Влияние отбора по поведению на уровень глюкозы в крови у серебристо-черных лисиц после рестрикционного стресса

Известно, что отбор серебристо-черных лисиц по отношению к человеку влияет на гипоталамогипофизарно-надпочечниковую (ГГН) и симпатическую нервную системы, которые, в свою очередь, участвуют в регуляции углеводного обмена при стрессе. Наряду с этим показано влияние генетических факторов на углеводный обмен и толерантность к глюкозе. Оставалось неизвестным, влияет ли отбор по отношению к человеку на уровень глюкозы в крови у серебристо-черных лисиц. В данной работе исследовали базальный уровень глюкозы в крови у ручных, агрессивных и неселекционированных самцов и самок серебристо-черных лисиц, а также уровень глюкозы после рестрикционного стресса у самок. Полученные результаты свидетельствуют о достоверно более низком базальном уровне глюкозы в крови у ручных лисиц по сравнению с агрессивными и неселекционированными животными, независимо от пола. Кроме того, у неселекционированных самцов этот 

показатель был ниже по сравнению с агрессивными животными. У агрессивных лисиц найдены половые различия по базальному уровню глюкозы в крови: у самцов этот показатель выше, чем у самок. В течение всего исследуемого периода после стресса (через 10 мин и 2 ч) уровень глюкозы в крови у агрессивных самок оставался повышенным по сравнению с ручными. Спустя 2 ч после стресса только у агрессивных самок отмечали более высокий уровень глюкозы по сравнению с исходным уровнем. В суммарной выборке самок лисиц, независимо от поведения до и после стресса, найдена отрицательная корреляция между уровнем глюкозы в крови и баллом поведения, которым оценивали реакцию на человека. Для сравнения скорости поглощения глюкозы из общего кровотока у самок серебристо-черных лисиц, селекционируемых по поведению, проводили глюкозотолерантный тест (ГТТ). В целом, судя по показателям площади под кривыми ГТТ, отбор по поведению не влиял на толерантность к глюкозе, вместе с тем у агрессивных самок, в отличие от ручных и неселекционированных, в начале теста отмечали более продолжительный период повышенного уровня глюкозы в крови. Таким образом, отбор по поведению влияет на уровень глюкозы в крови у серебристо-черных лисиц независимо от пола в состоянии покоя, а у самок – и после стресса.

1. Albert F.W., Shchepina O., Winter C., Römpler H., Teupser D., Palme R., Ceglarek U., … Thiery J., Morgenstern R., Plyusnina I.Z., Schöneberg T., Pääbo S. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans. Horm Behav. 2008;53(3):413-421. doi 10.1016/j.yhbeh.2007.11.010

2. Alexandrovich Yu.V., Antonov E.V., Shikhevich S.G., Kharlamova A.V., Meister L.V., Makovka Y.V., Shepeleva D.V., Gulevich R.G., Herbeck Yu.E. The expression profile of genes associated with behavior, stress, and adult neurogenesis along the hippocampal dorsoventral axis in tame and aggressive foxes. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov J Genet Breed. 2023;27(6):651-661. doi 10.18699/VJGB-23-76

3. Barth E., Albuszies G., Baumgart K., Matejovic M., Wachter U., Vogt J., Radermacher P., Calzia E. Glucose metabolism and catecholamines. Crit Care Med. 2007;35(9 Suppl):S508-S518. doi 10.1097/01.CCM.0000278047.06965.20

4. Bazhan N.M., Krass P.M., Kolpakov M.G., Trut L.N. Change in the secretory activity of the adrenal cortex in silver foxes in the process of domestication. Doklady Akademii Nauk SSSR = Proceedings of the Academy of Sciences of USSR. 1974;216(4):922-924 (in Russian)

5. Belyaev D.К. Destabilizing selection as a factor in domestication. J Hered. 1979;70:301-308

6. Catchpole B., Adams J.P., Holder A.L., Short A.D., Ollier W.E.R., Kennedy L.J. Genetics of canine diabetes mellitus: are the diabetes susceptibility genes identified in humans involved in breed susceptibility to diabetes mellitus in dogs? Vet J. 2013;195(2):139-147. doi 10.1016/j.tvjl.2012.11.013

7. Dygalo N.N., Bykova T.S., Naumenko E.V. Brain tyrosine hydroxylase activity in behavior-selected silver foxes. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology.1988;24(4):503-508 (in Russian)

8. Fernandez X., Meunier-Salaün M.-C., Mormede P. Agonistic behavior, plasma stress hormones, and metabolites in response to dyadic encounters in domestic pigs: interrelationships and effect of dominance status. Physiol Behav. 1994;56(5):841-847. doi 10.1016/0031-9384(94)90313-1

9. Fleischer S., Sharkey M., Mealey K., Ostrander E.A., Martinez M. Pharmacogenetic and metabolic differences between dog breeds: their impact on canine medicine and the use of the dog as a preclinical animal model. AAPS J. 2008:10(1):110-119. doi 10.1208/s12248-008-9011-1

10. Gulevich R.G., Oskina I.N., Shikhevich S.G., Fedorova E.V., Trut L.N. Effect of selection for behavior on pituitary-adrenal axis and proopiomelanocortin gene expression on silver foxes (Vulpes vulpes). Physiol Behav. 2004;82(2-3):513-518. doi 10.1016/j.physbeh.2004.04.062

11. Harizi H., Homo-Delarche F., Amrani A., Coulaud J., Mormède P. Marked genetic differences in the regulation of blood glucose under immune and restraint stress in mice reveals a wide range of corticosensitivity. J Neuroimmunol. 2007;189(1-2):59-68. doi 10.1016/j.jneuroim.2007.06.019

12. He D., Ma J., Long K., Wang X., Li X., Jiang A., Li M. Differential expression of genes related to glucose metabolism in domesticated pigs and wild boar. Biosci Biotechnol Biochem. 2017;81(8):1478-1483. doi 10.1080/09168451.2017.1322893

13. Idowu O., Heading K. Hypoglycemia in dogs: causes, management, and diagnosis. Can Vet J. 2018;59(6):642-649

14. Kalinina S.N., Ilyukha V.A., Trapezov O.V., Morozov A.V., Trapezova L.I., Nekrasova M.A., Stepanova M.A., Sysoeva E.A. Activity of digestive enzymes in the American mink (Neovison vison) selected for tameness and defensive aggression toward humans. J Evol Biochem Physiol. 2022;58(1):64-72. doi 10.1134/S0022093022010069

15. Kaneko J.J. Carbohydrate metabolism and its diseases. In: Clinical Biochemistry of Domestic Animals. Academic Press, 1997;45-81. doi 10.1016/B978-012396305-5/50004-X

16. Kulikov A.V., Bazhenova E.Yu., Kulikova E.A., Fursenko D.V., Trapezova L.I., Terenina E.E., Mormeded R., Popova N.K., Trapezov O.V. Interplay between aggression, brain monoamines and fur color mutation in the American mink. Genes Brain Behav. 2016;15(8):733-740. doi 10.1111/gbb.12313

17. Magomedova L., Cummins C.L. Glucocorticoids and metabolic control. In: Herzig S. (Ed.) Metabolic Control. Handbook of Experimental Pharmacology. Vol. 233. Springer, 2015;73-93. doi 10.1007/164_2015_1

18. Miles P.D., Yamatani K., Lickley H.L., Vranic M. Mechanism of glucoregulatory responses to stress and their deficiency in diabetes. Proc Natl Acad Sci USA. 1991;88(4):1296-1300. doi 10.1073/pnas.88.4.1296

19. Mössner J., Böhm S., Fischbach W. Role of glucocorticosteroids in the regulation of pancreatic amylase synthesis. Pancreas. 1989;4(2): 194-203. doi 10.1097/00006676-198904000-00008

20. Muráni E., Ponsuksili S., D’Eath R.B., Turner S.P., Kurt E., Evans G., Thölking L., Klont R., Foury A., Mormède P., Wimmers K. Association of HPA axis-related genetic variation with stress reactivity and aggressive behaviour in pigs. BMC Genet. 2010;11:74. doi 10.1186/1471-2156-11-74

21. Nagain-Domaine C., Presset O., Chariot J., Roze C. Modulation of external pancreatic secretion by endogenous norepinephrine: study with a norepinephrine uptake blocker in the rat. Pancreas. 1999;18: 300-307. doi 10.1097/00006676-199904000-00012

22. Oskina I.N., Trut L.N. Age-related changes in blood corticosteroid levels in foxes of different behaviors. Doklady Akademii Nauk SSSR = Proceedings of the Academy of Sciences of USSR. 1985; 281(3):1010-1014 (in Russian)

23. Oskina I.N. Analysis of the functional state of the pituitary-adrenal axis during posnatal development of domesticated silver foxes (Vulpes vulpes). Scientifur. 1996;20(2):159-167

24. Oskina I.N., Herbeck Yu.E., Shikhevich S.G., Plyusnina I.Z., Gulevich R.G. Alterations in the hypothalamus-pituitary-adrenal and immune systems during selection of animals for tame behavior. Informatsionnyy Vestnik VOGiS = The Herald of Vavilov Society for Geneticists and Breeders. 2008;12(1/2):39-49 (in Russian)

25. Plyusnina I.Z., Oskina I.N. Behavioral and adrenocortical responses to open-field test in rats selected for reduced aggressiveness towards humans. Physiol Behav. 1997;61(3):381-385. doi 10.1016/s0031-9384(96)00445-3

26. Popova N.K. The domestication and the brain: forty years after. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii =Vavilov J Genet Breed. 2017;21(4):414-420. doi 10.18699/VJ17.259 (in Russian)

27. Ross A.P., Darling J.N., Parent M.B. Excess intake of fat and sugar potentiates epinephrine-induced hyperglycemia in male rats. J Diabetes Complications. 2015;29(3):329-337. doi 10.1016/j.jdiacomp.2014.12.017

28. Stover J.F., Sakowitz O.W., Thomale U.W., Kroppenstedt S.N., Unterberg A.W. Norepinephrine-induced hyperglycemia does not increase cortical lactate in brain-injured rats. Intensive Care Med. 2002; 28(10):1491-1497. doi 10.1007/s00134-002-1431-2

29. Trut L.N., Plyusnina I.Z., Oskina I.N. An experiment on fox domestication and debatable issues of evolution of the dog. Russ J Genet. 2004;40:644-655. doi 10.1023/B:RUGE.0000033312.92773.c1

30. Trut L., Oskina I., Kharlamova A. Animal evolution during domestication: the domesticated fox as a model. BioEssays. 2009;31(3):349- 360. doi 10.1002/bies.200800070