Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Поведенческие и морфо-физиологические особенности феромонального контроля полового созревания самок мышей лабораторных линий

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Поведенческие и морфо-физиологические особенности феромонального контроля полового созревания самок мышей лабораторных линий"

РГ6 од

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИШТИТУТ «ИЗИОЛЭГИИ им. И. П. ПАВЛОВА

На правах рукописи

ПАВЛОВА Марина Борисовна

ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ И ИЭРФ>ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕРОМОНАЛЬВОГО КОНТРОЛЯ ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ САМОК ШЕИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЛИВИЯ.

Специальность ОЗ. 00.13 - Физиология человека и животных

\

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993

Работа выполнена в Институте физиологии им. И. И Павлова РАН

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор ЕГ. Лопатина

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор & Г. Шаляпина

доктор биологических наук ЕЕ Кудрявцева

*

Ведущая организация - Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. и. Сеченова РАН

'Защита состоится " ^ " 19 ^ г. в ^ часов

на заседании специализированного совета К 002.36.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук Института физиологии им. И. П. Павлова РАН (199034. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 6).

С диссертацией южно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. И. Е Павлова РАН

Автореферат разослан •'^ ю г..

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат биологических наук Э. А. Конза

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Одним из важнейших типов социальных взаимодействий у млекопитающих, в частности,/ домовой мыши, является хемокоммуникация (Wilson, Bessert, 1963; Branson, 1979; Соколов, Зинкевич, 1986), в которой передача социальной информации осуществляется посредством феромонов - физиологически активных веществ, выделяемых организмом донора и воспринимаемых обонятельной системой реципиента (Bronson, 1971; Соколов и др., 1986). Спектр действия феромонов на организм чрезвычайно широк - от мгновенных изменений поведения (Johnston, 1983; Doty, 1986) до глубоких необратимых сдвигов в системе гормональной регуляции организма (Bronson, МзопШап, 1983).

Известно, что процесс полового созревания самок лабораторных мышей контролируется различными факторами внешней среды (Bronson, Rissman, 1986), среди которых важнейшую роль играет присутствие половозрелого самца или влияние запаха его мочи (Vandenbergh, 1967; 1069). Причем подавляющее большинство работ свидетельствует об ускорении полового созревания самок, обусловленного феромонами мочи самцов (см. Vandenbergh, 1983; Соколов и др., 1986). Эффективность этого влияния зависит от возраста (Wilson et al., 1980; Bronson, 1981) и генотипа (Zarrow et al. ,1973; Ho,Wilson, 1980) самок.

В регуляции скорости полового созревания самок важная роль принадлежит также световому фактору, взаимодействующему с другими средовыми влияниями, в том числе, феромоналышми, и модифицирущгму их (Bronson, Rissman, 1986; Bronson, 1987). Традиционно при изучении феромонального контроля полового созревания самок, мышей используют для воздействия световую фазу суточного ритма, хотя установлено, что чувствительность репродуктивной системы к стимулирующим влияниям существенно изменяется в течение суток (Bronzen, vom Saal, 1979).

Количество работ по изучению влияния текновой фазы суточного ритма на эффективность феромонального контроля полового созревания самок мыпей чрезвычайно мало (Wilson et al., 1980; Drlckatner, 1982; 1984). Кроме того, результаты этих работ противоречивы, что может быть связано с использованием животных разных генотипов. В связи с этим особый интерес представляет изу-

- г -

чение феромонэльного контроля полового созревания самок-на разных генотипах мышей в условиях темновой фазы суток.

Необходимым этапом хемокоммуникационного взаимодействия, обеспечивающим возможность дальнейших феромонзависимых изменений в организме,является непосредственная поведенческая реакция самки-реципиента на феромональный сигнал (Соколов, Зинке-вич, 1983). Этот этап приобретает особую значимость в условиях природной популяции, когда неполовозрелая самка, изменяя характер поведения, может контролировать скорость своего полового созревания (Coppola, 0'Cornell, 1988; Hurst, 1989).

Вместе с тем, наряду с достаточно интенсивным 25-летним изучением феномена феромональной регуляции полового созревания самок мышей, вопрос о формировании в онтогенезе поведенческой реакции неполовозрелых самок на социально значимые стимулы фе-ромональной природы практически не исследован, исключение составляет единичные работы (Coppola, 0'Cornell, 1988; Hurst,-1990). Не изучена и роль генотипа в регуляции феромонзависимо-го поведения неполовозрелых самок мышей, тогда как на разных экспериментальных моделях показало, что характер реакции на йеромональный стимул в значительной степени определяется генотипом как донора, так и реципиента(Jones, Novell, 1974; Wysockl et al., 1977; Yamazakl et al., 1990; Новиков, Бабалян, 1984; Дожикова,1991; Кудрявцева, 1991), в частности, наследственно обусловленными изменениями в.системе обоняния последнего (Троицкая и др. 1987).

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью настоящей работы явилось комплексное изучение поведенческих и морфофизиологических особенностей реакции неполовозрелых самок лабораторных мышей на социально значимый стимул феромональной природы - мочу половозрелых самцов с- использованием животных разных генотипов и возрастов. Конкретными задачами явились:

1. Изучение двигательной исследовательской реакции неполовозрелых самок лабораторных мышей при действии мочи половозрелых самцов. Оценка роли генотипа донора и реципиента.

2. Выяснение влияния предварительного взаимодействия с предъявляемым стимулом на поведение самок.

3. Изучение влияния ночи половозрелых самцов лабораторных мышей на скорость полового созревания самок в условия! темно-

- з -

вой фазы суток. Оценка рели генотипа донора и реципиента.

4. Оценка влияния световых условий эксперимента на процесс феромонадьного контроля скорости полового созревания самок лабораторных мьапей с использованием световой и темновой (нарушенной и интактной) фаз суточного ритма.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые проведено комплексное изучение действия как сигнальных, так и праймер-феромонов (Wilson, Bossert, 1963; Bronson, 1371) мочи половозрелых самцов лабораторных мышей на неполовозрелых сток с применением животных различных генотипов и возрастов.

Показано, что поведенческая реакция самок лабораторных мышей на социально значимые стимулы феромональной природы формируется в период полового созревания. Характер формирования реакции определяется генотипом донора и реципиента и предварительным опытом взаимодействия со стимулом, выявлен критический период становления этой реакции в онтогенезе.

Наряду с ранее иззестным феноменом феромональной стимуляции, впервые выявлен эффект феромсяальяого ингибирования полового созревания самок лабораторных мышей при действии феромонов мочи половозрелых самцов. Показано, что направленность аффекта определяется световыми условиями эксперимента

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Проведенное исследование вносит вклад в разработку проблемы феромонадьного контроля полового созревания самок лабораторных мышей, как сигнальными феромонами, влиявшими на поведение особи-реципиента, так и праймер-феромонами, приводящими к изменениям в ее репродуктивной системе, и представляет интерес в связи с разработкой методов регуляции численности популяции домовой мыши. Полученные результаты дополняют современные представления о существенной роли генотипа как донора, так и реципиента в реализации хемокоммуникационных взаимодействий у млекопитающих и подтверждают перспективность использования генетических методов для изучения механизмов выработки и действия феромонов на организм. Свидетельство существования эффекта феромонального ингибирования скорости полового созревания самок лабораторных мышей, помимо ранее известного феномена феромонального ускорения полового созревания самок со стороны самцов, является вах-

ним в связи с современными представлениями о феромональной регуляции скорости полового созревания самок, как комплексном влиянии стимулирующих и ингибируших факторов. Полученные данные позволяют сделать вывод о взаимодействии феромонального и светового факторов внешней среды в регуляции скорости полового созревания самок лабораторных мышей.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты настоящей работы были доложены и представлены на отчетных сессиях Ученого Совета Института физиологии им. И. П. Павлова РАН, на городской конференции "Механизмы регуляали физиологических функций" (Санкт-Петербург, 1992), на Всесоюзной конференции "Центральная регуляция вегетативных функций" (Тбилиси, 1989),на III школе-семинаре по генетике и селекции животных и II научных чтениях памяти академика Д.К.Беляева (Бийск, 1989), на VI съезде ВОГиС (Минск, 1992), на-заседании городского отделения Всесоюзного физиологического общества (Санкт-Петербург, 1992).

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. Опубликована 1 статья и 4 тезисов в отечественных изданиях.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация построена по традиционному плану и состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, включающего наименований. Диссертация изложена на страницах машинописного текста Из них - рисунков, таблиц.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Работа проведена на лабораторных мыыах двух инбредных генеалогических неродственных линий СВА и C57BL/6, а тагаке их гибридах (CBAxC57BL/6)Fl и (С57НУБхСВА)Fl (в дальнейшем CBAB6F1 и B5CBAF1- соответственно).

МЕТОД СВОРА МОЧИ.

Сбор мочи самцов-доноров, содержащихся по-одиночке в течение 10 дней для снятия зоосоциальных влияний, осуществляли непосредственно перед началом эксперимента. Мочеиспускание вызывали легким массажем брюшной части тела самца. Индивидуальные порции мочи объединяли в общий пул и использовали в эксперименте. Группы доноров состояли из 8-16 самцов.

- б -

МЕТОД ОЦЕНКИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РЕАКЦИИ

САМКИ НА ПРЕДЪЯВЛЕНИЕ ИРОМОНАЛЬНОГО СТИМУЛА. Поведение самок-реципиентов в ответ на предъявление мочи половозрелых самцов изучали в 5-минутных тестах при красном свете. Тестирование проводили в одно и то же время темновой фазы суток (15.00-19.00) в домашней клетке после нанесения мочи самцов-доноров или воды (при тестировании контрольных групп животных). Оценивали общепринятые показатели поведения (Кудрявцева, 1991; Пэшивалов, 1973), специфические по отношению к источнику Феромонов - латентный период первого подхода (ЛИ). чисдо(ЧП) и суммарную продолжительность подходов (СШ1), а также, неспецифические - горизонтальную (ГА)и вертикальную (ВА)двигательную активность. Тестируемые животные участвовали в эксперименте только один раз, за исключением экспериментов по влиянию ольфакторного опыта. Оценку действия воды и мочи проводили на разных экспериментальных группах, состояли из 5-8 самок-реципиентов.

МЕТОД ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ САМОК

ПРИ ДЕЙСТВИИ ФЕРОМОНАЛЬНОГО СТИМУЛА. Воздействие свежесобранной мочой осуществляли раз в сутки в одно и то ж время темновой (13.00) или световой (8.00) фазы суточного ритма в течение последовательных трех дней путем аппликации либо на подстилку домашней клетки (0.1м, тип воздействия - пассивный), либо на верхнюю губу самки-реципиента (0. U2 мл, тип воздействия - активный). В качестзе контроля использовали воду. Забой осуществляли через 72 часа после первой аппликации с использованием дизтилового эфира, время забоя приходилось на 30- 35- и 40- дневный возраст самок. Измеряли обсэпринятые морфо-функциональные показатели полового созревания самок мышей (Bronson, Stetson. 1976; Bronson, Macmillan, 1983) - массу тела и массу матки после ее выделения, суточной фиксации в 10% растворе формалина, очистки и подсушивания с помощью фильтровальной бумаги.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ. Излученные результаты обрабатывали с применением стандартных статистических методов: t-критерия Стыодента, непараыетричес-кого критерия Вилкоксона-Манна-Уитни (Лакин, 1980; Гублер, Генкин, 1973).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Особенности формирования двигательной исследовательской реакции неполовозрелых самок лабораторных мышей на предъявление мочи половозрелых самцов. Роль генотипа донора и рецип'.ента.

Изучали влияние мочи половозрелых самцов мышей лабораторных линий СБА и C57BL/6 на поведение 36- и 41-дневкых самок тех же линий и гибридного генотипа CBAE6F1.

Анализ изменения специфических показателей поведения самок, характеризую^ степень аттрактивности предъявляемого стимула,показал, что у самок линии СБА (рис. 1.(1) )аттрактивная реакция на феромональкый стимул самцов как своего, так и "чужого" генотипа формировалась постепенно в изучаемый период онтогенеза, тогда как самки линии C57BL/6 (рис. 1.(11) ) не проявляли аттрактивного поведения к предъявляемым стимулам, за исключением уменьшения ЛИ при воздействии мочи самцов "чужого" генотипа СБА в возрасте 41 дня. У самок CBAB6F1 (рис. 1.(III) ) уже в возрасте 36 дней наблюдал!! яркую аттрактивную реакцию по показателям ЛИ и СШ, которая усиливалась в 41-дневном возрасте увеличением ЧП, причем на оба стимула самки данного генотипа реагировали одинаково.

Известно, что социально значимые феромональные сигналы особей противоположного пола обладают аттрактивными свойствами для самок лабораторных мышей, в том числе и неполовозрелых (Wiitteter, (.'¿Reynolds, 1965; Davles, Bellamy, 1972; Coppola, O'Connell, 1988). Эффект обусловлен, по кр&йней мере для половозрелых самок, присутствием в моче самцов андрогензависимых соединений 2-сек-бутил-дигидротиазола и дигидро-зкзобревикоми-на (Novotny et al., 1984; 1985; Jemloio et al. ,19a1}), а также, а-фарнезена и р-фарнезена, входящих в состав секрета препуци-альной железы (Harvey et al, 1989; Novotny et al., 1990). Аттрактивные свойства мочи самцов связаны с одновременным присутствием в ней обеих групп соединений (Nlnomtya, Ktmra; 1988; Jemiolo et al., 1S91), являющихся летучими и воспринимаемых, по-видимому, основной обонятельной системой самки (Marodith, 1983). При изучении поведения неполовозрелых самок мылей в условиях "теста на предпочтенйе" были получены свидетельства в пользу нелетучей природы компонентов кочи, вызывающая аттрактивную реакцию самок (Coppola, O'Connell, 1988).

Рисунок 1. Влияние мочи самцов лабораторных мышей линий СВА и С57ЫУ6 на специфические (Л) и неспецифические (В) показатели повеления 36- (1) и 41-дневкых (2) самок трех генотипов.

но

м «

I. Самки СВА

II. Самки С57Н-/6

1 2 шН ГУЛ

1 2 И

1 г

III.. Самки СВАВ6Е1

1 г

я! ги

¡111 Г" й 1 и

ВА

ГА

Условные обозначения (для всех рисунков):

□ - вода

Щ - моча самцов СВА

- моча самцов С57В1У6

* - р < 0.05

** - р < 0.01

*** - р < 0.001

По-видимому, изучаемые в данной работе показатели ЧП и СШ также связаны с действием нелетучих соединений мочи самцов, воспринимаемых преаде всего дополнительной обонятельной системой самок , в отличии от ЛП, обусловленного действием летучих соединений на структуры основной обонятельной системы (Meredith, 1983). Тогда полученные данные могут свидетельствовать о более раннем формирован™ в онтогенезе самок гибридного генотипа CBAE6F1 стругаур как основной, так и дополнительной обонятельной систем (Pedersen et al., 1986), вызванном, воз-номю, эффектом гетерозиса.

Отсутствие реакции по показателям ЧП и СШ у самок C57EL/6 моют быть связано с пониженной чувствительностью дополнительной обонятельной системы самок зтой линии к аттрактивным соединениям мочи половозрелых самцов. Данные литературы также свидетельствуют о существовании у животных этой линии значительных отклонений в системе хемокоммунккационного взаимодействия, обусловленных, г.о-видимому, влиянием генотипа. Так, у самцов выявлена специфическая аносмия (Vysocki et al., 1977), сопровождающаяся нарушением синтеза тестостерона (Осад-чук, Науменко, 1981) и изменением деятельности периферического отдела обонятельного анализатора (Троицкая и др., 1987). А у самок данной линии имеет место низкая эффективность блокировки беременности и ускорения полового созревания, вызванных феромонами (Sodowlcz, 1968; Marchlevska-Koj, 1988), а также, феро-мональной стимуляции вызванной гонадотропинами овуляции (Zarrow et al., 1972; 1973).

Необходимо отметить, что полученные в работе факты проявления несколько более сильной аттрактивной реакции у самок при предъявлении мочи самцов чужого генотипа, например, в группе Зб-дневных самок СБА и 41-дневных C57BL/6, согласуются с результатами других исследований, в которых показано, что неполовозрелые самки мышей дикого типа Mus domesticus Ratty активнее исследуют феромоны мочи чужих половозрелых самцов, чем своих отцов, что, по-видимому, служит основой для снижения вероятности близкородственных скрещиваний в популяции (Hurst, 1989). Можно предположить, что ярко выраженная аттрактивная реакция самок CBABSF1 также, в определенной степени, обусловлена предъявлением мочи самцов чужого генотипа

Анализ изменения неспецифических показателей поведения, характеризующих уровень двигательной активности самок-реципиентов, показал, что са'.ки мышей всех трех генотипов реагируют на предъявляемые стимулы, независимо от генотипа донора, повышением, в той или иной степени, уровня двигательной активности, что свидетельствует о присутствии в моче самцов обо:« генотипов феромонального промотора двигательной активности неполовозрелых самок, чуствительнос^ь к которому появляется в период от 36 до 41 дня онтогенеза. Полученные данные согласуйся с результатами работы на килах линии CD-I (Coppola, О'Cornel1, 198В), в которой показано, что уровень двигательной активности 45-дневных самок при действии мочи половозрелых самцов з 2 раза выше, чем у 25-дневных животных. Поскольку самки линий СБА и C57BL/6 почти одинаково реагировали по показателям ВА и ГА на предъявляемые стимулы, можно предполагать, что промоторный эффект обусловлен действием компонентов летучей природы на основную обонятельную систему (hferedith, 1S83).

Следует отметить, что' моча самцов обеих линий обладает тачке свойствам! феромонального ингибитора двигательной активности, действующего только на 35-дневных самок гибридов (рис. 1.(111) ),на.фоне высокого базового уровня их двигательной активности, превышающего в 2 раза таксвой у линейных животных.

Таким образом, результаты данной серии экспериментов свидетельствуют о том, что характер формирования двигательной исследовательской реакции неполовозрелых самок мышей на феромо-нальный стимул мочи половозрелых самцов зависит от генотипа как донора, так и реципиента.

2. Влияние предварительного взаимодействия с феромональным стимулом на поведение неполовозрелых самок лабораторных мышей.

Изучали влияние мочи,половозрелых самцов мышей лабораторных линий СВА и C57BL/6 на поведение 41-дневных самок тех *е линий, имевших в Зб-дневном возрасте предварительный контакт со стимулом и нешекних такового.

Из рисунка 2. (I) видно, что предъявление мочи самцов мышей как своего, ' так и "чужого" генотипа неполовозрелым самкам линии СВА приводит к увеличению их двигательной исследовательской активности и росту аттракпшности этих стимулов для самок при повторном их. предъявлении, по сравнению с самками, тести-

Рисунок 2. Влияние мочи самцов лабораторных мышей линий СБА и С57В!Уб на специфические (А) и неспецифические (В) показатели поведения 41-дневных самок '.двух линий, неимевщих (1) и имевших (2) предварительный контакт со стимулом.

I. Самки СВА

IL. Самки C57BL/6

руюшкшся впервые, что соответствует результатам работ, выполненных на разных видах грызунов,по изучению влияния опыта взаимодействия с одьфакторными жналами на последующее поведение животных,обусловленное этими сигналами (Mainardl et al., 1965; Carter» Carols,1972; Cornvell-Jones, 1975; 1976;).

В аналогичных условиях эксперимента у самок C57EL/6 (рис. 2.(11) )не обнаружено влияния предварительного опыта на регистрируемые показатели поведения при воздействии как нейтрального, так и феромональных стимулов, за исключением снижения СШ при повторном предъявлении воды и мочи самцов СВА, не наблюдавшегося при повторном воздействии ыочи самцов своей линии.

Показано, что пггдпочтенке на запах мочи самцов мышей, возникающее у половозрелых самок после контакта с самцом в отличии от неопытных половозрелых самок, обусловлено присутствием в ней вышеназванных а-и р-фарнезена (Jeroiolo et al.,

1991). Шжно предположить, что у cavan C57EL/6 обонятельная чувствительность к этим соединениям снижена.

Отсутствие ярко выраженного влияния предварительного опыта у самок линии C57BL/6 может быть, также, связало с генотип-зависимыми особенностями функционирования норадренергической системы мозга (Barchas et al., 1975; Tiplady et al., 1976; Church, . Sprott, 1979),в частности, его обонятельных структур, поскольку именно с ней связывают формирование памятного следа на феромональные сигналы (î/arasco et al., 1979; Cornwell-Jones, 1981; Kevferne de la Riva, 1982).

Таким образом, результаты данной серии экспериментов свидетельствуют об опосредованном генотипом реципиентов влиянии предварительного опыта взаимодействия с предъявляемым социальным стимулом феромональной природы на характер двигательной исследовательской активности неполовозрелых самок лабораторных мышей.

3. Влияние мочи половозрелых самцов лабораторных мышей на скорость полового созревания самок в условиях темповой фазы суточного ритма.

Рисунок 3. Влияние мочи самцов лабораторных ■ мышей линий СБА и C57BL/6 на массу матки 30- (А), 35- (В) и 40 -*> -дневных (С) самок СВА (I), C57BL/6 (II), CBAB6F1 (III) И B5CBAF1 (IV) в условиях темновой фазы суток (X по~ отношению к контрольному уровню). (

В 3 и 4 сериях экспериментов ис- ^ пользуемые воздействия не влияли на массу тела самок (р> 0.05).Из рисунка 3. видно,что применение пассивного ти-. па воздействия мочой самцов обоих ге- о* нотипов в условиях *емновой фазы суток привело к замедлению роста массы матки сашк-реципиентов, причем досто- "м верность эффекта в разных возрастных группах зависела от генотипа самок. _100

Так, у самок C57BL/6 и обоих гибридных генотипов достоверное замедление роста массы матки наблюдали только в 30-дневной возрастной гру— '— " '' ;

агатного типа воздействия мочой самцов СВЛ на 40-дневных самок четырех генотипов привело к аналогичному результату: наблюдали замедление роста массы матки на 57% (р<0.05) у самок СБА и тенденцию _к замедлению - у самок C57BL/6 и гибридов (р > 0.05).

Эти результаты являются свидетельством существования в моче самцов мышей этих линий феромонального ингибитора полового созревания самок.

Несмотря на традиционные представления о стимулирующей роли самцов в половом созревании самок (Vandenbergh, 1983), анализ результатов работ других авторов также приводит к выводу о потенциальной возможности ингибирующих влияний со стороны самцов мышей линий C57BL/6 и ДВА/2, генеалогически родственной СВЛ, на репродуктивную систему самок (Zarrow et al., 1971, 1972,1973; Eleftheriou et al., 1973).

Известно, что скорость полового созревания самок мышей ингибируется феромонами мочи особей того же пола,содержащихся группами (Drtckamer, 1977). Появление в их моче феромонального ингибитора контролируется надпочечниками f Drickanvar, l-blntosh, 1980) Можно предположить, что и у самцов данный процесс обусловлен адреналовой системой, максимум циркадной активности которой приходится на период перехода от световой фазы суток к темновой (Krieger,1972),что способствует проявлению действия феромонального ингибитора в начале темновой фазы.

Таким образом, результаты данной серии экспериментов свидетельствуют о том, что наряду с ранее известным феноменом феромонального ускорения, суг ствует аффект феромонального инги-бу.; ования полового созревания самок лабораторных мышей мочой половозрелых самцов, проявляющийся при воздействии в условиях темновой фазы суток в зависимости от возраста и генотипа самок.

4. Влияние светового фактора на характер феромонального

контроля скорости полового созревания самок лабораторных мышей.

Из рисунка 4. видно, что применение активного типа воз-

СВА - только в возрасте

* •

У'/'.-. %'///

■'.'/, V/. Щ'

''"/У/ ш

;///

''//У'/-

У.-'// Щ

»

I 11

I'

Рисунок 4. Влияние мочи самцов лабораторных мышей линии СБА' на массу матки 40-дневных самок той же линии в условиях темновой /нарушенной (I) и интактной (II, II')/ и световой (I ) фаз суточного ритма (% по отношению к контрольному уровню).

действия мочи самцов линии СБА в условиях , нарушенной включением света темновой фазы суток (I) изменило направленность феромонального влияния самцов на скорость полового созревания 40- дневных самок того же генотипа, вызвав увеличение роста массы матки у самок-реципиентов.

То же воздействие в условиях ненарушенной темновой фазы (II) привело к результатам'противоположного характера - замедлению роста массы матки у самок СБА.

В тех же условиях эксперимента самки СВАВбИ реагировали на воздействие также, как и самки СВА, хотя наблюдавшиеся изменения показателя массы ¡латки не достигали достоверных значений (р > 0.05).

Применение активного типа воздействия в условиях световой фазы суток (I') мочи самцов линии СВА приводило к увеличению роста массы матки у самок той ле линии, в отличие от полученной в условиях темновой фазы (II')тенденции к уменьшению данного показателя.

Результаты данной серии экспериментов свидетельствуют, во-первых, о том, что моча самцов линии СВА потенциально несет в себе свойство как промотора, так и ингибитора скорости полового созревания самок, что соответствует результатам анализа химического состава мочи мышей, позволяющего говорить о присутствии в ней одновременно веществ, обладающих разнонаправленным действием на скорость полового созревания самок Оет1о1о еЪ а1.,1989). О феромональчом промоторе известно, что он андро-гензависим (иэтЬагсИ е! а1. ,1986), связан с белковой фракы'.ей мочи и имеет молекулярный вес 860 дальтон (Уегк1епЬ?гдЬ а1., 1975). О природе феромонального ингибитора мочи самцов не известно ничего, хотя можно предположить, что его роль выполняет

некоторые кетоны, эфиры и пиразины,содержащиеся в моче сгруппированных самок и ингибируюцие скорость полового созревания молодых особей того же пола (Novotny et al. ,1886). Анализ литературных данных (Schwende et al., 1986) показал,что значительная часть этих соединений, презде всего, n-пентил ацетат и цис-2-пентен-1-ил ацетат, присутствуют и в моче половозрелых самцов мышей, что. доказывает справедливость рассмотрения ее, как потенциального источника ингибируюцих влияний.

Во-вторых, полученные результаты свидетельствуют о том, что проявление действия феромонального ингибитора происходит в том случае, если самки после воздействия продолжают оставаться в темноте длительное время - более 8-ми часов. Если же темно-вая фазы укорачивается включением света на определенный срок после воздействия или воздействие производится в световую фазу цикла, то проявляется действие феромонального промотора. Данные, полученные при воздействии в световую фазу суток, согласуются с результатами работы на мышах линии ICR/Alb, доказывающими, что именпо световая фаза эффективна для проявления феромонального ускорения полового созревания caMOK(Drickaror,1982).

Возможные механизмы наблюдаемого явления могут быть связаны с контролируемой эпифизом циркадной периодичностью (toss et al., 1981) нейроэндокринных процессов, лежащих в основе восприятия феромонального стимула организмом самки-реципиента. К таким процессам следует прежде всего отнести выброс лютеини-знрующего гормона в кровь самки в ответ на феромональную стимуляцию со стороны самца (Bronson, Desjardins, 1974). Известно, что существует определенный период чувствительности организма самки к влияниям, вызывающим выброс лютеинизирующэго гормона в кровь, приходящийся на световую фазу суток (Вгошоп, Vom Saal, 1979). Мэжно предполагать, что именно суточное изменение чувствительности структур мозга, . участвующих в реализации действия феромонального стимула на организм, и лежит в основе проявления фероиональной стимуляции самок со стороны самцов во время световой фазы суток и ее отсутствия и даже проявления феромонального ингибирования во время темновой фавн. Нарушение темнов<~<1 фазы включением света приводит, по-видимому, к изменению нейро-зндокринного статуса самки, наблюдающемуся при наступлении световой фазы (Ifess et al., 1981).

Таким образом, результаты данной серии экспериментов позволяют предположить существование синергичного взаимодействия светового и феромонального факторов внешней среды в регуляции полового созревания самок, что подтверждают данные других авторов (Reiter et al., 1971).

* * *

Процесс полового созревания самок является важнейшим звеном регуляции репродуктивного статуса популяции, которая осуществляется посредством взаимодействия ингибирующих и стимулирующих влияний внешней среды. Результаты данной работы позволяют расширить современные представления о феромональном контроле полового созревания у самок лабораторных мышей, свидетельствуя о формировании в онтогенезе самок поведенческой реакции на феромональный стимул самцов, а также о продуцировании половозрелыми самцами не только феромонального промотора (Vandenbergh et al., 1975), но и ингибитора данного процесса Аналогичные результаты уже получены для. половозрелых самок, которые, в зависимости от физиологического состояния, Еыделяют либо промотор, как, например, лактирухаде или беременные (Drickamer, Hoover, 1979), либо ингибитор полового созревания молодых особей того же пола - в случае высокой плотности популяции (Brickamer, 1977). А тот факт, что действие феромонального ингибитора мочи самцов проявляется в условиях темповой фазы суток, когда активность у животных данного вида наиболее высока, позволяет предположить, что выявлен один из существующих в природной популяции механизмов превалирования ингибирующих феромональных влияний над стимулирующими, продемонстрированных И на других моделях (Drickamer, 1982;Coppola,0'Cornell, 1988; Hurst, 1989), которые, по-видимому, защипают популяцию от чрезмерного увеличения её численности.

выводи.

Сравнительное изучение влияния мочи самцов мышей лабораторных линий СВА и С57В1/6 на специфические (ЛП, ЧП. СПП) и неспецифическке (ВА и ГА) по отношению к источнику феромона параметры двигательной исследовательской активности, а тага®, скорость полового созревания самок тех же линий и гибридов СВАВбП разных возрастов, оцениваемую по росту массы матки, показало:

1. роль генотипа донора и реципиента в формировании в процессе полового созревания поведенческой реакции сашк мышей на феромональный стимул самцов; реакция гибридных самок СВАВбП позволяет предположить наличие гетерозиса в наследовании данной формы поведения;

2. влияние предварительного опыта взаимодействия с феромо-нальным стимулом на поведенческую реакцию самок при его повторном предъявлении, также зависящее от генотипа;

3. наличие у мочи самцов исследуемых линий свойств феромонального промотора двигательной исследовательской активности (по неспецифическим параметрам), действующего на поведение самок всех трех генотипов только в возрасте 41 дня, что предполагает существование критического перис. а онтогенеза в формировании реакции самок на действие промотора; 36-днеиные самки гибридного генотипа реагировали, кроме того, на феромональный ингибитор, содержащийся в моче самцов обеих линий;

4. наличие аффекта феромонального ингибирования полового созревания самок мышей при влиянии мочи самцов изучаемых линий, проявляющегося в условиях темновой фазы суток в зависимости от возраста и генотипа самок;

5. разнонаправленное действие мочи самцов линии СВА на половое согревание самок своей линии: в условиях темновой фазы суток проявлялась активность феромонального ингибитора, а в условиях световой фазы или нарушенной включением света темновой - феромонального промотора данного процесса

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ. ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Павлова 11Е .Бабалян ЕЕ Регуляция репродуктивной функции у лабораторных мышей с помощью феромонов // Центральная регуляция вегетативных функций. Всес. конф. Тбилиси. 1989. с. 123.

2. Павлова М. Б. Шжлинейные различия по влиянии феромональ-ного стимула на поведете самок лабораторных мышей СВАВбИ // III школа-семинар по генетике и селекции животных. II научные чтения памяти академика Д. К Беляева. Бийск. 1989. с. 84.

3. Павлова М. Б. Роль темновой фазы суток в регуляции полового созревания самок лабораторных мышей феромонами половозрелых самцов// Физиологический журнал СССР. 1991. Т. 77. N12. С. 79-85.

4. Павлова М. К Изучение роли генотипа донора и реципиента в феромонзависиыом поведении неполовозрелых самок лабораторных мышей// VI съезд ВОГиС. Минск. 1992. С. 25

5. Павлова М. Е Онтогенетические особенности феромонвависи-ыого поведения неполовозрелых самок лабораторных мышей// Механизмы регуляции физиологических функций. Конференция молодых ученых. С.-П. 1992. С. 14-15.

Подписано к печати 21.06.93 Заказ 269 Тираж 100 Обхвм I п.д. ПМД СПГУ

199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова,6.