Studio dell'azione modulatrice dei neurosteroidi sugli effetti dell'esposizione prenatale al diazepam sulla sfera cognitiva ed emozionale in ratti di ambo i sessi in diverse fasi dello sviluppo. Influenza sui livelli di glucocorticoidi e Neuropeptide Y.

    Progetto: Research project

    Dettagli progetto

    Description

    Il GABA esercita azione trofica sui neuroni in sviluppo attraverso l’interazione con i recettori GABA/BZ. Negli adulti il GABA genera risposte integrate a stimoli ambientali, consentendo all’organismo di adattarsi a nuove condizioni. Il sistema GABAergico è sensibile a manipolazioni effettuate in periodo pre- e postnatale.Invero, l’esposizione ripetuta nell'ultima settimana di gravidanza al diazepam (DZ), un modulatore allosterico del recettore GABA/BZ, riduce il numero dei siti di legame per le benzodiazepine (BZ) e per il GABA, attenua l’effetto facilitatorio delle BZ sull’ uptake di cloro e altera l’espressione delle subunità che formano il recettore GABA/BZ. Questi effetti, che persistono in età adulta, sono associati nel ratto a diverse modificazioni comportamentali, tra cui un'alterazione della reattività, dell’orientamento spaziale, dello stato emozionale ed affettivo, di apprendimento e memoria, attraverso la modulazione di numerosi sistemi neurotrasmettitoriali e neuroendocrini tra i quali l'acetilcolina, il glutammato, e i glucocorticoidi. Tali modificazioni possono interferire sulla capacità dell’animale di elaborare le informazioni sull’ambiente.
    I neurosteroidi, composti steroidei sintetizzati nel cervello, influenzano le funzioni del sistema nervoso centrale attraverso meccanismi non genomici quali la modulazione allosterica dell'attività funzionale dei recettori GABA/BZ, dei recettori NMDA e dei recettori sigma. I neurosteroidi sono stati invocati come uno dei fattori neurobiologici coinvolti nel declino cognitivo che si ha nell’invecchiamento: la loro concentrazione plasmatica infatti si riduce con l’età. Numerose ricerche indicano che il pregnanolone solfato(PREGS) e il deidroepiandrosterone solfato(DHEAS) potenziano i processi di apprendimento e memorizzazione nei ratti anziani. Essi rappresentano possibili mediatori delle risposte stress-correlate, regolando e venendo a loro volta regolati dall'attivazione dell'asse Ipotalamo-Ipofisi-Surrene (IIS). Il neuropeptide Y (NPY), uno dei più diffusi neuropeptidi presenti a livello cerebrale nei mammiferi, induce effetti ansiolitici simili a quelli indotti dalle benzodiazepine. E' riportata un'interazione funzionale tra il GABA e l'NPY nell'amigdala che gioca un ruolo importante nel comportamento emozionale. Poichè il GABA ed i neurosteroidi PREGS e DHEAS agiscono sullo stesso complesso recettoriale, e sia neurosteroidi che NPY modulano l'attivazione del recettore sigma, è interessante indagare le conseguenze dell'interazione tra esposizione prenatale al diazepam e trattamento postnatale con neurostesteroidi sui livelli di glucocorticoidi plasmatici e di NPY in diverse aree cerebrali. I risultati di questa ricerca potranno contribuire a chiarire il significato funzionale dei neurosteroidi nella regolazione del comportamento emozionale e cognitivo.

    Layman's description

    Obiettivi

    Il progetto di ricerca si propone di indagare, attraverso lo studio del comportamento, sulle conseguenze dell'interazione tra esposizione prenatale al diazepam e trattamento post-natale con neurosteroidi sulla reattività emozionale, apprendimento e memoria in ratti di ambo i sessi, adolescenti, adulti e anziani. Il complesso recettoriale GABA/BZ è la comune sede d’azione del diazepam e dei neurosteroidi. Inoltre, i neurosteroidi agiscono anche come modulatori del recettore NMDA e sigma nella regolazione dello stato emozionale, dei processi cognitivi e del rilascio di vari neurotrasmettitori e neuromodulatori. E’ ipotizzabile che, nel ratto, la somministrazione di neurosteroidi, quali PREG e DHEA e loro derivati solfati, attraverso l’interazione con i sistemi GABAergico, glutammatergico e colinergico, possa migliorare la performance emozionale e cognitiva dell'animale, attenuando i deficit indotti dall’esposizione prenatale al diazepam. Il progetto di ricerca si propone quindi di chiarire i meccanismi d’azione e gli effetti dei neurosteroidi solfato sulle alterazioni del comportamento emozionale e cognitivo, e le sue interazioni con l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene (IIS) e con il neuropeptide Y, utilizzando come modello sperimentale l'esposizione prenatale al diazepam.
    In ratti esposti in utero al diazepam verranno valutati in diverse fasi dello sviluppo:
    1) il comportamento emozionale e le capacità cognitive mediante tests comportamentali in grado di mettere in evidenza il ruolo di vari fattori emozionali nei processi cognitivi;
    2) l'attività dei neurosteroidi solfato sulle alterazioni prodotte dal trattamento prenatale con DZ
    3)la risposta dell'asse IIS attraverso il dosaggio di corticosterone plasmatico
    4) i livelli di NPY in seguito al trattamento prenatale con DZ e dopo somministrazione dei neurosteroidi solfato
    Questa ricerca, oltre a migliorare le nostre conoscenze sulla neurobiologia dei neurosteroidi, della loro interazione con i glucocorticoidi e con il rilascio di NPY, permetterà di individuare possibili nuove strategie terapeutiche atte all'attenuazione dei deficit cognitivi propri dei processi d’invecchiamento, e delle possibili alterazioni prodotte dalla somministrazione in gravidanza con farmaci ansiolitici.

    Metodologie

    Questo progetto di ricerca impiegherà specifici modelli comportamentali idonei a mettere in evidenza nel ratto anziano alterazioni dei comportamenti emozionale e cognitivo indotti dall'esposizione "in utero", durante l'ultima settimana di gravidanza, a 1 mg/kg s.c. pro die di diazepam, sia in condizione di base che dopo trattamento pregnanolone solfato (PREG) o deidroepiandrosterone (DHEA). Inoltre, in questi animali verranno misurati i livelli di corticosterone plasmatico e NPYin varie aree cerebrali.


    Trattamento farmacologico
    Femmine di ratto Wistar primipare dell'età di 120 giorni verranno accoppiate con maschi dello stesso ceppo dell'età di 150 giorni. Il giorno in cui lo sperma è presente nel liquido vaginale è definito 1° giorno di gestazione. Dal 14° al 20° giorno di gestazione le ratte gravide verranno trattate con diazepam (1 mg/kg s.c.) o soluzione veicolo (40% v/v propylen-glycole, 10% v/v etanolo in acqua) in un volume di 1 ml/kg. I ratti maschi, svezzati al 24° giorno di età, verranno suddivisi in gruppi randomizzati di 10 animali ciascuno.

    Tests comportamentali
    1) Open field: studia il comportamento emozionale attraverso la misurazione del'attività locomotoria ed esplorativa del ratto esposto per la prima volta al test.

    2)Elevated Plus Maze e Place Preference: ambedue i tests valutano l'attività esplorativa dell'animale in situazioni ambientali avversative.

    3) Acoustic Startle Reflex: misura il livello dello stato emozionale dell'animale in risposta a stimoli stressanti uditi.

    4) Forced Swimm Test: valuta il comportamento ansioso dell'animale in un ambiente particolarmente avversativo e
    StatoAttivo
    Data di inizio/fine effettiva1/1/05 → …

    Fingerprint

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