Вкусовой и обонятельный анализаторы животных

Для выполнения этой задачи собаки наделены семейством GPCR, кодирующих рецепторы горечи T2R. T2R имеют сильно изменчивую структуру с небольшим количеством областей длительного сохранения; такое разнообразие последовательностей отражает необходимость распознавания разрозненной химической вселенной. T2R необходимы и достаточны для придания горького вкуса. [3]Лиганды для нескольких T2R были идентифицированы в клеточных анализах, и, как и ожидалось, все они горьки. Учитывая, что существует гораздо меньше T2R, чем химически различных веществ с горьким вкусом, неудивительно, что любой данный T2R фактически распознает широкий репертуар лигандов.Почему химически разнообразные соединения вызывают общее ощущение горечи? Исследования экспрессии транскриптов T2R в TRCs показали, что каждая чувствительная к горькому клетка совместно экспрессирует большинство генов T2R. Учитывая это отсутствие селективности в экспрессии T2Rs, предполагается, что горькие TRC обнаруживают широкий спектр токсичных химических веществ, но не различают их. Чувствительные к кислоте TRC характеризуются экспрессией PKD2L1, ионного канала TRP, который, как предполагается, функционирует как компонент чувствительного к кислоте механизма. Генетическая абляция этих клеток посредством целенаправленной экспрессии дифтерийного токсина специфически и полностью устраняет вкусовые реакции на кислоты, не влияя на остальные четыре вкусовых качества.[4]Как TRCS, экспрессирующие PKD2L1, могут воспринимать кислоту? Утверждалось, что внутриклеточное подкисление является важным стимулом для появления кислого вкуса. Однако недавние эксперименты демонстрируют, что специфического ингибирования внеклеточной продукции протонов на языке достаточно, чтобы блокировать активацию кислых клеток, что позволяет предположить, что датчик кислого действует вместо этого как внеклеточный рецептор. Было предложено несколько рецепторов-кандидатов для определения кислого вкуса, включая PKD2L1, PKD1L3, HCN1 и HCN4.Вкус соли у собак обычно делится на два компонента, основанных на вкусовых предпочтениях солесодержащих растворов и чувствительности солевых реакций к блокатору каналов амилориду. При низких концентрациях (10-150 мм NaCl) собаки будут потреблять соль, но поведение (и нервные реакции) в значительной степени блокируются амилоридом. Однако при высоких концентрациях соли собаки проявляют врожденное отвращение, и амилорид не влияет на эти реакции. Поскольку эпителиальный натриевый канал ENaC сильно ингибируется амилоридом, было высказано предположение, что он участвует в формировании вкуса соли. Однако идентичность рецептора соли и механизмы, опосредующие притяжение и отвращение к соли, остаются открытыми. [3-5]ЗаключениеСобаки уже много лет помогают людям по всему миру в поиске различных типов запахов. Потенциал использования собачьего обоняния очень широк и все еще развивается в новых направлениях.В целом, механизм обонятельного распознавания и вытекающие из этого врожденные обонятельные способности собак делают их более чувствительными детекторами, чем лучшие аналитические приборы, созданные человеком. Однако некоторые проблемы делают его инструментом, надежность которого постоянно подвергается сомнению, и поэтому его использование не так широко распространено, как можно было бы ожидать. Самая большая проблема с объективной оценкой собачьих «детекторов» заключается в том, что, будучи живым организмом, они постоянно меняются в зависимости от внешней среды. Необходимо понимать, что использование собачьих обонятельных навыков может быть полезным только в том случае, если всегда учитывается биологический характер “детектора”, а дрессировщик знаком как с личностью собаки, так и с другими аспектами собачьей физиологии. На конечные результаты такой командной работы может повлиять, если собака испытывает скуку, усталость, отсутствие соответствующих стимулов, отсутствие связи с дрессировщиком или нечувствительность дрессировщика к сигналам, посылаемым собакой, в дополнение к другим факторам, таким как состояние здоровья или возраст.С другой стороны, вопрос правильного планирования научных экспериментов, а также графика практических тренировок и ежедневной работы с собаками может снизить риск ошибок, допускаемых собаками и людьми. Для этой цели должны быть разработаны надежные, подробно описанные процедуры. Они должны включать такие элементы, как использование как можно большего числа собак (предпочтительно не менее 5), использование рандомизации выборок, использование в тестировании новых образцов (кроме обучающих), которые собаки никогда раньше не нюхали, двойное слепое тестирование, надлежащим образом подобранные и четко представленные статистические методы и объективные обсуждение результатов.Однако есть некоторые проблемы, которые невозможно устранить. К ним относятся, среди прочего, индивидуальные характеристики как собаки, так и дрессировщика, которые не подлежат процедурам стандартизации (выдающийся талант собаки или дрессировщика не может быть уменьшен, а меньшие навыки других команд, работающих на 100% своих возможностей, не могут быть увеличены). Это представляет собой большое отличие от аналитических устройств, которые всегда следуют процедурам стандартизации.Обобщение лабораторных методов, связанных с обонятельными способностями собак, обнаруживающих запахи, является одним из подходов, который повысил бы эффективность обнаружения искомых веществ и мог бы даже предложить шаг к идентификации конкретных соединений или сбору достаточных данных для дополнительного различения положительных и отрицательных образцов.Остаются важные вопросы, касающиеся периферийной репрезентации вкуса у собак: обрабатывается ли первичная вкусовая информация или трансформируется в “органах вкуса”? Как передаются сигналы между TRC и афферентными нервами? Существуют ли вкусовые рецепторы для жира или других оросенсорных раздражителей? Как поддерживается специфичность проводки, несмотря на постоянную текучесть кадров в TRC? Вкус - единственное чувство, строго определяющее пищевое поведение, все чувства играют определенную роль в выборе рациона питания. Поскольку мы прослеживаем вкусовую информацию вверх от первичной вкусовой коры, перед нами встанут две захватывающие задачи: определить участки, где информация от различных сенсорных модальностей поступает в центры принятия решений для управления пищевым поведением, и определить, как представления о вкусе и запахе связаны с восприятием “аромата”.Список использованной литературыKokocińska-Kusiak, A.; Woszczyło, M.; Zybala, M.; Maciocha, J.; Barłowska, K.; Dzięcioł, M. Canine Olfaction: Physiology, Behavior, and Possibilities for Practical Applications. Animals2021, 11, 2463. https://doi.org/10.3390/ani11082463Matsunami, H., Amrein, H. Taste and pheromone perception in mammals and flies. Genome Biol4, 220 (2003). https://doi.org/10.1186/gb-2003-4-7-220Molero-Chamizo A, Rivera-Urbina GN. Taste Processing: Insights from Animal Models. Molecules. 2020 Jul 8;25(14):3112. doi: 10.3390/molecules25143112. PMID: 32650432; PMCID: PMC7397205.Yarmolinsky DA, Zuker CS, Ryba NJ. Common sense about taste: from mammals to insects. Cell. 2009 Oct 16;139(2):234-44. doi: 10.1016/j.cell.2009.10.001. PMID: 19837029; PMCID: PMC3936514.Анатомия и физиология домашних животных: Учебник / Максимов В.И.,Слесаренко Н.А., Селезнев С.Б. и др. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 600 сТеребова, С.В. Основы этологии животных: учеб. пособие / С.В.Теребова,Л.В.Лапшин; ФГОУ ВПО ПГСХА. - Уссурийск, 2010. - 250 с.Физиология и этология животных / В. Ф. Лысов [и др.]; под ред. В.И. Максимова.М.: КолосС, 2012. - 605 сФизиология и этология животных, методические указания клабораторнымипрактическим занятиям для обучающихся II курса специальности 36.05.01«Ветеринария» / Сост.: Н.А. Пудовкин ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов,2016. – 146с.Физиология и этология животных: учебное пособие / Ряднов А.А., - 2-е изд.,дополненное - Волгоград:Волгоградский ГАУ, 2015. - 196 с