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Analisi comparativa e pattern di espressione del sottotipo istaminergico H3R nell’encefalo di Rettili e Uccelli

Informazioni tesi

  Autore: Alessandra Verardi
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2006-07
  Università: Università degli Studi della Calabria
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Biologia
  Relatore: NON SPECIFICATO NON SPECIFICATO
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 146

Nel corso della filogenesi evolutiva dei Vertebrati, il sistema nervoso dei Rettili
rappresenta il progenitore da cui originano le strutture encefaliche di Uccelli e Mammiferi, che condividono caratteristiche neuronali comuni in distinte regioni cerebrali. Attualmente, poche evidenze sperimentali sono disponibili sulle caratteristiche citoarchitettoniche e funzionali dell’encefalo di Rettili ed Uccelli, pertanto in questo lavoro di tesi è stata effettuata un’analisi citologica e morfo-strutturale dell’encefalo di un comune Rettile, la lucertola Lacerta campestris, e della quaglia Coturnix coturnix, appartenente alla classe degli Uccelli. Nell’organizzazione citoarchitettonica elevate omologie strutturali sono state
riportate a livello delle regioni palliali e diencefaliche di tali Vertebrati, mentre le
principali differenze sono localizzate nel tetto ottico o corteccia mesencefalica, che mostra un maggior numero di strati negli Uccelli, suggerendo l’acquisizione di specializzazioni funzionali motorie legate principalmente al volo. Nell’analisi morfologica dell’encefalo di Lacerta campestris e Coturnix coturnix, l’asimmetria laterale di uno dei più importanti sistemi neuronali dal punto di vista evolutivo, e precisamente il sistema istaminergico, è stata indagata al fine di stabilire se alcune funzioni complesse esplicitate dal sottotipo istaminergico di tipo 3 possano essere modulate in maniera preferenziale da un emisfero cerebrale. L’identificazione molecolare di una sequenza parziale codificante per tale sottotipo ha evidenziato un elevato grado di similarità non solo tra le due specie considerate ma anche con altri Vertebrati. Successivamente, un probe specifico è stato utilizzato per analizzare, mediante ibridazione in situ, non solo il pattern di distribuzione
encefalica ma anche le proprietà farmacologiche regione-specifiche di tale recettore
mediante utilizzo di un antagonista selettivo, la tioperamide. Sebbene un
paragonabile pattern di espressione sia emerso in entrambi gli animali, è stato possible evidenziare che il trattamento con la tioperamide ha provocato la riduzione dei livelli di mRNA codificante per il sottotipo istaminergico 3 nella porzione diencefalica destra di Lacerta campestris, suggerendo un potenziale ruolo di tale recettore a livello dell’emisfero destro nella modulazione del feeding e nella termoregolazione nei Rettili. Al contrario, in Coturnix coturnix la tioperamide ha indotto non solo up-regulation di tale sottotipo nel talamo dell’emisfero sinistro, che è coinvolto nell’integrazione dei segnali visivi ed acustici, ma anche una riduzione del recettore istaminergico nell’iperstriato ventrale destro, costituendo in tal caso un fattore neuronale primario nei processi di apprendimento e memoria negli Uccelli. In conclusione, i risultati ottenuti in tale studio dimostrano, per la
prima volta, nuovi aspetti molecolari e funzionali del sottotipo recettoriale istaminergico di tipo 3 nell’encefalo di Lacerta campestris e Coturnix coturnix, suggerendo un suo diretto coinvolgimento nell’esplicarsi di funzioni neuronali complesse e lateralizzate.

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L’encefalo dei Vertebrati, malgrado presenti una medesima origine embrionale, è la parte del sistema nervoso centrale (SNC) che, nel corso della storia evolutiva, si è maggiormente diversificato rispetto a qualsiasi altro organo, originando circuiti nervosi sempre più complessi e funzioni progressivamente più complicate. Nonostante le ramificazioni e divergenze evolutive che hanno caratterizzato il phylum dei Vertebrati, numerosi studi riportano rilevanti affinità strutturali e citoarchitettoniche osservabili principalmente tra l’encefalo di Rettili, Uccelli e Mammiferi (Karten, 1997). In particolare, il SNC degli Uccelli presenta forti similarità con l’encefalo dei Rettili Sinapsidi, dai quali differisce per la maggiore complessità e consistente sviluppo degli emisferi telencefalici e del cervelletto (Cb; Butler e Hodos, 2005). Tali affinità, documentate dai ritrovamenti fossili e dai dati anatomici ed embriologici presenti in letteratura, sono dovute principalmente al fatto che i Rettili rappresentano il gruppo ancestore dal quale si sono evoluti sia gli Uccelli che i Mammiferi, originando da due rami rettiliani distinti e precisamente i primi dai Diapsidi (Arcosauri) ed i secondi dai Sinapsidi (Terapsidi). Si può, dunque, comprendere come i Rettili, che dal periodo Permiano al Cretaceo (Mesozoico) sono stati i Vertebrati più numerosi, diversificandosi notevolmente nelle abitudini di vita, conquistino un posto centrale nella storia evolutiva del SNC degli Amnioti. Oggi tale classe è meno numerosa dei Teleostei, degli Uccelli e dei Mammiferi, includendo principalmente i Cheloni a cui appartengono tartarughe e testuggini, i Lepidosauri ed in particolare gli Squamati che comprendono le lucertole, gli anfisbenidi ed i serpenti ed, infine i Diapsidi, includenti coccodrilli ed alligatori. L'evoluzione dell’encefalo degli Uccelli da quello di tipo rettiliano rappresenta, dunque, uno studio di notevole interesse nell’ambito della neuroanatomia comparata. Nel passaggio evolutivo dall’encefalo dei Rettili a quello degli Uccelli, l’aspetto immediatamente riconoscibile è un lineare e marcato ingrandimento delle dimensioni che si traducono nell’acquisizione di una maggiore specializzazione funzionale (Butler e Hodos, 2005). Un aspetto particolarmente importante dell’encefalo di queste due classi di Vertebrati consiste nella potenzialità di neurogenesi caratteristica di specifiche aree encefaliche quali il telencefalo ed il Cb anche allo stadio adulto, in grado di fornire nuovi neuroni che migrano dal luogo di origine alla zona cerebrale finale, realizzando un processo che è strettamente correlato allo stadio di adattamento ambientale e all’attuazione di sofisticati meccanismi di plasticità sinaptica (Crocco, 2005). Nelle due specie prese in considerazione è stata focalizzata l’attenzione anche sull’asimmetria cerebrale, una caratteristica morfo-funzionale di origine molto antica, ereditata nei Mammiferi e negli Uccelli dai comuni antenati rettiliani

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