Статья: Физиологические аспекты феромональной регуляции половой функции у животных

Как видно из данных, представленных в таблице 1 и 2, показатели, полученные у свинок, обработанных препаратом феромонов, отличались незначительно от таковых у свинок, контактировавших с хряком-пробником. Известно, что действие феромонов самцов на организм самки начинается с её обонятельной выстилки, состоящей из обонятельного эпителия, который, в свою очередь, состоит из специализированных эпителиальных клеток, обладающих сенсорной способностью. Каждая сенсорная клетка покрыта мембраной и имеет наружный (жгутик) и внутренний сенсорный домен (тело клетки).

Плазматическая мембрана обонятельных клеток содержит рецепторы, представляющие собой рецептивные белки, встроенные в мембрану. Их особенность заключается в том, что они способы реагировать с летучими и даже малолетучими пахучими веществами - одорантами. В результате взаимодействия молекул феромонов с рецепторами в клетках происходят электрохимические изменения, сопровождающиеся изменением проницаемости клеточных мембран для катионов (натрия, кальция и калия) или анионов (хлора) за счёт активации (открывания) или инактивации (закрывания) ионных каналов. Все эти процессы приводят к тому, что в клетке генерируется сигнал, который передаётся на нервную систему. Такое преобразование химического воздействия одоранта в микроскопический рецепторный потенциал получило название сенсорной трансдукции или, в данном случае, хемотрансдукции. Сигнал, образующийся в эпителиальной клетке обонятельного эпителия, по нервным окончаниям передаётся в вомероназальный орган, представляющий собой специализированное сенсорное образование. От обонятельных клеток вомероназального органа отходят нервные окончания, которые собираются в виде нервных пучков, образующих тройничный нерв, проходят сквозь продырявленную пластинку решётчатой кости и заканчиваются в дополнительной обонятельной луковице.

Из обонятельной луковицы хемосенсорный сигнал попадает в гипоталамус, где вырабатываются люлебирины, воздействующие на гипофиз. В гипофизе повышается синтез гонадотропных гормонов, которые в свою очередь оказывают стимулирующее действие на гормональную функцию яичников. Яичники отвечают «выбросом» в кровь эстрогенов, участвующих в поведенческих реакциях у самки, повышают функциональную активность эндометрия, усиливают моторику матки.

Существование указанной функциональной «цепи», подтверждает тот факт, что если из неё исключить хотя бы одно звено, стимулирующий эффект феромонов резко снижается.

Нами был проведен следующий эксперимент: свиноматкам в носовую полость впрыскивали в виде аэрозоля 2%-ный раствор нитрата серебра, что приводило к разрушению обонятельного эпителия (рисунок 3). При предоставлении этим свиноматкам тампонов, обработанных мочой половозрелого хряка, они его не могли обнаружить.

Рисунок 3 - Гистологическая структура обонятельной выстилки у ремонтных свинок

а - неповрежденная; б - поврежденная

Во втором эксперименте также был разрушен обонятельный эпителий у неполовозрелых ремонтных свинок. Наблюдения показали, что у этих свинок половое созревания задерживалось на 25-30 дней по сравнению со свинками-аналогами, у которых обонятельный эпителий не был повреждён. При этом развитие репродуктивных органов у свинок с нарушенным обонянием значительно отставало по сравнению с контрольными животными. Таким образом, результаты наших экспериментов наглядно подтверждают, что обонятельные сигналы играют важную роль в процессах формирования половой функции у свиноматок.

Изготовленные препараты натуральных половых феромонов НФ-3 и НФН были также использованы для стимуляции свинок с задержавшейся половой зрелостью, синхронизации половой охоты и овуляции у свиноматок после отъёма поросят.

С целью более широкого применения половых феромонов в свиноводстве нами была разработана конструкция летнего лагеря для содержания ремонтных свинок, позволяющая проводить обработку животных феромональными препаратами. Лагерь представляет собой огороженные однотипные спаренные секции (рисунок 4), которые располагаются вдоль проезда для автотранспорта. Каждая секция оборудована кормушками, щитами с навесами для защищиты животных от господствующих ветров в ненастье и излишней инсоляции в жаркое время дня, а также разбрызгивающими устройствами для купания животных. Помимо этого в центре каждой секции находилось устройство для биологической стимуляции половой функции у свинок в виде Т-образной стойки, на противоположных концах которой на высоте 1 м от поверхности площадки располагались радиодинамики и аэрозольные генераторы типа САГ-1 или САГ-2. Все радиодинамики соединялись с магнитофоном, через который воспроизводилась запись звуковых сигналов взрослого хряка, а к аэрозольным генераторам по воздуховоду, проложенному под землей, от компрессора подавалось давление для распыления синтетических или натуральных половых феромонов хряка.

С целью апробации разработанной конструкции летнего лагеря были проведены научно-производственные опыты. Для этого в первой секции лагеря разместили 30 неполовозрелых ремонтных свинок-аналогов 6-месячного возраста крупной белой породы (первая группа). Во второй секции содержалось 30 ремонтных свинок 8-месячного возраста с задержавшейся половой зрелостью (вторая группа). Для контроля были сформированы группы-аналоги, соответственно третья группа (30 неполовозрелых свинок 6-месячного возраста) и четвертая группа (30 свинок 8-месячного возраста с задержавшейся половой зрелостью). Контрольные животные содержались в секциях лагеря, которые не были оборудованы устройствами для биологической стимуляции.

Кормление свинок соответственных групп было одинаковым. Ремонтные свинки первой и второй группы подвергались биологической стимуляции половыми феромонами хряка по 15 мин два раза в день (утром и вечером). Для этого сначала воспроизводили звуковые сигналы хряка, что, привлекало внимание свинок, и они приближались к стимулирующему устройству. Затем включали компрессор и распыляли половые феромоны. За опытными и контрольными животными вели ежедневные наблюдения, половую охоту выявляли с использованием хряков-пробников.

Таблица 3 - наступление полового созревания у ремонтных свинок, содержащихся в летнем лагере

Результаты исследований показали (таблица 3), что в течение первого месяца содержания в летнем лагере у 87% свинок первой группы наступило половое созревания. При этом у 53% животных оно проявлялось в первые 10 суток нахождения свинок в летнем лагере. Из 30 животных третьей (контрольной) группы, содержавшихся на выгульной площадке, эти показатели соответственно составляли 67% и 13%. Отмечено, что у свинок первой группы к моменту их включения в воспроизводительный процесс регистрировалось в среднем 3-5 половых циклов, а у контрольных животных только 2-3 цикла. Из 30 свинок второй опытной группы в течение первого месяца содержания в лагере у 73% была выявлена половая охота. В четвертой (контрольной) группе за этот период половая зрелость наступила только у 53% животных.

В последующем было установлено, что у свинок, содержавшихся в секциях лагеря, где находились устройства для биологической стимуляции, была выше оплодотворяемость (81-83%), чем у животных, содержавшихся в секциях без устройств (58-72%).

Рисунок 4 - Фрагмент летнего лагеря

1 - проезд для транспорта; 2 - дезбарьер; 3 - кормушка с бетонированной площадкой; 4 - навес; 5 - Т-образная стойка; 6 - аэрозольный генератор; 7 - радиодинамик; 8 - разбрызгивающее устройство; 9 - ванна для купания; 10 - компрессор; 11 - емкость для воды

Таким образом, содержание ремонтных свинок в летнем лагере разработанной нами конструкции, позволяет сократить период их непроизводительного выращивания и своевременно включать в воспроизводительный процесс.

Подводя итог проведённых исследований, можно сделать заключение, что изучаемые нами вопросы химической коммуникации млекопитающих являются актуальным. Коммуникация животных с помощью зрения и слуха всегда оставалась первостепенной, отодвигая на второй план обоняние - древнейший канал общения животных между собой и окружающим миром. Тем не менее, вопросы феромональной активности у животных всегда интересовали исследователей.

При изучении половых феромонов у самцов разных видов сельскохозяйственных животных нас интересовали не столько поиски самих феромонов, сколько выяснение путей и механизмов их действия на репродуктивную функцию самок.

Результаты использования изготовленных нами препаратов натуральных половых феромонов самцов подтвердили их биологическую активность. У самок, подвергавшихся стимуляции препаратами, наступало раньше половое созревание, усиливалась сократительная активность матки, были лучше развиты репродуктивные органы. Поэтому не вызывает сомнений, что разработка новых технологий получения натуральных феромонов и их синтетических аналогов позволит создать избирательно действующие и экологически чистые средства регуляции репродуктивной функции у сельскохозяйственных животных.

Список использованных источников

1. Karlson P. «Pheromones» a new term for a class of bioloqically active substances / P. Karlson, M. Lьscher // Nature. 1959. -V.1983. -H. 55-56.

2. Киршенблат, Я.Д. Классификация некоторых биологически активных веществ, вырабатываемых животными /Я.Д. Киршенблат // Тр. Ленинградского общества естествоис-пытателей, 1957. - т.73. -С.225-228.

3. Patterson R.L. Identification of a 3б - hydroxyl - 5б -androst - 16 - en as a musk odour component of boar submaxillary salivary qland and its relationship to sex odour taint in pork meat / R.L. Patterson // J. Sci. Res Aqriculture. 1968. -V.19. -P.434-438.

4. Melrose D.R. Androqen steroids associated with boar odour as an aid to the detection of oestrus in piq artificial insemination / D.R. Melrose, H.C. Reed, R.L.S. Patterson // Brit. Vet. J. 1971. - V. 127. P.497-502.

Аннотация

Физиологические аспекты феромональной регуляции половой функции у животных. Сеин Олег Борисович, доктор биологических наук, профессор, декан факультета ветеринарной медицины, заведующий кафедрой терапии и акушерства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова, тел. (4712) 53-14-04, E-mail: academy@kgsha.ru.

Сеин Дмитрий Олегович, кандидат биологических наук, ассистент кафедры терапии и акушерства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова. В статье приводятся результаты многолетней работы в области физиологии феромонов млекопитающих, в частности сельскохозяйственных животных. Показана роль половых феромонов самцов в феромональной регуляции репродуктивной функции самок. Важное место отводится научно-производственным испытаниям препаратов натуральных половых феромонов самцов, изготовленных по технологии, разработанной авторами.

Ключевые слова: аттрактантная активность, биологическая стимуляция, обоняние, обонятельный эпителий, половая функция, самцы, самки, феромоны.