Использование ЭАГ в качестве биотеста

Несмотря на определенные удобства использования ЭАГ в качестве биотеста в исследованиях половых аттрактантов, следует отметить, что чувствительность этого метода во много раз ниже, чем использование в качестве критерия специфической реакции самца на запах самки характерного поведения: трепетание крыльев, изгибание брюшка и т. д. Д. Шнейдер в своих работах указывал, что пороговая концентрация бомбикола в поведенческих опытах равна 102 молекул на 1 см3 воздуха, тогда как изменения амплитуды ЭАГ наступают только при концентрации 107 молекул/см3.
Аналогичные соотношения, указывающие на резко выраженную специфическую чувствительность к запаху, были получены на самцах непарного шелкопряда Lymantria dispar в отношении синтетического полового аттрактанта — диспарлура. Диспарлур (Ч«с-7,8-эпокси-2-метилоктадекан)—углеводород с эпоксигруппой во втором положении 18-углеродной цепочки. Изменение ее длины на один атом С, перемещение эпоксигруппы на одно положение вправо или влево, использование трансизомера — все эти незначительные изменения структуры молекулы приводили к снижению его эффективности на 5—7 порядков. Обращает на себя внимание, что пороговые значения для гомологов из разных рядов довольно близки друг другу и резко отличаются от величин, полученных для полового аттрактанта. В данной серии экспериментов в качестве критерия специфической реакции было использовано характерное трепетание крыльев самца бабочки. Когда же ответ регистрировали в виде ЭАГ самца, то разница между теми же гомологами составляла лишь 2—3 порядка.
Регистрация биопотенциалов от одиночных обонятельных сенсилл насекомых в отличие от записи ЭАГ позволяет на клеточном уровне судить о механизмах различения специфических запахов и выделения их из сопутствующих летучих соединений. На антеннах жуков Necrophorus vespillo обонятельные сенсиллы содержат только по одной чувствующей клетке. Регистрация биоэлектрической активности этих сенсилл микроэлектродом, введенным в основание сенсиллы, при раздражении антенны каким-либо запахом позволила выявить медленный генераторный потенциал, на фоне которого наблюдался залп импульсов, причем наибольшая частота импульсов соответствовала восходящей фазе медленного потенциала. Ответы на раздражение различными запахами варьировали по амплитуде и крутизне нарастания медленного потенциала, что сопровождалось изменением частотного спектра импульсов. Некоторые вещества, например циклопентан, вызывали медленное положительное колебание, которое соответствовало торможению чувствительной клетки. Импульсы при этом исчезали. Оказалось, что возбуждающий или тормозящий эффект в ряду жирных кислот зависит от числа атомов углерода в цепочке.
Генераторный потенциал и частота афферентных импульсов в залпе были минимальными при раздражении хеморецептора парами кислоты, имеющей в цепочке четыре атома углерода, и максимальными, когда число достигало семи-восьми. Дальнейшее увеличение числа атомов углерода вызывало снижение ответа, который исчезал при действии каприновой кислоты, имеющей 10 атомов углерода. Кислоты, имеющие менее четырех атомов углерода в молекуле, вызывали торможение чувствительной клетки в обонятельной сенсилле Necrophorus vespillo, сопровождающееся гиперполяризацией мембраны. У жуков Necrophorus humator подобный эффект вызывали молекулы жирных кислот, имеющие менее шести атомов углерода в молекуле. Подобные наблюдения ответов обонятельных сенсилл на антенне саранчи на запахи жирных кислот показали такую же зависимость ответа от длины углеродной цепочки. Интенсивность импульсного ответа сенсиллы увеличивалась при возрастании числа атомов углерода от трех до шести и уменьшалась при дальнейшем увеличении длины цепочки до восьми атомов. Запахи жирных кислот с числом атомов углерода меньше трех и больше восьми были неэффективными.
Многие запаховые вещества, вызывающие привлечение или отпугивание насекомых, имеют в составе молекулы функциональную группу (гидроксильную, карбоксильную, эпоксигруппу и т. д.) и алкильный радикал. Использование разнообразных тестов: полевые и ольфактометрические опыты, изучение рефлекторных реакций, регистрация потенциалов антенн или отдельных сенсилл — приводит к общему заключению о том, что максимальный раздражающий эффект наблюдается при строгом сочетании положения функциональной группы с параметрами алкильного гидрофобного радикала. Изменение положения функциональной группы либо увеличение или укорочение алкильного радикала хотя бы на одну группу СН2 ведет к резкому изменению чувствительности обонятельного рецептора на данный химический стимул.







Материалы

Яндекс.Метрика