Feromony
(exohormony, ektohormony)
Bi1100 Mechanismy hormonálního řízení
Látky zajišťující chemickou komunikaci mezi jedinci téhož druhu.
▪ vylučovány exokrinními žlázami do okolního prostředí (exkrece nebo
sekrece)
▪ bezobratlí (hmyz, ostnokožci), někteří obratlovci, rostliny, ale i jednobuněční
(nálevníci)
▪ řízení nervové i hormonální
▪ převážně volatilní, ale i kapalné kontaktní
▪ obvykle velmi malé množství a nízké koncentrace (několik molekul)
▪ působí na velké vzdálenosti
▪ ovlivněny atmosférickými podmínkami
▪ vliv na chování, vývojové procesy
Feromony
Podle chemické struktury feromonu.
Podle typu chování, které ovlivňují:
▪ pohlavní – lokalizace partnera a pre-mating chování, ale také feromony
řídící reprodukci (např. i označení místa snůšky)
▪ výstražné/poplachové – obranné chování a únikové reakce (např. mšice)
nebo agresivita (např. mravenci nebo včely)
▪ agregační/antiagregační (disperzní) – působí nezávisle na pohlaví za
účelem obrany, reprodukce nebo označení zdroje potravy (např. Coleoptera,
Diptera, Hemiptera, nebo Orthoptera)
▪ teritoriální (např. v moči psů a koček)
▪ stopovací (např. značení cest k potravě u mravenců)
▪ migrační (např. jednotná migrace gregarinních housenek)
▪ spouštěcí (releaser) – působí krátkodobě, ale vyvolávají silnou odpověď
(např. feromony produkované samicí králíka během kojení spouštějí a
posilují ošetřovatelské chování)
Typy feromonů
▪ nervová i hormonální kontrola
produkce feromonů (např.
pheromone biosynthesis
activating neuropoptides, PBAN)
▪ syntetická dráha podle chemické
struktury feromonu
Mechanismus působení feromonů
https://doi.org/10.3389/fendo.2011.00046
Helicoverpa armigera
▪ příjemce ovlivňují prostřednictvím aktivace nervových drah včetně
autonomního nervstva
▪ přechod přes povrch těla > zajištění ochrany před degradačními enzymy a
vazba na receptory v čichových orgánech (tykadla, sensilly) > depolarizace
receptorového neuronu > mozek > odpověď cílového organismu
▪ změny fyziologické, ovlivnění imunitního systému (zánětlivá odpověď) nebo
chování
Mechanismus působení feromonů
Bombyx mori
▪ E10,Z12-hexadekadien-1-ol
▪ feromon produkovaný samičkami bource morušového (Bombyx mori) při
lákání samečků
▪ vazba na feromon vázající protein (BmorPBP), který přenáší feromon na
vlastní receptor
▪ používá se ve feromonových pastech (mate samce, kteří se následně
nedostanou k samičkám)
Bombykol – první popsaný feromon
(Adolf Butenandt, 1959)
Feromony bezobratlých
▪ např. ascarosidy nematod (wormbook.org)
▪ jednoduché molekuly, jejichž přestavbou vznikají feromony o různém účinku
▪ ascarosid 3 přitahuje samce, ale odpuzuje hermafrodity
▪ modifikace ascarosidu 3 je silným atraktantem i pro hermafrodity
Včelí feromony
„Primer“ feromony – spouštějí fyziologické změny bez okamžitého ovlivnění
chování (řízení vývoje kast a reprodukce)
„Releaser“ feromony – způsobují okamžité změny v chování (agregace,
vyhledávání potravy, starost o plod apod.)
Feromony královny
▪ udržení a podpora aktivity dělnic, tlumí
výchovu nových dělnic a královny
Feromony dělnic
▪ ethyl oleát inhibuje nástup foragingu
Feromony trubců
▪ mandibulární žláza - zásnubní lety
Feromony plodu
▪ primer feromon řídící spolu se signály
královny vývoj ovarií
▪ chemicky velmi různorodá skupina látek
isopentyl acetát
terpenoid citral
2-heptanon
9-oxo-2-trans-decenová
kyselina
Včelí feromony
Včelí feromony
Mandibulární žláza
▪ signál královen (17 hlavních chemických složek; např. 9-oxo-2-transdecenová
kyselina nebo 4-hydroxy-3-metoxyfenyletanol)
Koschevnikova žláza
▪ produkuje poplachový hormon u dělnic (uvolněn po použití žihadla)
Dufourova žláza
▪ signál fertility důležitý pro snášení vajíček a obranu dělnic
Tarzální žlázy
▪ olejovitý produkt - foraging dělnic, tlumí tvorbu matečníku
Nasonova žláza
Včelí feromony
Nasonovův feromon
▪ uvolňován pouze dělnicemi (Nasonova žláza na dorzální straně abdomenu)
▪ směs několika látek (citral, ditral, nerol, geraniol, nerolic acid, geranic acid,
farnesol); připravován i synteticky (lákání roje, opylování)
▪ navádění ostatních jedinců do úlu nebo ke zdroji potravy a vody, které nemají
svou charakteristickou pachovou stopu
Feromony obratlovců
▪ zachyceny obecně čichovými buňkami (malé volatilní molekuly), těmi ve
vomeronasálním orgánu (VNO, Jacobsonův orgán) nebo oběma
▪ VNO u obojživelníků, plazů a savců kromě většiny primátů, není u ptáků
▪ role VNO u člověka sporná (přítomný u plodu, poté zřejmě atrofuje)
▪ identifikováno množství VNO receptorů spřažených s G proteiny (rodiny
V1Rs, V2Rs a V3Rs), které mohou sloužit k detekci feromonů
Feromony obratlovců – gen pro ancestrální V1 receptor
Mol. Biol. Evol. 2018 35(12):2928–2939 doi: 10.1093/molbev/msy186
Feromony obratlovců
▪ receptor ve VNO > prvotní nervové zpracování v přídatných čichových
lalocích (accessory olfactory bulb, AOB) > postup do hlubších oblastí mozku
(amygdala, hypothalamus) > ovlivnění chování a fyziologických procesů
(např. endokrinní aktivita)
How Animals Communicate Via Pheromones
Feromony obratlovců
▪ stimulace osy hypothalamus-hypofýza-nadledviny/gonády
▪ samci prasat vylučují ve slinách steroidní hormony 3α-androstenol a 5αandrostenon,
na které reagují prasnice pářícím postojem
▪ myši rozlišují blízké příbuzné na základě čichových signálů a tím při páření
minimalizují riziko inbreedingu (Science. 1994 Oct 14;266(5183):271-3)
▪ úzkostné stavy u potkanů mohou být vyvolány feromonem z perianální
oblasti (PNAS. 2014 Dec 30;111(52):18751-6. doi: 10.1073/pnas). Dvě látky
> vazba na receptory V1Rs a MOS (main olfactory system) > aktivace obou
čichových systémů > změna chování.
Savčí feromony
▪ výzkum lidských feromonů problematický (směsi látek x čistota)
▪ hlavním smyslem je zrak, ale přesto se uplatňují i čichové vjemy > feromony
▪ geny kódující VNO receptory nefunkční, neprokázáno propojení VNO s CNS
x feromonové receptory byly identifikovány v čichové sliznici
▪ potenciálně se uplatňují např. steroidy (androstenol, androstenon,
androsteron a další) v podpaží
Synchronizace menstruačního cyklu?
Androstenon jako atraktant pro ženy?
Feromony z podpaží poskytují informaci o stavu imunitního systému (role MHC
při výběru partnera)?
Látky, které jsou sekretovány jedinci určitého druhu a působí na jedince
jiného druhu.
Podle účinku alochemikálie:
▪ kairomony – užitek příjemcům, ale nevýhoda producentovi
▪ alomony – užitek producentovi, neutrální pro příjemce
▪ synomony – užitek producentovi i příjemci
Alochemikálie