Особенности реакции организма человека на половые феромоны

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Кемеровский государственный университет»

Институт биологии, экологии и природных ресурсов

Кафедра физиологии человека и психофизиологии

Курсовая работа

Особенности реакции организма человека на половые феромоны

Осетрова Светлана Сергеевна

Кемерово 2017



Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Феромоны и их роль в биологических системах

1.2 Вомероназальный орган и его значение в регуляции поведения

1.3 Взаимосвязь обонятельной и иммунной системы в жизни животных

1.4 Влияние хемосигналов людей на их дифференцировку по половому поведению

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Шкала Бернштейна

2.2 Тест Sniffin Sticks

2.3 Определение общих иммуноглобулинов классов G, М, А, а также секреторного IgA

2.4 Определение концентрации кортизола в слюне человека

Список литературы

феромон имунный хемосигнал



Введение

Большинство людей недооценивают большую роль запахов в социальной коммуникации. Вместе с тем животные широко используют хемосигналы как показатель физического здоровья потенциальных брачных партнеров или возможных конкурентов за ресурсы. В формировании «правдивых» сигналов, например, об инфицировании, существенная роль принадлежит не самим возбудителям болезни, а механизмам иммунной защиты. Активация механизмов иммунной системы, неизбежно следующая за распознаванием паразитарной интервенции, снижает половую привлекательность самцов. Это справедливо не только для разных видов животных, но и разных по своей природе рекламных сигналов -- визуальных, акустических, запаховых. Поэтому физиологическое объяснение данного феномена следует искать в точках сопряжения иммунных реакций с наиболее общими процессами, ответственными за развитие вторичных половых признаков. Обмен хемосигналами между самцами и самками играет также важную роль не только в активации половой функции, но в подготовке организма к инфекционным рискам, связанным с размножением. Люди, хотя и менее чувствительны к запахам, не выпадают из общего списка видов, использующих хемосигналы в социальном взаимодействии. Нос человека сохраняет высокую чувствительность по крайней мере к некоторым летучим соединениям, действие которых на организм может не осознаваться. Хемосигналы могут менять поведение, настроение, физиологические и когнитивные процессы, действуя на уровне подсознания. Принято считать, что у человека взаимоотношения между людьми регулируются в первую очередь через языковое общение (слух) и зрительное восприятие. Однако хемокоммуникация посредством феромонов может играть не менее важную роль в формировании симпатий-антипатий, половых предпочтений и других форм поведения.

Цель: выявление влияния эндокринного и иммунного статуса людей на правильное распознавание запаха половых феромонов.

Задачи исследования:

Проанализировать литературные источники и выявить особенности распознавания запахов феромонов женщинами и мужчинами разных моделей поведения.

Подобрать методическую основу для проведения собственных исследований, нацеленных на выявление эндокринных и иммунных влияний на правильную идентификацию запахов половых феромонов.



Глава 1. Обзор литературы

1.1 Феромоны и их роль в биологических системах

Природа хемосигналов. Феромоны - это название веществ, продуктов внешней секреции, выделяемых организмами насекомых, рыб, животных и человека, обеспечивающих химическую коммуникацию между организмами одного вида. Как правило, феромоны -- биологические маркеры собственного вида, летучие хемосигналы, управляющие нейроэндокринными поведенческими реакциями, процессами развития, а также процессами, связанными с социальным поведением и размножением. Феромоны модифицируют поведение, физиологическое и эмоциональное состояние или метаболизм других особей того же вида. Первыми феромоны удалось обнаружить группе немецких исследователей под руководством Адольфа Бутенандта. В результате многолетней работы им удалось выделить из желез самок шелкопряда вещество, привлекавшее самцов того же биологического вида. Полученное вещество было названо бомбикол (латинское название шелкопряда, Bombyx mori. 1962). Ими была проделана огромная работа, в результате которой из нескольких десятков тысяч самок Bombyx mori было выделено всего 4 мг бомбикола. Это вещество имеет довольно простую структуру, вследствие чего его полный химический синтез был осуществлен за несколько недель. После широкого внедрения в практику хроматографических методов исследования процесс выделения феромонов значительно упростился. В настоящее время количество изученных феромонов достигает нескольких десятков тысяч.

Классификация феромонов. По своему воздействию феромоны делятся на два основных типа: релизеры и праймеры. Релизеры (англ. releaser) побуждают особь к каким-либо немедленным действиям; используются для привлечения брачных партнёров, сигналов об опасности и побуждения других немедленных действий. Праймеры (англ. primer) используются для формирования определённого поведения и влияния на развитие других особей: например, специальный феромон, выделяемый пчелой- маткой, и подавляющий половое развитие других пчёл-самок, превращая их таким образом в рабочих пчёл. В качестве отдельных названий некоторых типов феромонов можно привести следующие: эпагоны - половые аттрактанты; одмихнионы - метки пути, указывающие дорогу к дому или к найденной добыче, метки на границах индивидуальной территории; торибоны - феромоны страха и тревоги; гонофионы - феромоны, индуцирующие смену пола; гамофионы - феромоны полового созревания; этофионы - феромоны поведения; лихневмоны - феромоны, маскирующие животное под другой вид.

1.2 Вомероназальный орган и его значение в регуляции поведения

До недавнего времени было принято считать, что вомероназальной системой обладают лишь позвоночные: соответствующий орган у животных был открыт Л. Якобсоном и был назван его именем. Л. Якобсон описал в деталях строение вомероназального органа у ряда млекопитающих. Феромоны, которые не ощущаются, как обычные запахи, а воспринимаются особым вомероназальным рецепторным аппаратом, играют значительную роль в регуляции инстинктивного поведения и половых отношений у животных. Довольно долго существовало ошибочное мнение, что у человека вомероназальный орган якобы подвергается полному регрессу на 5-м месяце эмбрионального развития и не играет никакой роли в межличностных отношениях. Впервые вомероназальный орган у взрослого человека был обнаружен в начале XVIII века хирургом Ф. Рюйшем. В начале XIX века Вон Зомеринг подтвердил это наблюдение, а в 1891 г. М. Потикье обнародовал свои выводы по этому вопросу. Применение детальной микроскопии позволило докторам Moran D.T и Jafek B.W. в 1991 г. выявить вомероназальный орган у каждого из 200 исследовавшихся пациентов. Анатомически вомероназальный орган представлен небольшим углублением в носовой полости. Его рецепторы смешаны с обычными обонятельными рецепторами, а чувствительность и размеры рецепторов сильно варьируются, по длине от 0,2 до 1,0 см и диаметру от 0,2 до 2,0 мм. Такая вариабельность одной только периферической части не может не сказаться на всем обонятельном анализаторе. Увеличение числа рецепторов, безусловно, ведет к качественному повышению чувствительности восприятия как обычных запахов, так и феромонов.

1.3 Взаимосвязь обонятельной и иммунной системы в жизни животных

Большое количество информации о феромонах и хемосигналах позвоночных накоплена при изучении рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих, в том числе одомашненных животных (Knight, 1985; Соколов и др., 1986; Соколов и др, 1986; McGlone et al., 1981). Наиболее подробно изучена роль феромонов, а также других хемосигналов и хемомедиаторов у млекопитающих.

Роль пахучих веществ и обоняния в регуляции полового инстинкта у млекопитающих.

В вагинальных выделениях хомяка (Cricetus cricetus) найден д'иметилдисульфид, который является компонентом комплекса веществ полового аттрактанта и возбудителя для самцов. Пахучие вещества из препуциальной железы самца мышей и крыс стимулируют половую активность у самок. Феромоны животных могут действовать на особей как своего, так и других видов. У домовой мыши некоторые феромональные воздействия активируют работу гипоталамо-гипофизарной системы, индуцируют гипертрофию надпочечников, угнетают работу кроветворной, иммунной и репродуктивной систем, и поэтому могут считаться стрессорами (Даев и др., 2012; Marchlewska- Koj, 1990; Southwick, 1959; Wuensch, 1979). Особенно часто ингибирующие эффекты проявляются при действии на животных-реципиентов одноименного с донорами феромонов пола. Однако встречаются и менее специфично действующие хемосигналы.

Установлено строение веществ, выделяемых самцами домашней свиньи Sus и вызывающих половое возбуждение у самок. Это смесь, в которую входят 5а-андрост-16-ен-3б-ол и родственный ему 3-кетон. Оба эти вещества имеют сильный характерный запах.

Изучены также феромоны самок приматов, содержащиеся в вагинальных выделениях и возбуждающие самцов. Это следующие органические кислоты, найденные в небольших количествах в вагинальных секретах ряда обезьян (резусов, павиана анубиса, мартышки-гусара, свинохвостого макака, беличьей обезьяны и др.): уксусная, пропановая, метилпропановая, бутановая, метилбутановая, метилпентановая. Эти же органические кислоты в различных концентрациях были обнаружены в вагинальных выделениях женщин.

Важной группой феромонов позвоночных являются вещества, служащие для мечения территории (scent marking). Они выполняют важную экологическую функцию, содействуя тому, чтобы у каждого животного (семьи или группы животных - в зависимости от их социобиологии и образа жизни) был участок, необходимый и достаточный для обеспечения его кормовыми ресурсами.

Примерами таких феромонов является ряд длинноцепочечных спиртов и органических кислот с короткой цепью (например, изовалериановая кислота), выделяемых субаурикулярными железами самцов вилорога Antilocapra americana (Muller-Schwartze et al., 1974). Еще один пример - фенилуксусная кислота PhCH2C02M, служащая для запахового мечения территории у самцов песчанки Meriones imguiculaliis.

Своеобразными феромонами, которые также можно называть алломонами, являются сильнопахнущие вещества, продуцируемые некоторыми животными при нападении на них, при стрессе или ощущении опасности. Классическим примером является полосатый скунс Mephitis mephitis, анальные железы которого секретируют пахучую смесь, включающую три серосодержащих соединения: кротил- и изопентилмеркаптан и метилкротилсульфид. В условиях стресса сильнопахнущие вещества секретируют и другие млекопитающие, например, гиена Hyaena hyaena, гигантская белозубка Siincus miirinns (сем. землеройковые) и чернохвостый олень Odocoileus hemionus. Возможно, что вещества этого типа несут одновременно несколько функций и участвуют как во внутривидовых, так и в межвидовых взаимодействиях организмов.

Для образования веществ, формирующих "запаховый профиль" (odor profile) животного, немалое значение имеют микроорганизмы, обитающие на коже и перерабатывающие органические вещества пота, а также в других местах, например, в некоторых железах (Соколов, Ушакова, 1986). Так, есть предположение, что пахнущие вещества, секретируемые из анального мешка рыжей лисицы (два диамина, нутресцин и кадаверин), вырабатываются микроорганизмами, обитающими в организме лисицы, из нелетучих предшественников (Alborne, Perrv, 1976; Harborne, 1982).

Одной из активно изучаемых форм внутривидовой химической коммуникации позвоночных является так называемый флемен - характерная поведенческая реакция млекопитающих на мочу самок (иногда и самцов тоже). Флемен как один из аспектов социо-сексуального поведения описан почти у 40 видов животных, принадлежащих к 20 родам; он обнаружен у парнокопытных, непарнокопытных, некоторых хищных (кошачьих, виверровых и др.) у рукокрылых, сирен, низших приматов, насекомоядных (землеройковых) и др. (Crump et al., 1984; Соколов, Караваева, и др., 1986).

У самок чернохвостого оленя Odocoileus hemionus columbianus активным компонентом мочи, вызывающим флемен у самцов, является малолетучее вещество (или вещества) с молекулярной массой между 200 и 12 000, плохо экстрагируемое органическими растворителями (Crump et al., 1984).

Химическая сигнализация сравнительно подробно исследована у грызунов (Marchlewska-Koj, 1983; Соколов, Зинкевич, 1986; Кунцевич, 1986; Новиков, Дюжикова, 1986; Айрумян, Папанян, 1986). Самки мышей с мочой могут выделять вещества, воздействующие на половое созревание и репродуктивную активность других самок. Как излагают, именно по этой причине молодые самки, содержащиеся в одиночестве, достигают половой зрелости раньше, чем такие же самки, живущие группой в одной клетке. Установлено, что при групповом содержании самок у них подавляется астральный цикл и удлиняются промежутки между наступлением течки (эструса). Экологический смысл данного явления, по-видимому, заключается в снижении потенциальной плодовитости самок и рождаемости в такой популяции, особи которой находятся в условиях слишком высокой скученности и перенаселения (т. е. чрезмерной плотности популяции).

У самцов грызунов в моче также обнаружены вещества, имеющие сигнальное или регуляторное значение. Показано существование в моче самцов мышей феромона, стимулирующего готовность самок к размножению и вызывающего нормальную цикличность в деятельности яичников даже у тех самок, у которых ранее не было течки. В университете штата Северная Каролина (США) были получены данные, что в роли полового феромона самцов выступают пептиды мочи с молекулярной массой около 860 (Marchlewska-Koj, 1983).

У грызунов найдены и другие феромоны. Не менее двух групп феромонов самок может воздействовать на поведение самцов в качестве половых аттрактантов, стимуляторов полового поведения и регуляторов агрессивности. Такого типа феромоны (хемосигналы) выявлены в моче самок крыс, мышей и морских свинок, в вагинальных выделениях самок хомяков.

Еще один тип хемосигналов самок служит аттрактантом для детенышей, привлекающим их к матери. Этот тип веществ относительно лучше изучен у мышей и крыс (Lee, MoltzT 1985).

Большинство работ по изучению хемосигналов грызунов (да и вообще млекопитающих) сделано на небольшом числе видов. Это обусловлено только стремлением к удобству постановки опытов и желанием исследователей иметь максимально сопоставимый материал для сравнения результатов. По-видимому, феромоны и хемосигналы, аналогичные описанным, имеются и у многих других видов животных.

Химические сигналы могут передавать информацию о стрессированности других особей того же вида. Это было показано, например, на белых крысах-самцах в работе, проведенной в Институте эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР (Кунцевич, 1986). Моча стрессированных электрораздражением крыс предъявленная интактным особям, вызывала у последних такое же снижение потребления кислорода (до 50-75% от исходного уровня), какое наблюдалось у самих стрессированных особей.

Установлена способность млекопитающих использовать химические сигналы для узнавания не только особей другого, близкого вида, но и для индивидуального опознания особей того же вида. Так, В. Е. Соколов и соавт. показали, что рыжие полевки идентифицируют свою мочу и мочу персонально знакомых им особей, а также способны отличать и помнить запах мочи незнакомых им особей. Интересно, что полевки опознавали свою мочу даже при 35-кратном ее разведении, что говорит о высокой концентрации или "опознаваемости" идентифицирующих веществ.

Значительные усилия исследователей направляются на выявление химической природы хемосигналов. Установлено, в частности, что у самок серых крыс (Rattus norvegicus) информацию о поле сородичей несут кислоты мочи (Соколов, Пронькова, и др., 1983). Для химической коммуникации коров (изучавшейся по демонстрации стереотипной позы - флемена) важную роль играют такие пахучие компоненты, как тгара-крезол и фенол (Соколов, Караваева, и др., 1986). Сравнительно хорошо изучена химическая природа упоминавшегося полового феромона хряка, компонентами которого являются 5б-андрост-16-ен-3-ои и соответствующий 3б-ол.

Интересно, что в некоторых случаях, по-видимому, имеется возможность имитировать действие природных феромонов с помощью искусственного феромона, не обязательно воспроизводящего химический состав естественного феромона (Соколов, Зинкевич, и др., 1986).

Хотя полный состав полового феромона самок переднеазиатского (сирийского) хомяка (Mesocricetus auratus) не установлен, Удалось вызывать половое поведение у самцов при воздействии искусственной смеси, содержащей грег-бутантиол, втор-изопентантиол и трет-пентантиол в соотношении 1:1:1. Неожиданным результатом опытов оказалось то, что в состав искусственного феромона не входит диметилсульфоксид - аттрактивный для самцов компонент вагинальных выделений самок переднеазиатского хомяка (Соколов, Суров и др., 1986).

Для передачи информации о принадлежности к своему виду у серых крыс используется сложная смесь, включающая нейтральные соединения, кислоты и основания мочи. В нее входят, в частности, пропионовая и уксусная кислоты, н-бутиламин и другие вещества. У самцов домовой мыши аналогичную функцию выполняет комплекс веществ, включающий изобутиламин, уксусную кислоту и нейтральные компоненты мочи (Зинкевич, 1984)

Примером, указывающим на крайне низкую степень изученности химического канала коммуникации и сигнализации у животных, является изучение хемокоммуникации у дельфинов. До недавнего времени дебатировался даже сам вопрос о том, есть или нет у дельфинов химическое чувство (ибо у них отсутствуют обонятельные луковицы и тракты). Получены данные о наличии у дельфинов специального вида хеморецепции, отличного от вкуса и сходного с обонянием; этот вид хеморецепции был назван "квазиобонянием". Опыты В. Б. Кузнецова показали способность афалин чувствовать растворы валериановой (10-5 М) и капроновой кислот (5Ч10-5 М), индола (10-6 М) и других веществ. Тем самым было подтверждено предположение А. В. Яблокова о том, что зубатые киты обладают химическим чувством.

Среди веществ, выделяемых позвоночными во внешнюю среду и имеющих большое экологическое значение,- экзометаболиты рыб, например, (Fontaine et al., 1982; Марусов, Голубев, 1983; Stacey, 1983; Шпарковский и др., 1984; Виноградова, Мантейфель, 1986; Лебедева и др., 1986) и амфибий, например.

Показано, что некоторые экзометаболиты проявляют свое действие как ингибиторы роста и развития при повышенной плотности популяции. Тем самым эти вещества выступают в качестве регуляторов, приводящих плотность популяции в соответствие с экологической емкостью местообитаний (Шварц и др., 1976 и др.).

Подобные экзометаболиты рыб имеют большое практическое значение для аквакультуры, так как их присутствие в воде может ограничивать рыбопродуктивность в искусственных водоемах.

В коже рыб отряда карпообразных содержится феромон тревоги, который имеет довольно большую межвидовую эффективность. Молекулярная масса наиболее поведенчески активных фракций составляет около 1100. Имеются сведения в пользу неоптериновой природы этого феромона (Касумян, Пономарев, 1986).

С точки зрения анализа возможных последствий загрязнения природной среды, в том числе водных экосистем, представляет интерес обнаруженное недавно изменение (подавление) оборонительного поведения карповых рыб (горчака) на феромон тревоги при фенольной интоксикации. Экспонирование рыб в воде с содержанием фенола выше 5 мг/л вызывало снижение чувствительности рыб к феромону, а при росте концентрации фенола до 20-30 мг/л происходила практически полная элиминация оборонительной реакции и потеря чувствительности к феромону. Эти данные подтверждают, что загрязнение окружающей среды опасно не только прямой токсичностью, но потенциальной возможностью нарушения информационных потоков и химической коммуникации организмов в экосистемах.

Есть указания на феромоны или хемомедиаторы иных типов. Некоторые авторы полагают, что при контактах ящериц Sceloponis occidentalis biseriatus, предшествующих спариванию, ящерицы могут слизывать с тела своего партнера определенные вещества, служащие химическими сигналами (Duvall, 1982). Подобная роль химических соединений, выделяемых и слизываемых перед спариванием, не исключена и для других видов пресмыкающихся.

Интересный пример химической сигнализации обнаружен у тупайи - мелких полуобезьян. Они живут семьями, которые занимают строго определенную территорию, помеченную химическими веществами железистых выделений, мочи и кала. Самки Tupaia belangeri метят новорожденных детенышей определенными пахучими веществами, предохраняющими их от каннибализма. Если оказывается, что новорожденный не был помечен этим хемомедиатором, то его выбрасывают из гнезда; затем обычно его съедает либо его мать, либо другие взрослые особи того же вида (Stralendorjf, 1982).

Необходимо подчеркнуть, что популяции позвоночных животных - довольно сложные образования; часто они имеют определенную структуру (особенно сложную, например, у ряда млекопитающих). В поддержании и регуляции этой структуры могут участвовать различные механизмы; один из очень важных типов таких механизмов связан с химическими веществами-посредниками. Сравнение данных о беспозвоночных и позвоночных животных показывает общность той экстраординарной роли, которую химические регуляторы и посредники играют в сложных по структуре группировках организмов - будь то колонии и семьи общественных насекомых или популяции млекопитающих.

Особенности внутривидовой химической коммуникации беспозвоночных широко используются в практике сельского хозяйства. Для предотвращения вторжения нежелательных и опасных интродуцентов и т. д. Средства химической сигнализации позвоночных пока применяются на практике не так широко; однако можно полагать, что они не менее перспективны в прикладном отношении, экологические (отологические) хемомедиаторы беспозвоночных животных.

Среди уже разрабатываемых практически направлений прикладного использования внутривидовых хемосигналов позвоночиых. Можно отметить следующие.

1. Борьба с нежелательными видами грызунов. Химические аттрактанты могут использоваться для привлечения грызунов к ловушкам. Так, в совместной работе сотрудников ИЭМЭЖ АН СССР и дезинфекционной станции Москвы были использованы синтетические компоненты мочи домовой мыши. Этот препарат, наносимый на стандартные давилки, повышал их уловистость для домовой мыши в 4 раза (Соколов, Зинкевич и др, 1983). Кроме того, повышалась также уловистость этих же ловушек для полевки обыкновенной и лесной мыши.

2. Повышение эффективности искусственного осеменения в животноводстве. Перспективным может оказаться применение искусственного феромона - препарата, который не обязательно точно совпадает по составу и структуре компонентов с естественным феромоном животных, но оказывает сходное влияние на поведение и физиологическое состояние данного вида животных. Показано, что искусственный половой феромон хряка влияет на динамику прихода свиней в охоту и способен ускорять появление эструса у свиней на свиноводческом комплексе. На этом основании было рекомендовано применение искусственного феромона для повышения эффективности искусственного осеменения в свиноводстве.

Для углубленного изучения вопросов феромоналыюй сигнализации у животных, разработки методов управления их поведением и размножением создана специальная исследовательская программа, которая объединяет и координирует усилия научных коллективов, работающих в области изучения феромонов и химической коммуникации животных. Важная биотехнологическая проблема - увеличение эффективности использования феромонов и хемомедиаторов позвоночных на практике, в том числе в сельском хозяйстве. Пока остается проблемой познание их роли и использование в аквакультуре; не исключено, что природные хеморегуляторы ингибирующего типа могут снижать потенциальную продуктивность аквакультурпых хозяйств.

1.4 Влияние хемосигналов людей на их дифференцировку по половому поведению

Существует большое количество доказательств, подтверждающих наличие различных сигналов, поступающих от человеческого запаха тела (от запаха тела человека). Эти сигналы зависят от широкого диапазона переменных, от эмоционального состояния (Chen and Haviland-Jones, 2000; Fialovб and Havlниek, 2012), менструального цикла (Singh and Bronstad, 2001; Havlниek et al., 2006) и в целом общего состояния здоровья (Moshkin et al., 2012). Вышесказанные параметры являются временными изменениями воспринимаемых качеств восприятия запаха тела, и, несмотря на эти изменения, у человека сохраняются исходные уникальные качества его запаха, которые можно будет легко отличить от других. Исследования показали, что родственники могут достоверно отличать запах члена своей семьи от чужого человека того же возраста и пола (Porter et al., 1986), люди могут выбрать свою рубашку, которую носили сами из 100 которых носили другие (Lord and Kasprzak, 1989), у идентичных близнецов высокие шансы узнать друг друга по запаху, чем у человека, распознающего запахи на высоком уровне, даже когда братья и сестры, проживают раздельно (Roberts et al., 2005). Эти результаты дополнительно подтверждаются исследованиями, показывающими, что у людей, имеются определённые и воспроизводимые “отпечатки пальцев”, состоящие из конкретных летучих соединений в их запахе тела (Penn et al., 2007). Было также обнаружено, что запахи человеческого тела содержат сигналы генетического сходства в главном комплексе гистосовместимости (МНС)(ГКГС), при этом исследования показывают, что люди способны различать типы (MHC), что может привести к адаптивному выбору партнера для гетерозиготного потомства. (Wedekind et al., 1995; Havlниek and Roberts, 2009).

Существует большое количество преимуществ, которыми человек может воспользоваться, он может различать специфичность, используя обонятельную способность. Например, было сказано предположение, что в отношениях между матерью и младенцем распознавания запахов и их обнаружение важны, как для формирования привязанности, так и для стимулирования кормления (Raimbault et al., 2007). Было обнаружено, что матери способны узнать запах собственного новорождённого ребёнка от других детей (Porter et al., 1983; Ferdenzi et al., 2010), по имеющимся данным новорождённые также могут различать запах собственной матери от незнакомой кормящей их женщине (Cernoch and Porter, 1985). Запах также является важной составляющей при выборе партнёра. Симметрия лица и тела позиционируется как отражение «постоянство развития человека»; потенциальные показатели генетической особенности. Это прежде всего потенциально полезные параметры для выбора подходящего партнера, которые различаются у разных людей. Исследования показали, что те, у кого были более высокие уровни симметрии лица и тела, их запах был более привлекательным (Rikowski and Grammer, 1999; Thornhill and Gangestad, 1999). Хотя эти данные свидетельствуют о важности распознавания запахов тела (Roberts and Havlниek, 2012), личный запах часто «модифицируется» (изменяется) с использованием искусственных ароматов, причем сознательная оценка запаха тела имеет долгую историю отрицательных значений в многочисленных культурах (Schleidt et al., 1981). Снижение способности обнаруживать индивидуальные особенности запаха тела у человека на первый взгляд представляется проблематичным, учитывая информацию, которая может быть получена от запаха человека и его влияния в различных социальных взаимодействиях. Однако недавние исследования показывают, что, вместо того, чтобы полностью маскировать запах, ароматы могут быть выбраны таким образом, чтобы дополнять и, возможно, улучшать летучие вещества, присутствующие в организме человека. Например, Milinski and Wedekind (2001) обнаружили, что генотип MHC(ГКГС) значительно соотноситься с «симпатией» (расположением) людей к ароматическому соединению, которое, по их мнению, предполагает, что люди выбирают ароматы, чтобы усилить генетические сигналы, присутствующие в их запахе.

Из-за сильного влияния социальных факторов, таких как гендерное воспитание, биологические основы формирования сексуальных предпочтений у человека могут легко остаться незамеченными. Между тем они могут быть результатом неосознаваемых изменений гормонального статуса организма вследствие еще более трудно осознаваемых влияний полоспецифических химических сигналов (предположительно феромонов), начинающих действовать на самых ранних этапах онтогенеза. Кроме того, могут возникать условно-рефлекторные связи между ольфакторными и «неольфакторными» социально обусловленными факторами. Показано, что нос человека сохраняет высокую чувствительность по крайней мере к некоторым летучим соединениям, действие которых на организм может не осознаваться. Хемосигналы могут менять поведение, настроение, физиологические и когнитивные процессы, действуя на уровне подсознания. Принято считать, что у человека взаимоотношения между людьми регулируются в первую очередь через языковое общение (слух) и зрительное восприятие. Однако хемокоммуникация посредством феромонов может играть не менее важную роль в формировании симпатий- антипатий, половых предпочтений и других форм поведения. В пользу этого свидетельствуют данные работы Martins et al., которые показали, что люди дают самую негативную оценку запаху гомосексуально ориентированных мужчин. Последние же относятся к нему наименее негативно. Это подтверждает существование биохимических различий в составе феромонов и/или в их рецепции между гомо- и гетеросексуально ориентированными людьми.

В свете данных о некоторых эффектах, выявленных у человека, вполне вероятно, что и такой признак, как сексуальная ориентация, может зависеть от летучих хемосигналов. Тем не менее возможный вклад хемокоммуникационного механизма в формирование полового поведения и сексуальной ориентации остается практически не исследованным. Если предположить, что хемосигналы человека играют роль в формировании его сексуальной ориентации, а их синтез и рецепция находятся под генетическим контролем, то можно создать упрощенную модель, частично объясняющую существование различных вариантов этого признака. Она является дальнейшим развитием представлений Kohl о пятиэтапном становлении сексуальной ориентации у человека от клеточного к организменному уровню.

Обоняние играет не только важную роль в половых предпочтения или выборе потенциального партнёра, но и играет большую роль в формировании нашего иммунитета. Заболевая, наша обонятельная чувствительность снижается к восприятию тех или иных запахов, но на уровне нашего организма мы продолжаем улавливать летучие вещества, не осознавая того. Как известно, против гриппа, как, впрочем, и против других вирусных инфекций, не существует эффективных методов лечения. Надеяться можно лишь на свой иммунитет: как врожденный, так и приобретенный, -- представляющих собой пул специфических защитных антител, которые образовались в результате перенесенного заболевания или вакцинации. Исходя из логических соображений, можно предположить, что «сила» неспецифического иммунитета нашего организма, т.е. сопротивляемость любым внешним инфекционным агентам, может определяться несколькими факторами разной природы. Однако оценить действие последних в экспериментах, которые проводятся на человеке, затруднительно, даже если не принимать во внимание этическую сторону вопроса: организм любого из нас является уникальным «продуктом» длительного индивидуального процесса жизни. То ли дело лабораторные мыши, да еще так называемых чистых линий: все возможные параметры, по которым характеризуются эти грызуны, унифицированы. Ученые из институтов Сибирского отделения РАН: Института систематики и экологии животных и Института химической биологии и фундаментальной медицины -- провели необычный эксперимент, чтобы выяснить, как на иммунитет влияют запаховые сигналы, несущие информацию о размножении, пожалуй, о самом эволюционно-значимом процессе. Четыре группы самцов мышей линии BALB/c были инфицированы вирусом гриппа. Некоторые из них были предварительно вакцинированы стандартной противовирусной вакциной, другие -- в течение месяца экспонированы запахом самок. Одна группа стала контрольной: животные, входящие в ее состав, не прививались и в течение 7 дней были изолированы от самок. Ранее ученые из ИСиЭЖ установили, что хемо- сигналы самок подавляют у самцов специфический гуморальный иммунный ответ. Этому есть объяснение: когда такие затратные системы, как иммунная и репродуктивная, начинают конкурировать между собой, мужской организм отдает предпочтение последней. Тем не менее, после экспериментального заражения мышей вирусом гриппа смертность наблюдалась лишь в одной группе -- контрольной. Действие запаховых стимулов оказалось подобным действию вакцины. Ученые выяснили, что причина данного эффекта кроется в перераспределении средств неспецифической иммунной защиты, в результате чего защитные клетки -- лейкоциты -- из крови попадают в слизистую дыхательных (а возможно, и других) путей. Защита этих первых рубежей на пути проникновения инфекций в организм может сослужить неплохую службу особям, вступившим на «тропу» размножения, чреватую риском встречи с новыми болезнетворными агентами. В эксперименте на мышах был использован запах половозрелых самок в качестве наиболее адекватного сигнала к размножению. Для людей, а также для кур (птичий грипп, заболеванию которым они подвержены, сейчас волнует широкую общественность) наиболее значимы другие -- визуальные и акустические сигналы: вид и голос любимых. Влияют ли эти сигналы на механизмы неспецифической резистенции и, соответственно, на устойчивость к инфекциям? Не исключено. Ведь уже появились обзорные работы с такими красноречивыми названиями, как «Иммунитет и счастье».



Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Шкала Бернштейна

Метод Бернштейна (W. Bornstein, совр. нем. оториноларинголог) -- метод исследования обонятельной функции, основанный на использовании пахучих веществ трех групп: "чистых" (воск, стеарин и др.), с тактильным компонентом (кристаллический ментол, аммиак) и с вкусовым компонентом (хлороформ, пиридин и др.).

Область применения:

Набор пахучих веществ предназначен для проведения качественного тестирования обоняния -- ольфактометрии.

В основе метода лежит:

1.Подробное изучение локализации рецепторов обоняния.

2.Установка существующих связей между концентрацией молекул вещества-раздражителя и интенсивности восприятия запаха.

3.Определение влияния адаптационных процессов на интенсивность восприятия запаха.

4.Анализ всех функций обнаружения, узнавания и распознавания конкретного запаха.

5.Диагностика носовой чувствительности тройничного нерва.

Методика применения набора пахучих веществ для исследования обонятельного анализатора:

В основе метода исследования обонятельной функции лежат принципы универсальности и полноценности оценки деятельности каждого из отделов обонятельного анализатора. При этом, методика должна быть максимально доступной и простой в использовании, а также экономичной. На сегодняшний день наиболее широкое распространение в отечественной клинической практике получил набор пахучих веществ, разработанный в соответствии со шкалой Бернштейна. В него входят компоненты, запах которых прогрессивно усиливается по интенсивности. Данный тест предназначен для исследования функции обоняния у человека. В результате тестирования с большой долей вероятности можно определить нормальный уровень обонятельных ощущений (нормосмия), ослабленный уровень обонятельных ощущений (гипосмия) и полное отсутствие обоняния (аносмия).

Тест основывается на принципе «принудительного выбора», когда испытуемый должен по каждой пробе запаха выбрать один из четырех предложенных вариантов ответа, причем выбор нужно сделать даже в том случае, если испытуемый затрудняется в выборе правильного ответа или не чувствует вообще никакого запаха.

В случае частичного или полного несоответствия результатов тестирования с симптомами болезни испытуемого, рекомендуется выполнить дополнительные методы проверки и дополнительные обследования.

Процедура тестирования занимает порядка 10 минут. Тестирование обоняния проводится натощак и за 15 минут до его начала запрещается любой прием пищи (т.е. не рекомендуется курить, употреблять любую пищу, напитки, жевательные резинки, конфеты и т.д., за исключением питьевой воды).

Все вещества, используемые в данных концентрациях во время тестирования являются не токсичными. Так же по окончании исследования, испытуемым предлагается ответить на ряд определенных вопросов. В список обязательных вопросов каждому из испытуемых входят следующие:

«Почувствовали вы что-нибудь?»;

«Узнали вы этот запах?»;

«Дайте характеристику запаха». Вывод делается на основе полученных ответов.



2.2 Тест Sniffin Sticks

Одной из наиболее часто используемых современных тест-систем является Sniffin' sticks test (Сниффин стикс тест - ССТ), разработанный в Германии. Существует два варианта этого теста. Скрининг-тест позволяет ориентировочно определить, нормальное ли у испытуемого обоняние или обонятельная функция снижена. В зависимости от результатов этого теста может быть проведено более детальное исследование 2-го уровня. Скрининг-тест также включает 4 бутылочки с жидкостями, представляющими основные вкусы: сладкий, кислый, соленый и горький. Тест состоит из 8 пробирок. Пробирки с 1 по 7-ю содержат пахучие вещества, пробирка 8 пахучего вещества не содержит. Первые 3 пробирки (с 1 по 3-ю) содержат пахучие вещества, избирательно стимулирующие n. olfactorius. Следующие 3 пробирки (с 4 по 6-ю) содержат вещества, стимулирующие как n. olfactorius, так и n. trigeminus. Пробирка 7 также содержит вещество, стимулирующее оба нерва, но преимущественно воздействует на C-волокна n. trigeminus, что проявляется ощущением жжения в носу. Эти ощущения могут возникать также у испытуемых в с аносмией. Скрининг-тест дает ориентировочное представление о том, сохранено ли обоняние у испытуемого, а также демонстрирует способность человека распознавать запахи. Расширенная тест-система состоит из трех этапов: определения порога обоняния, способности человека распознавать и идентифицировать запахи. На каждом этапе такого расширенного исследования испытуемого может набрать максимум 16 баллов, т.е. за время всего исследования - максимум 48 баллов. Если испытуемый набрал всего 15 баллов или менее, считается, что у него функциональная аносмия. При общем индексе обоняния (ОИО) от 16 до 29 считается, что у пациента гипосмия, 30 баллов и более-норма. На проведение всего теста требуется около 40 мин.

2.3 Определение общих иммуноглобулинов классов G, М, А, а также секреторного IgA

Определение общих иммуноглобулинов и прочно вошло в практику клинико-диагностических лабораторий и широко используется как для контроля иммунного статуса, так и в комплексной диагностике ряда патологий. Для определения иммуноглобулинов в настоящее время преимущественно используют три метода: радиальную иммунодиффузию по Манчини, турбидиметрию и иммуноферментный анализ (ИФА). Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки. Так, классический метод Манчини, пожалуй, самый наглядный и простой, но и самый продолжительный (1-4 суток). Кроме того, его можно отнести к «количественным» методам (особенно по границам рабочего диапазона концентраций) только с очень большой натяжкой. Точность анализа иммуноглобулинов (особенно IgM) сильно зависит от качества агарозного геля с антителами. Например, при подсыхании геля скорость диффузии резко замедляется, а сама она развивается неравномерно, что значительно затрудняет оценку результатов исследования. К недостаткам метода Манчини относится также визуальная оценка результатов анализа, которая может быть в высшей степени субъективна. Например, концентрация иммуноглобулинов, определенная разными операторами в одном и том же образце и с использованием наборов одной и той же серии, может различаться в 1,5-3 раза. В более современных методах ИФА и турбидиметрии применяется инструментальный учет результатов. Эти методы позволяют проводить количественный анализ иммуноглобулинов с высокой точностью, а выбор одного или другого из них зависит в основном от оснащения лаборатории. Впрочем, ИФА благодаря более высокой чувствительности обладает очевидными преимуществами при определении низких концентраций иммуноглобулинов (например, не в сыворотке крови, а в других биологических жидкостях и средах).

ЗАО «Вектор-Бест» предлагает наборы реагентов для иммуноферментного определения концентрации общих иммуноглобулинов классов G, M, A и E, а также секреторного IgA и подклассов IgG. Эти наборы могут быть использованы для проведения ИФА как в ручном режиме, так и на автоматических анализаторах. Иммуноферментный метод удобен, прост и воспроизводим, однако из-за его высокой чувствительности и вследствие относительно высоких концентраций иммуноглобулинов в сыворотке крови возникают повышенные требования к качеству исследуемого образца, а также к подготовке его рабочего разведения для анализа.

Концентрации общих иммуноглобулинов в сыворотке крови и в других биологических жидкостях (БЖ) могут достигать нескольких десятков мг/мл. В то же время рабочий диапазон концентраций, измеряемый современными методами ИФА, варьирует для разных аналитов от нескольких мкг/мл до нг/мл. Иными словами, для опредения концентрации иммуноглобулинов в таких образцах БЖ их необходимо развести в тысячи раз. В первую очередь это относится к общему IgG, концентрация которого особенно высока в сыворотке крови. Однако с увеличением степени разведения исходного образца при его подготовке для ИФА cущественно возрастает вероятность ошибок. Во время этой процедуры требуются максимальное внимание, аккуратность и строгое следование инструкции.

Хранение образцов для анализа. Для определения концентрации общих иммуноглобулинов обычно могут быть использованы как свежие образцы БЖ (после соответствующей первичной обработки, если она предусмотрена), так и образцы после хранения в холодильнике при температуре от +2 до +10єС или в морозильной камере при температуре -20єС. Образцы БЖ допускается хранить в холодильнике не более одной недели, а в морозильной камере - не более 1 года при условии, что они не подвергаются повторно процедуре замораживания/размораживания. Более детально условия хранения и предобработки образцов БЖ для анализа описаны в инструкциях к соответствующим наборам реагентов. Пробирка с образцом БЖ должна храниться вертикально и закрываться герметично. При хранении пробирки на боку или в перевернутом состоянии часть раствора может вытечь или потеряться в результате испарения на кромке крышки. Объем сосуда для хранения не должен превышать объем образца более чем в 3 раза. Чем больше свободный объем сосуда, тем активнее происходит испарение жидкости. При недостаточно герметичной крышке жидкость в пробирке постепенно испаряется, а концентрация аналита в образце возрастает (даже в морозильной камере!). В герметичном сосуде пары жидкости обычно конденсируются на стенках и крышке сосуда в виде капель (в холодильнике) или инея (в морозильной камере). Если этот конденсат не возвратить в образец перед проведением исследования, результаты определения аналита в образце будут завышены.

С другой стороны, при очень большом свободном объеме сосуда из паров воды, которые присутствовали в воздухе в момент закрывания крышки сосуда, может образоваться дополнительный конденсат. Эта часть конденсата при возвращении в раствор может увеличить первоначальный объем образца и снизить концентрацию измеряемого аналита.

Таким образом, для хранения образцов БЖ следует использовать только герметично закрывающуюся посуду минимального объема.

Для того, чтобы быть уверенным, что концентрация аналита в образце при хранении не изменилась, полезно записывать его исходный объем на флаконе/пробирке с БЖ или в специальном журнале и (после возвращения конденсата в основной раствор) контролировать объем образца непосредственно перед анализом. Чрезвычайно трудно учесть все факторы, влияющие на изменение БЖ в образце в процессе хранения, поэтому, если есть возможность, лучше всегда анализировать свежие образцы!

Подготовка образцов для анализа

1. Пробирку с анализируемым образцом вынуть из холодильника, встряхнуть или центрифугировать, чтобы капли конденсата со стенок и крышки пробирки смешались с основной частью объема образца. Если образец был заморожен, то его (не открывая!) нужно предварительно разморозить при комнатной температуре. Пробирку с полученным раствором следует энергично встряхнуть или центрифугировать для объединения капель конденсата с основным объемом образца.

2. Если образец выглядит однородным, не содержит видимых примесей и не имеет постороннего неприятного запаха, то его можно считать пригодным для анализа без дополнительной обработки. При наличии несвойственного данной БЖ запаха, который обычно является следствием бактериальной либо грибковой контаминации, образец бракуют и утилизируют. Мутный или содержащий видимый осадок образец подвергают очистке центрифугированием или фильтрацией, например, через шприцевой одноразовый фильтр.

2.4 Определение концентрации кортизола в слюне человека

Кортизол -- стероидный гормон, синтезируется в пучковой зоне коры надпочечников из общего предшественника холестерина под контролем АКТГ. Взаимодействие в системе «гипоталамус -- гипофиз -- надпочечники» осуществляется по классическому принципу отрицательной обратной связи. АКТГ повышает секрецию кортизола, повышенный уровень кортизола блокирует секрецию АКТГ. Кора надпочечников секретирует кортизол в свободной форме, попадая в кровоток, кортизол связывается с белками плазмы крови, более 90% кортизола связывается со специфическим транспортным белком -- транскортином (КСГ) и в небольшом количестве -- с альбумином. В связанном состоянии кортизол теряет биологическую активность, и лишь свободный кортизол обеспечивает его эффект на ткани-мишени. Метаболизируется в печени, фильтруется в почечных клубочках, и выделятся с мочой в свободной форме. Период полувыведения -- 80-100 минут. Кортизол играет важную роль в метаболизме глюкозы, поддержании сосудистого тонуса, регуляции иммунного ответа, и в реакции организма на стресс. Клеточная мембрана (барьер) слюнных желез, не пропускает в слюнные протоки биологические молекулы с МВ> 400 Да. Молекулярный вес всех стероидов <400 Да, и в результате только свободные формы стероидов проникают в слюнной проток (кортизол, тестостерон, эстрадиол и др.), а гормоны, связанные с альбумином или глобулинами, транспортными белками стероидов, не проникают.

Как и содержание общего кортизола в крови, концентрация свободного кортизола в слюне подчиняется суточному ритму. В дневные часы этот показатель снижается на 54%, а в вечерние часы -- на 89%. Уровень кортизола в слюне не зависит от объёма и скорости ее выделения, что имеет принципиальное значение при интерпретации результатов.

Выводы

К настоящему времени накоплено немало данных, указывающих на огромный вклад ольфакторных сигналов в процесс социального взаимодействия людей. Известно, что любые изменения в организме сказываются и на индивидуальном запаховом профиле, будь то изменение гормонального фона, стресс или заболевание.

По имеющимся литературным данным, выявили особенности распознавания запахов феромонов женщинами и мужчинами разных моделей поведений.

Так же была подобрана методическая база для собственных исследований, нацеленная на выявления эндокринных и иммунных влияний на правильную идентификацию запахов половых феромонов.



Список литературы

1. Айрумян, К. А. Маркировочное поведение и значение химических сигналов в жизнедеятельности полевок /К. А Айрумян, С. Б Папанян // Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 310-314.

2. Болдырева, М. Н. HLA и естественный отбор. Гипотеза «преимущества функциональной гетерозиготности» / М. Н. Болдырева, Л. П. Алексеев // Иммунология. 2006. - № 3. - С. 172-175.

3. Виноградова, В. М. Запоминание обонятельных раздражителей костистыми рыбами гуппи Poecilia reticulata Peters / В.М Виноградова, Ю.Б Мантейфель // Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 150-157.

4. Гулимова, В. И. Вомероназальная система животных и человека в норме и патологии / В. И Гулимова // Архив патологии. - 2002. - Том. 64, №4. - С. 52-59.

5. Даев, Е.В., Действие двух пиразинсодержащих хемосигналов на клетки костного мозга и семенников у самцов мышей линии СВА / Е.В Даев, А.М Выборова, В.Э Казарова, А.В Дукельская. // Журнал эволюц.биохим. и физиол.Т. 48. (1) 2012. С. 17-21.

6. Евсиков, В.И Генетико-физиологические взаимоотношения мать-плод и их влияние на адаптивные признаки потомков / В. И. Евсиков, Л. А. Герлинская, М. П. Мошкин и др. // Онтогенез. 1998. - Т. 29, № 6. - С. 405-417.

7. Зинкевич, Э. П. Природа феромонов / Э.П Зинкевич //Человек и природа. 1984. № 7. С. 3-9.

8. Касумян, А. О.О специфичности феромона тревоги рыб отряда карпообразных/ А.О Касумян, В.Ю Понаморев //Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 202-207.

9. Кунцевич, М. В. Различение лабораторными крысами запаха мочи стрессированных и нестрессированных сородичей / М.В Кунцевич // Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 315-319.

10. Лебедева, Н. Е. Дальнейшая очистка кай- ромона тревоги и адаптивные реакции, вызываемые им у некоторых карповых рыб / Н.Е Лебедева, А.О Касумян, Т.В Головкина //Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 186-190.

11. Марусов, Е. А. О роли половых феромонов в нерестовом поведении рыб с различной экологией размножения / Е.А Марусов, А.В Голубев //II Всесоюз. совещ. по хим. коммуникации животных. М.: ИЭМЭЖ, 1983. С. 112.

12. Макарчук, Н. Е. Обоняние и поведение / И. Е. Макарчук, А. В. Калуев. К.: КСФ, 2000.- 134 с.

13. Мошкин, М. П. Запах, который не лжет: Химическая коммуникация полов и физическое здоровье / М. П. Мошкин, Л. А. Герлинская, Р. Нагатоми // Российская наука: мечта светла: сб. науч. - попул. ст. / Рос. фонд фундамент. исслед.; под ред. В. И. Конова. - М., 2006а. - С. 228-238.

14. Мошкин, М. П. Влияние запаха самок на иммунитет, эндокринный статус и агрессивное поведение самцов лабораторных мышей / М. П. Мошкин, Л. В. Акинчина, О. Т. Кудаева, И. Е. Колосова, В. А. Козлов // Иммунология. - 2004. - № 6. - С. 350-354.

15. Новиков, С. Н. Метод ферментативного катализа с использованием p-глюкуронидазы при изучении феромонов, контролирующих появление агрессивности у домовой мыши (Mus musculus): Актуальность подхода и ограничения модели / С.Н Новиков, П.А Дюжикова // Химическая коммуникация животных. М.: Наука, 1986. С. 320-324.

...