Самцам мышей понадобился эстроген в мозге для сексуальной активности
Биологи выяснили, что отсутствие ароматазы — белка, который синтезирует эстрогены из андрогенов — в мозге самцов мышей снижает их сексуальную активность, даже если фермент выделяется в семенниках. Авторы статьи, опубликованной в журнале Endocrinology, заключают, что для нормального полового поведения самцов необходимо присутствие как андрогенов, так и эстрогенов.
Эстрогены считают женскими половыми гормонами, однако они необходимы для нормальной работы репродуктивной системы у обоих полов. Образуются эстрогены из андрогенов под действием фермента ароматазы. У самцов этот белок производится в семенниках и нескольких отделах мозга: в зонах гипоталамуса, которые участвуют в регуляции полового поведения и репродуктивных функций, и нейронах миндалины, связанных с агрессивным поведением самцов, выбором самки и спариванием.
Крайне редко у людей встречается недостаток ароматазы. Ученым удалось изучить всего несколько мужчин, у которых не выделялась ароматаза: в их крови были хронически повышены концентрации нескольких половых гормонов (тестостерона, лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов). Мужчинам прописывали эстрогены, и после начала приема их сексуальная активность усилилась. То же произошло и с линией мышей, у которой был выключен ген ароматазы: их сексуальная активность была снижена, но восстановилась после введение эстрадиола (одного из эстрогенов).
Вероятно, ароматаза мозга принимает участие в регуляции полового поведения у самцов, однако до сих пор никто не пробовал разделить функции ароматазы мозга и семенников и понять, какую роль играют гормоны, которые производят разные ткани. Сделать это решили ученые из США под руководством Хун Чжао (Hong Zhao) из Северо-Западного университета. Они вывели новую линию мышей, у которых ароматаза отсутствовала только в мозге, но нормально экспрессировалась в семенниках. В качестве положительного контроля использовали животных с полностью выключенным производством ароматазы.
Мыши вовсе без ароматазы оказались бесплодными, а животные с выключенным только в мозге белком могли производить такое же количество потомков, как и мыши дикого типа. У первых как в мозге, так и в семенниках была снижена концентрация эстрадиола и повышена — тестостерона и андростендиона (основных андрогенов; p < 0,05). У мышей, выработка ароматазы которых была нарушена только в мозге, уровень эстрадиола в семенниках был нормальным, как и концентрация андрогенов и в мозге, и в семенниках. В сыворотке же концентрация тестостерона была повышена, а значит ароматаза необходима, чтобы регулировать уровень андрогенов (в норме эстрогены несколько затормаживают их секрецию).
Животные без ароматазы в мозге вдвое реже пытались спариваться с самками, а в первый раз подходили к самкам вдвое позже (p < 0,05), хотя длительность полового акта была такой же, как у мышей дикого типа; мыши с полностью выключенной секрецией ароматазы вообще не пытались спариться с самками. Вероятно, ароматаза необходима для полового поведения, причем ключевую роль играет ароматаза семенников, а в мозге она регулирует запуск и частоту половой активности.
Чтобы проверить, как недостаток эстрогенов повлиял на половое поведение мышей, животных кастрировали и провели им заместительную гормональную терапию — так ученые могли точно регулировать содержание гормонов. Кастрированные мыши не проявляли половое поведение, и введение только эстрадиола не восстановило его. Если в качестве заместительной терапии использовали тестостерон, сексуальная активность восстанавливалась, но у мышей без ароматазы в мозге оставалась ниже, чем у контрольных животных (p < 0,05). И только введение и тестостерона, и эстрадиола полностью восстановило половое поведение мышей. Контрольным животным, видимо, было достаточно только тестостерона, поскольку эстрадиол образовывался из него под действием ароматазы.
Ученые заключают, что для нормальной сексуальной активности самцам необходима синергичная активация эстрогенов и андрогенов в мозге, а также работа ароматазы как в семенниках, так и в мозге. Значит, искусственно меняя концентрацию ароматазы, можно влиять на половое поведение самцов.
Роль эстрогенов в половом поведении самцов изучали и ранее. Так, для «маскулинного» поведения необходимо присутствие рецепторов к эстрогену в мозге. Если таких рецепторов у самцов нет, они перестают метить территорию и размножаться.
Алиса Бахарева
Но пожертвовали менее крепкими социальными связями
Галки отказываются пожертвовать родственными связями с партнерами, птенцами и братьями и сестрами ради ценной пищи. Однако они готовы в обмен на вкусную награду разорвать временные социальные связи с неродственными членами своей стаи. К такому выводу пришли орнитологи после серии экспериментов с дикими галками в британском графстве Корнуолл. Как отмечается в статье для журнала Nature Communications, результаты исследования демонстрируют, что галки способны менять социальные связи в зависимости от необходимости, но стараются сохранить долгие и крепкие отношения с родственными особями. Галки (Corvus (Coloeus) monedula) — высокосоциальные птицы. Самцы и самки этих врановых образуют крепкие моногамные пары, которые сохраняются годами, а молодые особи на протяжении нескольких месяцев после вылета из гнезда поддерживают тесные связи с родителями и братьями и сестрами. Кроме того, галки регулярно взаимодействуют с неродственными сородичами. Гнездятся эти птицы колониями, а вне сезона размножения собираются большими стаями для поиска корма и ночевки. Команда орнитологов под руководством Майкла Кингса (Michael Kings) из Эксетерского университета решила проверить, насколько крепки родственные и социальные связи галок. Для этого исследователи провели серию полевых экспериментов с дикими представителями этого вида птиц. Работы проводились в расположенной в графстве Корнуолл колонии галок, которая состоит из нескольких сотен пар, включая около сорока пар, выводящих птенцов в искусственных гнездовых ящиках. Кингс с соавторами пометили цветными кольцами и радиочастотными метками большинство особей из искусственных гнездовий и их птенцов, а также других членов колонии. Кроме того, в выборку попали особи из других колоний, которые кормились в районе исследования. Затем авторы разместили около колонии галок две экспериментальные установки. Каждая из них состояла из двух кормушек, расположенных в полуметре друг от друга и оснащенных устройствами для считывания радиочастотных меток. Всех помеченных галок авторы псевдослучайным образом разделили на две группы, A и B. Если две птицы из одной группы одновременно садились на парные кормушки, устройства считывали их метки и выдавали им ценную награду — смесь сушеных мучных червей и зерна. Однако когда на кормушки прилетала одна птица, она получала только зерно — корм более низкого качества, а визит двух птиц из разных групп заставлял кормушки закрыться и не выдавать никакого корма в течение двух минут. За четыре месяца полевых исследований кормушки посетили 139 галок. Компании из двух галок были отмечены на них 3117 раз, причем в 55,4 процента случаях это были птицы из одной группы, которые в награду получили ценное лакомство. Кингс и его соавторы предположили, что пернатые будут выбирать сородичей для посещения кормушек в зависимости от того, смогут они вместе добыть корм. Эта гипотеза подтвердилась. С течением времени галки стали чаще посещать кормушки вместе с представителями своей группы, что давало им доступ к смеси червей и зерна. Это означает, что птицы поняли, с какими из сородичей они могут рассчитывать на ценное вознаграждение, и стали выбирать именно их (и избегать сородичей, в компании с которыми нельзя получить никакого корма). Авторы допускают, что изменения в социальных связях галок, которые произошли в результате эксперимента, могут проявляться и вне кормушек. Однако уверенности в этом вопросе у них пока нет. Полученные результаты, однако, не распространяются на галок, связанных друг с другом родственными узами (размножающихся самцов и самок; родителей и их птенцов; и сиблингов). Даже если две родственные птицы были распределены в разные группы и при визите на кормушки не получали никакого корма, в дальнейшем они не отказывались от совместных посещений экспериментальной установки. По мнению авторов, это означает, что хотя галки и способны пожертвовать кратковременными социальными связями ради ценной пищи, они стараются сохранить долгосрочные отношения с партнером, потомством или братьями и сестрами, даже если ради этого придется голодать или обходиться менее вкусным кормом. Ранее орнитологи из Эксетерского университета выяснили, что галки принимают решение покинуть место ночевки, основываясь на результатах голосования. Птицы, готовые улететь, начинают издавать громкие крики — и когда таких особей становится достаточно много, большая часть стаи снимается с места. Исследователям даже удалось заставить галок улететь раньше, проигрывая записи их голосов через динамик.