Раки теж турбуються
Французькі вчені виконали цікаве дослідження на флоридских раках. В експериментах вони змусили раків відчувати стрес і тривогу - звичайно, на їх, рачій, манер - а потім довели, що тривожне поведінка раків регулюється тими ж нейромедиаторами, що і у хребетних тварин.
Відео: Prime World - Подборочка великих боїв
Флоридський рак - всеїдний мешканець прісноводних водойм, улюблений об`єкт акваріумістів. Тепер став він героєм нового наукового сюжету про те, як поводяться ці безхребетні після випробуваного стресу. Фото з сайту akwarium.su
Відео: У природі теж бувають червоні раки ..
Французькі вчені з Аквітанського інституту загальної та когнітивної нейробіології (Таланс), Університету Бордо і Інституту нейродегенеративних захворювань (Бордо) вивчали поведінку флоридских раків (Procambarus clarkii) в стресових умовах. У серії експериментів вченим вдалося виявити симптоми тривожного стану, викликаного стресом: як з`ясувалося, після перенесеного стресу раки намагаються сховатися від світла. Вчені поміщали раків в хрестоподібний акваріум, у якого два рукави висвітлювалися, а два залишалися темними. Раки з контрольної групи - ті, яких в буквальному сенсі залишили в спокої, - в темних і світлих рукавах знаходилися приблизно подібне час (все ж трохи довше в темних відсіках). Перед світлим рукавом вони завмирали на деякий час, не наважуючись відправитися туди відразу. Перед темним рукавом їх роздуми тривали в два рази менше. Але після впливу стресового чинника - електричного струму - раки воліли темні рукава. В результаті час, проведений в світлих відсіках, скорочувалася в 3-4 рази.
Рак в експериментальному акваріумі (зліва вгорі), в якому два рукави висвітлені, а два - темні. У спокійному стані раки однаково часто заповзають в темні і світлі відсіки, проводячи в них приблизно схоже час, тоді як після стресу різко збільшується перевагу темних відсіків (графіки справа вгорі). Зліва внизу промальований маршрут раку з контрольної групи, а справа внизу після стресу. Малюнок з обговорюваної статті в Science
Відомо, що основним нейромедіатором, контролюючим тривожне поведінка, є серотонін: його підвищений рівень асоціюється з посиленням тривожності. Це справедливо для хребетних тварин, і в тому числі для людини. А для раків? Виявляється, і для раків теж. Це довели двома різними способами. По-перше, прямі вимірювання показали, що після стресу в головному ганглії раку рівень серотоніну виявився підвищеним. По-друге, участь серотоніну в формуванні специфічного симптому було доведено експериментально. Вчені робили ін`єкції серотоніну раків, які не зазнали стрес. І раки сумлінно продемонстрували характерне уникнення освітлених відсіків. Більш того, виявилося, що якщо після стресового шоку раків ввести класичні антагоністи серотоніну (миансерин і метісергід), то симптоми тривоги зникають: раки заповзають і в темні, і в світлі відсіки. Крім цього аналізи показали підвищення рівня глюкози в гемолімфі у рака, що зазнав стресовий шок. Це теж характерно для стресового відповіді у хребетних тварин.
Ще в середині XX століття для згладжування симптомів тривожності (у людини, природно) стали застосовуватися бензодіазепіни. Вони підсилюють гальмівну дію ГАМК на збудливість нейронів, з цією властивістю пов`язана дія бензодіазепінів в якості седативних і заспокійливих засобів. Вчені застосували ці препарати і для «лікування» тривожного стану раків. Якщо після стресу раків ввести бензодиазепин, то симптоми тривоги не виявляються. Те ж саме спостерігалося, коли тривожний стан було викликано не стресом, а ін`єкцією серотоніну: раки хоч і в уповільненому темпі, але все ж з рівною полюванням заповзали в темні і світлі рукава. Іншими словами, бензодиазепин у рака спрацював так само, як і у людини.
Маршрут раку в хрестоподібно лабіринті після ін`єкцій: серотоніну (зліва), серотоніну і бензодіазепіну (в центрі-помітно уповільнення рухів, викликане серотоніном, при цьому немає переваг темним рукавах), бензодіазепіну після стресового стимулу (праворуч-теж немає переваг темним рукавах). Малюнок з обговорюваної статті в Science
Відео: Prime World - Скілловая підбірочка 18+
Всі ці досліди намічають загальну схему регуляції стресового відповіді у рака. У відповідь на стресовий фактор в головному ганглії раку піднімається рівень серотоніну. Серотонін викликає двояке дію: по-перше, прискорюється метаболізм, забезпечуючи готовність до швидкої реакції. В результаті реєструється підвищений рівень глюкози в гемолімфі. По-друге, з`являються симптоми тривожного поведінки, спрямованої на попередження повторного стресу. Тривожність згладжується ГАМК, спорідненість ГАМК до рецепторів збільшується під дією бензодіазепінів. Ін`єкції основних агентів, що беруть участь в цій схемі, можуть модулювати поведінку раку. Так, ін`єкція серотоніну збільшує рівень тривожності. Ін`єкція антагоніста серотоніну, введена до початку дії стресового чинника, згладжує симптоми тривоги, а також запобігає підвищенню рівня глюкози в гемолімфі. Зате ін`єкція бензодіазепіну, введена раку після стресу, заспокоює тривогу, як і належить цьому препарату- але при цьому вміст глюкози все одно виявляється підвищеним.
Схема роботи основних агентів, які забезпечують стресовий відповідь у рака. 5HT - серотонін, GABA - ГАМК, СDZ - бензодіазепін. «+» - Посилення тривожності, «-» - згладжування тривожності. З додаткових матеріалів до обговорюваної статті з Science
Важливо, що ця генеральна схема спрацьовує і у хребетних, і у безхребетних тварин при очевидних анатомічних відмінностях в будові їх нервових систем. Якщо це так, то формування основних складових цієї схеми - ГАМК, серотоніну і його антагоністів, дофаміну - сягає корінням до початкових етапах становлення нервової системи тварин. Таким чином, забезпечується загальний відповідь на стрес, який виражається в мобілізації енергетичних резервів організму і в поведінкової реакції, спрямованої на запобігання подальшого стресу.
Природно, існування генеральної нейрорегуляторних схеми не означає, що раки відчувають ті ж почуття, що і людина або кролик. Подібні діючі нейромедіатори не передбачають однакового емоційного результату (не варто в фарбах уявляти, як рак хвилюється і переживає побачивши кропу і киплячої води). Вони, нейромедіатори, всього лише діють так, щоб раки змогли пристосуватися до своїх стресових факторів і адекватно на них зреагувати.
Несподіване схожість в регуляції поведінкових реакцій у хребетних і безхребетних відкриває цікаву перспективу у вивченні еволюції нервової системи. Адже нервова система покликана забезпечувати відому гнучкість поведінки в умовах мінливих умов середовища.
