Masao Miyazaki and Reiko Uenoyama
Японские ученые описали биологическую функцию и механизм реакции кошачьих на вещество непеталактол, содержащееся в растении Актинидия полигамная. Оказалось, что соединение вызывает эйфорию у кошек и отпугивает от них комаров — аналогично эффекту кошачьей мяты. Работа опубликована в Science Advances.
Кошки трутся и катаются в зарослях кошачьей мяты (Nepeta cataria), потому что она отпугивает насекомых. В роли репеллента выступает вещество непеталактон, которое эффективно отпугивает комаров и даже тараканов. Непеталактон безопасен как для людей, так и для кошек, что делает его прекрасным кандидатом для разработки средств против укусов насекомых, а листья кошачьей мяты — подходящим ингредиентом для кошачьих игрушек.
В Японии привлекательность еще одного растения — Актинидии полигамной (Actinidia polygama) — для кошек описал еще в начале XVIII века философ и ботаник Кайбара Эккэн (Kaibara Ekken) в своей работе «Об овощах» («Saifu»). Актинидия полигамная, или мататаби — многолетняя лиана, которая произрастает в Японии, Китае, Корее, а также на Дальнем Востоке России. Однако биологическая функция подобной реакции кошачьих на актинидию и нейрофизиологический механизм, стоящий за ней, еще не был изучен.
Группа исследователей из Университета Иватэ под руководством Масао Миядзаки (Masao Miyazaki) при помощи нормально-фазовой хроматографии выделила из листьев актинидии вещества, смесь которых вызвала типичную реакцию у кошек: кошки терлись мордочками и перекатывались по полу. В смеси, в которой было несколько уже известных биоактивных соединений, газовая хроматография, сопряженная с масс-спектрометрией, позволила идентифицировать главное действующее вещество: непеталактол. Непеталактол схож по своей структуре с непеталоктоном, все различие состоит в гидроксильной группе у непеталактола и карбонильной у непеталактона.
Непеталактол (слева) и непеталактон (справа).
Reiko Uenoyama et al. / Science Advances, 2021
Поделиться
Дальше к работе непосредственно привлекли кошек. 18 особей, которые ранее реагировали на экстракт листьев мататаби, теперь проверяли, правильно ли ученые определили действующее вещество. Животным предлагали понюхать бумагу с нанесенными на нее 50 миллиграммами непеталактола. Большинство кошек проявили определенный интерес к бумаге — терлись об нее, катались по полу — и потеряли его через десять минут, что очень схоже с их реакцией на листья растения. Пустая же бумага кошачьего внимания почти не удостоилась (р = 0,0003). Также исследователи протестировали вещество на 30 уличных кошках: 17 из них потерлись о бумагу с непеталактолом, а 13 — нет, что может быть результатом как природной нечувствительности к этому веществу, так и реакцией на непривычные условия, отмечают авторы работы. Еще в работе приняли участие амурский леопард, два ягуара и две евразийских рыси из зоопарков Японии. Всем им бумага с веществом понравилась больше, чем пустая (р = 0,031).
Ученые предположили, что обонятельное восприятие непеталактола стимулирует мю-опиоидную систему, которая, например, контролирует систему награды и эйфорию у людей. Чтобы проверить гипотезу, исследователи тестировали уровень бета-эндорфина в плазме крови у пяти кошек за пять минут до и после контакта животных с 200 миллиграммами соединения. Ожидаемо, уровень эндорфина заметно вырастал после того, как кошки чувствовали запах непеталактола, но оставался прежним в контрольной группе (р = 0,034). Также группе из шести кошек назначили налоксон, антагонист опиодиных рецепторов, и характерное катание животных в ответ на присутствие непеталактола значительно сократилось.
Кроме того, авторы работы проверили репеллентные свойства непеталактола по аналогии с непеталактоном из кошачьей мяты. Комары вида Aedes albopictus, распространенные в Японии и Китае, избегали вещества и в два раза реже садились на кошачью шерсть, обработанную 500 миллиграммами непеталактола.
Ученые отмечают, что реакция кошачьих на актинидию и кошачью мяту — важный пример того, как животные используют растительные соединения в качестве защиты от насекомых. Характерное катание кошек по полу или желание потереться направленно именно на источник непеталактола. Когда исследователи прикрепляли бумагу с соединением на стены или на потолок клеток, кошки не начинали кататься по полу, а только терлись об источник запаха или пытались хотя бы дотянуться, если он был плохо доступен.
Поскольку кошачьи часто полагаются на скрытность во время охоты, они особенно подвержены укусам насекомых, сидя в засаде. «Умение» использовать природные репелленты для защиты от насекомых, переносящих различные заболевания, могло стать сильным эволюционным преимуществом. При этом не все кошки способны унюхать непеталактол. Известно, например, что чувствительность к непеталактону передается аутосомно-доминантным способом. Возможно, подобный наследственный механизм наделяет некоторых кошачьих обонятельными рецепторами, специфичными к непеталактолу.
Ранее ученые рассказывали, почему в кошачьей мяте содержатся привлекающие котов вещества, а в обычной — нет. Природными репеллентами пользуются не только кошки: химики нашли отпугивающие кровососущих насекомых вещества в травах, которые индейцы традиционно используют для отпугивания комаров.
Вера Сысоева
