Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Строение и функции специфических комплексов в углах рта у двух видов хомячков рода Phodopus

ВАК РФ 03.00.08, Зоология

Автореферат диссертации по теме "Строение и функции специфических комплексов в углах рта у двух видов хомячков рода Phodopus"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ МОРФОЛОГИИ и экологии ' ' ЖИВОТНЫХ ии. А.Н.СЕВЕРЦОВА

'•■ : I . )

.. .. . Уда 599.147.8

На правах рукописи

ФЕОКТИСТОВА Наталья Юрьевна

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИЙ СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ .В УГЛАХ РТА У.ДВУХ ВИДОВ ХОМЯЧКОВ РОДА рнооороэ.

03.00.08 - зоология

• I

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Москва - 1994

Работа выполнена в Институте эволюционной морфологии и экологии животных им.А.Н.Сеаерцова ' Российокой Академии Наук.

Научный руководителе - академик В.Е.Соколов Официальные оппоненты:

доктор биологических наук С.А.Шилова кандидат биологических наук И.А.Кигарев

Ведущее учреждение:

Кафедра зоологии позвоночных животных и общей экологии Биологического факультета'Московского. ■ государственного университета им.М.В.Ломоносова _ -Защита диссертации состоится! 22 февраля 1994 г.- в часов" на заседании Специализированного совета Д.002.48.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук в

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Отдаления общей биологии.РАН.

Ученый секретарь Совета-, кандидат биологических наук

Институте эволюционной морфологии и экологии животных им.А.Н.Северцова РАН-, по адресу: 117071 Москвр-, В-71', Ленинский проспект-,33.

1994г.

Л.Г.Капралова

Актуальность темь:. Роль специфических кожных желез в жизни млекопитающих-, за исключением хемокомк-уникативного аспекта-, изучена крайне слабо. Очевидно-, чгз функции, выполняемые этими анатомическими структурами гораздо более широки и разнообразны-, чем это предполагалось до настоящего времени. Применение в решении данной задачи комплексного подхода; сочетающего ряд гистологических-, гистохимических-, биохимических", микробиологических-, физиологических и поведенческих методов позволяет оценить связь глубоких физиологических процессов в организме с деятельностью специфических кожных желез-, что до настоящего времени являлось практически не исследованной проблемой.

Кроме того-, крайне актуальным является изучение роли запаха секрета специфических железистых комплексов в регуляции социальных взаимоотношений ме.жду особями в популяции и поддержании по-пуляционного гомеостаза.

Целью настоящего исследования явилось изучение строения и функций специфических железистых комплексов в углах рта у двух видов ХОМЯЧКОВ рода phodopus ( Rodontia, Cricetinae) - ДЖуНГарСКО-го (ph. sungorus ) И Кэмпбелла ( Ph. carcpbelli). В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи :

1,- дать описание макроморфологического и гистологического строения специфических комплексов в углах рта взрослых особей двух указанных видов мохноногих хокячкоб-, а также описание бактериологического состава секрета изучаемых анатомических образований.

2,- изучить анатомическое и функциональное становление специфических комплексов в углах рта б процессе- постнатального развития хомячков-, а такде характер становления бактериальной флоры секрета.

3,- выявить зависимость макроморфологических-, гистологических к бактериологических характеристик специфических комплексов от репродуктивного статуса особей у двух исследуемых видов.

4,- выяснить возможность участия секрета указанных анатомических структур в глубоких физиолоп зских процессах в организме взрослых особей хомячков-, на примере хомячка Камг.белла.

5,- проанализировать участие секрета специфических комплексов в процессах нормального выпивания-, роста д. функционирования осга-

низма детенышей хомячков на примере хомячка Кэмпбелла. 6,- исследовать роль секрета специфических комплексов в процессах химической коммуникации у двух рассматриваемых видов: в индивидуальном распознавании-, а также распознавании пола и физиологического состояния особей.

Научная новизна, впервые на примере уникальных анатомических структур у двух видов хомячков рода рьо^ориз осуществлена попытка комплексного подхода к решению сложной и мало исследованной " проблемы функций специфических кожных желез с применением различных методов исследования: макроморфологических; гистологических; биохимических; бактериологических; физиологических' и поведенческих. Описаны новые; ранее не известные функции секрета рассматриваемых анатомических структур; связанные с существенным влиянием на протекание ряда важных физиологических процессов в организме животных. Показана широкая полифункциональность исследуемых уникальных анатомических образований; наличие которых рассматривается; как высокоспециализированная видовая ' адаптация. Показано-; что изучаемая анатомическая структура (дополнительный мешочек в устье защечного мешка) является важным составляющим железистого комплекса углов рта мохноногих хомячков; функциональными и структурными элементами которого являются также железистое поле защечного мешка и специфическая региональная микрофлора. Прослежено становление функциональной системы специфических железистых комплексов углов рта в онтогенезе и и осуществлена попытка установления связи деятельности бактериальной флоры-, находящейся в изучаемых анатомических струтурах с нуждами организма-хозяина.

Теоретическое и практическое значение. В ходе проведенного исследования были обнаружены и изучены ранее не известные и не предполагаемые функции специфических кожных желез. Применение комплексного подхода в процессе исследования позволило получить убедительные доказательства теоретического положения о полифун-кциональнос. л специфических кожных желез. Содержащиеся в работе положения вносят существенный вклад б разработку систематического подхода; определяющего организм; как единую сложноструктурированную функциональную систему.

Практический интерес работы связан с обнаруженными функциями уникальных специфических комплексов углов рта хомячков рода рьо-аориэ, которые позволяют рассматривать этих животных', как во всех отношениях удобную модель для изучения проблемы детского неспецифического энтероколита- медицинской к ветеринарной проблемы-, вставшей особенно остро в последние два десятилетия нашего века. Полученные б ходе проведения работы данные могут послужить основой для дальнейших исследований-, связанных с разработкой методов лечения этого тяжелого-, зачастую смертельного заболевания животных и человека.

. Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на 7 Всесоюзном совещании по грызунам (Нальчик',1988)-, на 5 съезде Всесоюзного Териологического общества (Москва-, 1990)', на конференции молодых ученых И0МЭ1 РАН (Москва;1990) и на совместном коллоквиуме лаборатории поведения-, • морфологии и экологии высших позвоночных животных и группы общей экологии ИЭМЭЖ РАН (Москва-, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано и сдано в печать 9 работ.

Структура работы. Работа состоит из введения-, 6 глав-, выводов и списка литературы. Каждая глава включает краткое введение в проблему-, изложение методики-, результатов и обсуждение. Содержание работы-изложено на \*^Цстраницах. Диссертация иллюстрирована 36 рисунками; содержит 31 таблицу. Список цитируемой литературы включает названий; из них(^Д_ на иностранных языках.

ВВЕДЕНИЕ.'

В данном разделе рассматриваются вопросы актуальности темы-, изложены поставленные цели и задачи; приведена краткая характеристика мохноногих хомячков; как объекта исследования; проводиться краткий обзор состояния изученности вопроса о функциях спег -фических кожных желез у млекопитающих.

ГЛАВА 1. ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ- СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ-, СООТНОШЕНИЕ ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИХ И БАКТЕРИАЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ СЕКРЕТА У ХОМЯЧКОВ РОДА PHODOPUS.

Часть 1. Макроморфологическое я гистологическое строение.

Два представителя рода мохноногих хомячков: джунгарский (Phodopus sungorus ) И хомячек Кэмпбелла (ph. campbelll ) являются обладателями парных специфических железистых 'комплексов-, расположенных в углах рта. Первое упоминание о самом факте наличия ЭТИХ структур имело место ТОЛЬКО В 1986 году Urischke, 1986 для . ph.sungi'. us )-, о присутствии указанных образований у второго вида ( ph.campbeiii ) было сообщено нами (Соколов и др.-Д991) несколько позже.

Комплекс представляет собой совокупность относительно крупного кармана-, расположенного между кожей щеки и латеральной Стенкой защечного мешка и открывающегося в ротовую полость у устья последнего-'и примыкающего к устью кармана-мешочка хорошо выраженного железистого поля защечного мешка. Карман-, в связи со своим топографическим положением был назван дополнительным мешочном в устье защечного мешка ("ДМ"- Соколов и др.-,1991). Мао-са специфических комплексов составляет в среднем 0.35 - 0.05 % от веса тела животного. ДМ заполнен желтовато-белым содержимым с резким характерным специфическим запахом-, количество которого можёт достигать 20 - 30 мг.

При визуальном исследовании области углов рта у живых зверьков- представителей 6 других родов подсемейства encetinae Старого Света не' было обнаружено подобных структур. Анализ работ-, посвященных исследованию строения желез оральной области у других представителей отряда грызунов ( Quay, 1962- 1963', 1965-,. Соколов; 1973-, Кожный покров...-,1988) также свидетельствует об отсутствии у них аналогичных образований. Таким образом-, на данном этапе можно говорить об уникальности специфических железистых комплексов в углах рта у двух упомянутых видов мохноногих хомячков.

Изучение гистологического строения ДМ-, проведенное на материале 4-х месячных не размножавшихся самцов и самок (по- 3 особи

каждого пола) хомячка Кэмпбелла свидетельствует о том-, что оти структуры имеют эпидермальное происхождение. Общий план строения ДМ представлен в виде схемы на рис.1:

са кожи. Толщина его здесь более-, 1

чем в два раза превышает таковую кожи. В клетках базального и шиповатого слоев отмечается активная диффузная базофилия. Далее располагаются плотные пласты-, состоящие из слоев мертвых клеток-,, отслаивающихся в полость мещочка (3). Сама полость заполнена бесструктурным содержимым- секретом (4).

Анализ данных о массе и относительном весе двух основных составляющих специфического комплекса: ДМ и секреторного поля (материал получен от 80 зверьков) показал-, что данные анатомические • структуры в равной степени развиты у взрослых неразмножающихся самцов и самок обоих исследуемых видов. Не обнаружено половых отличий и в относительном количестве содержащегося в ДМ секрета-, а также'в особенностях гистологического строения ДМ. В то же время отмечены статистически достоверные отличия в величинах массы и относительного веса содержимого ДМ (т.е. в показателях*, отражающих уровень функционально!' активности) между двумя исследованными видами хомячков: у самцов и самок джунгарского хомячка эти значения ниже; чем у хомячков Кэмпбелла (р^О.Об). Этот, факт можно предположительно связать с особенностями поведения

Стенка мешочка образована двумя слоями. Внешний слой; в свою очередь*, представлен двумя слоями фиб-розно-эластической ткани; между которыми располагается тонкий слой поперечно-полосатых мышечных волокон (1). Кроме того; тяж поперечно-полосатой мышечной ткани охватывает устье мешочка в виде толстого кольца (5). Внутренний слой стенки мешочка состоит из многослойного эпителия (2); имеющего' ряд особенностей; отличающих его от опидерми-

1

рис.1

джунгарского хомячка-, а именно с часто проявляемой формой оборонительного поведения-, сопровождающейся активным удалением секрета ДМ ( Krischke, 1986).

Часть 2. Роль секреторного поля защечного мешка в формировании содержимого ДМ.

В данном разделе приводится описание .проведенных экспериментов по оперативному удалению примыкающего к ДМ секреторного поля-, результаты которых однозначно свидетельствуют о значительной роли сальных желез поля в процессах формирования содержимого-, накапливающееся в ДМ.

Часть 3. Бактериальная композиция секрета ДМ у взрослых хомячков Кэмпбелла. ■

При проведении бактериологического анализа образцов секрета ДМ-, полученных от 5 самцов и 5 самок хомячка Кэмпбелла в качестве ОСНОВНЫХ форм были отмечены КОККИ Streptoccocus faecium и тонкие*, неподвижные-, неспорообразующие анаэробные палочки-, представляющие соОой смесь Propionibacterium и', предположительно-,

• ^ взрослых неразмножающихся животных отмечается некоторое преобладание стрептококков над тонкими палочками,. (рис.2). Указанные доминирующие формы в среднем составляют 82' -- 96 % общего количества бактерий в секрете. В незначительных количествах высевались также Streptoccus salivar-ius, Brevibac-terium и Bacillus.

'Соотношение основных форм бактерий в секрете (рис.2) является весьма стабильным. Этот факт-, возможно-, отражает потребности организма хомячков в секрете ДМ со строго определенным составом и свойствами-, в значительной степени обуславливаемыми деятельностью бактериальной флоры. Среди обнаруженных б секрете форм имеются такие-, которые способны продуцировать целый ряд жизненно важных веществ: ферментов-, антибиотиков-, витаминов', незаменимых аминокислот. Так*, например-, пропионовокислые бактерии являют ся одними из наиболее мощных продуцентов витаминов группы В и-, в частности-, B^g (Витаминные ресурсы1961)-, кроме, того-, они способны продуцировать антибиотики- пропионин и бактерицин. Та-

ким образом-, благодаря деятельности бактерий секрет ДМ может представлять из себя вещество с высокой степенью биологической активности и оказывать существенное влияние на функционирование организма животных.

ГЛАВА 2. ОНТОГЕНЕЗ СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В УГЛАХ РТА У ДЕТЕНЫШЕЙ ХОМЯЧКА КЗМПВЕЛЛА И ДЖУНГАРСКОГО ХОМЯЧКА.

Исследование-, проведенное на более чем 300 детенышах джунгаг-ского хомячка и хомячка Кэмпбелла обоих полов показало-, что наиболее важным этапом в формировании специфических комплексов является период-, начиная с 6-и (для Рь.сашрЬеШ ) и 8-и (для рь. випаогиэ ) дневного возраста и до 20-го дня постнатального онтогенеза. В 6 и 8 дневном возрасте у детенышей хомячков указанных видов появляются первые признаки функционирования ДМ (которые становятся видимыми невооруженным глазом в виде белого пятнышка диаметром около 1 мм)', а такке начинает формироваться секреторное поле. Также в этом возрасте в месте формирующегося ДМ присутствуют и концентрируются все те формы бактерий-, которые отмечаются в составе секрета ДМ взрослых особей-, хотя и в ином соотношении (рис.2). В дальнейшем специфические комплексы в углах рта у детенышей обоих видов формируются, очень быстро и уже к 10-му дню приобретают вид-, характерный для взрослых особей. Растет количество накапливающегося б ДМ содержимого-, активно складывается стабильный состав бактериальной флоры. К 20 дням постнатального развития относительный вес обоих составляющих специфического комплекса (ДМ и примыкающего к нему поля)-, а также относительное количество содержимого сопоставимы с аналогичными значениями-, характеризующими взрослых неразмножающихся животных. В этом же возрасте соотношение основных форм бактерий е секрете отражает таковое-, отмечаемое у взрослых особей. Данные о гистологическом строении ДМ также свидетельствуют об их полной сформироканност-' к указанному возрасту (Соколов-, Демина-, 1992).

Таким образом-, начало -функцией рования специфических комплексов у хомячков каждого вида на 2 дня опережает начало перехода детенышей с молочного на смешанное питание-, включающее твердые, корма. Завершение же формирования этих структур совпадает с пе-

реходом детенышей к самостоятельной жизни в природе (Васильева1, 1990; Телицына; 1993).

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ РЕПРОДУКТИВНОГО СОСТОЯНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И СОСТАВ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ СЕКРЕТА ДМ.

При анализе материала; подученного от 26 особей хомячка Кэмп-белла и 26 особей джунгарского хомячка (взрослые животные обоих полов; принимающие участие в размножении) было установлено; что у самок х-омячков обоих исследуемых видов; выкармливающих очередной выводок; *ак абсолютные; так и относительные значения веса ДМ и его содержимого достоверно (р<0.05 - 0.01) выше; чем у самок того же возраста; не участвовавших в размножении. При этом у > размножающихся самок хомячка Кэмпбелла относительный вес секреторного поля также достоверно (р<0.05) выше;- чем у неразмножаю-щихся;(для самок джунгарского хомячка этой зависимости не обнадеживается). Не обнаруживается статистически достоверных отличий в значениях указанных показателей .для самцов; принимающих и не .принимающих участие в размножении (т.е. при. наличии или отсутствии детенышей при содержании животных в семейных группах).

При анализе бактериальной композиции секрета ДМ размножающихся самцов (5 особей) и лактирующих самок (7 особей) хомячка Кэмпбелла были отмечены те же формы, бактерий; что и у не размножающихся зверьков того же возраста и пола; Однако соотношение основных бактериальных форм иное. Доля тонких палочек в секрете ДМ лактирующих самок достоверно выше (р4.0.05); а доля Streptococcus fae-cium, соответственно; ниже (р<0.05) ; чем у неразмножающихся особей того же пола. У размножающихся самцов аналогичные сдвиги в составе бактериальной композиции секрета ДМ также имеют место; однако статистическая достоверность отличий не была установлена.

Указанные изменения в массе специфических комплексов и составе соответствующей микрофлоры; вероятно; отражают потребности лакирующей comkv. и самих, детенышей; собственные специфические комплексы которых развиты еще недостаточно; в большем количестве секрета ДМ определенного состава.

• дочно-кишечного тракта в указанной экспериментальной ситуации.

Лмпекие детенышей возможности получать секрет ДМ достигалось путем хирургического удаления данных образований как у самих детенышей', так и у их родителей.

Основной части исследования предшествовала дополнительная се- . рия экспериментов-, проведенная о целью выяснения возможного бли-ния на определяемые показатели самого факта оперативного удаления ДМ при сохранении возможности получать секрет данных образований от других членов семейной группы (см.часть 2 наст.главы). Для этого у половины детенышей в выводке в возрасте 7 дней удаляли оба мешочка', в то время как остальные подвергались ложной

• операции: у них удаляли кусочек верхней губы в непосредственной близости от ДМ. Родители оставались интактными. Материал был получен от 27 оперированных и 21 ложнооперированного самца и 20 оперированных и 18 ложнооперировашых самок из 17.выводков. В показателях роста*, развития и выживаемости у детенышей в двух указанных группах не было обнаружено статистически достоверных отличий. Данте о динамике массы тела и внутренних органов оперированных в данной серии опытов детенышей были в дальнейшем использованы в качестве контрольных значений при анализе результатов основного эксперимента.

В основной части работы были проанализированы данные о росте и развитии 223 детенышей из 46 выводков.

Тэкспериментальную' группу (33 самца и 32 самки из 11 выводков) составляли детеныши', у которых в возрасте 7 дней были удалены ДМ-. 'но у одного из детенышей в каждом выводке был сохранен фрагмент мешочка. Родители также были оперированы*, не позже*, чем за месяц до,рождения выводка.

Во ГГ-й (25 самцов и 30 самок из 19 выводков) и 111-й (22 самца и 28 самок из тех &е выводков) экспериментальных группах все детеныши были оперированы в те же сроки*, что и животные в X группе и содержались с оперированными родителями-, но при этом половина дегеныией в каждом выв«.. ,лв получали перорально суспензию; приготовленную из секрета ДМ особей-доноров (][Т группа)-, а-другие- в эквивалентных количествах воду (1И группа).

экспериментальная группа (27 самцов и 26 сачоч из 16 вы-

водков) состояла из оперированных детенышей', содержавшихся с оперированными родителями и ежедневно получавших перорально суспензию; приготовленную из сухого медицинского препарата бифидобак-герий (BifidoЬaeter•inum

При ежедневном осмотре детенышей отмечалось их общее состоя-.-

нив', а также количество больных и погибших особей. Данные по-т-"/' ;

/

смертности сравнивались с таковыми; полученными в результате наб~ людения за 1Е0 детенышами из 20 кнтактных выводков. .

В отдельной серии опытов у б детенышей обоего пола.с удаленными ДМ; воспитывавшихся оперированными.родителями (условия; аналогичные услови -л для 111 экспериментальной группы) в возрасте 8; 20 и 30 дней были собраны мазки свежевыделенного кала для подсчета общего количества содержащихся в нем бактерий. Результаты .сравнивались со значениями; полученными для того же количества ин-тактных детенышей того'же.возраста..

Если само по себе оперативное удаление ДМ не отражается сколько-нибудь существенным образом на показателях выживаемости и развития детенышей; то исключение или резкое ограничение.возможное-' ти получать содержимое мешочков; особенно, в первую половину первого месяца жизни детенышей-, приводит к ярко выраженным негатив- -.ным последствиям. -

Полное лишение детенышей возможности получать секрет ДМ.естественным путем (И и Щ экспериментальные группы) ведет к значительному возрастанию смертности (рис.3; 4) и негативно сказывается на росте и развитии детенышей обоих полов (рис.5).

При этом даже небольшие количества секрета ДМ; поступающие в организм естественным путем до определенной степени восстанавливают процессы роста й развития детенышей. Действительно; значительная гибель детенышей в Т экспериментальной группе; достоверно превышающая контрольный уровень (рис.3); приходится на первую декаду первого месяца жизни; т.е. до того момента; когда фрагмент ДМ; оставленный у одного из сибсов; не начнет активно функционировать. После этого смертность детенышей обоих полов резко сокращается и уже не отличается от контрольного уровня; так же; как и ряд показателей развития репродуктивной системы (рис.5). Применение препарата бифидобактерий (17 экспериментальная

группа) приводит к изменению, подекадных показателей смертности детенышей. Уровень смертности в течении первой декады жизуи практически не отличается от контрольного уровня', однако резко возрастает в течение второй декады (рис.3). Такая картина существенно, отличается от наблюдаемой в Т; Ц и ИТ экспериментальных группах и свидетельствует о том; что препарат бифидобактерий оказывает выраженное терапевтическое протектирующее воздействие', но только в период чисто молочного питания хомячков. Известно; что у детенышей крыс в период молочного вскармливания в кишечнике в ' норке присутствуют бифидо- и лактобактерии (smith, сгаьь, 1961); предотвращающие заболевания желудочно-кишечного тракта в этом возрасте. Вполне допустимо предположение; что аналогичная ситуация имеет место и Вотношении детенышей хомячков. Как показали наши исследования; у оперированных хомячков; воспитываемых оперированными родителями; даже в первую декаду жизни отмечается .>в-ный дисбактериоз. кишечной флоры и развитие - патогенных форм.-Введение в этом возрасте препарата бифидобактерий 'оказывает проектирующий эффект. При переходе к самостоятельному питанию твердыми кормами (у хомячков Кэмпбелла'в 8-ми дневном возрасте) в кишечнике меняется рН среда и бифидо- и лактобактерии уступают место формам типа в.оон (Lee, Hoitz, i98o), после чего терапия бифидобактерином становится неэффективной. Действительно; в нашем случае.смертность детенышей экспериментальной группы резко возрастает именно на протяжении второй декады первого месяца жизни (рис.3).

.В то же время необходимо отметить; что применение бифи^ дум бактерика'не приводит .а полной нормализации-процессов роста и развития детенышей (рис.5).

Следует особо подчеркнуть; что во всех экспериментальных группах гибели детенышей; как правило; предшествовали явления нарушения пищеварения и заболевания желудочно-кишечного тракта по . типу неспецифического некротизирующэго энтероколита; сопровождающиеся значительным вспучиванием живота и появлением неоформленных каловых масс зеленовато-желтого цвета; засыхающих на брюшке и хвостике детенышей. Эти явления отмечались преимущественно в период перехода на самостоятельное питание. На рис.4 приве-

60

50'

40

30

20 10

Рисунок 2. Соотношение основных форм бактерий в секрете ДМ у хо-, млчков разного возраста (%).*' -

9 О

-к.

• _ КОККИ

О—— - палочки тонкие.

-и.

л.

возраст.

6 10 15 20 25 30 взрослые неразы.

Рисунок з. Процент Гибели детенышей в 4х экспериментальных группах и в контроле в течении первого месяца жизни.

22

16

0

1 декада

30

15 ■

а

5-, 5

0

11 декада

£

*

24

6-,?

111 декада

□

К 1 .2 3 4 " К 1 г 3 4 "" К 1 2 3 4 Рисунок 4 • Относительное количество заболевших детенышей'и число

а* -ТГ ш

1 погибших из них (£).

Р заболевшие Ц погибшие.

12 3 4

Риоунок 5. Масса тела (г) и вес органов (мг/г) у оперированных месячных самцов (А) и самок. (Б) в контроле и 4х. экс-• периментальных группах.

ь

47Ай

К 1 2 3 4

семенник

Ш

7«

% 2

рй'

227' (53 ■

К 1 2 3 матка

Ю

К 1 2 3 4

.тимус

о 1 о

X

Л1

<22

¿.1

£0

•(5 42

К 1 2 3 4 п

. ник

¿Й

I

надлочеч- *

о о

<02' <361

К 1 2 3 4 тимус о о ДЗг*1

К 1 2 3 4 К 1 2 3 4 К 1 2 3 4

о- достоверность отличий от контроля ( Р<0\05-0,001); х- достоверность отличий от 1 группы ( Р<0-, 05-0', 001).

дены данные о количестве заболевших детенышей во всех экспериментальных группах и доля погибших из них. •

Во всех экспериментальных группах были отмечены также явления-, соответствующие картине авитаминоза: шелушение кожи-, ухудшение. состояния шерсти (ее потускнение-, сваливание-,выпадение волос вплоть до полного облысения ); заболевания глаз.

Таким образом*, проведенные эксперименты со всей очевидностью продемонстрировали важность наличия секрета ДМ для обеспечения нормального выживания-, роста и развития детенышей хомячка Кэмп- ■ белла.

Крайне интересным представляется факт сходства описанного явления с эффектом действия так называемого "материнского феромона" у крЫС. Многолетними исследованиями (Leon, fcoltz, 1972; Ьее, Moltz, 1980-, Moltz, 1984) было установлено-, ЧТО У крысят (Rattue norvtgioue ) в возрасте с 14 по 27 день-, в период перехода на питание твердыми кормами-, имеет место активное потребление фекалиев самки-матери. В случае лишения детенышей возможности потреблять кал самки у них развивается тяжелая форма энтероколита1 часто сопровождающаяся смертельным исходом ( Moltz, 1984). .Это объясняется тем-, что-, как уже было сказано-, в. указанный период. развития в кишечнике происходит изменение pH среды и смена доминирующих бактериальных форм с бифидо- и лакгобактерий на формы типа е.coil (smith, Сгаъь, 1961) } которые при определенных условиях способны вызвать данное заболевание. Протектором против. :НЭК в этот период жизни крысенка является дезоксихолиевая кислота-, в значительных количествах содержащаяся в фекалиях самки-матери

(Kilpatrlclt et al., 1963).

У детенышей хомячка Кэмпбелла; лишенных возможности получать секрет ДМ-, как показали наши исследования-, также развивается дисбактериоз кишечной флоры и отмечается присутствие значительно, большего-, по сравнению о нормой-, количества бактерий типа в. coli.[Вероятно; Что содержимое мешочков в данном случав в норме также предотвращает развитие НЭК. При этом хомячки; как и детеныши крыс; нуждаются в экзогенном источнике протектирующего вещества т.к. в период перехода на самостоятельное питание их собственные специфические комплексы еще не получают достаточного

- 19 -.

развития. Роль такого источника выполняют специфические комплексы родителей. Действительно-, как уже было сказано, (глава 3);у самок в пе.риод выкармливания очередного выводка возрастает функциональная активность комплексов и меняется бактериальная композиция секрета. Детеныши же хомячков в этом возрасте активно привлекаются запахом секрета самки-матери-, обнюхивают и вылизывают его (часть 2 наст, главы)', также-, как и детенышей крыс активно привлекают фекалии самки.

Отмеченные особенности позволяют заключить', что хомячки рода ' Phodopus в частности; хомячек Кэмпбелла; будучи по ряду параметров более удобным; чем крыса; объектом лабораторного содержания; могут быть использованы в качестве удачной модели для изучения проблем детского некротизирующего энтероколита и методов борьбы с ним- проблемы; остро вставшей в последние два десятилетия нашего Века (Sweet, 1930).

Вопрос о конкретных механизмах действия содержимого ДМ во • всех его аспектах остается открытым и подлежит дальнейшему изучению. Роль действующего начала в данном случае; вероятно; внпол- . няет другое отличное от обнаруженных в случае с крысами желчных кислот; вещество (вещества). На данном этапе можно высказывать предположения только о том; что свойства секрета специфических комплексов должны в значительной степени быть обусловлены деятельностью специфической микрофлоры; в составе которой отмечены формы; способные продуцировать целый ряд важных биологически активных- веществ (глава 1).

Часть 2. Реакция детенышей разного возраста на запах секрета специфических комплексов самки-матери.

В данной части исследования; проведенной на 300 детенышах хомячка Кэмпбелла и джунгарского; было продемонстрировано сильное привлечение детенышей в возрасте с 5-го по 11 день запахом секрета ДМ самки-матери. Тот факт; что детеныши хомячка Кэмпбелла начиная с 6-го; а детеныши джунгарского хомячка- с 8-го дня не только активно обнюхивают; но и лижут ватку с секретом; свидель-ствует ) том; что детеныши восполняют недостаток собственного секрета в данный период развития за счет специфических комплексов

самки (а в созданной экспериментальной ситуации-, очевидно-, и за счет тех сибсов-, у которых при операции был оставлен фрагмент мешочка). Кроме того-, такое вылизывание обеспечивает передачу бактериальной флоры секрета от матери к детенышам.

Часть 3. Формирование бактериальной флоры в секрете ДМ детенышей хомячка Кэмпбелла*, воспитываемых родителями с удаленными ДМ.

Данные', полученные нами на основе анализа 54 образцов секрета от детенышей хомячка Кэмпбелла в возрасте 6; 10; 15; 20; 25 и 30 дней; воспитанных родителями с удаленными ДМ; свидетелствуют о том; что композиция секрета детенышей находится в определенной : зависимости от бактериальной композиции секрета родителей. У детенышей; лишенных возможности получать секрет ДМ; а; следовательно; и бактериальную флору от родителей в составе секрета; хотя и наблюдаются все формы бактерий; характерные для секрета ДМ ин-тактных детенышей; однако в ином соотношении. Так; вплоть до 30 дня постнатального онтогенеза у таких"детенышей отмечается достоверно более низкое количество тонких палочек; представляющих собой смесь Propionibacterium и bujbctCJÜJulUJfVN• ® конечном итоге такие нарушения бактериальной композиции секрета могут, сущест- . венным образом отражаться на благополучии организма детенышей в целом.

ГЛАВА 6. РОЛЬ ЗАПАХА СЕКРЕТА СПЕЦИФИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ В УГЛАХ РТА В ПРОЦЕССАХ ХИМИЧЕСКОЙ КОММУНИКАЦИИ У МОХНОНОГИХ ХОМЯЧКОВ.■

Часть 1..Индивидуальное распознавание.

Во введении к настоящей главе приводится анализ известных из литературы сведений об участии секретов специфических кожных желез в процессе индивидуального распознавания у ряда представителей отряда грызунов.

Отмечается; что у двух исследованных видов мохноногих хомячков в поведенческом репертуаре значительное место занимают назо--оральные контакты; как при встречах незнакомых особей; так и при общении особей в. семейной группе (Суров; 1986; Penis & Feiiis, 1989), что может косвенно свидетельствовать в пользу

участия Запаха секрета специфических комплексов в углах рта в процессах химической коммуникации у данных видов..

Экспериментальная' работа была проведена с применением методики основанной на угасании исследовательской -реакции на неоднократно предъявляемый запаховый стимул и восстановление ее в ответ на предъявление нового запаха ( методика "habituation- discrimination "-, Haipin , 1980-, 1986), В работе было использовано по 10 взрослых, сексуальноопытных самцов и самок хомячка Кэмпбелла и 10 самцов джунгарского хомячка.

В.процессе эксперимента у тестируемых самок ежедневно определяли фазу эстрального цикла по картине вагинального мазка.

Полученные для всех тестируемых хомячков данные свидетельствуют о высокодостоверном (р< 0.001) снижении времени исследовательской реакции на неоднократно предъявляемый запах секрета специфических комплексов (ДМ) одной особи и резком (р^0.05) его ь'оз-' растании при предъявлении запаха ДМ от другой (незнакомой) особи.

Это позволяет сделать заключение о способности 'хомячков различать запах секрета ДМ разных особей и предполагать, возможность его участия в процессах индивидуального' распознавания.

Обусловленность индивидуальных вариаций в -запахе секрета специфических комплексов может быть связана-, в том числе-, с вариациями как общего числа бактерий в секрете-, так и с соотношением минорных компонентов бактериальной флоры.

Учитывая то-, что формирование специфических комплексов завершается задолго до полового созревания ( глава 2)-, в период-,

когда ряд других специфических кожных ж§лез еще не получает достаточного развития-, запах ДМ может играть важную роль во взаимоотношениях родителей и детенышей в природе-, обеспечивая нормальное выливание последних.

Часть 2. Распознавание пола и физиологического состояния особей.

Во введении к данной части приводится обзор литературы-, посвященный участию различных экскретов-, и в первую очередь*, запахов се оетов специфических кожных желез в распознавании пола и физиологического состояния самок у представителей отряда грызу-

нов. Отмечается-, что мохноногие хомячки ( джунгарский и Кэмпбелла) способны распознавать пол конспецификов по .общему запаху тела ( Heisier", 1984а-, Reasner ', Johnston-, 1987)-, половую принадлежность особи и физиологическое состояние самок - по запаху сре-днебрюшной железы ( Васильева', 1990-, Lai et ai. •, 1991 а-,б).

Экспериментальные исследования были проведены с использованием двух методических подходов: (1)- метода регистрации времени исследования пары одновременно предъявляемых запаховых стимулов-, отличающихся по какому-либо параметру и (2) - метода регистрации поведенческих ответов тестируемых особей на территориях с различными запаховыми фонами. В экспериментах было использовано 37 самцов и 18 самок хомячка Кэмпбелла и 36'самцов и 16 самок джунгарского хомячка.

Первый из указанных методов однозначно выявил предпочтение тестируемыми самками обоих видов запаха секрета ДМ самцов - конспецификов ( р^0.05). Самцы хомячков обоих исследуемых видов демонстрируют однозначное предпочтение ( р^0.05) запаха секрета специфических комплексов от самок-, находящихся в состоянии послеродового эструса запаху самок находящихся в состоянии диэструса. Не выявлено разницы во времени исследования самцами обоих видов запаха самцов и диэсгральных самок своего вида.

В то же время-, анализ характера поведенческих ответов на территориях с различными запаховыми фоками позволил продемонстрировать различия в ответе самцов на запах специфических комплексов особей своего и противоположного пола. Серии экспериментов-, выполненные на самцах ph.sungorus кроме того-, показали большое сходство поведенческих ответов; демонстрируемых в ответ на предъявление различных источников запаха особи определенного пола. Так; при предъявлении запаха самцов ( мочи; подстилки; секрета ДМ ) отмечалось достоверное возрастание такой формы поведения; как маркирование среднебрюшной железов ( р<0.05); а при предъявлении аналогичных запахов самок - возрастание частоты маркирования ано-генитальной областью ( р^О.ОЬ).

Таким образом ; установлена принципиальная возможность участия запаха секрета специфических комплексов в углах рта в распознавании пола и физиологического состояния самок у обоих исследуемых'видов.

БЫВОДЫ.

1. Специфические комплексы в углах рта у двух видов хомячков

рода РЬосЮриБ ( РЬ . сатрЬеШ ; РЪ . зиг^огив ) ЯВЛЯЮТСЯ КРУПНЫМИ',

оригинально устроенными парными образованиями', неизвестными к настоящему времени для других видов грызунов. Комплекс состоит из дополнительного мешочка (ДМ) эпидермального происхождения-, заполненного секретом и примыкающего к нему железистого поля; расположенного на стенке защечного мешка.

Содержимое мешочка формируется при участии слущивающихся эпителиальных клеток внутренней стенки мешочка; секрета сальных желез секреторного поля; а также при участии специфической микрофлоры. В состав бактериальной флоры, заселяющей ДМ; входят формы способные продуцировать антибиотики; витамины; ферменты.

2. Показатели относительного веса; функциональной активности и гистологического строения специфических комплексов; а также бактериальная композиция секрета не связаны с половой принадлежностью особи вне периода размножения; что свидетельствует об одинаковой значимости этих структур для животных обоих полов.

3. Функциональная активность специфических комплексов возрастает у лактируюших самок; что имеет весьма определенное адаптивное значение; отражая потребности в секрете детенышей в период; когда их собственные комплексы еще недостаточно развиты. При этом; запах секрета специфических комплексов матери является аттрактивным для детенышей; особенно в период перехода последних с чисто молочного на смешанное питание.

4. Специфические комплексы в углах рта у детенышей хомячков исследуемых видов начинают функционировать в раннем постнатальном онтогенезе; их активное формирование совпадает с периодом перехода детенышей на самостоятельное питание. Окончательное формирование комплексов с характерной для взрослых особей композицией бактериальной флоры завершается к моменту начала самостоятельной жизни детенышей; задолго до периода полового созревания; что сильно отличает изучаемые структуры от многих других специфических кожных желез; получающих свое максимальное развитие в период полового созревания животных.

Бактериальная композиция секрета специфических комплексов детенышей складывается при участии микрофлоры .родителей.

5. В массе; относительном весе специфических комплексов; сроках начала функционирования и>факте зависимости от репродуктивного статуса самок не отмечается видовых отличий; что свидетельствует о морфологической и функциональной гомологии изучаемых структур у хомячка Кэмпбелла и джунгарского.

6. Полное лишение детенышей хомячка Кэмпбелла возможности: получать секрет специфических комплексов ( как своих собственных; так и родителей ) приводит к тяжелым последствиям для организма. На фоне дисбактериоза кишечной флоры;'особенно в период перехода на самостоятельное питание; у детенышей развивается заболевание желудочно-кишечного тракта; по этиологии сходное с энтероколитом; отмечаемым у детей; крысят и детенышей сельскохозяйственных животных; 'часто приводящее к гибели заболевших особей Детеныши; лишенные возможности получать секрет специфических комплексов в естественных количествах резко отстают в общем и половом развитии; у них отмечается стойкое увеличение веса надпочечников и явления авитаминоза. Возможность получать небольшие дозы нативного секрета; а также искуственная терапия донорским секретом и препаратом бифидумбактерином ведет к некоторому; но далеко

не полному ослаблению силы негативного воздействия.

7. Лишение взрослых особей хомячка Кэмпбелла возможности получать секрет специфических комплексов в углах рта ведет к дисбак-териозу кишечной флоры; изменениям в составе предпочитаемого корма; изменениям уровня активности некоторых пищеварительных ферментов в. разных отделах желудочно-кишечного тракта; понижению общей резистентности организма и глубокому физиологическому стрес-' су; сопровождающемуся стойким увеличением массы и относительного веса надпочечников. Для определенной части особей даннне явления заканчиваются летальным исходом.

8. Запах секрета специфических комплексов как у хомячка Кэмпбелла; так и у джунгарского играет роль в процессах химической коммуникации ; неся информацию об индивидуальных характеристиках; поле и физиологическом состоянии оообей.

9. Обнаруженные физиологические функции секрета специфических

комплексов в углах рта являются уникальными; ранее не отмечаемыми для специфических кожных желез. Многообразие, функций; выполняемых .этими анатомическими структурами подтверждает теоретическое положение .о полифункциональности органов и; в частности; специфических кожных желез.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ И СДАНЫ В ПЕЧАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

.1. Васильева Н.Ю.; Феоктистова Н.Ю. Функция дополнительных мешочков в устье зашечных мешков у хомячка Кэмпбелла (Phodopus campbelli Thomas ; 1905;Cricetinàe ; Rodentia ) И Зоол.журн.; 1993; т.72; №2; c.103-113.

2. Соколов В.E.; Васильева Н.Ю.; Демина H.И.'.Феоктистова Н.Ю. Дополнительные мешочки у устья защечных мешков хомячка Кэмпбел. а

(phodopus campbelli Thomas ; 1905",Cricetlnae ; Rodentia •) //.

ДАН СССР; 1991; т. 316; № 2; с.479-483. .

3. Соколов В.Е.; Феоктистова Н.Ю.; Мещерский И.Г..Влияние специфических образований в углах рта на физиолого-морфологи-ческие параметры взрослого организма хомячка Кэмпбелла (phodopus campbelli Thomas ■ ; 1905) // ДАН PAH;'l993; т. 330; № 5; с.667-669.

4. Соколов В.E.; Феоктистова Н.Ю,; Васильева Н.Ю. Онтогенез дополнительных мешочков в устье защечных мешков у хомячка Кэмпбелла и джунгарского хомячка : морФометрический анализ // Известия РАН; 1993; № 6; с.852-857.

5. Соколов В.Е.; Феоктистова Н.Ю»; Васильева Н.Ю.; Коммуникативная функция секрета дополнительных мешочков в устье защечных мешков хомячка Кэмпбелла (phodopus салрЬеШ Thomas ; 1905) И джунгарского хомячка ( Phodopus sungorus Pallas; 1773): рОЛЬ в индивидуальном распознавании // ДАН РАН; 1994; TÎ335; № 1; с.

6. Соколов В.Е.; Ушакова Н.И.; Феоктистова Н.Ю.; Васильева НЛО. Бактериальная композиция секрета дополнительных мешочков в устье Защечных МешКОВ у ХОМЯЧКа Кэмпбелла (Phodopus campbelli Thomas, 1905); зависимость'от репродуктивного статуса особи // Микробиология; сдано в печать.

7. Телицина А.Ю.',. Феоктистова Н.Ю. Половозрастная и пространственная структура поселения барабинского.хомячка в южной Туве II 5-й съезд ВТО АН СССР-, М.; 1990; т. 2; с.113-114.

8. Феоктистова Н.Ю.; Мещерский И.Г. Характеристика питания даурского хомячка // Доклады 7-го Всесоюзного совещания по грызунам; Свердловск; 1988; т. 2; с.58-59.

9. Феоктистова Н.Ю.-, Васильева Н.Ю. Коммуникативная функция секрета дополнительных мешочков в устье защечных мешков хомячка Кэмпбелла (Phodopus campbelli Thomas -, 1905) И ДЖуНГарСКОГО

( Phodopus sungorus Pallas -, 1773): роль в распознавании пола и физиологического состояния // Зоол. журн.; сдано в печать.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю; академику В.Е.Соколову-, благодаря которому была осуществлена возможность проведения данного исследования; сотрудникам ИЭМЭЖ РАН: Н.Ю.Васильевой; Н.И.Ушаковой; Н.Г-Нестеровой; JI.В.Степановой за помощь в проведении экспериментальной работы и критические замечания. Сотруднику кафедры микробиологии МГУ им.М.В.Ломоносова - Е.П.Иордан за консультации и помощь при проведении бактериологических исследований; а также своему мужу-И.Г.Мещерскому за помощь в сборе материала; организационных вопросах; подготовке рукописи и общую поддержку.