Hned dvě zajímavé studie přináší poslední číslo prestižního odborného časopisu Buňka (Cell). V první z nich se vědci z týmu Catherine Dulakové zabývali spojitostí mezi čichovými signály a skupinou neuronů v hypotalamu produkující gonádotropní spouštěcí hormon (GnRH). Jedná se o klíčový hormon, který má na starosti produkci dvou hormonů z hypofýzy: folikulostimulačního hormonu (FSH) a luteotropního hormonu (LH). A jaká je funkce obou zmíněných hormonů? Zcela zásadní, dalo by se lakonicky odpovědět. Ovlivňují totiž tvorbu pohlavních hormonů a tím i vývoj pohlavních orgánů, produkci spermií, průběh reprodukčního cyklu a zasahují samozřejmě i do sexuálního chování.
Doposud panovala shoda v tom, že pokud chemické signály (feromony) mají vliv na reprodukční funkce, je to díky tomu, že jsou vnímány pomocí tzv. vomeronazálního (Jacobosnova) orgánu, který má přímá spojení s hypotalamem a tímto způsobem ovlivňuje produkci GnRH. Jsou však neurony produkující GnRH právě těmi, které mají spojení s vomeronazálním orgánem? Právě tuto otázku si položil tým profesorky Dulakové. Jako objekt zkoumání si - nepříliš překvapivě - vybrali laboratorní myšky. Ovšem jejich další postup již stál za pozornost díky poměrně zajímavé metodě výzkumu: Mozkové buňky produkující klíčový hormon GnRH geneticky „infikovali“ oslabeným virem, který má tu schopnost, že se šíří pouze v protisměru vedení nervového signálu. Pokud si takto „infikované“ nervové buňky označíme fluorescenční barvou, můžeme pak v mikroskopu pozorovat, kam se až dostaly. Jinými slovy řečeno: tímto způsobem se dají zjistit všechna spojení, kterými určené neurony získávají signál. Ke svému velkému překvapení autoři zjistili, že jim svítí neurony v oblastech mozku (např. v hlavním čichovém laloku), které zpracovávají vjemy z hlavního čichového orgánu, ne však v oblastech důležitých pro zpracování látek zachycených vomeronazálním orgánem. Tyto výsledky podpořili ještě testováním speciálního kmene myší u nichž díky genetické manipulaci není funkční vomeronazální orgán. Takto postižené myši nevykazovaly žádné problémy se sexem až na jeden: pářily se všemi jedinci bez ohledu na pohlaví. Autoři se na základě těchto výsledků domnívají, že sexuální feromony mohou být vnímány hlavním čichovým orgánem a vomeronazální orgán hraje doplňující roli např. při rozpoznávání pohlaví.
V biologii není ovšem nikdy nic tak jednoznačné. Podobnou otázku si položili i autoři druhé studie. Jednalo se, určitě shodou okolností, o konkurenční tým vedený zmíněnou držitelkou Nobelovy ceny Lindou Buckovou. V tomto případě byla použita poněkud jiná metoda: za pomoci genetické manipulace byly do genu kódujícího klíčový hormon GnRH vloženy geny pro dvě další bílkoviny. Neurony, které produkovaly GnRH, vytvářely zároveň i dvě experimentální bílkoviny. První z nich zůstávala pouze v neuronech, kde vznikla, druhá bílkovina se však byla schopna šířit nervovými spoji (synapsemi) oběma směry. Takto vyrobené bílkoviny si vědci opět označili fluorescenční barvou a pozorovali, v kterých částech mozku světélkují. Na rozdíl od první studie bylo zjištěno spojení s oblastmi, které zpracovávají signály z vomeronazálního orgánu (tzv. VNO amygdala). Světélkování se však neomezovalo pouze na tuto oblast; také části mozku, které mají na starosti signály z hlavního čichového orgánu, byly aktivní. Autoři navíc objevili nejen spojení ve směru od smyslových orgánů k hypotalamu, ale také množství zpětných smyček a projekcí do dalších částí mozku. Množství zjištěných spojení výzkumníky podle jejich vlastních slov šokovalo. Přestože neuronů produkujících klíčový hormon GnRH je jen asi 800, zjištěných spojení bylo více než 50 000.
Autoři si chtěli být svými výsledky jisti a tak provedli ještě jeden experiment. Geneticky upraveným myškám nechali čichat feromony a za pomoci látky, která ukazuje na neuronální aktivitu zjišťovali, zda jsou aktivní oblasti mozku zjištěné předchozí metodou. Při čichání feromonů se aktivovaly jak oblasti přijímající signály z vomeornazálního, tak i hlavního čichového orgánu. Překvapivé bylo, že u kontrolních myší, které čichaly čistou podestýlku, se aktivovala některá spojení mezi hlavním čichovým orgánem a neurony produkujícími klíčový hormon GnRH. Vypadá to tedy, že reprodukční vyladění je pořádně složitá záležitost a chemické vnímání nejen feromonů, ale i dalších látek hraje důležitou roli. Hlavní čichový a vomeronazální orgán pracují zřejmě ve vzájemné souhře, ovšem o jejich specifické roli je zatím možné spíše spekulovat.
Kvůli poněkud rozdílným výsledkům obou zmíněných studií se dá očekávat, že v nejbližší době si na vědeckém kolbišti vjedou vedoucí laboratoří pořádně do vlasů. Pro nás bude nanejvýš zajímavé sledovat, jak se žhavá debata vyvine; i proto, že mnoho autorů odmítá existenci feromonů u člověka, protože nemá funkční vomeronazální orgán.
Diskuze:
