Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   BOAI: наука должна быть открытой Обратите внимание!
 
  Наука >> Биология >> Физиология человека и животных | Популярные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение

Вомероназальный орган и его роль в формировании поведения человека

Калуев А.В.

Центр физиолого-биохимических проблем. г. Киев


Вомероназальный орган и его роль в формировании поведения человека

Современная концепция дуального обоняния предусматривает существование у позвоночных основной и дополнительной обонятельных систем [2]. Первая играет в природе важную роль в восприятии запахов, связанных с питанием, поведением в системе "хищник-жертва", а также при распознавании индивидуальных запахов особей, запахов "группы" и др. Вторая отвечает за восприятие биологических маркеров собственного вида - феромонов - летучих хемосигналов, управляющих нейроэндокринными, поведенческими реакциями и процессами развития коспецификов [5]. Данная система играет ключевую роль в регуляции полового и материнского поведения [1, 2]. Рецепторную роль в ней выполняет вомероназальный, или Якобсонов орган (ВО), открытый в 1703 г. голландским военным хирургом Ф.Рюшем у солдата с лицевым ранением в область носа. В 1809 г. фон Зоммеринг подтвердил это наблюдение, обнаружив ВО при вскрытии трупов, а двумя годами позже Л.Якобсон впервые описал его у многих видов животных. В 1891 г. Потикье "переоткрыл" ВО у человека, обнаружив орган у 25% из обследованных им 200 взрослых.

Многие годы считалось, что вомероназальный орган появляется у зародыша человека, но после 5 месяца исчезает и рассасывается. В настоящее время анатомически показано, что ВО у эмбриона не исчезает, а сохраняется в течение всей жизни человека [7]. У человека он представлен небольшим углублением (вомероназальной ямкой) носовой полости, в отличие от животных, не имеет выраженной трубчатой формы и не заключен в оболочку-вомер, которая отдела бы его от обонятельных рецепторов носовой полости. У человека трубка ВО отстоит примерно на 15-20 мм от края ноздри и обычно имеет 2-10 мм в длину [12]. Ее диаметр сильно варьирует, в месте выхода в носовую полость имеет 0.2-2 мм (причем может меняться в течение жизни). ВО наблюдается в явном виде у людей всех рас и обоего пола, почти у 70% взрослых людей билатерально [4]. Примерно у 7-8% [12], а по другим данным - до 19% [13] испытуемых вомероназальные ямки были видны с одной из сторон. Интересно, что ВО отсутствует у людей с гипогонадотропным гипрогонадизмом (синдром Кальмана), характерным симптомом которого является аносмия [7]. ВО окружен многочисленными мелкими кровеносными сосудами, получающими автономную иннервацию, что (помимо респираторного) может служить одним из механизмов регуляции поступления хемосигналов в ВО. Плотность сенсорных нейронов ВО (примерно 1-2 нейронов на 50 мкм) максимальна в начале ВО и градуально падает по мере приближения к его слепому концу, где располагаются в основном клетки, секретирующие слизь [7, 13]. У человека, в отличие от животных, вокруг ВО не обнаружено кавернозной ткани, способной к эрекции и вызывающей изменения формы органа по принципу помпы, засасывающей новую порцию одорантов из носовой полости.

Для нейронов ВО описано несколько типов рецепторов. Рецепторы первого типа (V1-R) характерны для "короткодендритных" нейронов поверхности ВО и располагаются преимущественно в центральных областях вомероназального эпителия. Молекулы-рецепторы второго типа (V2-R) на мембранах "длиннодендритных" базальных нейронов располагаются ближе к периферии эпителия ВО. Предполагается, что V1-R отвечают за хеморецепцию небольших летучих молекул-одорантов, тогда как рецепторы типа V2-R обладают сродством к более крупным, белковым или пептидным молекулам [3]. У животных от нейронов ВО отходит ветвь вомероназального нерва, содержащая пучки их аксонов. Они входят в особые, вомероназальные обонятельные луковицы, связанные с различными отделами ЦНС (в первую очередь, миндалиной и корой) эфферентными и афферентными связями. Эти луковицы являются первым интегративным центром вомероназальной ольфактации, и обладают рядом признаков, позволяющих судить об их гомологичности основным обонятельным луковицам [1]. У человека отсутствуют выраженные вомероназальные луковицы. В настоящее время существует гипотеза о том, что у человека вомероназальная обонятельная луковица не исчезает после рождения, а просто теряет свою морфологическую целостность, сохраняясь в виде тонкого слоя клеток, прилегающих к поверхности лобной коры [7]. На сегодняшний день также не совсем ясно, правомочно ли говорить о существовании у человека полноценных вомероназальных нервов по аналогии с теми, которые встречаются у животных, поскольку нервные волокна, идущие от ВО, содержат нейроны конечного или тройничного нерва. Конечный, или терминальный нерв обнаружен у всех млекопитающих и человека. Его передняя веточка у человека входит в состав передней части тройничного нерва. Конечный нерв иннервирует обонятельный эпителий и нейроны вомероназального органа, проецируясь непосредственно в медиальные септальные и преоптические области мозга [7,12]. На сегодняшний день роль конечного нерва в восприятии запахов изучена недостаточно, однако предполагается, что он также может выполнять определенные хемосенсорные (феромон-чувствительные) функции [2]. Заметим также, что конечный нерв богат люлиберином и содержит гонадотропин-рилизинг-гормон. С учетом того, что нейроны конечного нерва образуют многочисленные синаптические контакты с различными отделами ЦНС, не исключается особая нейромодуляторная роль конечного нерва (что может иметь последствия и при формировании поведения, особенно репродуктивного).

У человека и животных ВО посредством дополнительного (вспомогательного) обонятельного пути сообщается с медиальными зонами гипоталамуса и миндалины, причем проекции ВО пространственно не пересекаются с прямыми входами от основной обонятельной системы как минимум еще на уровне миндалины! Области гипоталамуса, имеющие входы от ВО, участвуют в регуляции репродуктивного, защитного, пищевого поведения, а также регулируют нейрогуморальную секрецию (в первую очередь, гонадотропных гормонов).

На сегодняшний день не обнаружено неокортикальных проекций ВО, что позволяет говорить о том, что вомераназальная обонятельная чувствительность может быть не связана с когнитивными функциями мозга, реализуя свои поведенческие эффекты на более примитивном, подсознательном уровне. Об этом, кстати, свидетельствует и тот факт, что большинство феромонов при воздействии на ОА не вызывают каких-либо осознаваемых запаховых ощущений [7]. Вероятно, именно благодаря подобному механизму становятся возможны феномены вроде "любви в первого взгляда", неосознанные иррациональные сексуальные влечения и т.д. Электроэнцефалографические исследования на волонтерах показали, что при действии беззапаховых феромонов активируются не кортикальные, а передние таламические структуры [11]. С точки зрения психиатрии, вероятно, имеет смысл обратить внимание на одно обстоятельство. Очень часто сексуальные агрессоры объясняют свое влечение к жертве неосознаваемыми порывами, которые на самом деле могут иметь феромональную природу. Это особенно важно, если учесть тот факт, что при стрессе (который, например, испытывают жертвы) интенсивность выделения феромонов усиливается. На наш взгляд, манипуляции с ВО (например, путем интраназального введения в вомероназальные трубки химических веществ-детергентов) и связанными с ним центральными проекциями могут иметь определенный терапевтический потенциал в качестве своеобразной "вомероназальной кастрации" - как средство купирования сексуальной (и, возможно, некоторых других форм) агрессии человека. Интересно также, что запах мочи самцов-доминант угнетающе воздействует на половое созревание неполовозрелых самцов грызунов [1] и уровень тестостерона и размер семенников взрослых приматов [9]. По-видимому, в этом наблюдении - не простая внешняя аналогия, а глубинный биологический смысл ингибирующей функции феромонов мочи в отношении более "слабых" самцов. Любопытно, что в закрытых мужских сообществах уринирование на субординантного мужчину имеет социальный смысл "опускания", то есть понижения его ранга, что на языке биологии может интерпретироваться как ингибирование его репродуктивного потенциала. Вероятно, в качестве средства для "вомероназальной" терапии преступников, совершивших сексуальные преступления, особенно подростков, а также пациентов со склонностями к сексуальному насилию можно использовать соответствующие мужские феромоны или их синтетические аналоги, которые будут ингибировать сексуальные порывы пациентов. Не исключено также, что филогенетически ВО является также органом так называемого мочевого обоняния, регистрирующего не только феромоны, но и другие запаховые компоненты мочи вообще [1]. Вероятно, этим фактом можно объяснить обилие психических отклонений, связанных с мочой (урофилия, уролалия, уролагния и т.д.). Ингибирование вомероназальной чувствительности может быть одним из направлений терапии данных состояний.

Ранее уже подчеркивалась важная роль ВО в формировании полового поведения. Многолетними исследованиями на животных в середине 80-х гг. было показано, что последствия инактивации вомероназальной системы становятся по-настоящему существенными только в том случае, если исследователи имеют дело с интактными, не имевшими предварительного опыта полового контакта особями. Стоило животным хоть раз вступить в такой контакт, удаление ВО у них не вызывало существенных "ингибирующих" изменений в поведении (см. обзор в [1, 2]). По-видимому, вомероназальная ольфактация играет своеобразную "примирующую" "импринтинговую" роль, необходимую для создания комплексного образа, основанного на других, в т.ч. обонятельных, слуховых, зрительных и тактильных сведениях о партнере. Вероятно, подобной ролью ВО можно объяснить тот факт, что люди могут годами помнить запахи своих прошлых партнеров. Разновидности запахового фетишизма, вероятно, представляют пример участия ВО в реализации патологического поведения человека. Возможно, направленные воздействия на чувствительность эпителия ВО могут представлять интерес как дополнительный терапевтический фактор при терапии данный состояний.

Не менее важным является вопрос о роли ВО при идентификации "запах вида - запах особи", поскольку очевидно, что помимо запахов, присущих всем особям данного вида, у последних имеются как индивидуальные, так и групповые запахи, свойственные определенным семьям. Для примера вспомним ритуалы принюхивания у многих народов мира или историю про то, как Кащей чуял "русский дух".

Здесь следует заметить, что моча животных содержит особые белки, входящие в главный комплекс гистосовместимости (МНС), отвечающий за определенные иммунные реакции. У людей, как и у животных, гены главного комплекса гистосовместимости являются фактором, определяющим запаховые свойства мочи. Молекулы МНС найдены не только в моче, но и в слюне, поте и в крови, и поэтому могут определять индивидуальные запахи тела (одортипы). Вероятным источником МНС в организме можно считать гемопоэтическую систему. Тот факт, что в некоторой мере сохраняются запаховые свойства и у нелетучего осадка мочи [8] может свидетельствовать о том, что определенное количество молекул одоранта находится в ассоциированной "нелетучей" форме, но может впоследствии диссоциировать и участвовать в хемосигнализации. На роль таких молекул у человека [8] претендуют летучие кетонные компоненты мочи - терпеновое соединение карвон и 4-гептанон (дипропилкетон). Они присутствуют в моче всех исследуемых мужчин, а также обнаруживаются в растворенной фракции и в осадке мочи.

Вероятно, выбор МНС в процессе эволюции для механизмов одортипии неслучаен, поскольку эти гены, пожалуй, самые гипервариабельные в организме. Трудно сказать, однако, какая из функций МНС - иммунная или одортипическая - возникла первой, однако сейчас обе эти функции для организма представляют взаимосвязанный и эффективно действующий комплекс. Вариабельность системы МНС одинаково удобна (и активно используется! организмом) как для борьбы (распознавания) с патогенами, так и при одортипии.

Биологическая роль последней огромна, ведь при помощи запаховых сигналов в моче животное становится способно осуществлять:

1) родительское поведение (узнавание "родственных" одортипов важно для родительского поведения),

2) подбор полового партнера (при помощи одортипии удается избегать близких родственников, от которых родилось бы слабое потомство),

3) МНС-зависимые аборты при беременности (искусственная дегомозиготизация, так как поддерживается на высоком уровне диверсификация вариабельность МНС),

4) узнавание особей одной семьи или семьи. О точности подобного распознавания может свидетельствовать тот факт, что даже некоторые люди способны распознавать МНС-зависимые различия в запахах мочи, вызванные вариацией одного гена МНС!

Показано, что МНС-медиируемое ольфакторное узнавание мочи является пол-независимым, и вероятно, служит для оценки степени родства двух особей в группе, необходимого для снижения уровня инбридинга в популяции и вырождения потомства. Существует даже теория, согласно которой происходит своеобразное мочевое импринтингование запахов родителей (обусловленное родительскими одортипами), в ходе которого животные запоминают родительские запахи и стараются в дальнейшем избегать скрещивания с носителями сходных мочевых МНС-обусловленных запахов (своими генетическими близкими родственниками).

У человека аналогом одортипов МНС является лейкоцитарный антиген Human Leucocyte antigen (HLA), гены которого расположены на коротком фрагменте шестой хромосомы. Существует немало интересных работ, в которых люди и животные учились распознавать запах мочи людей с различиями в HLA. Так, например, известно, что женщины стремятся избегать запаха мужчин со сходными (протекция от инцеста?), и обнаруживают аттракцию к мужчинам с HLA, сильно отличающимися от их собственных (см. детали в [1, 5]).

Помимо важной роли вомероназального обоняния в регуляции полового и социального поведения, укажем на его роль в механизмах узнавания детенышей и реализации материнского поведения в целом. Как показывают недавние исследования, детеныши млекопитающих способны выделять собственные специфические феромоны, стимулирующие материнское поведение у самок (см. [2]). Удаление ВО у последних приводит к резкому угнетению данной формы поведения, подтверждая гипотезу о том, что именно вомероназальная система вовлечена в реализацию феромон-зависимого материнского поведения животных и человека.

При этом можно допустить, что и другие взаимоотношения в системе "мать-дитя" могут происходить при участии ВО. В частности, половые дисфункции людей можно рассматривать как отдаленный результат пренатальной экспозиции плода половым гормонам матери (например, в ситуации сбоев уровня ее половых гормонов во время беременности - под влиянием различных внешних и внутренних факторов).

О возможной роли ВО в развитии некоторых патологий ЦНС следует указать особо. Речь идет об активно осуждаемой в последнее время концепции [6] о том, что болезнь Альцгеймера, одним из первых симптомов которой является аносмия, может быть функционально связана с обонятельными дисфункциями. По образному выражению, патология "входит в нос через обонятельный анализатор и продвигается внутрь по нему в мозг". В частности, патология нейронов ВО и обычного нейросенсорного эпителия может представлять первое звено в развитии нейродегенеративных процессов ЦНС, и поэтому фармакологическая нейропротекция вомероназального и обонятельного анализатора может быть одним из средств превентивной терапии болезни Альцгеймера.

В настоящее время хорошо известно, что функционирование обонятельного анализатора подвержено различным внешним влияниям (вирусные или бактериальные инфекции, травмы, аллергии, риниты и т.д.), в результате которых возможно нарушение обоняния - аносмии, а также гипосмии (притупленная способность различать запахи), дисосмии (неправильная детекция запахов) или фантосмии (ощущение запахов в их отсутствие) [10]. Мы можем допустить, что аналогичная ситуация (правда, в меньшей степени в силу анатомической изолированности) может происходить и в случае ВО. В этой ситуации для психиатра особый интерес могут представлять вомероназальные "дисосмии" и "фантасмии" пациентов, которые могут привести к определенным нежелательным действиям, в том числе преступлениям на сексуальной почве (см. о связи ВО и полового поведения выше).

В настоящее время известно, что различные запахи тела способны вызывать целый ряд поведенческих и физиологических изменений в организме человека, включая модуляцию материнского поведения, изменения настроения у женщин, воздействуют на отношения между парами, в том числе оказывая вляние на их половую сферу [7]. Определенную практическую ценность некоторые из них вполне могут иметь. В частности, существующие методики эротического массажа (и основанные на человеческих запахах вариации ароматерапии), вероятно, также можно рассматривать с "вомероназальных" позиций, в том числе - как способ влияния на потенцию пациентов путем мягкого стимулирующего воздействия на их ВО феромонами доноров. Способность ВО медиировать синхронизацию эстрального цикла у содержащихся в группе женщин под влиянием запаха их пота [5] можно рекомендовать для разработки терапии на основе препаратов-одорантов, корректирующих расстройства менструального цикла.

Известно, что в природе феромоны самцов обладают ускоряющими половое созревание эффектами в отношении самок (эффект Ванденберга) [1]. У человека также наблюдается нечто подобное. Так, известно, что в довикторианские времена и после эпохи королевы Виктории менструация девочек начиналась гораздо раньше, чем во время царствования Виктории (известной своей набожностью и введением школ с раздельным обучением мальчиков и девочек). Поэтому феромонотерапию на основе данного эффекта можно рекомендовать как возможный терапевтический фактор при терапии расстройств полового развития подростков.

Хорошо изучены также и эффекты феромонов человека на настроение [5] человека, что можно рассматривать как один из способов воздействовать на пациентов с расстройствами настроения (например, в качестве уникальных природных антидепрессантов). В этой связи рекомендации древних врачей - секс, сауна и вино - для борьбы с депрессиями, на наш взгляд, вполне удачно могут иллюстрировать данное предположение.

Резюмируя, следует отметить, что ВО представляет настоящую Terra Incognita для специалистов, имеющих дело с поведением человека - психиатров, сексологов и психологов, а наши знания о богатстве физиологических функций ВО у человека (таблица) могут быть успешно применены при разработке методов терапии психопатологий.

Литература.

1. Калуев А.В., Макарчук Н.Е., Дерягина М.А., Самохвалов В.П. Уринация и поведение. - К.: КСФ, 2000. - 148 с.

2. Макарчук Н.Е., Калуев А.В. Обоняние и поведение. - К.: КСФ, 2000. - 134 с.

3. Cavaggioni A., Mucignat C., Tirindelli R. Pheromone signalling in the mouse: role of urinary proteins and vomeronasal organ // Arch. Ital. Biol. - 1999. - 137, N 2-3. - Р. 193-200.

4. Doving K.B., Trotier D. Structure and function of the vomeronasal organ // J. Exper. Biol. - 1998. - 201. - Р. 2913-2925.

5. Jacob S., McClintock M.K. Psychological state and mood effects of steroidal chemosignals in women and men // Horm. Behav. - 2000. - 37. - P. 1-23.

6. Hawkes C.H., Shepard B.C., Daniel S.E. Is Parkinson's desease a primary olfactory disorder? // Q. J. Med. - 1999. - 92, N. 8. - Р. 473-480.

7. Monti-Bloch L., Jennings-White C., Berliner D.L. The human vomeronasal system: a rewiew // Olfaction and taste, Ann. NY Acad. Sci. - 1998. - 855. - Р. 373-389.

8. Pause B.M., Habenkorf K., Eggert F., Muller-Ruchholtz W., Bestmann H.J., Ferstl R. Fractionation and bioassay of human odor types // Physiol. Behav. - 1997. - 61. - Р. 957-961.

9. Perret M., Schilling A. Sexual responses to urinary chemosignals depend on photoperiod in a male primate // Physiol Behav. - 1995. - 58, N 4. - Р. 633-639.

10. Rawson N.E. Cell and molecular biology of olfaction // Quintessence Intern. - 1999. - 30, N 5. - Р. 335-340.

11. Sobel N., Prabhakaran V., Hartley C.A. Blind smell: brain activation by an undetected air-borne chemical // Brain. - 1999. - 122, Pt 2. - Р. 209-217.

12. Stensaal L.J., Lavker R.M., Monti-Bloch L., Grosser B.I., Berliner D.L. Ultrastructure of human vomeronasal organ // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. - 1991. - 39, N 4B. - Р. 553-560.

13. Trotier D., Eloit C., Wasset M., Talmain G., Bensimon J.L., Doving K.B., Ferrand J. The vomeronasal cavity in adult humans // Chem. Sences. - 2000. - 25. - P. 369-380.

Таблица. Функции ВО человека (по [7])

Стадии развития

Функциональная роль ВО человека

Плод

(первые 5 месяцев)

Осуществление "направляющей" роли для мигрирующих из носовой полости в мозг (в преоптический гипоталамус) люлиберин-содержащих нейронов.

После рождения

Регуляция взаимоотношений с матерью. У младенца - узнавание матери. Для матери - (хемоаттракция, восприятие феромонов детеныша, усиливающих материнское поведение)

В период полового созревания

Становление паттернов полового поведения, половая идентификация, закладка сексуальности и т.д.

Во взрослый период жизни

Модуляция полового поведения и регуляция взаимоотношений с партнером, регуляция поведения во время беременности и т.д. Стимуляция ВО модулирует гормональные процессы, воздействуя на выход тестостерона, лютеинизирующего и фолликуло-стимулирующего гормонов.

 

Калуев Алан Валерьевич, директор Центра физиолого-биохимических проблем

Украина, г. Киев 01042, ул. Чешская 6-5, ЦФБП.


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования