Najúspešnejšou skupinou živočíchov je sociálny hmyz. Do tejto skupiny patria termity, včely, osy a mravce, pričom mravce a termity tvoria až jednu tretinu biomasy v suchozemských ekosystémoch. Vo vývojovej biológii, fyziológii a medicíne má hmyz veľký význam. Asi 50 percent proteínov hmyzu je podobných proteínom cicavcov. Steroidy hmyzu a človeka sú veľmi podobné.
Drosophila, Bombyx a iné druhy hmyzu sú významné modelové organizmy pri štúdiu evolúcie, vývinu, fyziologických pochodov a správania. Regulácia rastu, základných fyziologických pochodov a vrodeného správania môžu byť podobné u všetkých živočíchov. Hladiny testosterónu ovplyvňujú dominanciu a sexuálnu orientáciu.
Viaceré štúdie dokázali priaznivé účinky ekdysteroidov na organizmus. Ecdysteroidy bežne používajú športovci na zvýšenie výkonnosti, vytvorenie väčšej svalovej hmoty a zníženie únavy. Ekdysterón (ekdyzón, „Ruské tajomstvo”) pravdepodobne používali ruskí olympijskí športovci. V našej potrave sú hladiny ekdysteroidov veľmi nízke (~1 mg/deň), zatiaľ čo športovci používajú až 1000 mg/deň. Ekdysterón potláča rast tuku a vyvoláva rast svalov podobne alebo dokonca ešte účinnejšie ako anabolické androgénne steroidy, SARMs alebo inzulínu podobný rastový faktor (IGF-1). Anabolické účinky ekdyzónu sú zabezpečené cez receptor pre estrogén ERβ.
Účinky extraktov z Rhapontica carthamoides zistili na špičkových športovcoch, ktorí užívali tekutý extrakt, alebo čistý ekdysterón v tabletkách. Extrakty preukázateľne predlžujú maximálny výkon a zvyšujú výkonnosť, vytrvalosť, skracujú čas potrebný na regeneráciu, pozitívne ovplyvňujú statickú silu, zväčšujú rýchlosť, presnosť pohybov a tiež ich koordináciu.
Rhapontica carthamoides
Sexuálne správanie hmyzu – oplodnenie kopuláciou (Pterygota); prevzatím spermatoforu (Apterygota). Kopulácia je druhovo špecifické správanie. Na uskutočnenie kopulácie je nutná druhovo špecifická stimulácia: Zmyslové podnety (feromóny, svetelné a zvukové signály). Stimulačné správanie (tvorba rojov, dvorenie, svadobné dary). Na stimulačnom správaní sa môžu podieľať samčeky, samičky alebo obidve pohlavia.
Pri štúdiu rozmnožovania hmyzu (priadky morušovej a vínnej mušky) sa zistilo, že pre správny vývin pohlavných orgánov, oplodnenie a kladenie vajíčok sú nevyhnutné biologicky aktívne látky (steroidové a peptidové hormóny), ktoré sú veľmi podobné hormónom človeka. Tieto hormóny sú tiež dôležité pri regulácii jednotlivých fáz sexuálneho správania.
Samček mušky Drosophila melanogaster má zložité prejavy dvorenia, ktoré sa skladajú z tanca, spevu a nežných dotykov samičky. Keď jeho snaha zlyhá, stratí záujem o samičky a utopí svoj smútok v alkohole. (Shohat-Ophir G., Kaun K.R., Azanchi R. & Heberlein U. (2012). Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila.Science 335, 1351–1355.
NPF/NPY – hormóny spokojnosti a rovnováhy
Neuropeptid F (NPF) v mozgu riadi sklony k alkoholizmu. Nespárené a odmietnuté samce majú nízke hladiny NPF a to ich núti piť väčšie množstvo alkoholu. Umelá aplikácia NPF spôsobí, že aj sexuálne frustrované samce nemajú záujem o alkohol.
Mutácie rôznych génov zodpovedných za konzumáciu alkoholu:
- Krasavietz – znížená chuť na alkohol a nízka odolnosť na alkohol. Mušky sú rýchlo opité bez prejavov radosti a stimulujúcich účinkov.
- Cheapdate, Arouser – zvýšená citlivosť na alkohol. Oveľa nižšie dávky vyvolajú opité správanie.
- Hangover – nízka odolnosť na alkohol. Mušky nepotrebujú zvyšovať dávky na dosiahnutie rovnakého účinku. Ľudia s touto mutáciou majú menšiu šancu stať sa alkoholikmi, pretože nepotrebujú piť stále väčšie množstvo alkoholu.
- Happyhour – nízka citlivosť na utlmujúce účinky alkoholu a normálna citlivosť na stimulujúce účinky. Mutácia tohto génu u ľudí môže viesť k alkoholizmu, pretože majú hlavne dobré pocity pri požívaní alkoholu.
- Moody – pôsobí na glia bunky v mozgu a reguluje jeho zvýšenú prístupnosť drogám. Mutácia moody spôsobuje zvýšenú citlivosť na kokain a nikotín
Gén Happy Hour ovplyvňuje signálnu dráhu epidermálneho rastového faktora (ERF), ktorá riadi rast normálnych aj rakovinových buniek. Použitie inhibítorov ERF (Tarceva a Iressa) u mušiek vrátilo ich citlivosť a chuť na alkohol na úroveň ich normálnych príbuzných. Tarcevau potkanov znížila chuť na alkohol aj keď bol voľne dostupný.
Stavba hniezd, spev, dvorenie, súboje, migrácie, rozmnožovanie a starostlivosť o potomstvo sú vrodené prejavy správania. V súčasnej dobe sa zistilo, že samce vínnej mušky, ktoré boli neúspešné pri párení, majú výrazné sklony k alkoholizmu. Genetickými a molekulárnymi metódami sa podarilo odhaliť hormóny a gény, zodpovedné za alkoholizmus u vínnej mušky. Veľmi podobné gény ovplyvňujú závislosť na alkohole a drogách u človeka. Štúdie objasnili mechanizmus pôsobenia niektorých génov, čo pomohlo liečiť túto závislosť u ľudí pomocou liekov proti rakovine. Výsledky sú príkladom podobnosti základných pochodov u hmyzu a človeka.
Tému Sexuálne správanie a alkoholizmus u hmyzu a človeka prezentoval RNDr. Dušan Žitňan, CSc., uznávaný zoológ, vedúci vedecký pracovník v sekcii molekulárnej fyziológie a riaditeľ Ústavu zoológie SAV, vo vedeckej kaviarni, ktorá sa pod názvom Veda v CENTRE uskutočnila vo štvrtok 22. 2. 2018 o 17.00 hod. v Centre vedecko-technických informácií SR v Bratislave. Podujatie moderovala Zuzana Hajdu.
Spracovala a uverejnila: Marta Bartošovičová, NCP VaT pri CVTI SR v Bratislave.
Foto: Marián Zelenák, NCP VaT pri CVTI SR