Социальное поведение и его "энергетическая стоимость" при активации иммунной защиты у лабораторных мышей

Акулов, Андрей Евгеньевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Социальное поведение и его "энергетическая стоимость" при активации иммунной защиты у лабораторных мышей
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Социальное поведение и его "энергетическая стоимость" при активации иммунной защиты у лабораторных мышей"

УДК 591.1 На правах рукописи ии^"■-

2 О АЫ 2009

Акулов Андрей Евгеньевич

СОЦИАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ЕГО «ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТОИМОСТЬ» ПРИ АКТИВАЦИИ ИММУННОЙ ЗАЩИТЫ У ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ

Специальность 03.00.13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

НОВОСИБИРСК - 2009

003475386

Работа выполнена в лаборатории физиологических адаптаций позвоночных животных Института систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук доктор медицинских наук

Ведущее учреждение:

Защита состоится _

Д 001.014.01 при НИИ физиологии СО Тимакова, 4)

М. П. Мошкин

A.B. Куликов Е.Л. Альперина

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова.РАН

на заседании диссертационного совета РАМН (630017, г. Новосибирск, ул.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ физиологии СО РАМН

Автореферат разослан_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Бузуева И.И.

Актуальность проблемы. Способность паразитов модифицировать поведение животных широко обсуждается в рамках гипотезы о паразитарной манипуляции хозяином, облегчающей экспансию возбудителей болезней (Poulin, 2000; Thomas et al., 2005), и гипотезы о поведенческих барьерах, выполняющих прямо противоположную функцию (Loehle, 1995; Moshkin et al., 2000). Эффективность распространения паразитов среди хозяев во многом зависит от социального поведения зараженных особей, в частности, от их агрессивности, рост которой повышает вероятность обмена возбудителями (Klein et al., 2004) и которая при инфицировании может, как подавляться (Freeland, 1981; Arnott et al., 1990), так и возрастать (Klein et al., 2004).

В отдельных случаях поведенческие эффекты, наблюдаемые при заражении, обусловлены непосредственным влиянием паразитов на системы нейроэндокринной регуляции хозяев (Мошкин и др., 2003; Thompson, 1983). Однако, более общий механизм паразитарной модификации поведения следует искать в тех нейроэндокринных событиях, которые развиваются вслед за активацией чужеродными антигенами защитных систем хозяина (Мошкин и др., 2003). Несмотря на значительное число работ, посвященных изменению нейроэндокринной регуляции при активации различных звеньев иммунной системы (Корнева, Шхинек, 1988; Besedovsky, Sorkin, 1975; Blalock, 1994; Dantzer, 2001; Devoino et al., 2003; Idova et al., 2008), поведенческие и хемокоммуникационные последствия такой активации изучены в гораздо меньшей степени. В частности, практически не исследовано влияние антигенной стимуляции специфического иммунитета на социальное поведение самцов.

иммунной защиты дают противоречивые результаты. Работы по изучению энергетических затрат на обеспечение специфического иммунного ответа, выполненные на птицах, свидетельствуют, как о статистически достоверном повышении энергообмена во время специфического антителообразования (Ots et al., 2001; Martin II et al., 2003), так и об отсутствии такового (Svensson et al., 1998; Mendes et al., 2006; Nilsson et al., 2007). Оценка энергетической стоимости неспецифической иммунной защиты показывает, что активация иммунитета часто сопровождается снижением спонтанной активности животных и, как следствие, падением энергообмена (Кондратюк, 2005). Однако, затраты энергии в пересчете на условную единицу активности оказываются существенно выше по сравнению с контролем. Следует отметить, что корректное измерение КПД мышечной деятельности, основанное на регистрации спонтанной активности и энергообмена животных, является едва ли выполнимой задачей. Это обусловлено, прежде всего, методологическими трудностями расчета механической работы, производимой животным при реализации разных форм поведения. Поэтому для оценки с эколого-эволюционных позиций энергетической значимости иммунной защиты представляется оправданным поиск ответа на следующий вопрос - влияет ли активация неспецифической или специфической иммунной системы на энергетические затраты, связанные с решением конкретной этологической задачи, например, с установлением социальной иерархии.

Цель работы: изучить влияние активации неспецифического и специфического звеньев иммунной системы на социальную конкурентоспособность и энергетическую стоимость социального поведения у самцов мышей. Задачи исследования:

1. Исследовать социальную конкурентоспособность, энергообмен устойчивость приобретённого социального статуса у животных с активирование" неспецифической линией иммунной защиты;

2. Изучить влияние дефицита доступной энергии на способность самцо доминировать в условиях социального конфликта;

3. Исследовать социальную конкурентоспособность и энергообмён самцов мышей в разные сроки с момента активации специфической линии иммунной защиты;

4. Изучить роль хемосигналов в формировании и фиксации отношений доминирования/подчинения при социальном конфликте контрольных и антигенстимулированных самцов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Активация неспецифического звена иммунной защиты приводит к снижению конкурентоспособности самцов в тестах попарного ссаживания, но не приводит к изменению социального статуса в уже сложившихся иерархических отношениях;

2. Введение липополисахарида (ЛПС) повышает энергетические затраты на установление социальной иерархии;

3. Активация специфического звена иммунной защиты вызывает временное снижение способности подопытных самцов к доминированию при конкуренции с контрольными особями;

4. Предваряющее ссаживанию предоставление запаха антигенстимулированного оппонента контрольному самцу на начальной стадии антителообразования способно инвертировать отношения доминирования/подчинения, т.е. приводит к более частому доминированию антигенстимулированных самцов;

5. Развитие специфического иммунного ответа не приводит к росту энергетических затрат на установление социальной иерархии.

Научная новизна. В рамках данного исследования впервые было показано, что активация иммунной системы является достаточным условием для снижения конкурентоспособности животных в процессе формирования социальной иерархии. Но, как было установлено в экспериментах с активацией неспецифического иммунитета при уже сложившихся отношениях доминирования - подчинения, введение антигена не отражается на иерархическом статусе особи. Впервые было выявлено, что предварительное знакомство контрольного самца с запахом мочи антигенстимулированного соперника, находящегося на стадии максимального роста титра антител, способно инвертировать отношения доминирования/подчинения.

При этом предварительное знакомство с запахом будущего соперника играет решающую роль в закреплении иерархических отношений.

Впервые исследована энергетическая реакция на социальные стимулы и показано, что прирост энергообмена на запах мочи у самцов, во многом зависит от их будущего социального статуса, установленного в тесте попарного ссаживания, а увеличение энергообмена после ссаживания зависит от статуса и иммунологического состояния животного. Так же впервые установлено, что прирост энергообмена в ответ на ссаживание положительно коррелирует с числом актов агонистического поведения только у ЛПС-стимулированных особей и в большей степени это характерно для доминантных самцов.

Научно-практическая значимость. Перспективы изучения механизмов, лежащих в основе паразитарного влияния на поведение хозяина, заключаются в понимании того, как разные пути иммунного реагирования на паразита влияют на разные формы поведения животного. Полученные нами данные вносят вклад в решение фундаментальной проблемы механизмов паразитарного «манипулирования».

Результаты исследования могут быть полезными при разработке зоотехнических технологий, направленных на оптимизацию условий содержания в неволе животных со сложной социальной структурой. Изменения сложных форм поведения и их энергетической стоимости при активации специфического иммунитета расширяют существующие представления о возможных побочных эффектах вакцинации.

Диссертационный материал используется при чтении курсов лекций «Экологическая физиология» и «Популяционная физиология» в Новосибирском и Томском государственных университетах.

Апробапия работы. Результаты работы были представлены на российских и зарубежных конференциях: «ХЫ1 Международная научная студенческая конференция. Биология» (Новосибирск, НГУ, 2004), «XXXI апрельская конференция студентов и молодых ученых КемГУ» (Кемерово, КемГУ, 2004), «Сибирская зоологическая конференция» (Новосибирск, 2004), «Международная конференция проблемы популяционной экологии животных» (Томск, 2006), «Химическая коммуникация животных. Фундаментальные проблемы» (Москва,

2006), «6lb International symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals» (Germany, Berlin, 2007), «V European Congress of Mammalogy» (Italy, Siena,

2007).

Материалы диссертации докладывались на отчетной сессии ИСиЭЖ СО РАН (Новосибирск, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ (2 из них в рецензируемых журналах).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы посвященной поведенческим и энергетическим эффектам активации неспецифического звена иммунной защиты, главы посвященной поведенческим и энергетическим эффектам активации специфического звена иммунной защиты, обсуждения, выводов и списка используемой литературы, который включает 220 названий. Работа изложена на 143 страницах. Иллюстративный материал представлен 11 таблицами и 33 рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена в 2003-2006 годах на лабораторных мышах аутбредной линии ICR, которых получали из вивария Института цитологии и генетики СО РАН и ГНЦ вирусологии и биотехнологии «Вектор». Перед проведением экспериментальных работ животных в течение двух недель передерживали в условиях вивария лаборатории. Животных содержали в индивидуальных пластиковых клетках (30x20x10) в присутствии запаха половозрелых самок, комнатной температуре (22°С) и искусственном фотопериоде (14 свет : 10 темнота). В качестве подстилки использовали сухие древесные опилки. Корм и гранулированный корм давали ad libitum. Для активации неспецифического звена иммунной системы животным за 3 часа до тестов вводили ЛПС (L-4005, E.coli, серотип 055:В5, Sigma) в дозе 50 мкг/кг. Для активации специфического звена иммунной системы использовали введение эритроцитов барана (ЭБ) (0.5 мл 2% суспензии ЭБ, содержащей 4x108 клеток/мл). Для формирования дефицита доступной энергии использовали 2-диокси-<1-глюкозу (2ДГ), которую вводили за 40 минут до тестирования в дозе 500 мкг/кг. Контрольным животным вводили физиологический раствор. Все виды инъекций проводили

внутрибрюшинно. Эксперименты выполнены в соответствии с правилами

проведения работ на экспериментальных животных (Приложение к Приказу Министерства здравоохранения №267 от 19.06.2003).

Измерение энергообмена и проведение попарного ссаживания производили в термостабилизированной камере с внутренней температурой 25°С и постоянной циркуляцией атмосферного воздуха. Энергообмен исследовали методом непрямой калориметрии (при помощи газоанализатора ПЭМ-2М измеряли выделенное животными С02, разрешающая способность прибора составляла 0.002%).

Для удобства далее в общей схеме тестирования принято следующее сокращение «а» эксперименты с активацией неспецифического звена и «б» эксперименты с активацией специфического звена иммунной системы.

Общая схема тестирования: 1) помещение животных («а» - на 60 минут и «б» -на 30 минут) в индивидуальные респирометрические камеры («а» - объемом 14 х 22 х 9 см и «б» - объемом 200 мл) для регистрации фонового энергообмена, 2) в экспериментах «б» в варианте с предварительным представлением запаха оппонента предтестовая регистрация длилась не 30, а 20 минут + в течение 10 минут представляли запах мочи оппонента в виде 10 мкл мочи нанесенной на фильтровальную бумагу (2x7 см), 3) проведения 15-и минутного попарного ссаживания, 4) продолжение регистрации индивидуальных значений энергообмена («а» - в течение 80 минут после ссаживания, и «б» - в течение 30 минут после ссаживания). При этом использовали следующие показатели энергообмена: 1) фоновый энергообмен (среднее значение выделенного животным С02 за 4 минуты до предъявления социальных стимулов - предоставление запаха или ссаживание), 2) энергетическая реакция на предоставление запахового стимула - суммарное отклонение выделения СОг от ожидаемого уровня с 3 по 10 минуту после предъявления стимула (только в варианте с предварительной экспозицией запаха в «б»), 3) энергетическая реакция в ответ на ссаживание («а» - значение уровня выделенного СО^ на 6 минуте после проведения ссаживания, «б» - сумма отклонений выделения СО2 от ожидаемого уровня с 4 по 22 минуту после окончания ссаживания).

Поведение в тесте попарного ссаживания записывали через веб-камеру на компьютер в режиме реального времени. При обработке видеозаписей использовали

компьютерную программу, которая обеспечивала автоматическое

суммирование числа актов поведения (в экспериментах с активацией неспецифического звена иммунной системы) и их общую продолжительность (в экспериментах с активацией специфического . звена иммунной системы). Предварительное, за день до тестирования, выстригание небольших участков шерсти на спине у самцов позволяло фиксировать следующие индивидуальные акты социального взаимодействия: 1) неагонистические (вертикальные стойки с исследовательской целью, назо-назальные и назо-генитальные обнюхивания), 2) агонистические, которые можно разделить на агрессивные (атаки, преследования, биения хвостом, укусы) и субмиссивные (защитные стойки, вокализации, выпады, убегания). Для определения социального статуса самца, вычисляли индекс агрессивности (ИА) по формуле: ИА = (агрессивные акты - субмиссивные акты) / (сумма агрессивных и субмиссивных актов). Животных с отрицательным ИА относили к подчиненным, с положительным к доминантам.

Максимальное потребление кислорода (МПК), отражающее функциональные резервы, оценивали методом непрямой калориметрии в установке закрытого типа (Калабухов, 1951; Шилов, 1961). Животных помещали в герметичную камеру объемом 1.5 л, воздух в которой принудительно прокачивался через капсулу с сухой щелочью. Потребление кислорода определяли по падению давления в данной системе. Измеряющий манометр был прокалиброван в единицах объема. Для оценки интенсивности метаболизма в условиях глубокого охлаждения использовали 15 мин. экспозицию при +7 - +8°С в гелиево-кислородной (Helox) атмосфере (Roseumann, Morisson, 1974; Wang, 1980). Сразу после помещения животного в камеру через нее в течение 3-х минут с помощью поршневого насоса прокачивали гелиево-кислородную смесь (80:20), общий объем которой не менее чем в три раза превышал объем камеры. После прекращения подачи газовой смеси, на 1, 3, 5, 8, 10, 13, 15 минутах измеряли минутное потребление кислорода животным. Убыль кислорода в измерительной системе пополняли на 6-7 и 11 -12 минутах.

Влияние социального статуса и иммунного состояния на фоновый энергообмен и прирост энергообмена на запах и ссаживание оценивали с помощью многофакторного дисперсионного анализ (ANOVA). При сравнении 2-х средних

использовали Меритерий Стьюдента (t) и критерий Манн-Уитни (Z). Для установления зависимости величины прироста энергообмена от количества агонистических актов рассчитывали коэффициенты корреляции Пирсона и линейной регрессии. При ненормальном распределении вариационных рядов, в частности, при анализе закрепления установившихся иерархических отношений в тестах попарного ссаживания рассчитывали коэффициент ранговой корреляции Спирмена для ИА, зарегистрированных при первом и повторных тестированиях.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние стимуляции неспецифической иммунной системы на социальное поведение и энергообмен самцов

Активации неспецифической иммунной защиты организма приводит к появлению у животных характерного комплекса поведенческих реакций, объединяемых понятием «синдром болезненного поведения» (Hart, 1988; Dantzer, 2001), при этом следует ожидать снижение конкурентоспособности таких особей. В наших экспериментах введение ЛПС вызывало отчетливое подавление способности ЛПС-стимулированных самцов становиться доминантами, при условии, что социальное взаимодействие животных происходило впервые. Об этом свидетельствуют низкие значения ИА ЛПС-стимулированных самцов по сравнению с контрольными животными (-0.37 ± 0.18 и 0.37 ± 0.18, соответственно, Z = 2.37, и/ = 8, П2 - 8, р < 0.05). Но если иерархические отношения между особями сложились во время предварительного 15 мин попарного взаимодействия, то введение ЛПС только доминанту не отражалось на его способности доминировать при повторном ссаживании с тем же партнером. Несмотря на общее снижение интенсивности агонистических взаимодействий при повторном ссаживании, получившие ЛПС доминантные особи достоверно превосходили контрольных подчиненных самцов по ИА (0.22 ± 0.14 и -0.22 ± 0.14, соответственно, Z= 1.94, щ = 8, п2= В,р < 0.05).

-Наряду с поведенческими эффектами введения ЛПС, активация неспецифического звена иммунной системы отражается и на энергетическом обмене животных. В тестах, поставленных таким образом, что пары состояли либо из контрольных, либо из ЛПС-стимулированных особей,. фоновый энергообмен

зависел от иммунного статуса (Л,62 = 33.52, р< 0.001) и был ниже у животных, которым вводили ЛПС. Ссаживание приводило к увеличению энергообмена (рис. 1). При этом прирост энергообмена определялся как иммунным состоянием особи 62 = 6.85, р < 0.05), так и его социальным статусом, установленным непосредственно во время конфликта (/"Ув2 = 6.25, р < 0.05). Доминантные животные, тестированные после введения ЛПС, показывали больший прирост СОг по сравнению с доминантами, исследованными на фоне физиологического раствора (/ = 2.27, щ = 10, «2= 7, р < 0.05). У подчиненных самцов, получивших ЛПС, прирост энергообмена не отличался от такового у подчиненных животных, которым вводили физиологический раствор (/ = 1.68, п\ = 10, пг = 7, р > 0.05).

• Подчиненные

2.0

■ч* Доминанты

Физиологический раствор минуты

Рис. 1. Динамика энергообмена яри 15 мин взаимодействии самцов в тесте ] попарного ссаживания (выделения С02 рассчитано на суммарную массу соперников) и в период восстановления (индивидуальные значения выделения СОг). I* - р < 0.01; по сравнению с доминантами, которым вводили физиологический раствор (/-тест Стьюдента).

Стоит отметить, что введение ЛПС приводит как к поведенческим, так и энергетическим изменениям у животных и более того, прирост энергообмена в ответ на ссаживание во многом может определяться поведением животного в ходе этого ссаживания. Так было установлено, что при ссаживании на фоне ЛПС число агонистических актов, проявленных в тесте, коррелирует с приростом энергообмена (рис. 2). Коэффициент линейной регрессии, отражающий угол наклона для ависимости прироста энергообмена от количества агонистических актов у животных, протестированных на фоне введения ЛПС, статистически значимо выше

(0.053 ± 0.016), чем у самцов, протестированных на фоне

физиологического раствора (0.0032 ± 0.0085, I = 2.77, и, = 20, п2 = 14, р < 0.05). Примечательно, что для неагонистических актов коэффициенты корреляции с | приростом энергообмена были статистически незначимы.

А физиолотчесий раствор ^

§ »Л ПС

í —4 ■ Г АГ V .

4 1 **

-о,5--,----,-,------

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 агонистечесхие акты

Рис. 2. Зависимость прироста энергообмена (выделение С02) от количества г агонистических актов, проявленных животными в 15 мин тесте попарного ссаживания. |

Влияние ограничения доступной энергии на социальную конкурентоспособное^

самцов

Одной из причин снижения социальной конкурентоспособности при введенш ЛПС может быть дефицит доступной энергии, потребность в которой выше пр? агонистических взаимодействиях у ЛПС-стимулированных доминантов, чем ] контрольных. Значимость энергетического фактора для установления социально? иерархии была исследована в экспериментах с введением 2ДГ. Инъекции препарат одному из партнеров за 40 мин до ссаживания не оказывали достоверного влияния н, способность к доминированию. Соотношение доминантов и починенных было равн1 3/5 в группе 2ДГ и 5/3 в группе их контрольных соперников. ИА у контрольны самцов и самцов, которым вводили 2ДГ, также достоверно не различались (0.25 ± 0.3 и -0.25 ± 0.36, соответственно, 2= 0.97, п, = 8, п2 = 8, р > 0.05).

Вместе с тем, используемая нами доза 2ДГ значимо влияла на аэробну производительность животных, которую оценивали по максимальному потреблениг кислорода в условиях холода (рис. 3). Контрольные и ЛПС-стимулированные самщ

имели сходные значения МПК (10.48 ± 1.03 мл*г"1час"' и 9.64 ± 1.49 мл*г"1час"1, соответственно, / = 0.48, п, = 8, п2 = 5,р> 0.5). А животные, которым вводили 2ДГ, [ показывали почти трехкратное снижение максимальной аэробной производительности: МПК = 3.49 ± 0.79 мл*г'час'1,1 = 4.39, р < 0.01 по сравнению с I контролем и / = 3.37, р < 0.05 по сравнению с ЛПС-стимулированными самцами.

! ^н^

О I *

§ 41 ..д..

2 I щ ^ * -о- -□---о..п

о---------

1 3 5 8 10 13 15

[

время, мин

Рис. 3. Динамика потребления кислорода животными при экспозиции гелиево-кислородной смесью контрольных самцов и самцов, которым вводили 2ДГ и ЛПС. I Среднее ± 8.Е.

I * - р < 0.01 для значений минутного потребления кислорода на протяжении всего теста по сравнению с контрольными и ЛПС-стимулированными самцами (г-тест | Стьюдента).

Влияние антигенной стимуляции и запаха мочи оппонента на социальное I поведение и энергообмен самцов

I Активация специфического звена иммунной защиты у самцов приводит к | снижению их конкурентоспособности в тестах, выполненных без предварительного знакомства с запахом соперника через 3 часа и 3 суток после инъекции ЭБ. Через 3 часа после инъекции ЭБ контрольные животные имели более высокий ИА, чем антигенстимулированные (0.54 ± 0.24 и -0.40 ± 0.27, 2 = 1.11, щ = 10, п2 - 10, р < 0.05, соответственно; односторонний критерий Манн-Уитни). Схожий результат был и при ссаживании без предварительного знакомства с запахом соперника на 3 (сутки, где ИА у контрольных самцов были выше, чем у животных, которым вводили ЭБ (0.62 ± 0.29 и -0.43 ± 0.36, I = 1.35, п, = 5, п2 = 5, р < 0.05). Если в тестах, выполненных через 3 часа возможность предварительного знакомства с запахом

■ контроль

■адг

-ЛПС

оппонента не оказывает существенного влияния на социальное поведение, то в тестах, выполненных на 3-е сутки, это влияние было значимым. Тестирование в этот срок показало, что предварительное знакомство с запахом оппонента приводит к доминированию антигенстимулированных животных. ИА у антигенстимулированных животных был достоверно выше, чем у контрольных особей (0.53 ±0.19 и -0.46 ±0.21, г = 2.48, п, = 14, п2 = 14,/? <0,05, соответственно).

Инверсия в соотношении доминантов и подчиненных среди контрольных и антигенстимулированных особей сочеталась с различной энергетической реакции на запах будущего соперника у животных разных экспериментальных групп и разного иерархического статуса. При тестировании через 3 дня после введения ЭБ или физиологического раствора было установлено, что среди контрольных самцов особи, ставшие доминантами, характеризуются меньшим приростом энергообмена в ответ на запах соперника, чем особи, ставшие подчиненными. Среди антигенстимулированных самцов это соотношение было прямо противоположным (рис. 4). Сравнение разных форм социального поведения контрольных доминантов в ссаживаниях, где их оппонентом являлся либо контрольный самец, либо антигенстимулированный, не выявило различий по суммарной продолжительности агрессивных актов.

40 -

30 -

20 -

'и.

сУ 10 -

и с; 0 -

-ю -

-20 1 1

-30 -1

■

контроль

ЭБ

Рис. 4. Прирост энергообмена (суммарное отклонение выделения С02 от ожидаемого уровня) в ответ на предоставление запаха оппонента в тестах, выполненных на 3-й сутки после введения физиологического раствора или ЭБ. Среднее ± 8.Е. Темные столбики - доминантные самцы, светлые столбики -подчиненные животные.

* -р < 0.05; ** —р < 0.01 по сравнению с доминантными самцами.

При этом, доля прямой агрессии (атака + преследование + укус) в общем комплексе агрессивного поведения была меньше у контрольных доминантов в тестах, в которых им оппонировали антигенстимулированные особи (75.3 ± 4.6 %, п = 7), по сравнению с таковой в тестах - «контроль против контроля» (94.2 ±4.1 %, п = 4, р = 0.02, тест Манн-Уитни). Вместе с тем, при взаимодействии с антигенстимулированными подчиненными контрольные доминанты показывали большую долю биений хвостом, демонстрирующую их агрессивные намерения (24.7 ± 4.6 %, п = 7), чем это наблюдалось при ссаживании двух контрольных самцов (5.8 ±4.1 %, п = 4, р = 0.02, тест Манн-Уитни). Иными словами, при отсутствии достоверных различий по общей продолжительности агрессии у контрольных доминантов в структуре агрессивного поведения происходили существенные изменения, зависящие от принадлежности подчиненных к контрольным или антигенстимулированным особям. В последнем случае происходило увеличение доли демонстрационной агрессии и снижение доли прямой агрессии.

При первом ссаживании контрольных и антигенстимулированных самцов через 6 суток после инъекции их социальная конкурентоспособность не различалось. ИА был равен 0.19 ± 0.23 у контрольных особей и -0.15 ± 0.24 у антигенстимулированных (2-0.84, п, = 16, п2 = 16,р = 0.38).

Предварительное знакомство с запахом друг друга играло решающую роль в закреплении иерархических отношений, установившихся при первом ссаживании, несмотря на то, что физиологическое состояние и запаховые сигналы антигенстимулированных самцов изменялись в ходе иммунного ответа. Повторные ссаживания, выполненные через 3 и 6 суток после введения ЭБ, показали, что в опытах без предварительной экспозиции запаха или с предварительной экспозицией, иерархические отношения, сложившиеся в первом ссаживании у большинства пар не меняются. О чем свидетельствуют статистически значимые коэффициенты корреляции индексов агрессивности, зарегистрированных через 3 часа и 3-е суток после введения препаратов (г = 0.83, п = 8, р < 0.01 -для тестов без запаха и г = 0.66, п = 12, р = 0.01 - для тестов с предварительной экспозицией запаха мочи оппонента). При ссаживании на 6-е сутки в варианте без предварительной экспозиции запаха было отмечено, что во многих парах доминант становиться подчиненным, а

подчиненный доминантом, при этом индексы агрессивности практически не коррелировали (г = 0.03, п = 8, р - 0.93). В ссаживаниях с предварительной экспозицией запаха, иерархические отношения, наблюдаемые в тестах выполненных через 3-е суток, не изменяются ни в одной из пар протестированных на 6-е сутки (г = 0.97, п = \2,р< 0.001).

В эксперименте в котором первое ссаживание происходило через 3 дня после инъекции ЭБ ситуация выглядит похожим образом. Иерархические отношения, сложившиеся через 3 дня в опытах без экспозиции запаха не воспроизводятся в опытах проведенных через 6 дней {г = 0.19, п — 10, р > 0.5), а в варианте с предварительной экспозицией воспроизводятся на статистически значимом уровне (г = 0.62, п~2Ъ,р< 0.001).

Таким образом, предварительная экспозиция запаха играет существенную роль в фиксации ранее установленных иерархических отношений.

Заключение. Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что введение бактериального эндотоксина приводит к росту энергетических затрат на установление социальной иерархии. В этом отношении эффект ЛПС, запускающий неспецифический иммунный ответ, принципиально отличается от последствий антигенной стимуляции специфического иммунитета, когда процесс образования специфических антител, индуцированный введением ЭБ, практически не влияет на энергетическую стоимость социального поведения у самцов мышей. Сопоставление эффектов ЛПС и ЭБ, адресованных к разным звеньям иммунной системы, подтверждает предположение Рёберга с соавторами (МЬе^ й а1., 2002) о том, что эволюция иммунитета от врожденного (неспецифического) к приобретенному (специфическому), направлена не только на расширение репертуара иммунной защиты, но и на оптимизацию энергетических затрат, связанных с противостоянием паразитам.

ВЫВОДЫ

1. Самцы с активированной неспецифической линией иммунной защиты при первом взаимодействии проигрывают контрольным животным. Введение ЛПС отдельным особям доминантным или подчиненным в уже сложившихся социальных группах не отражается на их иерархическом статусе.

2. Введение ЛПС приводит к росту энергетических затрат на социальные взаимодействия и, в первую очередь, на агонистические формы поведения. При этом больший рост энерготрат наблюдается у доминантных особей.

3. Введение 2ДГ снижает максимальную аэробную производительность самцов, но дефицит доступной энергии не отражается на их способности доминировать в социальном конфликте.

4. На начальных стадиях специфического иммунного ответа снижается способность подопытных самцов к доминированию при конкуренции с контрольными особями. .

5. Предварительное знакомство с запахом мочи соперника, собранной на начальной стадии антителообразования, меняет отношения доминирования/подчинения антигенстимулированных и контрольных животных на прямо противоположные.

6. Среди антигенстимулированных самцов достоверный прирост энергообмена, как индикатор эмоциональной реакции на запах, показывают особи, которые становятся доминантами в тесте попарного ссаживания. Среди контрольных самцов, наоборот, энергетическая реакция на запах выше у будущих подчиненных.

7. Предварительное знакомство с запахом будущего соперника И1рает решающую роль в закреплении иерархических отношений, установившихся при первом ссаживании.

8. Развитие специфического иммунного ответа на чужеродные антигены не приводит к росту энергетических затрат на установление социальной иерархии.

Публикации по теме диссертации:

1. Акулов А.Е. Энергозатраты на установление социальной иерархии при активации иммунной системы // XLII Международная научная студенческая конференция. Биология. - Новосибирск, 2004. - С. 75

2. Акулов А.Е. Энергетическая стоимость установления социального иерархического статуса // XXXI апрельская конференция студентов и молодых ученых КемГУ. - Кемерово, 2004. - С. 344-345

3. Акулов А.Е., Петровский Д.В. Энергозатраты на установление социальной иерархии в норме и при активации иммунной системы // Сибирская зоологическая конференция. - Новосибирск, 2004. - С. 211

4. Акулов А.Е., Петровский Д.В. Изменение агрессивного поведения и его энергетической стоимости при активации специфической иммунной защиты / Международная конференция проблемы популяционной экологии животных. -Томск,2006.-С. 98-99

5. Акулов А.Е., Петровский Д.В. Поведенческие и биоэнергетические эффекты, обусловленные разным содержанием низкомолекулярных белков мочи у соперничающих самцов лабораторных мышей // Химическая коммуникация животных. Фундаментальные проблемы. - Москва, 2006. - С. 23

6. Akulov А.Е., Petrovsky D.V. Direct and scent mediated effect о immunoenhancement on the social behavior of laboratory mice // 6th International symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals. - Berlin, 2007. - C. 275

7. Akulov A.E. Activation of innate immunity increases energetic cost of aggressive behaviour // V European Congress of Mammalogy. - Siena, 2007. - C. 61

8. Акулов A.E., Петровский Д.В., Мошкин М.П. Антигенная стимуляция как фактор, модулирующий социальное поведение и хемосигналы самцов лабораторных мышей // Журнал высшей нервной деятельности им. Павлова. -Москва, 2009. - Т.59. №3, С.335-343

9. Акулов А.Е., Петровский Д.В., Мошкин М.П. Энергетическая стоимость социального поведения мышей при активации неспецифического иммунитета // Журнал общей биологии. - Москва, 2009. - Т.70. №4, С.275-284

Автор выражает благодарность научному руководителю и идейному вдохновителю: Михаилу Павловичу Мошкину, научному консультанту и учителю: Дмитрию Валериановичу Петровском)', сотрудникам лаборатории физиологических адаптаций позвоночных животных за помощь в проведении экспериментов: Кондратюк-Е. Ю., Новикову Е. А., Мак В. В., Колосовой И. Е., Литвиновой Е. А., а также первому руководителю профессору Кемеровского Госуниверситета Надежде Алексеевне Литвиновой и декану биологического факультета Кемеровского Госуниверситета Галине Викторовне Ефремовой, за предоставление возможности начала данной работы.

Особую признательность выражаю своей семье и близким людям за поддержку при написании и подготовке к защите диссертации.

Подписано к печати 29.07.2009 г.

Формат бумаги 60 * 90 1/16. Печ. 1. Уч. Изд. 0,7

Тираж 100 экз. Заказ 76

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 10.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Акулов, Андрей Евгеньевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Компромиссное распределение ресурсов (trade-off) между развитием вторичных половых признаков и иммунной защитой.

1-2. Вторичные половые признаки у грызунов и их эндокринная регуляция.

1.3. - Иммунитет и его взаимодействие с нейроэндокринными механизмами поведения.

1-4. Энергетическая стоимость иммунной защиты.

1-5. Взаимосвязь энергообмена с зоосоциальным статусом животного.

1.6. Модификация поведения и хемокоммуникации животных при активации иммунитета.

ГЛАВА 2. СОЦИАЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ЕГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТОИМОСТЬ ПРИ АКТИВАЦИИ НЕСПЕЦИФИЧЕСКОГО , ЗВЕНА ИММУННОЙ СИСТЕМЫ. 3 g

2.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1.1. Объект исследования и условия содержания.

2.1.2. План проведения экспериментов.

2.1.3. Измерение энергообмена.

2.1.4. Исследование активности животных перед проведением теста попарного ссаживания.

2.1.5. Исследование поведения в тесте попарного ссаживания.

2.1.6. Измерение максимального потребления кислорода.

2.1.7/ Статистическая обработка.

2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.2.1. Влияние стимуляции неспецифического звена иммунной системы на поведение и энергообмен конкурирующих самцов в сложившейся социальной паре (1-й эксперимент).

2.2.2.' Влияние стимуляции неспецифического звена иммунной системы на конкурентоспособность и энергообмен самцов разного зоосоциального статуса (2-й эксперимент).

2.2.3. Влияние стимуляции неспецифического звена иммунной системы и ограничения доступной энергии на социальную конкурентоспособность самцов (3-й эксперимент).

2.2.4. Влияние стимуляции неспецифического звена иммунной системы и ограничения доступной энергии на максимальную аэробную производительность самцов

4—й эксперимент).

Введение Диссертация по биологии, на тему "Социальное поведение и его "энергетическая стоимость" при активации иммунной защиты у лабораторных мышей"

Актуальность темы.

Способность паразитов модифицировать поведение животных широко обсуждается в рамках гипотезы о паразитарной манипуляции хозяином, облегчающей экспансию возбудителей болезней (Poulin, 2000; Thomas et al., 2005), и гипотезы о поведенческих барьерах, выполняющих прямо противоположную функцию (Loehle, 1995; Moshkin et al., 2000). Эффективность распространения паразитов среди хозяев во многом зависит от социального поведения зараженных особей, в частности, от их агрессивности, рост которой повышает вероятность обмена возбудителями (Klein et al., 2004) и которая при инфицировании может, как подавляться (Freeland, 1981; Arnott et al., 1990), так и возрастать (Klein et al., 2004).

В отдельных случаях поведенческие эффекты, наблюдаемые при заражении, обусловлены непосредственным влиянием паразитов на системы нейроэндокринной регуляции хозяев (Мошкин и др., 2003; Thompson, 1983). Однако, более общий механизм паразитарной модификации поведения следует искать в тех нейроэндокринных событиях, которые развиваются вслед за активацией чужеродными антигенами защитных систем хозяина. Несмотря на значительное число работ, посвященных изменению нейроэндокринной регуляции при активации различных звеньев иммунной системы (Корнева, Шхинек, 1988; Besedovsky, Sorkin, 1975; Blalock, 1994; Dantzer, 2001; Devoino et al., 2003; Idova'et al., 2008), поведенческие последствия такой активации изучены в гораздо меньшей степени. В частности, практически не исследовано влияние антигенной стимуляции специфического иммунитета на социальное поведение самцов.

Представление о компромиссном распределении ресурсов организма между конкурирующими функциями (trade-off) предполагает реципрокные отношения между затратами на защиту от инфекции и на морфологические и поведенческие половые демонстрации, включая прямую и сигнальную конкуренцию между самцами (Мошкин и др., 2003; Folstad, Karter, 1992; Wedekind, Folstad, 1994). Но эта конкуренция будет иметь реальное значение только в том случае, если для активации иммунной системы требуются значительные энергетические или пластические ресурсы. Вместе с тем, прямые оценки энергетической стоимости иммунной защиты дают противоречивые результаты. Работы по изучению энергетических затрат на обеспечение специфического иммунного ответа, выполненные на птицах, свидетельствуют, как о статистически достоверном повышении энергообмена во время специфического антителообразования (Ots et al., 2001; Martin II et al., 2003), так и об отсутствии такового (Svensson et al., 1998; Mendes et al., 2006; Nilsson et al., 2007). Оценка энергетической стоимости неспецифической иммунной защиты показывает, что активация иммунитета часто сопровождается снижением спонтанной активности животных и, как следствие, падением энергообмена (Кондратюк, 2005). Однако, затраты энергии в пересчете на условную единицу активности о оказываются существенно выше по сравнению с контролем. Следует отметить, что корректное измерение КПД мышечной деятельности, основанное на регистрации спонтанной активности и энергообмена животных, является едва ли выполнимой задачей. Это обусловлено, прежде всего, методологическими трудностями расчета механической работы, производимой животным при реализации разных форм поведения. Поэтому для оценки с эколого-эволюционных позиций энергетической значимости иммунной защиты представляется оправданным поиск ответа на следующий вопрос — влияет ли активация неспецифической или специфической иммунной системы на энергетические затраты, связанные с решением конкретной этологической задачи, например, с установлением социальной иерархии.

Исходя из сказанного, была сформулирована следующая цель диссертационной работы:

- изучить-влияние активации неспецифического и специфического звеньев иммунной системы на социальную конкурентоспособность и энергетическую стоимость социального поведения у самцов мышей.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать социальную конкурентоспособность, энергообмен и устойчивость приобретённого социального статуса у животных с активированной неспецифической линией иммунной защиты;

2. Изучить влияние дефицита доступной энергии на способность самцов доминировать в условиях социального конфликта;

3. Исследовать социальную конкурентоспособность и энергообмен самцов мышей в разные сроки с момента активации специфической линии иммунной защиты;

Положения, выносимые на защиту:

2. Введение ЛПС повышает энергетические затраты на установление социальной иерархии;

Научная новизна:

В рамках данного исследования впервые было показано, что активация иммунной системы является достаточным условием для снижения конкурентоспособности животных в процессе формирования социальной иерархии. Но, как было установлено в экспериментах с активацией неспецифического иммунитета при уже сложившихся отношениях доминирования - подчинения, введение антигена не отражается на иерархическом статусе особи. Впервые было выявлено, что предварительное знакомство контрольного самца с запахом мочи антигенстимулированного соперника, находящегося на стадии максимального роста титра антител, способно инвертировать отношения доминирования/подчинения. При этом предварительное знакомство с запахом будущего соперника играет решающую роль в закреплении иерархических отношений.

Впервые исследована энергетическая реакция на социальные стимулы-"и показано, что прирост энергообмена на запах мочи у самцов, во многом зависит от их будущего социального статуса, установленного в тесте попарного ссаживания, а увеличение энергообмена после ссаживания зависит от статуса и иммунологического состояния животного. Так же впервые установлено, что прирост энергообмена в ответ на ссаживание положительно коррелирует с числом актов агонистического поведения только у ЛПС-стимулированных особей и в большей степени это характерно для доминантных самцов.

Теоретическая и практическая значимость исследования:

Перспективы изучения механизмов, лежащих в основе паразитарного влияния на поведение хозяина, заключаются в понимании того, как разные пути иммунного реагирования на паразита влияют на разные формы поведения животного. Полученные нами данные вносят вклад' в решение фундаментальной проблемы механизмов паразитарного «манипулирования».

Апробация работы:

Результаты работы были представлены на российских и зарубежных конференциях: «XLII Международная научная студенческая конференция. Биология» (Новосибирск, НГУ, 2004), «XXXI апрельская конференция студентов и молодых ученых КемГУ» (Кемерово, КемГУ, 2004), «Сибирская зоологическая конференция» (Новосибирск, 2004), «Международная конференция проблемы популяционной экологии животных» (Томск, 2006), «Химическая коммуникация животных. Фундаментальные проблемы» (Москва, 2006), «6th International symposium on Physiology and Behaviour of Wild and Zoo Animals» (Germany, Berlin, 2007), «V European Congress of Mammalogy» (Italy, Siena, 2007).

Материалы диссертации докладывались на отчетной сессии ИСиЭЖ СО РАН (Новосибирск, 2007).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 9 работ (2 из них в рецензируемых журналах).

Благодарности:

Научному руководителю и идейному вдохновителю: Михаилу Павловичу Мошкину, научному консультанту и учителю: Дмитрию Валериановичу Петровскому, сотрудникам нашей лаборатории за помощь в проведении экспериментов: Кондратюк Е. Ю., Новикову Е. А., Мак В. В., Колосовой И. Е., Литвиновой Е. А., а также первому руководителю профессору Кемеровского Госуниверситета Надежде Алексеевне Литвиновой и декану биологического факультета Кемеровского Госуниверситета Галине Викторовне Ефремовой, за предоставление возможности для начала данной работы.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Акулов, Андрей Евгеньевич

выводы

4. На начальных стадиях специфического иммунного ответа снижается способность подопытных самцов к доминированию при конкуренции с контрольными особями.

7. Предварительное знакомство с запахом будущего соперника играет решающую роль в закреплении иерархических отношений, установившихся при первом ссаживании.

3.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, антигенная стимуляция приводит к увеличению концентрации кортикостерона в крови у самцов лабораторных мышей, при этом максимальные значения отмечаются через 3 часа после введения ЭБ. Начало антителообразования в ответ на антигенную стимуляцию приходится на 3-й сутки с момента инъекции, а максимум титра антител на 6-е.

Активация специфического звена иммунной защиты у самцов приводит к снижению их конкурентоспособности в тестах, выполненных без предварительного знакомства с запахом соперника через 3 часа и 3 суток после инъекции ЭБ. Если в тестах, выполненных через 3 часа возможность предварительного знакомства с запахом оппонента не оказывает существенного влияния на социальное поведение, то в тестах, выполненных на 3-е сутки, это влияние было значимым. Тестирование в этот срок показало, что предварительное знакомство с запахом оппонента приводит к доминированию антигенстимулированных животных.

Инверсия в соотношении доминантов и подчиненных среди контрольных и антигенстимулированных особей сочеталась с различной энергетической реакции на запах будущего соперника у животных разных экспериментальных групп и разного иерархического статуса. При тестировании через 3 дня после введения ЭБ или физиологического раствора было установлено, что среди контрольных самцов особи, ставшие доминантами, характеризуются меньшим приростом энергообмена в ответ на запах, чем особи, ставшие подчиненными. Среди антигенстимулированных самцов это соотношение было прямо противоположи ым.

Отсутствие различий при сравнении разных форм социального поведения контрольных доминантов в ссаживаниях, где их оппонентом являлся jfti6o контрольный самец, либо антигенстимулированный, дает возможность отвергнуть предположение о том, что повышенная способность к доминированию антигенстимулированных животных, наблюдаемая через 3 дня после введения ЭБ в тестах с предварительным предъявлением запаха соперника, происходит за счет снижения агрессивности контрольных особей. Вместе с тем, у контрольных доминантов, взаимодействующих с антигенстимулированными подчиненными, наблюдается снижение доли актов прямой агрессии и повышение доля демонстрационной агрессии по сравнению с таковым в тестах, где оба соперника были контрольными животными.

В тестах выполненных первый раз через 6 суток после инъекции социальная конкурентоспособность антигенстимулированных животных не отличалась от таковой у контрольных особей.

Ни-в один из сроков тестирования не было установлено изменений энергетической стоимости социального поведения при активации специфической линии иммунной защиты.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Как известно бактериальный эндотоксин, активирующий неспецифическую иммунную систему, вызывает многочисленные поведенч'еские ' изменения (Dantzer, 2001), в том числе и снижение социальной конкурентоспособности (Кондратюк, 2005). Эти эффекты ЛПС опосредуются повышением секреции провоспалительных цитокинов, которые, в свою очередь, воздействуют на нейрохимические процессы, регулирующие поведение животных (Fiskin, Winslow, 1997; Tamagawa et al., 2007). Результаты представленные в диссертации также показывают, что агонистическое поведение существенно подавляется при введении ЛПС обоим самцам, соперничающим в тесте попарного ссаживания. В этих условиях число драк снижается на порядок по сравнению с самцами, которые'были протестированы на фоне физиологического раствора (табл. 1).

Но если вводить ЛПС после предварительного установления иерархических отношений в тестируемых парах, то, несмотря на вызванное эндотоксином подавление агрессии, самцы сохраняют ранее установленный статус (эксперименты 1 и 2 во второй главе). Это имеет место даже при введении ЛПС только доминантному самцу (2-й эксперимент, глава вторая). Полученные результаты хорошо согласуются с данными Фриланда (Freeland, 1981), который показал, что заражение самцов мышей Н. poligirus до формирования экспериментальных групп снижает вероятность доминирования инвазированных животных. Но заражение отдельных особей в уже сложившихся социальных группах не отражается на их иерархическом статусе.

Наши исследования показали, что на энергетический обмен, измеренный перед ссаживанием не оказывает влияния статус животных, но влияет введение ЛПС, которое приводит к снижению выделения СОа параллельно с уменьшением двигательной активности. А вот на изменения энергообмена, вызванное 15 мин социальным конфликтом, влияют и введение ЛПС и статус тестируемого животного.

Взаимозависимость иерархического статуса и энергетического метаболизма широко обсуждается в этолого-экологической литературе. У многих видов птиц доминанты, как правило, превосходят подчиненных по интенсивности энергетического метаболизма, что отчасти объясняется затратами, на обеспечение половых демонстраций и на активность, связанную с поддержанием своего положения в социуме (Rjaskafit et al., 1986; Hogstad, 1987; Bryant, Newton, 1994; Reinertson, Hogstad, 1994). У грызунов, не обладающих ярко выраженным половым диморфизмом, эффект доминирования менее однозначен (Myrcha, Szwykowska, 1969; Farr, Andrews, 1978a,b). Наши данные также показывают, что фоновое выделение ССЬ, оцененное непосредственно перед ссаживанием, достоверно не различается у особей, ставших доминантами или подчиненными. Но во всех экспериментах при тестировании только контрольных животных имеет место однонаправленная тенденция к более высокому фоновому энергообмену у доминантов по сравнению с подчиненными. При объединении результатов всех опытов факторный анализ, учитывающий влияние номера эксперимента и иерархического статуса животных, показывают, что доминанты имеют более высокий уровень энергообмена (5.0 ± 0.19, п = 25), чем подчиненные (4.5 ± 0.19, п = 25; FIj46= 3.7,р = 0.05).

Оценка энергетической стоимости самих агонистических взаимодействий представлена лишь в единичных работах. В частности, у мокассиновых змей субмиссивные особи расходуют больше энергии при установлении иерархии, о чем свидетельствует более высокое содержание молочной кислоты в плазме крови, взятой сразу после конфликта, у проигравших особей по сравнению с победившими (Schuett, Grober, 2000).

В наших исследованиях при первом тестировании интактных животных или в повторных ссаживаниях, выполненных после введения обоим соперни^-ам физиологического раствора, также было установлено, что подчиненные самцы имеют больший, чем доминанты, прирост энергообмена в ответ на 15 мин социальный конфликт. Иная картина наблюдается при ссаживании на фоне вызванной введением ЛПС активации неспецифической иммунной защиты. При этом, если бактериальный эндотоксин вводится обоим соперникам, то биоэнергетическая реакция на ссаживание у доминантов повышается по сравнению с особями того же статуса, исследованными на фоне физиологического раствора. Это выражается как в большей величине максимального - прироста выделения ССЬ сразу после ссаживания, так и в более продолжительном восстановлении энергообмена до фонового уровня. У подчиненных, наоборот, отмечается уменьшение энергетической реакции на социальный конфликт, но восстановление энергообмена также требует больше времени по сравнению с таковым у животных, исследованных после введения физиологического раствора. Повышение энергетического ответа доминантных самцов при ссаживании после введения обоим партнерам ЛПС сочетается с почти 8-ми кратным снижением числа агрессивных актов, что свидетельствует о значительном увеличении энерготрат на один акт агрессии. Еще одним указанием на рост энергетической стоимости агонистического поведения под влиянием бактериального эндотоксина является повышение у ЛПС-стимулированных самцов угла наклона линейной регрессии между числом агонистических актов и приростом энергообмена по сравнению с таковым у интактных самцов и самцов, ссаженных на фоне физиологического раствора (рис. 7).

Введение ЛПС лишь одному из партнеров также приводит к увеличению биоэнергетической реакции на социальный конфликт, т.е. к большему приросту выделения С02 и к более длительному восстановлению энергообмена. При этом, если ЛПС вводится доминантам, то рост энерготрат на ссаживание, как и в 1 -м эксперименте (вторая глава), сочетается со значительным снижением числа агонистических актов, чего не наблюдается в тестах с введением ЛПС подчиненным особям. Здесь агрессия „со стороны более сильного соперника «принуждает» ЛПС-стимулированных подчиненных к такой же частой демонстрации субмиссивных действий, как это наблюдается при исследовании контрольных животных. Таким образом, и во 2-ом эксперименте (глава вторая) введение бактериального эндотоксина повышает энергетическую стоимость отдельного агрессивного акта, прежде всего, у доминантных самцов.

Увеличение энергетического запроса на агонистическое поведение, вызванное введение ЛПС, может, при прочих равных условиях, вызвать дефицит доступной энергии, что рассматривается рядом авторов, как одна из причин снижения социальной конкурентоспособности самцов (Haller et al., 1998; Gosling et al., 2000).

Однако, проверка этого предположения в экспериментах с введением 2ДГ показала, что временное ограничение доступной энергии не оказывает значимого влияния на социальную конкурентоспособность. Инъекция 2ДГ снижала более чем вдвое аэробную производительность, а, следовательно, и способность к мобилизации энергии, у подопытных самцов. Тем не менее, число доминантов и подчиненных среди подопытных и контрольных самцов, не отличалось друг от друга. Отсутствие значимого влияние 2ДГ на способность самцов к доминированию свидетельствуют о том, что кратковременный энергетический дефицит не отражается на характере социальной мотивации конкурирующих самцов. Скорее всего, стремление к доминированию подавляется только при продолжительном дефиците доступной энергии, что, собственно, и имело место в опытах

Гослинга и соавт. (Gosling et al., 2000) и в опытах Галлера и соавт. (Haller et al, 1998).

Повышение энергетической стоимости доминантного поведения может быть объяснено тем, что ЛПС-индуцированный выброс провоспалительных цитокинов приводит к разобщению окисления и фосфорилирования (Jin et al., 1995; Berthiaume et al, 2003). Но этот эффект, реализуемый на уровне митохондрий, должен приводить к повышению энерготрат на все формы активности. Вместе с тем, как показали наши исследования, положительная корреляция между приростом энергообмена и числом поведенческих актов имеет место только по отношению к агонистическому поведению. Активность, оцененная перед социальным конфликтом, и все формы неагонистического поведения, проявленные во время ссаживания, не коррелируют с показателями энергетической стоимости. Такая избирательность в формировании корреляционной взаимозависимости свидетельствует о том, что основной вклад в обусловленное эндотоксином повышение энергетической стоимости социальных взаимодействий вносит не сама физическая работа, которую совершают особи, получившие и ЛПС, и физиологический раствор. Скорее всего, повышение энергетического ответа на ссаживание обусловлено синергизмом в действии механизмов неспецифического иммунного ответа и нейроэндокринных механизмов, сопровождающих агонистическое поведение, в частности, стрессовых реакций, неизбежных при социальном конфликте. Биоэнергетический синергизм этих факторов отмечают Лаугеро и Моберг (Laugero, Moberg, 2000), показавшие, что сочетание иммунологического (введение ЛПС) и поведенческого (иммобилизация) стрессоров вызывает большее увеличение концентрации кортикостерона и падение массы, тела у самцов мышей линии C57BL/6 по сравнению с влиянием каждого из них в отдельности.

При активации специфического звена иммунной системы в первые три дня после введения ЭБ антигенстимулированные животные показывают сниженную способность к доминированию, если ссаживание проводится без'предварительного знакомства с запахом соперника. Такое снижение конкурентоспособности самцов, получавших ЭБ, может быть обусловлено повышением продукции целого ряда цитокинов, что наблюдается уже в первые часы после введения антигена и сохраняется на высоком уровне вплоть до 4-х суток (Tumbull, Rivier, 1999). Цитокины оказывают многоплановое влияние на обмен нейротрансмиттеров в различных структурах мозга, в том числе, и на обмен таких регуляторов агрессивного поведения, как серотонин и норадреналин (Pauli et al., 1998; Dunn, 2006). Через 6 суток социальная конкурентоспособность у антигенстимулированных животных не отличается от таковой у контрольных особей. К этому моменту многие иммунонейроэндокринные процессы, вовлекающиеся в реакцию организма на чужеродные антигены, возвращаются к исходному уровню (Корнева, Шкинек, 1988; Turnbull, Rivier, 1999).

Значимое влияние на результаты ссаживаний оказывает предварительное знакомство с запахом соперника. Так, в ссаживаниях, проведенных через 3 ч после инъекции ЭБ, доминантами, как и в варианте без предварительного представления запаха оппонента, становились контрольные самцы. Но в данном случае образцы мочи были собраны у антигенстимулированных самцов до введения ЭБ, т.е. при таком же состоянии организма, что и у контрольных особей. Иная картина имела место при первом ссаживании, выполненном на 3-й сутки после введения ЭБ или физиологического раствора. Знакомство с запахом соперника непосредственно перед конфликтом, по сути дела, инвертирует отношение доминирования/подчинения по сравнению с таковым при ссаживании без предварительного предъявления запаха. Эти данные указывают на о возможное изменение запаховых сигналов самцов на начальной стадии иммунного ответа (2-е суток после введения ЭБ).

Ранее изменение запаха под влиянием чужеродных антигенов было установлено при изучении ольфакторной привлекательности самцов для половозрелых самок. Оказывается, самки отдают предпочтения запаху подстилки из клеток контрольных самцов по сравнению с подстилками от антигенстимулированных особей (Moshkin et al., 2001, 2002; Zala et al., 2004; Litvinova et al., 2005). Снижение привлекательности хемосигналов при инфекции или антигенной стимуляции рассматривается в качестве одного из поведенческих барьеров, ограничивающих распространение паразитов в популяции хозяев (Мошкин и др., 2003; Loehle, 1995).

Возможно, контрольные животные, знакомясь перед ссаживанием с запахом антигенстимулированного самца, воспринимают его как сигнал о высоком риске заражения. При этом, как было показано в исследованиях нашей лаборатории, интактные самцы демонстрируют меньше актов агрессии.'при попарном ссаживании на подстилке, взятой от самцов, которым предварительно вводили ЭБ (Kolossova et al., 2001). В наших исследованиях доминирующие контрольные самцы показывали одинаковую продолжительность актов агрессии независимо от иммунного статуса их соперников - контроль или введение ЭБ. Вместе с тем, соотношение актов прямой и демонстрационной агрессии у контрольных доминантов сдвигается в пользу агрессивных демонстраций, которые, в отличие от прямых контактов (Hinson et al., 2006), представляют меньшую угрозу инфицирования.

О настороженном отношении к антигенстимулированному сопернику свидетельствуют и данные исследования энергетической реакции на запаховый стимул. Предоставление образцов мочи будущим соперникам приводит к временному подъему энергообмена, что хорошо согласуется с результатами других авторов, измерявших изменения температуры тела и частоту сердечных сокращении в ответ на запах конспецификов (Kiyokawa 9 et al.,' 2005). При тестировании в 1-й и 6-й дни с момента введения ЭБ увеличение энергообмена в ответ на запах у животных не зависит ни от их физиологического состояния, ни от будущего социального статуса. В тестах же, выполненных на 3-й сутки, энергетическая реакция на запах различается у контрольных и антигенстимулированных животных разного статуса. В контрольной группе достоверный прирост энергообмена, после предъявления запаха антигенстимулированного соперника, проявляют особи, которые затем занимают подчиненное положение в тесте попарного ссаживания. Будущие доминанты практически не реагируют на запаховый стимул. ' В группе антигенстимулированных самцов, наоборот, статистически значимое повышение энергообмена демонстрируют будущие доминанты, но не подчиненные. Подъем энергообмена относится к общепринятым проявлениям эмоциональной реакции, в том числе, и на запаховые стимулы (Kiyokawa et al., 2005). С этой точки зрения, антигенстимулированные особи, ставшие доминантами, и контрольные особи, ставшие подчиненными, демонстрируют ярко выраженное вегетативное проявление эмоций. Эти различия свидетельствуют о прямо противоположной мотивационной основе эмоциональной реакции на запах соперника. У контрольных самцов эта реакция сочетается со стремлением избежать контакта с соперником, а у антигенстимулированных особей - с агрессией по отношению к сопернику.

Предварительное знакомство с запахом друг друга играет решающую роль в закреплении иерархических отношений, установившихся при первом попарном ссаживании. Роль запаха в формировании социальной памяти обоснована в ряде работ (Brennan et al., 1990; Hurst et al., 2001). В нашем случае особый интерес имеет то обстоятельство, что, судя по поведению контрольных самцов, запах мочи, собранной от их »• * антигенстимулированных соперников, изменяется через 2-е суток после введения ЭБ. Тем не менее, иерархические отношения в тестируемых парах, установившиеся при первом ссаживании, высоко достоверно воспроизводились при последующих тестированиях.

Полученные нами результаты свидетельствуют о том, что введение бактериального, эндотоксина приводит к росту энергетических затрат на установление социальной иерархии. В этом отношении эффект ЛПС, запускающий неспецифический иммунный ответ, принципиально отличается от последствий антигенной стимуляции специфического иммунитета, когда процесс образования специфических антител, индуцированный введением ЭБ, практически не влияет на энергетическую стоимость социального поведения у самцов мышей. Сопоставление эффектов ЛПС и ЭБ, адресованных к разным звеньям иммунной системы, подтверждает предположение Рёберга с соавторами (Raberg et al., 2002) о том, что.'эволюция иммунитета от врожденного (неспецифического) к приобретенному (специфическому), направлена не только на расширение защитного репертуара, но и на оптимизацию энергетических затрат, необходимых для защиты от паразитов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Акулов, Андрей Евгеньевич, Новосибирск

1. Абелев Г.И. Взаимодействие врожденного и приобретенного иммунитета в защите организма от инфекции // Соросовский образовательный журнал. 1998. № 2. С. 53-58.

2. Абрамов В.В. Взаимодействие иммунной и нервной систем. Новосибирск: Наука, 1988. 166 с.

3. Акулов А.Е., Петровский Д.В., Мошкин М.П. Антигенная стимуляция как фактор, модулирующий социальное поведение и 'хемосигналы самцов лабораторных мышей // Журн. высш. нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2009. Т. 59. № 3. С. 313-321.

4. Докинз Р. Эгоистичный ген. М.: Мир, 1993. 318 с.

5. Зинкевич Э.П., Васильева B.C. Химическая коммуникация млекопитающих: молекулярные подходы // Зоологический журнал. 1998. Т. 77. С. 10-19.

6. Кальве Э., Прат А. Микрокалориметрия. М.: Издательство иностранной литературы, 1963. 477 с.

7. Кондратюк Е.Ю. Влияние бактериального эндотоксина наосоциальное поведение и эндокринный статус мышей (Mus musculus) и Джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) // Автореф. дисс. канд.биол.наук. Новосибирск, 2005. 164 с.

8. Корнева Е.А., Шхинек А.А. Гормоны и иммунная система. JI: Наука, 1988. 250 с.

9. Корнева Е.А. О взаимодействии нервной и иммунной систем // Иммунофизиология. Спб.: Наука, 1993. С. 7-10.

10. Мак-Фар ленд Д. Поведение животных. М.: Мир, 1988. 520 с.

11. Михайлова А.А., Захарова JI.A. Миелопептиды: структура и функция // Иммунология. 1985. № 4. с. 5-7.

12. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко A.M. Человек и биосфера. М.,1985. 385 с.

13. Мошкин М.П., Евсиков В.И., Плюснин Ю.М., Герлинская Л.Г., Марченко О.В. Эндокринная функция гонад и агрессивность самцов водяной полевки на спаде численности природной популяции // Экология. 1984. № 4 С. 10-23.

14. Мошкин М.П. Роль стресса в поддержании популяционного гомеостаза млекопитающих (на примере грызунов). Автореф. дисс. докт.биол.наук. Новосибирск, 1989. 387 с.

15. Мошкин М.П., Фролова О.Ф. Особенности специфической адаптации к холоду и их связь с агрессивным поведением и уровнем стресса у домовых мышей // Бюлл. эксп. биол. и медицины. 1989. Т. 108. №9. С. 345-348.

16. Мошкин М.П., Фролова О.Ф., Евсиков В.И. Гипофизарно-надпочечниковая система и агрессивное поведение мышей при формировании внутригрупповой иерархии // Сиб. Биол. Журн. 1991. № 4. С. 16-21.

17. Мошкин М.П., Тамагава А., Колосова И.Е., Герлинская Л.А., Ивакура Е., Эндо Е. Влияние дефицита интерлейкина-1 на социальное поведение лабораторных мышей // Медицинская иммунология. 2001а. Т.З. № 3. С.449 456.

18. Мошкин М.П., Герлинская Л.А., Евсиков В.И. Иммунная система и реализация поведенческих стратегий размножения при паразитарных прессах // Журн. общ. биол. 2003. Т. 64. № 1. С. 23 44.

19. Науменко Е.В., Осадчук А.В., Серова Л.И., Шишкина Г.Т. Генетико-физиологические механизмы регуляции функций семенников. .Новосибирск: Наука, 1983. 203 с.

20. Новиков С.Н. Феромоны и размножение млекопитающих. Л.: Наука, 1988. 169 с.

21. Осадчук А.В., Науменко Е.В. Генетико-экологические механизмы .дифференциального размножения лабораторных мышей // Докл. АН СССР. 1981. Т. 261. №5. С. 1238- 1241.

22. Осадчук Л.В., Саломачева И.Н., Брагин А.В., Осадчук А.В. Репродуктивные корреляты социальной иерархии у самцов лабораторных мышей // Журн. высш. нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2007. Т.57. № 5. С. 604 612.

23. Панов Е.Н. Поведение животных и этологическая структура популяций. М., 1983. 424 с.

24. Ройт А. Основы иммунологии. М.: Мир, 1991. 327с.

25. Ройт А., Бострофф Д., Мейл Д. Иммунология. М.: Мир, 2000. 592 с.

26. Руднев С.Г., Романюха А.А. О принципах адаптации иммунной системы //Успехи соврем, биологии. 2008. Т. 128. № 3. С. 260-270.

27. Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М: Медицина, 1981. 213 с.

28. Соколов В.Е, Зинкевич Э.П. Химическая коммуникация млекопитающих // Наука и человечество. М: Знание, 1979. С. 129— •137°

29. Учачкин П.Н, Учачкина О.Н, Тобин Б.В, Ершов Ф.И. Нейроэндокринная регуляция иммунитета // Вестник Российской Академии медицинских наук. 2007. № 9. С. 26-32.

30. Шилов И.А. Эколого физиологические основы популяционных отношений у животных. М.: МГУ, 1977. 262 с.

31. Andrews R.V. Comparison of incremental temperature responses of deer mice and voles to behavioral alarm stimuli // Сотр. Biochem. Physiol. 1980b. V. 70A. P. 23-26.

32. Arnold W. Social behaviour and telemetric assessmentofthermoregulation in hibernating marmots // Behavioural brain research in naturalistic and semi-naturalistic settings. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1995. P. 395-411.

33. Amott M.A., Cascella J.P., Aitken P.P., Hay J. Social interactions of mice with congenital Toxoplasma infection // Ann. Trop. Med. Parasitol. 1990. V. 84. P. 149- 156.

34. Aubert A., Goodall G., Dantzer R., Gheusi G. Differential effects of lipopolysaccharide on pup retrieving and nest building in lactating mice // Вгащ Behav Immun. 1997. V. 11(2). P. 107 118.л

35. Avitsur R., Yirmiya R. Cytokines inhibit sexual behavior in female rats: I. Synergistic effects of tumor necrosis factor alpha and interleukin-1 // Brain Behave Immun. 1999. V. 13. P. 14 32.

36. Barash D.P. Social behaviour and individual differences in free-living alpine marmots (Marmota marmota) // Anim. Beh. 1976. V. 24. P. 27 -35.

37. Barnett S.A. The rat: A study in behavior // Chicago: Univ. Chicago Press, 1975. 418 p.

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

39. Berthiaume F., MacDonald A.D., Kang Y.H., Yarmusha M.L. Control analysis of mitochondrial metabolism in intact hepatocytes: effect of interleukin-lb and interleukin-6 // Metabolic Engineering. 2003. V. 5. P. 108- 123.

40. Besedovsky H., Sorkin E. Changes in blood hormone levels during the immune response // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1975. V. 150. P. 466 -470.

41. Beynon R.J., Veggerby С., Payne C.E., Robertsone D.H., Gaskell S.J-, Humphries R.E., Hurst J.L. Polymorphism in major urinary proteins: molecular heterogeneity in a wild mouse population // J. Chernica^ Ecology. 2002. V. 28. P. 1429 1446.

42. Blalock J.E. The immune system. Our sixth sense // The Immunologic* 1994. V. 2(1). P. 8-15.

43. Bluhm C.K. Gowaty P.A. Social constraints on female mate preferences in mallards, Anas platyrhynchos, decrease offspring viability and mother productivity//Animal Behaviour. 2004. V.68 (5). P. 977 983.

44. Bond H.E. A sex-associated protein in liver tissue of the rat and rts response to endocrine manipulation //Nature. 1962. V. 196. P. 242 244.

45. Brain P.F., Bowden N.J., Kelleway L.G. Anti-oestrogenic effects °n fighting maintained by testosterone or oestradiol-replacement in castrated mice // J. Endocrinol. 1980. V. 87. P. 4 5.

46. Braude S., Tang-Martinez Z., Taylor G.T., 1999. Stress, testosterone, and the immunoredis-tribution hypothesis // Behav. Ecol. V. 10. P. 345 350

47. Brennan P, Kaba H, Keverne E.B. Olfactory recognition: a simple memory system // Science. 1990. V. 250. P. 1223 1226.

48. BrQnseth Т., Folstad I. The effect of parasites on coutrship dance 1X1 threespine sticklebacks: more than meets the eye? // Can. J. Zool. 1997-V. 75. P. 589-594.

49. Bryant D.M., Newton A.V. Metabolic costs of dominance in dippers, Cinclus cinclus // Anim. Behav. 1994. V. 48. P. 447 455.

50. Buck L.B. The Molecular Architecture of Odor and Pheromone Sensing in Mammals // Cell. 2000. V. 100. P. 611 618.

51. Bujalska G., Gerlinskaya L., Grika L., Grum L., Evsikov V., Moshkin IVt-Adrenocortical variability in life history of bank voles // Pol. Ecol. .1994. V. 20. P. 305-310.

52. Cavaggioni A., Mucignat-Caretta C. Major urinary proteins, a2U-globulins and aphrodisin // Biochimica et Biophysica Acta. 2000. V. 1482. P. 218 -228.

53. Clissold P.M., Hainey S., Bishop J.O. Mess enger RNAs coding for mouse major urinary proteins are differentially induced by testosterone // Biochem Genet. 1984. V. 22(3-4). P. 379 387.

54. Cohn D.W., de Sa-Rocha L.C. Differential effects of lipopolysaccharide in the social behavior of dominant and submissive mice // Physiol. Behav. 2006. V. 87(5). P. 932 937.

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

56. Creel S., Creel N.M., Monfort S.L. Social stress and dominance //Nature. 1996. V. 379(6562). P. 212.

57. Creel S. Social dominance and stress hormones // TRENDS in Ecology & Evolution. 2001. V. 16(9). P. 491 497.

58. Dantzer R. Cytokine-induced sickness behavior: Where do we stand? // Brain Behav. Immun. 2001. V. 15. P. 7 24.

59. Dantzer R. Cytokine-induced sickness behaviour: a neuroimmune response to activation of innate immunity // Eur. J. Pharmacol. 2004. V. 500. P. 399-411.

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

61. Demas G.E., Chefer V., Talan M.C., Nelson R.J. Metabolic costs of an antigen-stimulated immune response on adult and caged C57BL/6J mice //Am. J. Physiol. 1997. V. 273. P. 1631-1637.

62. Devoino L., Alperina E., Pavina T. Immunological consequences of the reversal of social status in C57BL/6J mice // Brain Behav Immun. 2003. V. 17(1). P. 28-34.

63. Dewsbury D.A. Fathers and sons: genetic factors and social dominance in deer mice, Peromyscus maniculatus // Anim. behav. 1990. V. 39(2). P. 284 289.

64. Drickamer L. C. Oestrous female house mice discriminate dominant from subordinate males and sons of dominant from sons of subordinate males by odour cues // Anim. Beh. 1992. V. 43. P. 333 338.

65. Drickamer L.C. Urine marking and social dominance in ale house mice (Mus musculus domesticus) // Behavioural Processes. 2001. V. 53. P. 113 .- 120.

66. Dunn A. Sistematic IL-1 administration stimulates hypothalamic noreprenefrine metabolism the increased plasma cortycosterone // Life Sci. 1993. V. 43. P. 429-435.

67. Dunn A.J. Effects of cytokines and infections on brain neurochemistry // Clin. Neurosci. Res. 2006. V. 6(1-2). P. 52 68.

68. Edvards W. The theory of decision making // Psychol. Bull. 1954. V. 51(4). P. 380-417.

69. Edvards W. Behavioural decision theory // Ann. Rev. Psychol. 1961.V-12. •P. 473 498.

70. Eraud C., Duriez O., Chastel O., Faivre B. The energetic cost of humoral immunity in the collared dove, Streptopelia decaocto: is the magnitudesufficient to force energy-based trade-offs? // Funct. Ecol. 2005. V. 19. P. 110-118.

71. Evsikov V.I., Nazarova G.G., Potapov M.A. Female odor choice, male •soeial rank, and sex ratio in the water vole // Adv. Biosci. 1995. V. 93. P. 303-307.

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

73. Farr L.A., Andrews R.V. Rank-associated differences in metabolic rates and locomotor activity of dominant and subordinate Peromyscus maniculatus // Сотр. Biochem. Physiol. 1978a. V. 61 A. P. 401 406.

74. Farr L.A., Andrews R.V. Rank-associated desynchronization of metabolicоand activity rhythms of Peromyscus maniculatus // Сотр. Biochem. Physiol. 1978b. V. 61A. P. 537 542.

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

76. Fietz J., Schlund W., Dausmann K.H., Regelmann M., Heldmaier G. Energetic constraints on sexual activity in the male edible dormouse (Glis glis) // Oecologia. 2004. V. 138(2). P. 202 209.

77. Finlayson J.S., Asofsky R., Potter M., Runner C.C. Major Urinary Protein 'cornplex of normal mice: origin // Science. 1965. V. 149. P. 981 982.

78. Fishkin R.J., Winslow J.T. Endotoxin-induced reduction of social investigation by mice: interaction with amphetamine and antiinflammatory drugs // Psychopharmacology. 1997. V. 132. P. 335 341.

79. Flower D.R. The lipocalin protein family: structure and function // Biochem. 1996. V. 318. P. 1 14.

80. Flower D.R. Beyond the superfamily: the lipocalin receptors // Biochimica et Biophysica Acta. 2000. V. 1482. P. 327 336.

81. Folstad I, Nilssen A.C, Halvorsen O, Anderson J. Why do male reindeer (Rangifer t. tarandus) have higher abundance of second and third instar larvae of Hypoderma tarandi than females? // Oikos. 1989. V. 55. P. 87 -92.

82. Folstad I, Karter A.J. Parasites, bright males, and the immunocompetence handicap // Am. Nat. 1992. V. 139(3). P. 603 622.

83. Fre^land W.J. Parasitism and behavioural dominance among male mice // Science. 1981. V. 213(24). P. 461 -462.

84. Gerlinskaya L.A, Rogova O.A, Yakushko O.F, Evsikov V.I. Female olfactory choice and its influence on pregnancy in mice // Adv. Biosci. 1995. V. 93. P. 297-302.

85. Gosling L.M. A reassessment of the function of scent marking in territories HZ, Tierpsychol. 1982. V. 60. P. 89 118.

86. Gosling L.M, Roberts S.C, Thornton E.A, Andrew M.J. Life history costs of olfactory status signaling in mice // Behav. Ecol Sociobiol. 2000. V. 48. P. 328-332.

87. Grizzel R.A. A study of the southern woodchuck, Marmota monax // Am. Midi. Nat. 1955. V. 5. P. 257 293.

88. Grossman C.J. Interactions between the gonadal steroids and the immune system // Science. 1985. V. 227. P. 257-261.

89. Haller J, Miklosi A, Csanyi V, Makara G.B. Behavioral tactics control the energy costs of aggressions: The example of Macropodus opercularis // Aggressive Behavior. 1998. V. 22(6). P. 437 446.

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

91. Hart B.L. Biological basis of the behavior of sick animals // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 1988. V. 12. P. 123 — 137.

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

93. Hayashi F., Smith K.D., Ozinsky A., Hawn T.R., Yi E.C., Goodleft D.R., Eng J.K., Akira S., Underhill D.M., Aderem A. The innate immune response to bacterial flagellin is mediated by Toll-like receptor 5 // Nature. 2001. V. 410. P. 1099- 1103.

94. Henry J.P., Eley D.L., Stephens P.M. Blood presure, catecholamines and social role in relation to the development of cardiovascular disease in mice // Neural and psychological mechanisms in .cardiovascular disease. Milan: Li Ponte, 1972. P. 211 223.

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

96. Hinson E.R., Hannah M.F., Norris D.E., Glass G.E., Klein S.L. Social status does not predict responses to Seoul virus infection or reproductive success among male Norway rets // Brain Behav. Immun. 2006. V. 20(2). P. 182- 190.

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

98. Hurst J.L. Urine marking in populations of wild house mice, Mus domesticus, I. Communication between males // Anim. Behav. 1990a. V. 40. P. 209 222.

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

100. Hurst J.L. The priming effects of urine substrate marks on interactions between male house mice, Mus musculus domesticus //•Anim. Behav. 1993. V. 45. P. 55 81.

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

102. Hurst J.L., Payne C.E., Nevison C.M., Marie A.D., Humphries R.E., Robertson D.H., Cavaggioni A., Beynon R.J. Individual recognition in mice mediated by major urinary proteins // Nature. 2001. V. 414 (6864). P. 631 -634.

103. Idova G., Davydova S., Alperina E., Cheido M., Devoino L.

104. Serotoninergic mechanisms of immunomodulation under different psychoemotional states: I. A role of 5-HT 1A receptor subtype // Int J Neurosci. 2008. V. 118(11). P. 1594-608.

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

106. Jemiolo В., Harvey S., Novotny M. Promotion of the Whitten effectin female mice by synthetic analogs of male urinary constituents //

107. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 1986. V. 83. P. 4576 4579.

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

109. Jin M.B., Shimahara Y., Yamaguchi T. The effect of a bolus injection of TNF-a and IL-lb on hepatic energy metabolism in rats // J. Surg. Res. 1995. V. 58. P. 509-515.

110. John J.L. The Hamilton-Zuk theory and initial test: an examination of some parasitological criticisms // Int. J. Parasitol. 1997. V. 27. P. 1269 1288.

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

112. Johnston R.E., Kwan M. Vaginal scent marking: effects on ultrasonic calling and attraction of male golden hamsters // Behav Neural Biol. 1984. V. 42(2). P.158 168.

113. Kennedy C.E.J., Endler J.A., Poynton S.L., McMinn H. Parasite load predicts mate choise in guppies // Behav. Ecol. Sociobiol. 1987. V. 21. P. 291 -295.

114. Ketterson E.D., Nolan V. Adaptation, explanation, and constraint: A hormonal perspective // Amer. Nat. 1999. V. 154. P. 4 25.

115. Kiyokawa Y., Kikusui Т., Takeuchi Y., Mori Y. Alarm pheromone 'that aggravates stress-induced hyperthermia is soluble in water // Chem Senses. 2005. V. 30. P. 513 519.

116. Klasing K. The costs of immunity // Acta Zool. Sinica. 2004. V. 50. P. 961 -969.

117. Klein S.L., Zink M.C., Glass G.E. Seoul virus infection increases aggressive behaviour in male Norway rats // Animal Behaviour. 2004. V. 67(3). P. 421-429.

118. Kluger M.J., Kozak W., Conn C.A., Leon L.R., Soszynski D. The adaptive value of fever // Fever: Basic mechanisms and management. 'Philadelphia: Lippincott-Raven, 1997. P. 255-266.

119. Kolossova I., Мак V., Moshkin M. Odor immunosupression in male laboratory mice // In: XXVII International Ethologycal Conference. Tubiengen, Germany: Blackwell Wissenschlafts-Verlag, 2001. 194 p.

120. Kruczek M. Female bank vole (Clethrinomys glareolus) 'recognition: preference for the stud male // Behav. Process. 1998. V. 43. P. 229-237.

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

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

123. Laugero K.D., Moberg G.P. Energetic response to repeated restraint 'stress in rapidly growing mice // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2000. V. 279. P. 33-43.

124. Lefcort H., Blaustein A.R. Parasite load and brightness in lizards: an interspectific test of the Hamilton and Zuk hypothesis // J. Zool. (Lond). 1991.V. 224. P. 491-499.

125. Litvinova E.A., Kudaeva O.T., Mershieva L.V., Moshkin M.P. High level of circulating testosterone abolishes decline of scent attractiveness in antigen-treated male mice // Animal Behaviour. 2005. V. 69. P. 511 -517.

126. Lochmiller R.L., Deerenberg С. Trade-offs in evolutionary immunology: just what is the cost of immunity // Oikos. 2000. V. 88. P. 87-98.

127. Loehle C. Social barriers to pathogen transmission in wild animal populations//Ecology. 1995. V. 76(2). P. 326 335.

128. Madden K.S., Felten D.L. Sympathetic nervous system modulation of the immune sister // J. Neuroimmunol. 1995. V. 49. P. 67 75.

129. Mahmoud I., Salman S.S., Al-Khateeb A. Continuous darkness and continuous light induced structural changes in the rat thymus // J. Anat. 1994. V. 185. P. 143- 149.

130. Marchlewska-Koj A. Olfactory and ultrasonic communication in Bank voles // Pol. J. Ecol. 2000. V. 48. P. 11 20.

131. Martin II L.B., Scheuerlein A., Wikelski M. Immune activity elevates energy expenditure of house sparrows: a link between direct and indirect costs? // Proc. R. Soc. bond. 2003. V. 270. P. 153 158.

132. Martin II L.B., Weil Z.M., Nelson R.J. Fever and sickness behaviour vary among congeneric rodents // Funct. Ecol. 2008. V. 22. P. 68 77.

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

134. Mendes L., Piersma T, Hasselquist D. Two estimates of the metabolic costs of antibody production in migratory shorebirds: low costs, internal reallocation, or both? // J. Ornithol. 2006. V. 147. P. 274 280.

135. Miczek K.A, De Bold J.F. Hormone-drug interactions and their influence on aggressive behavior // Hormones and aggressive behavior. N.Y. L.: Plenum Press, 1983. P. 393 404.

136. Milinski M, Bakker T.C.M. Female sticklebacks use male coloration in mate choice and hence avoid parasitized males // Nature. 1990. V. 344. P. 330-333.

137. Millesi E, Hoffmann I.E., Steurer S, Metwaly M, Dittami J.P. Vernal changes in the behavioral and endocrine responses to GnRH application in male European ground squirrels // Horm Behav. 2002. V. 41(1). P. 51 -58.

138. Moshkin M.P, Potapov M.A., Frolova O.F., Evsikov V.I. Changes in aggressive behavior, thermoregulation, and endocrine responses in BALB/cLac and C57B1/6J mice under cold exposure // Physiol. Behav. 1993. V. 53. P. 535 -538.

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

140. Moshkin M.P., Novikov E.A., Petrovski D.V. Seasonal changes of thermoregulation in the mole vole Ellobius talpinus // Physiological and Biochemical Zoology. 2001. V. 74(6). P. 869 875.

141. Moshkin M.P., Kolosova I.E., Novikov E.A., Litvinova E.A., Mershieva L.V., Мак V.V., Petrovskii D.V. Co-modulation of the immune function and the reproductive chemosignals // Asian-Aust. J. Anirn. Sci. 2001. V. 14. P. 43 51.

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

143. Moshkin M.P., Novikov E.A., Kolosova I.E., Surov A.V., Telitsina A.Yu., Osipova O.A. Adrenocortical and bioenergetic responses to cold in five species of murine rodent // Journal of Mammalogy. 2002b. V. 83(2). P. 458 466.

144. Muchignat -Caretta C., Caretta A. Urinary chemical cues affect light avoidance behaviour in male laboratory mice, Mus musculus // Anim. Behav. 1999. V. 57. P. 765 769.

145. Mulvey M., Aho J.M. Parasitism and mate competition: liver flukes in white-tailed deer // Oikos. 1993. V. 66. P. 187 192.

146. Murphy B.E., Eugelberg P.W., Patee C.J. Simple method for the determination of plasma corticoids // J. Clin. Endocrinol. 1963. V. 23. P. 293.

147. Myrcha A., Szwykowska M.M. Interrelation between dominance in .the-population and the level of metabolism in white mice males // Bull. Acad. pol. sci. Ser. sci. biol. 1969. V. 17(10). P. 599 601.

148. Nilsson J.A., Granbom M., Raberg L. Does the strength of an immune response reflect its energetic cost? // J. Avian Biol. 2007. V. 38. P. 488-494.

149. Novikov E., Moshkin M. Sexual maturation, adrenocortical .function and population density of red-backed vole, Clethrionomys rutilus (Pall) // Mammalia. 1999. V. 62. P. 529 540.

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

151. Novotny M.V., Harvey S., Jemiolo B. Chemisry of male dominance in the house mouse, Mus domesticus // Experiential. 1990. V. 46. P. 109 -113.

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

153. Oppliger A., Christe P., Richner H. Clutch size and malaria resistance //Nature. 1996. P. 381 565.

154. Ots I., Horak P. Great tits Parus major trade health for reproduction // Proc. R. Soc. Lond. B. 1996. V. 263. P. 1443 1447.

155. Ots I., Kerimov A.B., Ivankina E.V., Ilyina T.A., Horak P. Immune challenge affects basal metabolic activity in wintering great tits // Proc. R. Soc. Lond. B. 2001. V. 268. P. 1175-1181.

156. Owens I.P., Willson F. K. Immunocompetence: a neglected life history traits or conspicuous red herring? // Trends Ecol. Evol.1999. V. 14. P. 170- 172.

157. Poltorak A., Ricciardi-Castagnoli P., Citterio S., Beutler B. Physical .contact between lipopolysaccharide and Toll-like receptor 4 revealed by genetic complementation // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2000. V. 97. P. 2163-2167.

158. Poulin R. "Adaptive" changes in the behaviour of paraditized animals: a critical review//Int. J. Parasitol. 1995. V. 25. P. 1371 1383.

159. Poulin R. Manipulation of host behaviour by parasites: a weakening paradigm? // Proc. R. Soc. Lond. 2000. V. 267B. P. 787 792.

160. Qvarstrom A., Forsgren E. Should females prefer dominant males? // Trends Ecol. Evol. 1998. V. 13. P. 498 501.

161. Rab'erg L., Vestberg M., Hasselquist D., Homdahl R., Svensson E., Nilsson J.A. Basal metabolic rate and the evolution of the adaptive immune system // Proc. R. Soc. Lond. 2002. B. 269. P. 817 821.

162. Reinertson R.E., Hogstad O. Influence of social status on the nocturnal energy expenditure of the willow tit Parus montanus // Fauna norvegica Series C. 1994. V. 17. P. 27-42.

163. Richner H., Christe P., Oppliger A. Paternal investment affect prevalence of malaria // Proc. Natl. Acad Sci. 1995. V. 92. P. 1192 -1194.

164. Rigby M., Jokela J. Predator avoidance and immune defence: costs and trade-offs in snails // Proc. R. Soc. Lond. B. 2000. V. 267. P. 171 -176.

165. Rivest S., River C. 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. 1993. V. 697. P. 117 —1'41. '

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

167. R0skaft E., Jarvi Т., Bakken M., Bech C., Reinertson R.E. The relationship between social status and resting metabolic rate in great tits (Parus major), and pied flycatchers (Ficedula hypoleuca) // Anim. Behav. 1986. V. 34. P. 838-842.

168. Saino N., Moller A.P. Secondary sexual characters, parasites and testosterone in the barn swallow, Hirundo rustica // Anim. Behav. 1994. V. 48. P. 1325- 1333.

169. Saino N., Moller A.P., Bolzern A.M. Testosterone effects on the immune system and parasite infestations in the barn swallow (Hirundo rustica): an experimental test of the immunocompetence hypothesis // Behav. Ecol. 1995. V. 6. P. 397 404.

170. Saino N, Stradi R., Ninni P, Pini E, Moller A.P. Carotenoids, signals and immunity // Am. Nat. 1999. V. 154. P. 441 448.

171. Saino N, Ninni P, Calza S, Martinelli R, De Bernardi F, Moller A.P, Better red than dead: carotenoidbased mouth coloration reveals infection in barn swallow nestlings // Proc. R. Soc. Lond. B. 2000. V. 267. P. 57-61.

172. Sakic B, Szechtman H, Denburg S.D, Denburg J.A. Immunosuppressive treatment prevents behavioral deficit in autoimmune MRL-lpr mice // Physiol. Behav. 1995. V. 58(4). P. 797 802.

173. Schuett G.W, Grober M.S. Post-fight levels of plasma lactate and corticosterone in male copperheads, Agkistrodon contortrix (Serpentes, Viperidae): differences between winners and losers // Physiol. Behav. 2000. V. 71(3-4). P. 335 341.

174. Schwandner R, Dziarski R, Wesche H, Rothe M, Kirschning С.J. Peptidoglycan- and lipoteichoic acid-induced cell activation is mediated by Toll-like receptor 2 // J.Biol.Chem. 1999. V. 274. P. 17406 17409.

175. Sharrow S.D, Vaughn J.L, Zidek L, Novotny M.V, Stone M.J. Pheromone binding by polymorphic mouse major urinary proteins // Protein Sci. 2002. V. 11(9). P. 2247 -2256.

176. Sheldon B.C., Verhulst S. Ecological immunology: costly parasite defences and trade-offs in evolutionary ecology // Trends in Ecology and Evolution. 1996. V. 11(8). P. 317-321.

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

178. Stearns S.C. The Evolution of Life Histories. Oxford: Oxford Univ. Press, 1992. 249 p.

179. Svensson E., Raberg L., Koch C., Hasselquist D. Energetic stress, immunosuppression, and the costs of an antibody response // Funct. Ecol. .1998. V. 1-2. P. 912-919.

180. Thomas F., Adamo S., Moore J. Parasitic manipulation: where are we and where should we go? // Behavioural Processes. 2005. V. 68. P. 185- 199.

181. Thompson S.N. Biochemical and physiological effects of metazoan endoparasites on their host species // Сотр. Biochem. Physiol. 1983. V. 74B.P. 183-211.

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

183. Underhill D.M., Ozinsky A., Hajjar A.M., Stevens A., Wilson C.B., Bassetti M., Aderem A. The Toll-like receptor2 is recruited to macrophage phagosomes and discriminates between pathogen // Nature, 1999. V. 401. P. 811-815.

184. Vabulas R.M., Ahmad-Nejad P., Ghose S., Kirschning C.J., Issels R.D., Wagner H. HSP70 as endogenous stimulus of the Toll/interleukin-1 receptor signal pathway // J.Biol Chem. 2002. V. 277. P. 15107 15112.

185. Verhulst S., Dieleman S.J., Parmentier H.K. A tradeoff between •immunocompetence and sexual ornamentation in domestic fowl // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96. P. 4478-4481.

186. Vitkovic L., Bockaert J., Jacque C. "Inflammatory" cytokines: neuromodulators in normal brain? // J. Neurochem. 2000. V. 74(2). P. •457."

187. Vollestad L.A., Quinn T.P. Trade-off between growth rate and aggression in juvenile coho salmon, Oncorhynchus kisutch // Animal Behav. 2003. V. 66(3). P. 561 568.

188. Wedekind C., Folstad I. Adaptive and non-adaptive immunosupression by sex hormones? // Am. Nat. 1994. V. 143. P. 936 -938.

189. Werling D., Jungi T.W. Toll-like receptors linking and adaptive immune response // Veterenary immunology and immunopathology. •2003. V. 91. P. 1 12.

190. Wiehn J., Korpimaki E., Bildstein K.L., Sorjonen J. Mate choice and reproductive success in the American kestrel: a role for blood parasites // Ethology. 1997. V. 103. P. 304 317.

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

192. Yirmiya R. Endotoxin produces a depressive-like episode in rats // Brain Res. 1996. V. 711(1-2). P.163 174.о

193. Zala S.M., Potts W.K., Penn D.J. Scent-marking displays provide honest signals of health and infection. Behavioral Ecology. 2004. V. 15 (2). P. 338 344.

194. Zavazava N., Eggert F. MHC and behavior // Immunol. Today. 1997. V. 18. P. 168- 170.

195. Zuk M., Johnsen T.S. Social environment and immunity in male red jungle fowl //Behav. Ecol. 2000. V. 11. P. 146 153.

Информация о работе

Акулов, Андрей Евгеньевич
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2009
ВАК 03.00.13

Диссертация

Социальное поведение и его "энергетическая стоимость" при активации иммунной защиты у лабораторных мышей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы