Самка кровососущего комара Culex quinquefasciatus в начале питания (слева) и напившаяся человеческой крови (справа). Опыты, проведенные на этом виде комаров, позволили установить, что репеллент диэтилтолуамид отпугивает комаров потому, что они избегают его запаха, а не потому, что он мешает им воспринимать запахи веществ, которые их привлекают.
Диэтилтолуамид — действующее начало репеллента «ДЭТА» и множества других средств для отпугивания комаров и прочих кровососущих членистоногих — широко используется с середины XX века. Хотя на диэтилтолуамиде основано большинство применяемых в мире репеллентов, механизм действия этого вещества до сих пор остается предметом споров. Результаты недавних исследований, проведенных в Рокфеллеровском университете (Нью-Йорк, США), как будто подтверждали гипотезу, согласно которой запах диэтилтолуамида не отпугивает кровососов, а только дезориентирует их, мешая им воспринимать другие запахи, руководствуясь которыми они находят своих жертв. Однако новые данные, полученные исследователями из Калифорнийского университета в Дейвисе, свидетельствуют о том, что комары не только чувствуют запах диэтилтолуамида, но и действительно избегают его, даже в отсутствие потенциальных жертв, а сделанный коллегами из Нью-Йорка вывод был ошибочен и, по-видимому, связан с несовершенством методики поставленных экспериментов.
Репелленты, защищающие людей от укусов комаров и других кровососущих насекомых, а также клещей, не только облегчают людям пребывание на природе, но и оберегают от множества опасных заболеваний, переносимых членистоногими. В связи с этим исследование механизмов действия репеллентов и совершенствование репеллентных препаратов имеет для здравоохранения немалое значение. Притом, как ни странно, даже механизм работы самого популярного действующего начала таких препаратов до недавнего времени оставался невыясненным. Две опубликованные в этом году работы позволили отчасти прояснить эту проблему, хотя авторы этих исследований и пришли к противоположным выводам относительно того, действительно ли это вещество отпугивает кровососущих насекомых или только мешает им искать свои жертвы, нарушая обонятельные функции.
Диэтилтолуамид (точнее N,N-диэтил-мета-толуамид или N,N-диэтил-3-метилбензамид) — действующее начало некогда популярного отечественного репеллента «ДЭТА» и множества других репеллентов (таких как, например, «Комарекс», «Москитол», «Офф!», «Раптор» и «Фумитокс») — используется для отпугивания кровососущих членистоногих с середины XX века. Тем не менее не только механизм воздействия этого вещества на органы чувств насекомых был до недавнего времени неизвестен, но предметом разногласий оставался и эффект, оказываемый диэтилтолуамидом на поведение кровососов.
Отечественные (слева) и зарубежные репелленты, содержащие диэтилтолуамид. («ДЭТА» — название препарата, но иногда эта аббревиатура используется и для обозначения самого действующего вещества, диэтилтолуамида; в языках с латинским алфавитом используют сокращение DEET.) Фото с сайтов www.td-himik.ru, www.nafanya-express.ru и upload.wikimedia.org
Больше 20 лет назад была выдвинута гипотеза, согласно которой диэтилтолуамид в действительности не обладает запахом, отпугивающим комаров, а только нарушает их обоняние, затрудняя восприятие запахов, с помощью которых комары находят своих жертв. (При поиске жертвы и места на ее теле, где можно пить кровь, комары пользуются не только обонянием, но также зрением, слухом и температурной чувствительностью, однако обоняние всё же играет здесь ключевую роль.) Основой для гипотезы послужили результаты опытов на комарах Aedes aegypti (переносчиках желтой лихорадки, лихорадки денге и ряда других заболеваний человека). Эти результаты свидетельствовали о том, что диэтилтолуамид ослабляет восприятие рецепторами, расположенными на антеннах (усиках) комара, запаха молочной кислоты — продукта обмена веществ человека и других жертв комаров.
Весной 2008 года в журнале Science были опубликованы результаты нового исследования, проведенного в Рокфеллеровском университете (Rockefeller University) в Нью-Йорке на другом виде комаров, Anopheles gambiae, и плодовых мушках Drosophila melanogaster. Данные этой работы, по мнению ее авторов, говорили о том, что диэтилтолуамид ослабляет чувствительность ольфакторных (обонятельных) нейрорецепторов, отвечающих за чувствительность к углекислому газу (концентрация которого повышена в выдыхаемом жертвами воздухе) и к спирту октенолу (более точное название — 1-октен-3-ол), содержащемуся и в выдыхаемом воздухе, и в поте и привлекающему кровососущих комаров. Казалось, что эти результаты свидетельствовали в пользу представления о том, что диэтилтолуамид не столько отпугивает, сколько дезориентирует насекомых.
Однако результаты исследования, проведенного в Калифорнийском университете в Дейвисе (University of California, Davies) на еще одном виде кровососущих комаров, Culex quinquefasciatus, опубликованные в журнале PNAS (Proceedings of the National Adacemy of Sciences of the USA) говорят о том, что комары чувствуют собственно запах диэтилтолуамида и, кроме того, активно избегают этого запаха.
Измеряя активность отдельных рецепторных нейронов в сенсиллах на усиках комара, исследователи обнаружили нейрон, реагирующий на воздействие диэтилтолуамидом, причем частота импульсов возрастала при увеличении дозы воздействующего вещества. Наблюдения за комарами в неволе показали, что и питающиеся только нектаром самцы, и способные к кровососанию самки избегают запаха диэтилтолуамида, намного и достоверно чаще садясь в кормушки с пропитанной сахарным сиропом ватой и не содержащие диэтилтолуамида, чем в такие же кормушки, обработанные диэтилтолуамидом. Более того, и в отсутствие пищи, в опыте с искусственной поверхностью, имитирующей поверхность тела человека, но лишенной запаха, самки комаров намного и достоверно чаще садились на участки, не обработанные репеллентом, чем на обработанные.
Кроме того, авторы работы, опубликованной в PNAS, повторили опыты, описанные в вышеупомянутой статье из журнала Science, и пришли к выводу, что сделанное в той статье заключение о подавлении чувствительности рецепторов к октенолу под действием диэтилтолуамида ошибочно и связано с несовершенством методики. Согласно этой методике, в контрольных образцах в специальную емкость помещали полоску фильтровальной бумаги, пропитанной октенолом, а в опытных — добавляли туда же еще и фильтровальную бумагу, пропитанную диэтилтолуамидом. При этом во втором случае рецептор слабее реагировал на октенол, но, как выяснилось, лишь потому, что часть паров октенола при этом оседала на пропитанной диэтилтолуамидом дополнительной полоске бумаги, и концентрация этих паров в результате снижалась.
A — возбуждение чувствительной к диэтилтолуамиду рецепторной нервной клетки в усике комара (верхняя осциллограмма — контроль, ниже — ответ на воздействие 1, 10 и 100 мкг диэтилтолуамида); B — графическое изображение этой реакции (по оси абсцисс отложена доза репеллента, по оси ординат — число импульсов, посылаемых рецепторами, в секунду); С — микрофотография участка комариного усика с расположенными на нём обонятельными сенсиллами (сенсиллы, сходные с той, на которую указывает черная стрелка, несут на себе рецепторы диэтилтолуамида). Иллюстрации из обсуждаемой статьи в PNAS
Исследователи из Калифорнийского университета усовершенствовали методику, исключив это неучтенное снижение концентрации паров октенола. Они переоборудовали установку так, чтобы фильтровальная бумага с разными веществами помещалась в разные емкости и лишь выдуваемые из этих емкостей пары смешивались, и эта смесь воздействовала на рецептор. Эксперименты, проведенные по новой методике, уже не давали достоверной разницы между реакцией рецептора на октенол в присутствии и в отсутствие репеллента, следовательно, отмеченная предшественниками разница представляла собой артефакт.
Таким образом, если в репеллентном действии препаратов на основе диэтилтолуамида и играет некоторую роль обонятельная дезориентация насекомых, мешающая им находить жертв, то, по крайней мере у части кровососущих комаров, диэтилтолуамид при этом всё же непосредственно воспринимается обонятельными рецепторами и вызывает реакцию бегства. В будущем эти сведения могут быть использованы при разработке новых, более эффективных репеллентных препаратов.
