Российские исследователи узнали, какие физиологические эффекты вызывают стресс-феромоны у мышей. Оказалось, что феромон перенаселения 2,5-диметилпиразин действует не только на мышат, тормозя их половое созревание, но и на взрослых особей. У них вещество вызывает стресс и повреждения ДНК. Результаты работы помогут контролировать численность грызунов, а также выявят новые механизмы взаимодействия животных под действием выделяемых ими веществ. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.
Феромоны — это химические соединения, которые выделяют некоторые животные. Главная задача этих веществ состоит в том, чтобы обеспечивать коммуникацию особей одного вида. У млекопитающих за восприятие феромонов отвечает дополнительная обонятельная система.
В 80-х годах прошлого века ученые обнаружили феромон перенаселения в моче самок мышей. Он называется 2,5-диметилпиразин (2,5ДМП). Это вещество выделяется при увеличении численности популяции и приводит к нарушению социальных взаимодействий, хроническому стрессу, подавлению иммунитета и репродуктивной функции. При этом исследователи не понимали, какие механизмы лежат в основе действия этого феромона.
«У людей за реализацию механизмов стресса отвечает гормон кортизол, а у мышей, грызунов — кортикостерон. Мы показали, что феромон перенаселения индуцирует состояние стресса животного. Происходит это не потому, что вещество попадает в организм и оно токсично, а вследствие рецепции феромона обонятельными нейронами мыши», — объяснил старший научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН Александр Ромащенко.
Чтобы доказать, что 2,5-диметилпиразин — это феромон, нужно либо удалить вомероназальный орган, которым представлена дополнительная обонятельная система, либо заблокировать ольфакторный эпителий — им представлена основная обонятельная система. В новой работе исследователи показали, что для того, чтобы феромон действовал, животное должно чувствовать его обеими системами.
«С помощью магниторезонансной томографии мы исследовали активацию ольфакторной системы мыши под воздействием феромонов. Активность центральной нервной системы визуализировали с помощью марганец-усиленной магнитно-резонансной томографии. Мы вводили контрастный агент — ионы марганца, которые проникали внутрь нейрона. Следом предоставляли мышам феромон и смотрели, в какие области проникает контраст. Исходя из этого, составляли карту активности мозга животного», — пояснил Александр Ромащенко.
Чтобы понять, способен ли 2,5-диметилпиразин вызывать стресс, исследователи измерили уровень кортикостерона у самцов мышей через полчаса после того, как те учуяли феромон. Оказалось, что уровень гормона стресса увеличился в крови в пять раз. Еще через час снизился окситоцин. Это еще больше усугубило стресс. Через 30 дней у мышей уменьшилась селезенка, начались нарушения в работе иммунитета, а масса яичек снизилась на 21%.
Судя по всему, выделения феромона перенаселения играет адаптационную роль в популяциях с высокой плотностью. Так, он может предупреждать о возможной нехватке ресурсов, способствовать расселению. Если скученность особей не уменьшается, это может замедлить размножение, подавлять иммунитет и приводить к хроническому стрессу. Кроме того, исследователи выяснили, что феромон нарушает стабильность генома через стресс-опосредованные пути.
Исследование может помочь в разработке новых бесконтактных способов управления физиологическим состоянием животного: например, эффективнее регулировать численность популяции млекопитающих.
«Проблема удержания популяционной плотности в определенных границах наиболее остро возникла после Второй мировой войны, когда были разрушены все хозяйства, а количество разных паразитических видов, в частности грызунов, увеличилось. Тогда появился вопрос: а как это регулировать?» — прокомментировал главный научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Михаил Павлович Мошкин.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
