ABSTRACT
Abstract Trail-following pheromone is one of the most important semiochemical in termites. This pheromone is responsible for the recruitment of individuals from the colony to perform different tasks. The aim of this work was to isolate and identify the trail-following pheromone of Microcerotermes exiguus (Isoptera: Termitidae), a typical termite from the Neotropic, that is considered pest in some crops. Subterranean nest of M. exiguus were collected with a shovel in Caracas, Venezuela in 2010. Different chemical micro-reactions combined with chromatographic analysis of solvent extracts, as well as solid phase microextraction analyses (SPME) were applied to termite sternal glands; besides, some behavioral biossays were undertaken. A peak in the chromatograms from extracts (retention index: 1 483), presented a fragmentation pattern with m/z ions: 41; 55; 67; 79; 91; 105; 119; 135; 142; 180, this result alongside behavioral assays allowed us to conclude that (3Z,6Z,8E)-dodeca-3, 6, 8-trien-1-ol (DTOH) acts as the main component of the trail following pheromone. The estimated optimum concentration for termite recruitment and orientation was around 1 pg/cm, being statistically comparable to the value on trails marked with whole body extracts at concentration of 1 worker/cm. The period of time that this compound takes to recruit other colony members is 13.67 ± 5.76 s and lasts up to two hours. Both analytical and behavioral results provided better understanding on the chemical communication of M. exiguus. This information could be used for the future development of newer pest control methods. Rev. Biol. Trop. 66(1): 303-311. Epub 2018 March 01.
Resumen La feromona de camino es uno de los semioquímicos más importantes en las termitas. Esta feromona es responsable del reclutamiento de individuos de la colonia para realizar diversas tareas. El objetivo de este trabajo fue aislar e identificar la feromona de camino de Microcerotermes exiguus (Isoptera: Termitidae), que es una termita típica del Neotrópico, considerada como plaga en algunos cultivos. Nidos subterráneos de M. exiguus fueron recolectados en Caracas, Venezuela en el 2010. Se realizaron diferentes micro-reacciones químicas combinadas con el análisis cromatográfico de los extractos en solventes, así como el de la microextracción en fase sólida (SPME) de las glándulas esternales de las termitas; además de algunos bioensayos de comportamiento. Un pico en los cromatogramas de los extractos (índice de retención:1 483), presentó un patrón de fragmentación con los iones m/z: 41; 55; 67; 79; 91; 105; 119; 135; 142; 180, este resultado junto con los ensayos comportamentales, nos permitieron concluir que el (3Z,6Z,8E)-dodeca-3, 6, 8-trien-1-ol (DTOH) es el compuesto principal de la feromona de camino. La concentración óptima estimada para el reclutamiento y la orientación se encuentra alrededor de 1 pg/cm, siendo estadísticamente comparable al valor en los caminos trazados con extractos de cuerpo entero de 1 obrera /cm. El tiempo que toma este compuesto para reclutar a otros miembros de la colonia es de aproximadamente 13.67 ± 5.76 s y se mantiene hasta por dos horas. Los resultados analíticos y de comportamiento proporcionan una mejor comprensión de la comunicación química de M. exiguus, y dicha información podría ser utilizada para el desarrollo de nuevos métodos de control de plagas.
ABSTRACT
The capability to perceive and emit alarm substances, such as 2-heptanone, makes animals aware of the presence of danger, leading to some strategies directed towards survival. Strategies of survival involve emotional memory which is processed by deep temporal lobe structures, such as amygdaloid complex and hippocampus. In the Wistar rat, 2-heptanone produces anxiety-like behavior and an increased firing rate of basal amygdaline neurons. However, it is unknown whether 2-heptanone modifies the responsivity of medial amygdaline-hippocampal connection. Therefore, we placed a group (n=10) of Wistar rats in a plexiglass cage impregnated with 2-heptanone. Rats from control group (n=10) were introduced into a similar clean cage. Twenty four hours later we obtained single-unit extracellular recordings from the hippocampus (CA1-CA3) neurons identified by their connection to medial amygdala. Although the basal neuronal firing rate was similar between groups, first order interval distribution histogram analysis showed that 2-heptanone produced shorter intervals of firing rate. Peristimulus histograms indicated that: i) the amygdaline stimulation produces an increased firing rate in hippocampal neurons; and ii) this response is increased and enlarged on the 2-heptanone group. Since a single exposure to an alarm pheromone seems to facilitate the amygdala-hippocampal connection, results suggest the initial formation of contextual memories related with fear.
La percepción olfatoria de feromonas de alarma, como la 2-heptanona, promueve ciertas estrategias de supervivencia con la participación de la memoria emocional, integrada en estructuras del lóbulo temporal, como la amígdala y el hipocampo. En la rata Wistar, la olfacción de 2-heptanona genera conductas sugerentes de ansiedad y un incremento de la tasa de disparo neuronal del núcleo basal de la amígdala. Sin embargo, no se conoce si la 2-heptanona modifica la responsividad de la conexión amígdala medial-hipocampo. Un grupo de ratas Wistar (n=10) fue colocado dentro de una caja de acrílico impregnada con 2-heptanona; el grupo control (n=10) fue introducido en una caja limpia. Veinticuatro horas después se obtuvo el registro unitario extracelular de neuronas del hipocampo (CA1-CA3) identificadas por su conexión con la amígdala medial. Aunque la tasa de disparo basal fue similar entre los grupos experimentales, el histograma de distribución de intervalos de primer orden indicó un predominio de intervalos de breve duración en el grupo 2-heptanona. Los histogramas periestímulo indicaron que: i) las neuronas hipocampales responden con un incremento en la tasa de disparo neuronal ante la estimulación amigdalina; ii) la respuesta es de mayor magnitud y duración en el grupo previamente expuesto a 2-heptanona. Dado que una sola exposición a una feromona de alarma facilita la conexión amígdala medial-hipocampo, los resultados sugieren la formación inicial de una memoria contextual relacionada con el miedo.
ABSTRACT
La familia de genes de las lipocalinas (LCN) está compuesta por varios miembros que comparten una estructura común y que se han duplicado en forma repetida durante la evolución expandiéndose a más de 150 genes conocidos, de ellos al menos veinte reportados en la especie humana. El grupo de proteínas de las LCN está constituido por varios elementos que comparten la propiedad común de unión de ligandos lipofílicos. Las LCN funcionan en un amplio rango de sistemas incluyendo quimiorrecepción y transporte en fisiología sensorial del gusto y olor, coloración, modulación hemato-inmune, síntesis de prostanglandina D2, neuro-fisiología, fisiología reproductiva y fertilidad, embriogénesis, proliferación y división celular, supervivencia y apoptosis celular. Es evidente su rol en patobiología y bioclínica reproductiva y de la fertilidad al observar que varias LCN tienen niveles alterados de expresión en diferentes eventos patofisiológicos. Esta revisión resume hallazgos e implicaciones
The family of the lipocalin (LCN) genes is composed by various members that share a common structure and haveduplicated repeatedly during evolution expanding to more than 150 known genes of which at least 20 have been reported in the human species. The group of lipocalin-related proteins is comprised by a number of elements which share various common properties such as binding to different lipophilic ligands. Lipocalins are involved in a broad range of systems including chemoreception and transport functions in sensory physiology of taste and smell, coloration, modulation of hemato-immune response, synthesis of prostaglandin D2, neurophysiology, physiology of reproduction and fertility, embryogenesis, cell proliferation and division, and cell survival and apoptosis. Its role is evident in the pathophysiology and bioclinical aspects of reproduction and fertility consistent with the observation of altered levels of expression of several lipocalins in different pathophysiological events. This review summarizes findings and implications on this topic.