популяции, значительном размере участков и высокой интенсивностью маркировочного поведения, коммуникация имеет, в основном, дистантный характер, и встреча с брачным партнером более вероятна на границах индивидуальных участков (Наумов, 1973). Таким образом, вызванное активацией иммунной системы снижение запаховой привлекательности самцов начинает восприниматься только при определенной пространственной организации условий тестирования, которые в наибольшей степени соответствуют естественным для конкретного вида грызунов.

Согласно нашим данным и данным литературы (Коренева, Шхинек, 1988; Besedovsky and Sorkin, 1975; Barnard et al., 1996) введение тимусзависимых антигенов вызывает изменения гормонального статуса животных, в частности активацию коры надпочечников и подавление эндокринной функции гонад. Как известно, гормоны ГГНС снижают социальную конкурентоспособность самцов мышей (Leshner, 1983; Мошкин и др., 1991), а гормоны ГГГС, и, прежде всего, тестостерон, наоборот, стимулируют агрессивное поведение и повышают вероятность социального доминирования у самцов разных видов животных (Brain et al., 1980; Науменко и др. 1983; Мошкин и др., 1984; Ogawa et al., 1996). С этих позиций следовало бы ожидать снижение агрессивности у антигенстимулированных самцов, у которых на пике иммунного ответа было отмечено повышение концентрации кортикостерона (мыши) и снижение уровня тестостерона (мыши и хомячки) в плазме крови. Вместе с тем, интенсивность агрессивных взаимодействий мышей в тестах попарного ссаживания, оцененная по числу драк, была достоверно выше по сравнению с контролем в парах, образованных антигенстимулированными самцами, и в смешанных парах - контроль против антигенстимулированного. Такая же картина была отмечена в опытах на мышах, которым в течение 10 дней вводили АКТГ (Мошкин и др., 1991).

Длительная стимуляция гипофизарно-надпочечникового звена приводила к росту числа драк в парах, образованных экспериментальными самцами, и в ^ смешанных парах. Однако в отличие от экспериментов с АКТГ, где в смешанных парах доминировали контрольные особи, антигенстимуляция, наряду с активацией механизмов стресса, вызывала повышение конкурентоспособности экспериментальных самцов, которые в смешанных парах имели более высокие индексы агрессивности по сравнению с контрольными соперниками. Тот же эффект был получен в опытах с «I джунгарскими хомячками, которых содержали в общей комнате с самками при длинном световом дне. Самцы, инъецированные ЭБ, чаше доминировали в тестах попарного ссаживания с контрольными самцами. При этом в опытах на мышах и хомячках было отмечено, что, если в смешанной паре доминирует контрольный самец, то он демонстрирует меньше агрессивных актов по сравнению с самцами, доминирующими в контрольных парах, или * по сравнению с антигенстимулированными самцами, которые доминировали в смешанных парах.

Подавление агрессии у контрольного самца при его доминировании над антигенстимулированным соперником может быть обусловлено хемосигналами последнего. Как было от*мечено выше, контрольные самцы мышей распознают изменения запаха, вызванные введением ЭБ. Способность самцов к дифференцированию хемосигналов контрольных и антигенстимулированных конспецификов показана и в тестах выбора корма джунгарскими хомячками (Новиков и др., 2004). При этом, судя по латентному времени взятия пищевой приманки, хомячки, находящиеся в собственной клетке, предпочитают брать корм из кормушки, содержащей загрязненную подстилку контрольного самца по сравнению с таковой, содержащей подстилку из клетки особей, которым были введены чужеродные антигены. Иная картина наблюдается при тестировании на нейтральной территории. В этих условиях увеличивается латентное время взятия корма, причем более значительно для кормушек, содержащих хемосигналы контрольных особей. В тесте избегания освещенного открытого поля самцы лабораторных мышей также демонстрируют способность различать убежища в зависимости от наличия в них источников запаха контрольных самцов и самцов, которым вводили тимусзависимые (ЭБ) и тимуснезависимые (ЛПС) антигены (Шарецкий и др., в печати). При этом самцы предпочитают убежища с запахом антигенстимулированных особей в большей степени, чем контрольных. А из двух вариантов антигенной стимуляции отдают предпочтения убежищам, в которых находится подстилка самцов, инъецированных ЭБ. Наконец, в экспериментах на мышах было показано, что контрольные самцы демонстрируют меньше актов прямой агрессии (укусы и драки) при проведении тестов попарного ссаживания в клетке с подстилкой, загрязненной антигенстимулированным самцом, по сравнению с тестами в клетке, в которой содержали контрольного самца (Moshkin et al., 1997).

Следует отметить, что характер взаимодействия контрольных и антигенстимулированных самцов джунгарского хомячка менялся на противоположный в зависимости от сезона года или от наличия хемосигналов рецептивных самок. Летом при наличии аудио- и хемосигналов половозрелых самок интактные самцы джунгарского хомячка проявляли большую осторожность при прямом или ольфакторном. контактах с антигенстимулированными особями. Известно, что введение ЭБ запускает реакцию антителообразования в ответ на чужеродные антигены, естественным источником которых являются различные виды паразитических организмов. В этой связи избегание прямых контактов с антигенстимулированными особями или повышенная осторожность при выборе корма, находящегося рядом с запахом антигенстимулированного животного (Новиков и др., 2004), приобретают адаптивную направленность, обеспечивающую снижение риска заражения. Вместе с тем, характер реагирования на сигналы антигенстимулированных животных радикально изменяется зимой, что, по крайней мере, в отношении прямых контактов (попарное ссаживание), может быть обусловлено отсутствием аудио - и хемосигналов половозрелых рецептивных самок. В зимний период конкуренция за пищевой ресурс является, видимо, более значимой ^ мотивацией, чем риск заражение. И по этой причине интактные самцы проявляют более выраженную агрессию при прямых контактах с антигенстимулированными конспецификами.

Таким образом, полученные нами данные показывают, что способность иммунной системы к распознаванию чужеродных антигенов вовлекается в формирования механизмов защиты от паразитарного пресса не только на % уровне отдельных организмов, но и на уровне популяций хозяев. При этом в формировании поведенческих реакций хозяев, направленных на ограничение распространения инфекций, ключевую роль играют иммунно-нейроэндокринные механизмы, обеспечивающие модификацию хемосигналов у антигенстимулированных особей. Ф

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Литвинова, Екатерина Анатольевна, Новосибирск

1. Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К., 1989, Экология. Особи, популяции и сообщества: Т.1./ Пер. с англ./ М.: Мир, стр.564-618.

2. Васильева Н.Ю., 1990, Функции специфических кожных желез. Функциональные и эволюционные аспекты маркировочного поведения Cricetinae. Дис. канд. Москва.

3. Васильева Н.Ю., Суров А.В., Телицина А.Ю., 1988, Популяционная структура Джунгарских хомячков юга Тувы/ Под ред. С.Е. Раменского, Грызуны. Протоколы VII Всесоюзных встреч, Наука, Свердловск, 61-62.

4. Бенедиктова Т.Н., 1987, Что мы знаем о поведении животных, М: Колос, 176 с.

5. Герлинская Л. А., Бахвалова В.Н., Морозова О.В., Цехановская Н.А., Матвеева В.А., Мошкин М.П., 1997, Половой путь передачи вируса клещевого энцефалита у лабораторных мышей, Бюл. экспер. биологии и медицины, 123(3):327-328.

6. Герлинская Л.А., Мошкин М.П., 1984, Взаимоотношения циркадных ритмов концентрации кортикостерона в крови и температуры тела у крыс разных инбредных линий, Изв. СО АН СССР, сер. биол., 3: 92-96.

7. Герман А.Л., 1974, Участие в размножении самцов лабораторных мышей различного ранга в сообществах, Бюлл. МОИП, отд. биол., 3:32-38.

8. Гормональная регуляция размножения у млекопитающих, 1987, М: Мир, Пер.с.англ/Под. Ред. К. Остина и Р. Шорта.

9. Добротворский А.К., Мошкин М.П., Чечулин А.И., Панов В.В., Мак В.В., 1998, Эндо- и эктопаразиты как факторы изменчивости реакций гуморального иммунитета красных полевок в природной популяции, Паразитология, 32(4): 289-299.

10. Докинс Р., 1996, Эгоистичный ген, Москва: Мир.

11. Досон Р. Справочник биохимика: Пер. с англ/ Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К.-М.: Мир, 1991.

12. Кабак JI.M., 1968, Практикум по эндокринологии, Изд-во МГУ.

13. Карасева Е.В., Телицына А.Ю. Методы изучения грызунов в полевых условиях.-М.: Наука, 1996.- 227 с.

14. Корнева Е.А., Шкинек А.А., 1988, Гормоны и иммунная система, Ленинград: Наука.

15. Кроукрофт П., 1970, Артур, Билл и другие: (Все о мышах), Москва: Мир.

16. Лохмиллер Р.П., Мошкин М.П., 1999, Экологические факторы и адаптивная значимость изменчивости иммунитета мелких млекопитающих, Сибирский экологический журнал, 6: 37—58.

17. Мошкин М.П., 1989, Роль стресса в поддержании популяционного гомеостаза млекопитающих, Дис. док.

18. Мошкин М.П., Евсиков В.И., Плюснин Ю.М., Герлинская Л.Г., Марченко О.В.,1984, Эндокринная функция гонад и агрессивность самцов водяной полевки на спаде численности природной популяции, Экология, 4: 10-23.

19. Науменко Е.В., Осадчук А.В., Серова Л.И., Шишкина Г.Т., 1983, Генетико-физиологические механизмы регуляции функцией семенников, Новосибирск: Наука.

20. Наумов С.П., 1973, Зоология позвоночных, М: Просвещение.

21. Новиков С.Н., 1988, Феромоны и размножение млекопитающих: Физиологические аспекты, Ленинград: Наука.

22. Пегельман С.Г., 1977, Забота о потомстве в сообществах мышевидных грызунов, Вопросы териологии. Поведение млекопитающих\ под ред. В. Е. Соколова, М: Наука, 292с.

23. Ройт А., Основы иммунологии. М.: Мир, 1991.

24. Симонов П.В., 1981, Эмоциональный мозг, М: Медицина.

25. Соколов В.Е., Зинкевич Э.П., 1979, Химическая коммуникация млекопитающих, Наука и человечество, М: Знание, стр. 129-137.

26. Соколов В.Е., Ушакова Н.А., Шубкина А.В., Перфилова Т.В., 1992, Взаимосвязь между ценным мехом и бактериальной микрофлорой в зависимости от физиологического состояния, Докл. РАН, 323: 980-983.

27. Телицина А.Ю., 1972, Поведенческая, пространственная и социальная структура популяций близкородственных видов карликовых хомячков (Phodopus sungorus Pall. And Ph. Campbelli Thomas) в их совместной среде обитания. Дис. канд. Москва.

28. ЗО.Чард Т., 1981, Радиоиммунологические методы, М: Мир.

29. Шарецкий А.Н., Суринов Б.П., Абрамова М.Р., Карпова Н.А., Кулиш Ю.С., в печати, Иммуносупрессивные и аттрактивные летучие выделения мышей, стимулированных антигенами, Иммунология.

30. Шилов И.А., 1998, Экология, М.: Высш. шк., 413-421 .

31. Эккерт Р., Рэнделл Д., Оастин Дж., 1992, Физиология животных, 2 тома, М: Мир.

32. Anderson, Р.К., Hill, J.L., 1965, Mus musculus: Experimental induction of territory formation, Science, 148, 1753-1755.

33. Apps P.J., Rasa A., Viljoen H.W., 1988, Quantitative chromatographic profiling of odours associated with dominance in male laboratory mice, Aggressive Behavior, 14:451-461.

34. Arkin A, Saito T.R., Takahashi K, Amao H, Aoki-Komori S, Takahashi K.W., 2003, Age-related changes on marking, marking-like behavior and the scentgland in adult Mongolian gerbils (Meriones unguiculatus), Exp Anim., 52(1): 17-24.

35. Arnott M.A., Cassella J.P., Aitken P.P., 1990, J.Hay Ann. Trop. Med. Parasitol., 84: 149-156.

36. Avitsur R, Pollak Y, Yirmiya R., 1997, Different receptor mechanisms mediate the effects of endotoxin and interleukin-1 on female sexual behavior, Brain Res., 31;773(1-2):149-61.

37. Barnard C.J., Behnke J.M., Gage A.R., Brown H., Smothurst P.R., 1997, Immunity cost and behavioural in male laboratory mice exposed to the odour of females, Physiol Behav., 62: 857-866.

38. Batty J., 1978, Plasma levels of testosterone and male sexual behaviour in strains of the house mouse (Mus musculus), Anim Behav., 26(2): 339-348.

39. Besedovsky H., Sorkin E., 1975, Changes in blood hormone levels during the immune response, Proc. Soc. Exp. Biol Med., 50: 466-470.

40. Beynon R.J., Veggerby C., Payne C.E., Robertsone D.H., Gaskell S.J., Humphries R.E., Hurst J.L., 2002, Polymorphism in major urinary proteins: molecular heterogeneity in a wild mouse population, J. Chemical Ecology, 28: 1429-1446.

41. Bilbo SD, Nelson RJ, 2001, Sex steroid hormones enhance immune function in male and female Siberian hamsters, Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 280(1):R207-13.

42. Blalock J.E., 1994, The immune system our sixth sense, The Immunologist, 2/1: 8-15.

43. Bond H.E., 1962, A sex-associated protein in liver tissue of the rat and its response to endocrine manipulation, Nature, 196: 242-244.

44. Bower J.M., Alexander B.K., 1967, Mice: Individual recognition by olfactory cues, Science, 158: 1208-1210.

45. Brain P.F., Bowden N.J., Kelleway L.G., 1980, Anti-oestrogenic effects on fighting maintained or oestradiolreplacement in castrated mice, J. Endocrinology, 87: 4-5.

46. Bronson, F.H., 1976, Urine marking in mice: causes and effects. In: Doty, R.L. (Ed.), Mammalian Olfaction, Reproductive Processes, and Behavior. Academic Press, New York, pp. 119-141.

47. Brown R., 1995, What is the role of the immune system in determining individually distinct body odours?, Int. J. Immunopharmc., 17: 655-661.

48. Buchanan K.L., Catchpole C.K., Lewis J.W., Longe A., 1999, Anim. Behav., 57: 307-314.

49. Buck L.B., 2000, The Molecular Architecture of Odor and Pheromone Sensing in Mammals, Cell, 100: 611-618.

50. Cavaggioni A., Mucignat-Caretta C., 2000, Major urinary proteins, a2U-globulins and aphrodisin, Biochimica et Biophysica Acta, 1482:218-228.

51. Clausing P., Haemish A., Gunter В., 1994/95, Mengo virus-induced corticosterone levels in group- and individually housed mice, J. Experim. Animal Sci., 37: 79-89.

52. Clayton D.H., 1991, The influence of parasites on host sexual selection, Parasitology Today, 7: 329-334.

53. Clissold P.M., Hainey S., Bishop J.O., 1984, Mess enger RNAs coding for mouse major urinary proteins are differentially induced by testosterone, Biochem Genet, 22(3-4):379-87.

54. Coopersmith C.B., Lenington S., 1992, Female preferences based on male quality in House mice: Interaction between male dominance rank and t-complex genotype, Ethology, 90: 1-16.

55. Creel S., 2001, Social dominance and stress hormones, TRENDS in Ecology & Evolution, 16(9): 491-497.

56. Crowcroft, P., Rowe, F.P., 1963. Social organization and territorial behaviour in the wild house mouse (Mus musculus L.). Proc. Zool. Soc. Lond. 140, 517-531.

57. Cunningham, A.J., 1965, A method of increased sensitivity for detecting single antibody-forming cells, Nature. 207: 1106-1107.

58. Dantzer R., 2001, Cytokine-induced sickness behavior: Where do we stand? Brain, Behavior and Immunity, 15: 7-24.

59. Darwish M.A., Veggerby C., Robertson D.H., Gaskell S.J., Hubbard S.J., Martinsen L., Hurst J.L., Beynon R.J., 2001, Effect of polymorphisms on ligand binding by mouse major urinary proteins, Protein Sci., 10: 411-417.

60. Desjardins, C., Maruniak, J.A., Bronson, F.H., 1973, Social rank in house mice: differentiation revealed by ultraviolet visualization of urinary marking patterns, Science, 182, 939-941.

61. Dodge J.C., Kristal M.B., Badura L.L., 2002, Male-induced estrus synchronization in the female Siberian hamster (Phodopus sungorus sungorus), Physiol Behav., 77(2-3):227-31.

62. Drickamer L.C., 1992, Oestrus female house mice discriminate dominant from subordinate males and sons of dominants from sons of subordinates by odour cues,Anim. Behav., 43: 868-880.

63. Drickamer L.C., 2001, Urine marking and social dominance in ale house mice (Mus musculus domesticus), Behavioural Processes, 53: 113-120.

64. Dunlap K.D., Schall J.J., 1995, Hormonal alterations and reproductive inhibition in male fence lizards infected with the malarial parasite, Physiol. Zool., 68: 608-621.

65. Dunn A., 1993, Sistematic IL-1 administration stimulates hypothalamic noreprenefrine metabolism the increased plasma cortycosterone, Life Sci., 43: 429-435.

66. Dunn A.J., Powell M.L., Meitin C., Small P.A., 1989, Virus infection as a stressor: influenza virus elevates plasma concentration of corticosterone, and brain concentrations of MHPG and tryptophan, Physiol Behav., 45: 591-594.

67. Edwards H.E., Tweedie C.J., Terranova P.F., Lisk R.D., Wynne-Edwards K.E., 1998, Reproductive aging in the Djungarian hamster, Phodopus campbelli., Biol Reprod. 58(3):842-848.

68. Faivre В., Gregoire A., Preault M., Cezilly F., Sorci G., Immune activation rapidly mirrored in a secondary sexual trait, 2003, Science, 300: 103.

69. Ferkin M.H., Johnston R.E., 1993, Roles of gonadal hormones in control of five sexually attractive odors of meadow voles (Microtus pennsylvanicus) ,Horm Behav., 27(4):523-38.

70. Ferkin M.H., Sorokin E.S., Johnston R.E., 1997, Effect of prolactin on the attractiveness of male odors to females in meadow voles: independent and additive effects with testosterone, Horm. Behav., 31:55-63.

71. Ferkin M.H., Sorokin E.S., Renfroe M.W., Jonston R.E., 1994, Attractiveness of male odors to females varies directly with plasma testosterone concentrations in meadow voles, Physiol. Behav., 55: 347-353.

72. Finlayson J.S., Asofsky R., Potter M., Runner C.C., 1965, Major Urinary Protein complex of normal mice: origin, Science, 149: 981-982.

73. Flower D.R., 1996, The lipocalin protein family: structure and function, Biochem., 318: 1-14.

74. Flower D.R., 2000, Beyond the superfamily: the lipocalin receptors, Biochimica et Biophysica Acta, 1482: 327-336.

75. Folstad I., Karter A.J., 1992, Parasites, bright males, and the immunocompetence handicap, The American Naturalist, 139: 603-622.

76. Freeland W.J., 1981, Parasitism and behavioural dominance among male mice, Science, 213: 24, 461-462.

77. Gerlinskay L.A., Rogova O.A., Yakushko O.F., Evsikov V.I., 1995, Female olfactory choice and its influence on pregnancy in mice, Advances in the Biosciences., 93: 297—302.

78. Gonzalez G., Sorci G., Smith Florentino de Lope L.C., 2001, Testosterone and sexual signalling in male house sparrows (Passer domesticus), Behav Ecol Sociobiol, 50:557-562.

79. Gosling L.M., 1982, A reassessment of the function of scent marking in territories, Z. Tierpsychol., 60: 89-118.

80. Granger D.A., Hood K.E., Ikeda S.C., Reed C.L., Jones B.C., Block M.L., 1997, Effects of peripheral immune activation on social behavior and adrenocortical activity in aggressive mice, Aggressive Behavior, 23: 93-105.

81. Hamilton W.D., Zuk M., 1982, Heritable true fitness and bright birds: a role for parasites, Science, 218: 384-387.

82. Hart B.L., 1990, Behavioral adaptation to pathogens and parasites, Neurosci. Biobehav. Rev.

83. Hart B.L., 1994, Behavioural defense against parasites: interaction with parasite invasiveness, Parasitology.

84. Harvey S., Jemiolo В., Novorotny M., 1989, Pattern of volatile compounds in dominant and subordinate male-mouse urine, Journal of Chemical Ecology, 15: 2061-2072.

85. Hayashi Т., Adachi Y., Hasegawa K., Morimoto M., 2003, Less sensitivity for late airway inflammation in males than females in BALB/c mice, Scandinavian Journal of Immunology у 57: 562-567.

86. Henry J.P., Stephens P.M., 1977, Stress, health, and the social environment, Heidelberg, Berlin: Springer-Veralag.

87. Humphries R.E., Robertson D.H., Beynon R.J., Hurst J.L., 1999, Unravelling the chemical basis of competitive scent marking in house mice, Anim. Behav., 58: 1177-1190.

88. Hurst J.L., 1987, The functions of urine marking in a free-living population of house mice, Mus domesticus, Anim. Behav., 35: 1433-1442.

89. Hurst J.L., 1990a, Urine marking in populations of wild house mice, Mus domesticus, I. Communication between males, Anim. Behav., 40: 209-222.

90. Hurst J.L., 1990b, Urine marking in populations of wild house mice, Mus domesticus, III. Communication between the sexes, Anim. Behav., 40: 233-243.

91. Hurst J.L., 1993, The priming effects of urine substrate marks on interactions between male house mice, Mus musculus domesticus, Anim. Behav., 45: 55-81.

92. Hurst J.L., Fang J., Barnard C.J., 1993, The role of substrate odours in maintaining social tolerance between male house mice, Mus musculus domesticus, Anim. Behav., 45: 997-1006.

93. Hurst J.L., Payne C.E., Nevison Ch.M., Marie Amr D., Humphries R.E., Robertson D.H.L., Cavaggioni A., Beynon R.J., 2001, Individual recognition in mice mediated by major urnary proteins, Nature, 414(6): 631-634.

94. Hurst J.L., Robertson D.H., Tolladday U., Beynon R.J., 1998, Proteins in urine scent marks of male house mice extend the longevity of olfactory signals, Anim. Behav., 55: 1289-1297.

95. Immunobiology: the immune system in health and disease/ Janeway Ch. A., Travers P., Walport M., shlomchik M., 5 edition, Garland Publishing, NY, 2001.

96. Jemiolo В., Alberts J., Sochinski-Wiggins S., Harvey S., Novotny M., 1985, Behavioural and endocrine responses of female mice to synthetic analogs of volatile compounds in male urine, Anim. Behav., 33: 1114-1118.

97. Jemiolo В., Harvey S.s Novotny M., 1986, Promotion of the Whitten effect in female mice by synthetic analogs of male urinary constituents, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 83: 4576-4579.

98. Jemiolo В., Xie T.M., Novotny M., 1991, Sociosexual olfactory preference in female mice: attractiveness of synthetic chemosignals, Physiology and Behavior, 50: 1119-1122.

99. John J.L., 1997, The Hamilton-Zuk theory and initial test: an examination of some parasi-tological criticisms, Int. J. Parasitol., 27: 1269-1288.

100. Johnson D., al-Shawi R, Bishop J.O., 1995, Sexual dimorphism and growth hormone induction of murine pheromone-binding proteins, J. Mol. Endocrinol, 14:21-34.

101. Johnston R.E., Kwan M., 1984, Vaginal scent marking: effects on ultrasonic calling and attraction of male golden hamsters, Behav Neural Biol., 42(2): 158-68.

102. Kavaliers M., Colwell D.D., 1993, Aversive responses of female mice to the odors of parasitized males: neuromodulatory mechanisms and implications for mate choice, Ethology. 95: 206-212.

103. Kavaliers M., Colwell D.D., 1995a, Discrimination by female mice between the odours of parasitized and non-parasitized males, Proc. Royal Society Lond. В., 261: 31-35.

104. Kavaliers M., Colwell D.D., 1995b, Odours of parasitized males induce aversive response in female mice, Anim. Behav., 50: 1161-1169.

105. Kavaliers M., Colwell D.D., Choleris E., 1998, Parasitized female mice display reduced aversive responses to the odours of infected males, Proc. R. Soc. Lond. В., Biol Scin., 265 (1401): 1111-1118.

106. Kavaliers M., Colwell D.D., Ossenkopp K-P., Perrot-Sinal T.S., 1997, Altered responses to female odors in parasitized male mice: neuromodulatory mechanisms and relations to female choice, Behav. Ecol. Sociobiol., 40: 373-384.

107. Kevin J. McG., Daniel R.A., 2003, Caratenoids, immunocompetence, and the information content of sexual colors: an experimental test, The American naturalist, 162(6): 236-240.

108. Kiesecker J.M., Skelly D.K., Beard K.H., Preisser E., 1999, Behavioral reduction of infection risk, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 96: 9165-9168.

109. Klein S.L., 2000, The effects of hormones on sex differences in infection: from genes to behavior, Neurosci. andBiobehav. Rev., 24: 627-638.

110. Klein S.L., Gamble H.R., Nelson RJ., 1999, Trichinella spiralisinfection in voles alters female odor preference but not partner preference, Behav Ecol Sociobiol, 45: 323-329.

111. Klein S.L., Hairston J.E, DeVries A.C., Nelson R.J., 1997, Social environment and steroid hormones affect species and sex differences in immune function among voles, Hormones and Behavior, 32: 30-39.

112. Kokko H., Ranta E., Ruxton G., Lundberg P., 2002, Sexually transmitted disease and the evolution of mating systems, Evolution Int J Org Evolutio, 56(6):1091-1100.

113. Kondratuk K., 2004, Behavioral, chemosignal and endocrine effects of bacterial endotoxins in male mice, Advances in Ethology (Supplements to Ethology), 38: 60.

114. Kruczek M., 1998, Female bank vole (Clethrinomys glareolus) recognition: preference for the stud male, Behav. Process., 43: 229-237.

115. Kuse A.R„ de Fries J.C., 1976, Social dominance and Darwinian fitness in laboratory mice: an alternative test, Behav Biol., 16(1): 113-116.

116. Lai S.-C., Vasilieva N.Yu., Johnston R.E., 1996, Odors providing sexual information in djungarian hamsters: evidence for an across-odor code, Hormones and Behavior, 30: 26-36.

117. Lane S.E., Neuhaus O.W., 1972, Multiple forms of a2u a sex-dependent urinary protein of the adult male rat, Biochim. Biophys. Acta, 263: 433-440.

118. Lee C.T., Griffo W., 1973, Early androgenization and aggression pheromone in inbred mice, Horm Behav., Sep;4(3):181-9.

119. Leshner A.J., 1983, Pituitary-adrenocortical effects on intermale agonistic behaviour, Hormones and aggressive behavior, p.393-404.

120. Licinio J., Kling M.A., Hauser P., 1998, Cytokines and brain function: relevance to interferon-alpha-induced mood and cognitive changes, Semin Oncol., 25(l-l):30-38.

121. Lochmiller R.L., Vestey M.R., McMurry S.T., 1991, Primary immune responses of selected small mammal species to heterologous erythrocytes, Сотр. Biochem. Physiol., 100A, 1: 139-143.

122. Loehle C., 1995, Social barriers to pathogen transmission in wild animal populations, Ecology, 76: 326-335.

123. Lombardi JR, Vandenbergh JG, Whitsett JM., 1976, Androgen control of the sexual maturation pheromone in house mouse urine, Biol Reprod., Sep; 15(2): 179-86.

124. Lucke C., Franzoni L., Abbate F., Lohr F., Ferrari E., Sorbi R.T., Ruterjans H. and Spisni A., 1999, Solution structure of a recombinant mouse major urinary protein, Eur. J. Biochem., 266: 1210-1218.

125. Madden K.S., Felten D.L., 1995, Sympathetic nervous system modulation of the immune sister, J. Neuroimmunol, 49: 67-75.

126. Marchlewska-Koj A., 2000, Olfactory and ultrasonic communication in Bank voles, Pol. J. Ecol., 48: 11-20.

127. Martin J.T., 2000, Sexual dimorphism in immune function: the role of prenatal exposure to androgens and estrogens, European Journal of Pharmacology, 405:251-261.

128. McMillan H.J. and Wynne-Edwards K.E., 1999, Divergent reproductive endocrinology of the estrous cycle and pregnancy in dwarf hamsters {Phodopus), Comp Biochem Physiol, 124: 53-67.

129. Mechref Y., Zidek L., Ma W., Novotny M.V., 2000, Glycosylated major urinary protein of the house mouse: characterization of its N-linked oligosaccharides, Glycobiology, 10(3): 231-235.

130. Millesi E., Hoffmann I.E., Steurer S., Metwaly M., Dittami J.P., 2002, Vernal changes in the behavioral and endocrine responses to GnRH application in male European ground squirrels, fform Behav., 41(l):51-8.

131. Moller A.P., 1991, Parasite load reduces song output in a passerine bird, Anim. Behav., 41: 723-730.

132. Morikawa S., 1998, Laboratory diagnosis of viral infections (8. Viral hemorrhagic fever). Rinsho Byori., 108:105-10.

133. Moshkin M.P., Gerlinskay L.A., Evsikov V.I., 2000, The role of the immune system in behavioral strategies of reproduction, J. of Reproduction and Development, 46: 341-365.

134. Moshkin, M. P., Gerlinskaya, L. A., Morozova, O., Bakhvalova, V., Evsikov, V. I. 2002. Behaviour, chemosignals and endocrine functions in male mice infected with tick-borne encephalitis virus, Psychoneuroendocrinology, 27(5), 603-608.

135. Muchignat -Caretta C., Caretta A., 1999, Urinary chemical cues affect light avoidance behaviour in male laboratory mice, Mus muscidus, Anim. Behav., 57: 765-769.

136. Murphy B.E.P., Eugelberg W., Patee С J., 1963, Simple method for the determination of plasma corticoids, J. Clin. Endocrinol., 23: 293.

137. Nelson RJ, Demas GE., 1996, Seasonal changes in immune function. Q Rev Biol., 71(4):511-48.

138. Nelson RJ, Demas GE., 1997, Role of melatonin in mediating seasonal energetic and immunologic adaptations. Brain Res Bull., 44(4):423-30.

139. Norberg A., Sandstrom S., Norberg В., Eriksson S., Sandman P.O., 1984, The urine smell around with urinary incontinence. The production of ammonia in ordinary diapers and in diapers impregnated with copper acetate, Gerontology, 30: 261-266.

140. Novikov Eu., Petrovski P., Kolosova I., Steinlechner St., Moshkin M., 2004, Interactions between intruders and residents in the mole vole Ellobius talpinus, Acta Zoologica Sinica, 50(1).

141. Novotny M.V., 2003, Pheromones, binding proteins and receptor responses in rodents, Biochemical Society Transactions, 31(1): 117-122.

142. Novotny M.V., Harvey S., Jemiolo В., 1990, Chemisry of male dominance in the house mouse, Mus domesticus, Experientia, 46: 109-113.

143. Novotny M.V., Harvey S., Jemiolo В., Alberts J., 1985, Synthetic pheromones that promote inter-male aggression in male, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 82: 2059-2061.

144. Ogawa S., Robbins A., Kumar N., Pfaff D.W., Sundaram K., Bardin C.W., 1996, Effects of testosterone and 7a-methyl-19- nortestosterone (MENT) on sexual and aggressive behaviors in two inbred strains of male mice, Hormones and Behavior, 30; 74-84.

145. Ogawa Y, Murai T, Kanoh S., 1986, Characterization of the pyrogenicity of two different lipopolysaccharides and their lipid A-bovine serum albumin complexes, J Pharmacobiodyn, 9(9):722-8.

146. Penn D., Potts W., 1998, MHC-disassortative mating preferences reversed by cross-fostering, Proc. R. Soc. bond. В., 265: 1299-1306.

147. Penn, D.J., Schneider, G., White, K., Slev, P., Potts, W.K., 1998, Influenza infection neutralizes the attractiveness of male odor to female mice (Mus musculus), Ethology, 104: 685-694.

148. Petrovsky N., 2001, Towards a unified model of neuroendocrine-immune interaction, Immunology and Cell Biology, 79:350-357.

149. Pinxten R., De Ridder E., Balthazart J., Eens M., 2002, Context-dependent effects of castration and testosterone treatment on song in male European starlings, Horm Behav., 42(3):307-318.

150. Reimer J.D., Petras M.L., 1967, Breeding structure of the house mouse, Mus musculus, in a population cage, J Mammal, 48(1): 88-99.

151. Rivest S., River C., 1993, Central mechanisms and sites of action involved in the inhibitory effect of CRF and cytokines on LHRH neuronal activity, Annalis. Of the New York Academy of Sciences, 697: 117—141.

152. Robertson D.H.L., Beynon R.J., Evershed R.P., 1993, Extraction, characterization, and binding analysis of two pheromonally active ligands associated with major urinary protein of House mouse (Mus musculus), J. Chemical Ecology, 19(7): 1405-1415.

153. Robertson D.H.L., Hurst J.L., Bolgar M.S., Gaskell S.J. and Beynon R.J., 1997, Molecular heterogeneity of urinary proteins in wild house mouse populations, Rapid communications in mass spectrometry, 11: 786-790.

154. Saino N., Moller A.P., 1994, Parasites, immunology of hosts and hosts sexual selection, J. Parasitol, 80: 850-858.

155. Sakic В., Szechtman H., Denburg S.D., Denburg J.A., 1995, Immunosuppressive treatment prevents behavioral deficit in autoimmune MRL-lpr mice, Physiol Behav., 58(4):797-802.

156. Sapolsky R., 2003, Bugs in the brain, Scientific American, March: 70-73.

157. Sauder C., Wolfer D.P., Lipp H.P., Staeheli P., Hausmann J., 2001, Learning deficits in mice with persistent Borna disease virus infection of the CNS associated with elevated chemokine expression, Behav Brain Res, 120(2): 189-201.

158. Schellinck H.M., Brown R.E., 1995, Methodological questions in the study of the rat's ability to discriminate between the odours of individual conspecifics, Adv. in the Biosci., 93: 427^36.

159. Schlatt S., Niklowitz P., Hoffmann K., Nieschlag E., 1993, Influence of short photoperiods on reproductive organs and estrous cycles of normal and pinealectomized female Djungarian hamsters, Phodopus sungorus., Biol Reprod, 49: 243-250.

160. Sharrow SD, Vaughn JL, Zidek L, Novotny MV, Stone MJ., 2002, Pheromone binding by polymorphic mouse major urinary proteins, Protein Sci., 11(9): 2247-56.

161. Skarstein F., Folstad I., 1996, Sexual dichromatism and the immunocompetence handicap: an observational approach using Arctic charr, Oikos,. 76: 359-367.

162. Skarstein F., Folstad I., Liljedal S., 2001, Whether to reproduce or not: immune suppression and costs of parasites during reproduction in the Arctic charr, Can. J. Zool, 79: 271-278.

163. Susumi H., 1990, Social condition influences sexual attractiveness of dominant male mice, Zool. Sci., 7: 889-894.

164. Thrall P.H., Antonovics J, Dobson A.P., 2000, Sexually transmitted diseases in polygynous mating systems: prevalence and impact on reproductive success, Proc R Soc Lond В Biol Sci. 7;267(1452):1555-1563.

165. Todrank J, Heth G, Johnston R.E., 1998, Kin recognition in golden hamsters: evidence for kinship odours, Anim Behav., 55(2): 377-86.

166. Trivers R.L., 1972, Parental investment and sexual, In: Cambell BG (ed.), Sexual Selection and the Descent of Man 187101971, Chicago: Aldine,1. Щ 136-179.

167. Turnbull A.V. and Rivier C.L., 1999, Regulation of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis by Cytokines: Actions and Mechanisms of Action, Physiological reviews, 79(1): 1-71.

168. Wedekind C., Seebeck Т., Bettens F., Paepke A., 1995, MHC-dependentmate preference in humans, Proc. R. Soc. bond. В., 260: 245-249.

169. Weidong, M., Miao, Z., Novotny, M. V. 1998. Role of the adrenal gland and adrenal-mediated chemosignals in suppression of estrus in the house mouse: the Lee-Boot effect revisited, Biology of Reproduction, 59: 1317-1320.

170. Welch J.B., 1990, A detector dog for screwworms (Diptera: Calliphornidae), J. Econ. Entomol, 83:1932-1934.

171. Willis C., Poulin R., 2000, Preference of female rats for the odours of non-parasitised males: the smell of good genes, Folia. Parasitol., 47: 6-10.

172. Wingfield J.C. and Ramenofsky M., 1999, Hormones and the behavioral ecology of stress, Stress Physiology in Animals (Baum, P.H.M., ed.), 1-51.

173. Wynne-Edwards K.E., Lisk R.D., 1987, Male-female interactions across thetfemale estrous cycle: a comparison of two species of dwarf hamster (Phodopus campbelli and Phodopus sungorus), J Comp Psychol., 101 (4):335-44.

174. Yirmiya R, Rosen H, Donchin O, Ovadia H., 1994, Behavioral effects of lipopolysaccharide in rats: involvement of endogenous opioids, Brain Res.,13;648(l):80-6.

175. Yirmiya R., 1996, Endotoxin produces a depressive-like episode in rats, Brain Res., 711(1-2): 163-74.

176. Zahavi A., 1975, Mate selection a selection for a handicap, Journal of Theoretical Biology, 53: 205-214.

177. Zuk M., Thornhill R., Ligon J.D., Jonson K., 1990, Parasites and matesъ choice in red jungle fowl, Am. Zool., 30: 235-244.

Информация о работе

Литвинова, Екатерина Анатольевна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2004
ВАК 03.00.08

Диссертация

Модификация поведения и хемосигналов у самцов мышей (Mus musculus) лабораторной линии ICR и джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при активации специфического иммунитета - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы