CC BY
75
Свойства летучих соединений, выделяемых облучёнными ионизирующей радиацией животными, и дистанционный «эффект свидетеля (bystander effect)»
Суринов Б.П., Духова Н.Н., Исаева В.Г.
МРНЦ им. А. Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России, Обнинск
Известно, что с помощью летучих хемосигналов животные обозначают видовую и групповую принадлежность, иерархию в группе, генотип, пол, репродуктивный статус и наличие патологических процессов. Изучение их свойств является актуальной задачей для решения теоретических и прикладных проблем. В работе оценивали влияние разных факторов на способность пострадиационных летучих компонентов мочи мышей модифицировать поведенческую (реакция предпочтения-избегания) и иммунную реактивность интактных особей. Показано, что они обладают высокой летучестью и относятся к различным химическим классам. Воздействие радиации в сублетальных дозах вызывает выделение компонентов с привлекающими, а в летальных дозах - с отталкивающими интактных реципиентов свойствами. Установленные свойства пострадиационных аттрактивных летучих компонентов (ЛК) позволяет квалифицировать их как релизер-феромоны, которые побуждают реципиентов на немедленные физиологические реакции. Полученные данные демонстрируют более сложный характер развития обусловленного летучими выделениями дистанционного межорганизменного «эффекта свидетеля», чем ранее было известно.
Ключевые слова: мыши, воздействие радиации, летучие выделения, химический состав, иммуносупрессивность, аттрактивность, аверсивность, хемосигнализация, дозовая зависимость, «эффект свидетеля».
Введение
Известно, что воздействие ионизирующей радиации сопровождается появлением в моче животных отсутствующих в норме пострадиационных летучих компонентов (ЛК) [1, 2], которые дистанционно индуцируют межорганизменный «эффект свидетеля» в виде нарушений крови и иммунитета у интактных животных [3].
Выяснение биологической роли, свойств и структуры таких веществ представляет актуальную задачу. Решение её связано с проблемами, которые проявляются и при изучении химической природы феромонов - хемосигналов, регулирующих жизнедеятельность животных в группах в физиологических условиях. В научной литературе описано значительное количество специфических феромональных эффектов у млекопитающих, тем не менее, конкретная химическая структура активных веществ установлена лишь для небольшого их числа [4-6]. Решение таких задач во многом зависит от выбора оптимальных условий для идентификации специфичных хемосигналов.
В представленной работе изложены результаты исследования с помощью различных методических приёмов свойств пострадиационных летучих компонентов мышей.
Материалы и методы
Работа выполнена на половозрелых мышах-самцах линии СВА (342 особи) и гибридах (СВАхС57Б1/6) F1 (638 особи) массой 20-24 г, полученных из питомника «Столбовая». Животных содержали на стандартном пищевом рационе при естественном световом режиме.
Суринов Б.П.* - зав. лаб., д.б. н.; Исаева В.Г. - вед. научн. сотр., к.б.н.; Духова Н.Н. - научн. сотр. МРНЦ им. А.Ф. Цыба - филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.
•Контакты: 249036, Калужская обл., Обнинск, ул. Королёва, 4. Тел.: +7 (484) 399-71-61; e-mail: surinovboris@rambler.ru.
Группы формировали за 14 дней до начала эксперимента и содержали в одних и тех же стандартных полипропиленовых боксах. Все процедуры проводили в соответствии с правилами гуманного обращения с лабораторными животными.
Донорами ЛК служили мыши, подвергнутые воздействию у-излучения 60Co на установке «Луч» с мощностью дозы 9,5 мГр/с, или интактные мыши (контроль). Во всех случаях для исключения влияния стрессирующих факторов животных контрольной группы переносили в зону облучательных установок одновременно с животными опытных групп. В отличие от последних, контрольных мышей не подвергали воздействию радиации.
Для получения образцов мочи (не менее 5 особей), содержащих исследуемые ЛК, бумажные подстилки (лист фильтровальной бумаги) помещали на одни сутки под дополнительное сетчатое дно модифицированных боксов для содержания животных. В опытах изучения влияния температуры и рН на поведенческие и иммуномодулирующие свойства ЛК, также и для хромато-масс-спектрометрии образцы мочи (от 5 особей) получали провокацией мочеиспускания (поглаживание живота в области мочевого пузыря) в чашку Петри.
Для изучения влияния ионизирующей радиации в дозе 4 Гр на состав выделяемых с мочой ЛК использовали газовый хроматограф «Agilent GCMSD» с интегрированной системой термодесорбции «Gerstel TDS2» в соответствии с нормативными документами [7]. Для обработки данных применяли модернизированную программу «GERSTEL MASTer Chemstation GC/MSD 6890/5973N HP» на базе Kayak XA6 с операционной системой Windows XP*.
Идентификацию детектированных соединений проводили с использованием библиотеки масс-спектров Национального института стандартов и технологий США. Проведён сравнительный анализ спектров летучих органических соединений (ЛОС) образцов мочи облучённых и интактных мышей-самцов СВА (по 5 особей). Статистическая значимость относительных различий по отдельным идентифицированным ЛОС оценена с помощью парного критерия Вилкоксона.
Влияние разных факторов на аттрактивные свойства пострадиационных ЛК оценивали по реакции предпочтения-избегания, определяя частоту выбора интактными мышами-тестерами (по 10 особей) «укрытий» модификации Т-образного лабиринта [8], содержащих сравниваемые образцы мочи (по 5 особей в опыте и контроле при шестикратном тестировании каждого образца) на бумажном носителе. Статистическую значимость различий сравниваемых образцов оценивали с помощью парного критерия Вилкоксона.
При оценке влияния ЛК на иммунную реактивность мышей бумажные подстилки с образцами мочи помещали на сутки под сетчатое дно боксов с животными-реципиентами (по 7 особей в группе). Реципиентов иммунизировали эритроцитами барана внутрибрюшинно в дозе 1х108 клеток в 0,2 мл среды 199. Через 4 суток после иммунизации мышей декапитировали под эфирным наркозом, извлекали селезёнку, гомогенизировали в 1 мл среды 199 и определяли число антителообразующих клеток (АОК) методом Каннингема. Статистическую значимость иммунологических данных оценивали с помощью f-критерия Стьюдента. Результаты представлены в процентах к контролю в виде среднего значения и стандартной ошибки среднего.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета программ «Statistica 6.0» («StatSoft Inc.», USA).
* Авторы выражают благодарность за помощь в проведении данных исследований Р.Г. Марданову, в.н.с. ФГБУ ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН.
Результаты и обсуждение
Основные исследования свойств пострадиационных ЛК проводили на образцах мочи, полученных в течение третьих суток после облучения в дозе 4 Гр. Доза и срок были выбраны как оптимальные, исходя из предшествующих данных об их аттрактивных и иммуносупрессивных эффектах [3, 9, 10].
Одним из важных вопросов при изучении ЛК мочи мышей является зависимость их физиологической активности от различных факторов. При оценке влияния температуры на стабильность пострадиационных ЛК установлено, что прогревание на водяной бане образцов мочи мышей-самцов (от 10 особей, опыт выполнен в трёх повторностях) линии СВА в открытых пробирках в течение 20 мин при 35 °С не изменяло аттрактивные свойства ЛК. Относительная ат-трактивность пострадиационных ЛК образцов мочи, не подвергнутых прогреванию (нативных) и прогретых при 35 °С, не различалась (р>0,05 по Вилкоксону). Повышение температуры до 40 или 60 °С приводило к статистически значимой (р<0,01 по Вилкоксону) потере относительной аттрактивности по сравнению с образцами мочи без тепловой обработки - соответственно до 35,0 и 24,3%. Прогревание при 40 °С в герметически закрытой пробирке не изменяло аттрактивные свойства пострадиационных ЛК - относительная аттрактивность таких прогретых образцов (51,7%) практически не отличаясь от образцов мочи (48,3%), не подвергавшихся нагреванию. Следовательно, пострадиационные ЛК чувствительны к повышению температуры, что обусловлено их летучестью.
Зависимость летучести пострадиационных выделений от температуры демонстрируется и результатами иммунологических наблюдений, проведённых на мышах линии СВА. Так, если прогревание образцов мочи облучённых мышей в течение 20 мин при 35 °С в открытых пробирках существенно не меняло их иммуносупрессивную активность, то после прогревания в течение 20 мин при 40 °С это свойство полностью утрачивалось. Содержание АОК в селезёнке мышей-реципиентов (по 7 особей в группе), экспонированных с прогретыми образцами мочи при 40 °С, не отличалось (р>0,05 по Стьюденту) от интактных реципиентов и составляло 92,0±3,5% от контроля.
Таким образом, образцы мочи облучённых животных снижают или даже утрачивают свои аттрактивные и иммуносупрессивные свойства при повышении температуры выше физиологической. Следовательно, иммуносупрессивные и аттрактивные для интактных мышей пострадиационные ЛК имеют относительно высокую летучесть, которая, очевидно, и обеспечивает их межорганизменный дистанционный физиологический эффект. Высокая летучесть, как можно предполагать, ограничивает эффективность ЛК во времени, что, очевидно, соответствует их сигнальной, триггерной роли.
Одним из приёмов оценки зависимости активности рассматриваемых ЛК от способности к ионизации может служить анализ влияния рН. Ранее с помощью такого приёма было доказано, что феромон агрессивности домовой мыши относится к кислотам, т.к. утрачивает активность при подщелачивании [11]. В нашей работе пробу мочи облучённых мышей-самцов СВА (0,9 мл от 10 особей в трёх повторностях) разделяли на три равных порции. Одну из них подщелачивали раствором ЫаОИ до рН 10, другую подкисляли раствором серной кислоты до рН 1,0, а в третью добавляли эквивалентное количество физиологического раствора. Затем каждую из порций наносили на фильтровальную бумагу и помещали в бокс к интактным мышам-реципиентам линии СВА на сутки, как и при оценке иммуносупрессивной активности пострадиационных ЛК.
В отличие от необработанных, образцы мочи с рН 10 и подкисленные до рН 1,0 утрачивают способность угнетать иммунную реактивность при экспонировании с ними интактных мышей-реципиентов (по 7 особей в группе). Можно предполагать, что это обусловлено их амфо-терностью. Ионизация амфотерных веществ, как известно, снижает их летучесть за счёт связывания в виде солей при кислотно-основных взаимодействиях.
Полученные данные позволили выбрать оптимально щадящие условия для хромато-масс-спектрометрии пострадиационных выделений мышей. В экспериментах использованы 40 мышей-самцов СВА, 20 особей - опыт (облучение в дозе 4 Гр), 20 особей - контроль (интакт-ные особи). Каждая группа содержала суммарно 10 особей - по 5 мышей в двух независимых сериях экспериментов. При анализе летучей фазы каждой пробы мочи интактных мышей-самцов СВА в воздушной среде контейнеров, на дне которых находились образцы (по 0,5 мл мочи), в зависимости от настройки фильтров масс можно было идентифицировать от полутора до двух сотен летучих органических соединений (ЛОС). Предел обнаружения идентифициро-
12 3
ванных ЛОС составляет 5x10" г/м . Выявление характерных для мочи интактных мышей ЛОС хорошо согласуются с данными литературы [5, 6, 12].
При анализе образцов мочи облучённых (4 Гр) мышей-самцов СВА с достоверностью (р<0,05 по Вилкоксону) можно утверждать наличие повышения (относительно интактных мышей) в первые сутки после облучения концентраций гептанона-2, гептанона-3, бутадиона-2,3, особенно 1-гидроксипропанона-2, и в меньшей степени а-ненасыщенных альдегидов (децена-ля, октадеценаля), гидроксиспиртов (гидроксиэтанола, гидроксипропанола) (таблица). Через трое суток относительное повышение сохранялось только у гептанона-2 и 1-гидроксипропанона-2. Через две недели эксперимента эти изменения нивелировались.
В моче облучённых мышей появляются: фенол и его производные, фарнезены, триметила-мин, олеиновая кислота, додекатриен, декагексаен, капролактам, 2-метоксифенол, ацетамид, фу-ран, 4-метилфенол, пропионовая кислота, 3-метилпентановая кислота, фенол, диметилдисульфид, метилундецен, тетраметилэтандиамин, акрилонитрил, триазолтион - все на уровне 8 нг/л.
Таблица
Хромато-масс-спектрометрический анализ летучих компонентов мочи мышей в разные сроки после облучения в дозе 4 Гр
Летучее органическое вещество (ЛОС) Коэффициент повыш (В скобках соотношение опыт/конт иения концентрации средних концентраций роль, нг/л)
1 сут 3 сут
Гептанон-2 Гептанон-3 Бутадинон-2,3 1-гидроксипропанон-2 Деценаль Октадеценаль Гидроксиэтанол Гидроксипропанол 2,4* (76,8/32,0) 2,1* (37,8/18,0) 1,7* (39,4/23,2) 2,8* (47,9/17,1) 1,7* (37,9/22,3) 1,7* (47,9/28,2) 1,6* (25,6/16,0) 1,6* (21,1/13,2) 1,9* (55,1/29,0) 1,6 (34,4/20,9) 1,3 (27,3/21,0) 2,5* (40,5/16,2) 1,3 (24,7/19,0) 1.3 (32,8/25,2) 1.4 (19,7/14,1) 1,4 (21,0/15,0)
Примечание: * - р<0,05 по Вилкоксону.
Результаты исследования демонстрируют значительную сложность состава ЛОС, которые выявляются в моче облучённых мышей в ранние сроки после воздействия радиации в сублетальной дозе. Наблюдается: увеличение концентрации ряда веществ, появление ЛОС, не
обнаруживаемых в норме, снижение концентрации отдельных веществ, например ацетона. Спектр таких веществ довольно велик, среди них имеются вещества с кислыми, щелочными и амфотерными свойствами, поэтому влияние подкисления или подщелачивания на иммуносу-прессирующее свойство пострадиационных ЛК пока не позволяет отдать предпочтение отдельным компонентам.
Большое количество ЛОС, обнаруживаемых в моче облучённых мышей, затрудняет решение проблемы идентификации тех из них, которые могут предполагаться в качестве специфических компонентов, модифицирующих поведение и иммунную реактивность интактных реципиентов. Естественно, что привлекают внимание гептанон-2 и 1-гидроксипропанон-2, повышенное содержание которых относительно нормы сохраняется в 1-е и 3-е сутки после облучения. Между тем, полученные данные с большей вероятностью поддерживают существующее в литературе представление о том, что хемосигнальная специфичность обусловливается не одним компонентом, а соотношением концентраций нескольких [13, 14]. При этом предполагается, что специфичность хемосигнала может зависеть и от минорных компонентов. Таких, среди обнаруженных в работе, наблюдалось значительное число.
Описанные ниже исследования аттрактивных свойств пострадиационных ЛК выполнены на мышах-самцах гибридах (СВАхС57ВЬ/6) Р1.
Оценка аттрактивных свойств таких ЛК относительно физиологического раствора показала, что разбавленные физиологическим раствором образцы мочи облучённых (4 Гр) мышей при концентрациях 100, 50, 25 и 13% статистически значимо (р<0,05 по Вилкоксону) с частотой от 63,3 до 58,3% предпочитаются реципиентами относительно физиологического раствора. При разбавлении до концентрации 3% образцы мочи облучённых мышей полностью утрачивают привлекательность для особей-тестеров.
Исследование аттрактивности образцов пострадиационной мочи с разными концентрациями относительно 100%-ной пострадиационной мочи обнаружило статистически значимое (р<0,01 по Вилкоксону) падение частоты выбора до 43,3% при её двукратном (концентрация 50%) разбавлении, а при большем разбавлении (25, 13, 3%) физиологическим раствором - до 31,7, 38,0 38,3% соответственно. Аттрактивность менее разбавленных образцов (концентрация 75 и 65%) не отличалась (р>0,05) от 100%-ной пострадиационной мочи.
Если сравнить аттрактивные свойства разбавленной мочи облучённых (4 Гр) мышей относительно 100%-ной мочи интактных мышей, то статистически значимая (р<0,05 по Вилкоксону) аттрактивность сохраняется при концентрации пострадиационной мочи 100, 75 и 50%, соответственно частота предпочтений 63,3, 61,7% и 58,3%. Дальнейшее снижение концентрации приводит к утрате аттрактивности относительно мочи интактных мышей.
При сравнении образцов мочи облучённых и интактных мышей, имеющих равные концентрации, повышенная (р<0,05 по Вилкоксону) привлекательность мышей к пострадиационной моче наблюдалась при концентрациях сравниваемых образцов от 100 до 25% и колебалась в пределах 63,3-60,0%. Мыши-тестеры утрачивали способность различать образцы мочи облучённых и интактных особей после их разбавления до 13 и 3%.
При сравнительном анализе свойств пострадиационной мочи относительно интактной необходимо иметь в виду, что в моче облучённых мышей имеются не только индуцированные воздействием радиации, но и естественные аттрактивные компоненты. Именно этим и обусловлено, что утрата предпочтительности пострадиационных образцов мочи относительно физиологического раствора происходит лишь после снижения её концентрации до 3%. В других ис-
пользованных здесь вариантах опытов аттрактивность образцов пострадиационной мочи оценивали либо при её разных концентрациях относительно мочи интактных мышей, либо при равных концентрациях обоих. Во всех случаях изменения частоты предпочтения носили пороговый характер, что проявлялось в следующем.
При концентрации образцов мочи выше порога чувствительности повышенная (р<0,05 по критерию Викоксона) частота предпочтения образцов мочи облучённых мышей с разной концентрацией мало варьирует - показатели для образцов с разными концентрациями не имеют статистически значимых отличий. Ниже порога чувствительности аттрактивность разбавленных образцов мочи облучённых особей не отличается от интактных мышей.
Аналогичную пороговую зависимость от концентрации пострадиационной мочи имеет и иммуносупрессивная её активность. Исследования проводили на мышах-гибридах (СВАхС57ВЬ/6) Р1, оценивая их иммунную реактивность после введения эритроцитов барана. Содержание АОК в селезёнке мышей, экспонированных с образцами мочи с концентрациями в диапазоне от 100 до 10%, статистически значимо (р<0,05 по Стьюденту) понижено и колебалось от 81,2±6,1 до 66,2±2,3% к контролю. Показатели, полученные в пределах этого диапазона концентраций, не имели между собой статистически значимых различий. Снижение концентрации пострадиационной мочи до 3% полностью отменяло её иммуносупрессивную активность.
Зависимость аттрактивных свойств пострадиационных выделений от дозы радиации носит более сложный характер. Сравнивали образцы мочи мышей-гибридов (СВАхС57ВЬ/6) Р1, облучённых в диапазоне доз от 1 до 70 Гр, относительно мочи интактных (контроль) особей. Установлено, что на протяжении первой недели после воздействия радиации при дозах 1, 2, 4 и 6 Гр образцы мочи облучённых особей обладают статистически значимо (р<0,05 по Вилкоксону) повышенной относительно интактных мышей аттрактивностью для мышей-тестеров. Величины частот предпочтений образцов от облучённых в разных дозах мышей при этом не имеют статистически значимых различий (р>0,05) и колеблются в диапазоне 53,3-63,3%. Во вторую неделю аттрактивные свойства ЛК облучённых мышей не отличались от интактных.
Увеличение дозы радиации до 10 Гр сопровождается повышением аттрактивности ЛК (частота предпочтений 58,3%, р<0,05 по Вилкоксону) относительно интактного контроля во вторые сутки, отсутствием отличий в третьи и пятые сутки и появлением в 7-е сутки ЛК с аверсив-ными, отталкивающими интактных мышей-тестеров свойствами (частота предпочтений понижена до 41,7%, р<0,01 по Вилкоксону).
Воздействие радиации в дозе 70 Гр не отражается на аттрактивности ЛК мочи в первые и вторые сутки. В эти сроки мыши-тестеры не различают образцы мочи интактных и облучённых мышей, но в третьи сутки наблюдается выраженная аверсивность ЛК облучённых в дозе 70 Гр особей - мыши-тестеры статистически значимо (р<0,01 по Вилкоксону) с частотой 61,7% предпочитают образцы интактных мышей относительно облучённых. К четвёртым суткам после воздействия радиации все облучённые в этой дозе мыши погибали.
Изложенные выше данные позволяют предполагать, что воздействие радиации в сублетальных дозах индуцирует выделение ЛК с аттрактивными свойствами. Повышение дозы до летальных значений сопровождается появлением ЛК с аверсивными свойствами.
Иммунологические исследования, проведённые на мышах-гибридах (СВАхС57ВЬ/6) Р1, подтверждают представление о том, что в моче облучённых мышей появляются ЛК с разными свойствами. Экспонирование интактных мышей с образцами мочи мышей, облучённых в дозах 1 или 2 Гр, практически не влияло на их иммунную реактивность. Такое же воздействие образ-
цов мочи мышей, облучённых в дозах 4 и 6 Гр, статистически значимо (р<0,05 по Стьюденту) снижало содержание в селезёнке антителообразующих клеток (АОК) соответственно до 84,4±2,3 и 81,9±6,4% относительно контроля. Повышение дозы до 8 Гр индуцирует появление в моче ЛК с большей иммуносупрессивной активностью, которые снижают (р<0,01 по Стьюденту) содержание АОК в селезёнке экспонированных с ними особей до 56,8±2,9% к контролю.
Заключение
Пострадиационные ЛК мышей, облучённых в дозе 4 Гр, обладают высокой летучестью и утрачивают аттрактивные и иммуносупрессивные свойства при температуре выше физиологической.
Хромато-масс-спектрометрический анализ показал выраженные отличия состава и содержания ЛК облучённых в дозе 4 Гр мышей от интактных. Изменения касаются большого количества представителей различных по химическим свойствам веществ и проявляются в виде повышения относительно интактных мышей содержания, появления отсутствующих в норме, снижения концентрации, вплоть до исчезновения отдельных веществ.
Выше порога чувствительности реакции предпочтения реципиентами пострадиационных ЛК (4 Гр), а в определённой степени и иммуносупрессивная их активность количественно не зависят от концентрации образцов мочи. Отсутствует выраженная зависимость аттрактивных свойств ЛК и от дозы радиации в нижних пределах сублетальных доз (1-4 Гр).
Перечисленные свойства пострадиационных аттрактивных ЛК позволяет квалифицировать их как типичных хемосигналов, релизер-феромонов, побуждающим на немедленное действие.
Как показали исследования, с повышением дозы радиации в моче мышей появляются признаки других хемосигналов, обладающих аверсивными, отталкивающими интактных реципиентов свойствами, особенно в поздние сроки после воздействия радиации в летальных дозах.
Указанные закономерности раскрывают более сложный и многообразный, чем ранее предполагалось, характер обусловленного летучими выделениями развития дистанционного межорганизменного «эффекта свидетеля» у мышей в виде угнетения иммунитета у особей-свидетелей.
Литература
1. Суринов Б.П., Карпова Н.А., Исаева В.Г. Контактная передача пострадиационного иммунодефицит-ного состояния //Иммунология. 1997. № 6. С. 18-23.
2. Суринов Б.П., Исаева В.Г., Карпова Н.А., Духова Н.Н., Кулиш Ю.С., Шарецкий А.Н. Неизвестные ранее летучие пострадиационные компоненты, способные индуцировать нарушение иммунитета и крови //Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Вып. 2. Калуга: Издательский дом «Эйдос», 2001. С. 422-432.
3. Суринов Б.П., Исаева В.Г., Духова Н.Н. Пострадиационные иммуносупрессирующие и аттрактивные летучие выделения: «эффект соседа (baystander effect)» или аллелопатия в группах животных //Доклады Академии наук. 2005. Т. 400, № 5. С. 711-713.
4. Новиков С.Н. Феромоны и размножение млекопитающих: Физиологические аспекты. Ленинград: Наука, 1988. 196 с.
5. Novotny M.V. Pheromones, Binding Proteins and Receptor Responses in Rodents //Biochem. Soc. Transactions. 2003. N 31. Р 117-122.
6. Novotny M.V., Soini H.A., Hurst J.L., Beynon R.J., Roberts S.C., Wyatt T. Volatile Mammalian Chemosignals: Structural and Quantitative Aspects //Chemical Signals in Vertebrates. New York: Springer, 2008. V. 11. P. 13-23.
7. ГОСТ Р ИСО 16000. Часть 6. «Воздух закрытых помещений. Анализ содержания летучих органических соединений в воздухе закрытых помещений и испытательных камер путём активного отбора проб на сорбент «TenaxTA» с последующей термической десорбцией и газохроматографическим анализом и использованием МСД/ПИД». М.: «Стандартинформ», 2008.
8. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. М.: Высш. школа, 1991. 339 с.
9. Суринов Б.П., Исаева В.Г., Карпова Н.А., Кулиш Ю.С. Иммуносупрессирующая активность летучих выделения стрессированных и облучённых животных //Иммунология. 2001. № 5. С. 39-42.
10. Суринов Б.П. Исаева В.Г., Карпова Н.А., Духова Н.Н. Динамика иммуносупрессии, индуцированной летучими пострадиационными и постстрессорными выделениями //Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Вып. 3. Калуга: Издательский дом «Эйдос», 2002. С. 344-349.
11. Соколов В.Е., Котенкова Е.В., Зинкевич Э.П. Феромоны агрессивного поведения самцов домовой мыши //Доклады Академии наук СССР. 1979. Т. 244. С. 1271-1274.
12. Novotny M.V., Soini H.A., Mechref Y. Biochemical Individuality Reflected in Chromatographic, Electrophoretic and Mass-Spectrometric Profiles //J. Chromatogr. B. 2008. N 866. P. 26-47.
13. Ганшин В.М., Зинкевич Э.П. Химический наносенсор на свободные жирные кислоты с люминесцентным откликом //Сенсорные системы. 2002. Т. 16, № 4. С. 336-342.
14. Зинкевич Э.П., Васильева В.С. Химическая коммуникация млекопитающих: молекулярные подходы //Зоологический журнал. 1998. Т. 77, № 1. С. 10-19.
Properties of volatile compounds excreted by animals previously exposed to ionizing radiation and distant bystander effect
Surinov B.P., Isaeva V.G., Dukhova N.N.
A. Tsyb MRRC, Obninsk
It is well known that animals transmit information about their species, hierarchy within a group, genotype, sex, reproductive status, health abnormalities via chemical signals. Study of chemosignals communicative properties is a central subject of the research. Authors assessed effects of different factors on the capacity of the volatile compounds excreted by irradiated mice in urine to modify behavior (preference/avoidance test) and immune reactivity of intact mice. These highly volatile compounds belong to different chemical classes. Volatile compounds excreted by mice exposed to sublethal radiation doses are attractive for intact recipients mice, on the other hand, volatile substances from mice exposed to lethal radiation doses are repellent. The attractive volatile compounds can be identified as releaser pheromones, which initiate quick physiological response in recipients. The new results of study show that mechanism of "inter-mammal" bystander effect is more complicated than previously reported.
Key words: mice, exposure to radiation, secreted volatile compounds, chemical composition, immune suppressiveness, attractiveness, aversiveness, chemosignalling, dose-effect relationship, bystander effect.
References
1. Surinov B.P., Karpova N.A., Isaeva V.G. Contact transfer post-radiation immunodeficiency condition. Im-munologia - Immunology, 1997, no. 6, pp. 18-23. (In Russian).
2. Surinov B.P., Isaeva V.G., Karpova N.A., Dukhova N.N., Kulish Y.S., Sharetsky A.N. Previously unknown postradiation volatile components capable of inducing breach of immunity and blood. Trudy regional 'nogo konkursa nauchnykh proektov v oblasti estestvennykh nauk [Proc. of the regional competition of research projects in the field of natural sciences]. Kaluga, Izdatelski dom «Eidos», 2001, vol. 2, pp. 422-432. (In Russian).
3. Surinov B.P., Isaeva V.G., Dukhova N.N. Postradiation Immunosupressive and Attractive Volatile Secretions: The «Baystander Effect» or Allelopathy in Groups of Animals. Doklady biologicals sciences, 2005, vol. 400, pp. 26-30. (In Russian).
4. Novikov S.N. Pheromony i razmnozhenie: Fiziologicheskie aspekty [Pheromones and reproduction of mammals: Physiological aspects]. Leningrad, Nauka, 1988. 196 p.
5. Novotny M.V. Pheromones, Binding Proteins and Receptor Responses in Rodents. Biochem. Soc. Transactions, 2003, no. 31, pp. 117-122.
6. Novotny M.V., Soini H.A. Hurst J.L., Beynon R.J., Roberts S.C., Wyatt T. Volatile Mammalian Chemosignals: Structural and Quantitative Aspects. Chemical Signals in Vertebrates. New York, Springer, 2008, vol. 11, pp. 13-23.
7. GOSTISO 16000. Part 6. «Indoor air. Analysis of the content of volatile organic compounds in indoor air and test chamber by active sampling on sorbent «TenaxTA» followed by thermal desorption and gas chromato-graphic analysis and the use of MSD / PID», Moscow, «Standartinform», 2008. (In Russian).
8. Buresh Ya., Bureshova O., Houston D.P. Metodiki i osnovnye expirimenty po izucheniiy mozga i povede-nia [Techniques and basic experiments on the brain and behavior]. Moscow, Higher School, 1991. 339 p.
Surinov B.P.* - Head of Lab., D.Sc., Biol.; Isaeva V.G. - Lead. Researcher, C. Sc., Biol.; Dukhova N.N. - Research Assistant. A. Tsyb MRRC; •Contacts: 4 Korolyov str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249036. Tel.: +7 (484) 399-71-61; e-mail: surinovboris@rambler.ru.
9. Surinov B.P., Isaeva V.G., Karpova N.A., Kulish Y.S. The immunosuppressive activity of the volatile selection of stressed and exposed animals. Immunologia - Immunology, 2001, no. 5, pp. 39-42. (In Russian).
10. Surinov B.P., Isaeva V.G., Karpova N.A., Dukhova N.N. Dynamics of immunosuppression induced by volatile post-radiation and post-stressor secretions. Trudy regionalnogo konkursa nauchnykh proektov v ob-lasti estestvennykh nauk Proc. of the regional competition of research projects in the field of natural sciences]. Kaluga, Izdatelski dom «Eidos», 2002, vol. 3, pp. 344-349. (In Russian).
11. Sokolov V.E., Kotenkova E.V., Zinkevich E.P. Pheromones aggressive behavior of male house mice. Dok-lady akademii nauk SSSR [Reports of the USSR Academy of Sciences]. 1979, vol. 244, pp. 1271-1274. (In Russian).
12. Novotny M.V., Soini H.A., Mechref Y. Biochemical Individuality Reflected in Chromatographic, Electrophoretic and Mass-Spectrometric Profiles. J. Chromatogr. B., 2008, no. 866, pp. 26-47.
13. Ganshin V.M., Zinkevich E.P. The chemical nanosensor into free fatty acids with fluorescent response. Sensornye sistemy- Sensor Systems, 2002, vol. 16, no. 4, pp. 336-342. (In Russian).
14. Zinkevich E.P., Vasileva V.S. Chemical communication of mammals: molecular approaches. Zoologicheskii Zhurnal - Zoological Journal, 1998, vol. 77, no. 1, pp. 10-19. (In Russian).
