Schema riassuntivo esame Berardi 1° modulo

SVILUPPO (BDNF-IGF1)

Argomento: Ambiente arricchito e sviluppo visivo

Struttura e molecole: Neuroni binoculari, fattori di sviluppo (BDNF; IGF-1)

Procedura:

• Si prendono 2 gruppi:
• a) gruppo di topi con sovraespressione di BDNF
• b) gruppo di controllo
• Si osservano 2 processi di sviluppo:
1. dominanza oculare
2. matching
• E si vede che:
• a) ha uno sviluppo sbilanciato: +dominanza oculare -matching
• b) sviluppo normale
• Si pongono gli animali in ambiente arricchito.

Risultati: il gruppo a in ambiente arricchito recupera l'acuità visiva, il processo si normalizza e i topi hanno una visione pari a quella del gruppo di controllo.

Conclusione: L'ambiente arricchito agisce su molecole come il IGF-1 che sono a monte dei singoli processi di sviluppo. Agire (potenziando o meno) sul singolo processo porta ad uno sbilanciamento dello sviluppo. L'ambiente arricchito, agendo sull'intero processo può agire da normalizzatore dello sviluppo.

PLASTICITA' ADATTIVA SENZA FARMACI MA CON

AMBIENTE ARRICCHITO

Recupero completo dell'acuità visiva in topi precocemente deprivati

Argomento: L'ambiente arricchito come promotore dello sviluppo dell'acuità visiva da adulti (aperiodo critico concluso)

Struttura: occhio, acuità visiva, fattori di sviluppo

Procedura: Si impartisce la deprivazione monoculare a ratti adulti che da giovani hanno vissuto un periodo di deprivazione monoculare sull'occhio opposto a quello su cui viene impartita ora.

2 gruppi: a) viene messo in ambiente arricchito; b) gruppo di controllo (no EE)

Risultati: I topi messi in ambiente arricchito (gruppo a) recuperano completamente e senza uso di farmaci.

Conclusione: l'ambiente arricchito promuove lo sviluppo e il recupero agendo su fattori (come l'IGF-1) che stanno alla base dello sviluppo e aumentano la plasticità sinaptica.

NEUROGENESI NELL'IPPOCAMPO

Esperimento: attività fisicaflusso ematico nel DGmemoria

Argomento: neurogenesi

Nell'ippocampo

Strutture: ippocampo (Giro Dentato)

Procedura:

1. Soggetti giovani adulti vengono fatti allenare (training aerobico) per 1 ora al giorno, 4 giorni alla settimana, per 12 settimane. Alla fine è stato valutato il flusso ematico cerebrale e si è visto che questo aumenta soprattutto nell'ippocampo e in particolare nel Giro Dentato.
2. Il gruppo dei soggetti allenati viene paragonato ad un gruppo di controllo non allenato nella prestazione ad un compito di memoria.

Risultato: I soggetti sottoposti a training aerobico ottengono prestazioni migliori nel compito di memoria rispetto ai soggetti del gruppo di controllo.

Conclusione: l'attività fisica è correlata con l'aumento di flusso ematico nel Giro Dentato e probabilmente questo è collegato alla migliore prestazione di memoria (si suppone che ciò sia dovuto alla neurogenesi).

[nei topi l'aumento di flusso ematico nel DG è stato messo in correlazione con]

L'aumento di neurogenesi nell'ippocampo

Questi studi suggeriscono quindi che l'esercizio fisico agisca aumentando la neurogenesi e che questo serva alla miglior prestazione cognitiva.

IL SISTEMA ENDOGENO DELLA RICOMPENSA

Vediamo com'è fatto il sistema endogeno della ricompensa.

INTERAZIONE GENI AMBIENTE

Esperimento topi DBA e C57

Argomento: Interazioni Gene x Ambiente

Geni studiati: DBA (marroni e calmi) e C57 (neri e attivi) - (linee genotipiche stabili di topi)

Outcome: sviluppo di dipendenza

Fattore ambientale: esposizione a sostanza d'abuso

Procedura: Gli animali sono messi in una stanza divisa in due e i due ambienti sono diversi l'uno dall'altro. In uno dei due viene messo un biberon con sostanza d'abuso e nell'altro viene messo un biberon con acqua e zucchero. Dopo una settimana di esposizione si tolgono i biberon e si osserva in quale ambiente il topo preferisca passare il suo tempo (PLACE PREFERENCE TEST).

Risultato: Mentre i DBA

non mostrano nessuna preferenza significativa per uno dei due ambienti, iC57 preferiscono in modo significativo l'ambiente appaiato con la sostanza d'abuso.

Cunclusione: Il genotipo DBA è resiliente, il genotipo C57 è vulnerabile

Variante stress moderato (cibo disponibile a intervalli)

Variante: entrambe le linee di topi vengono sottoposte ad uno stress moderato (ecologico), ovvero gli si fornisce il cibo ad intervalli ristretti in modo che l'animale pur avendo la possibilità di nutrirsi non ha controllo sulla cosa.

Risultato: entrambe le linee di topo, sia DBA che C57 diventano dipendenti come dimostrato dal Place Preference Test.

Considerazioni: il motivo per cui ciò accade è che sembra che lo stress sia associato ad un aumento del tono noradrenergico nella corteccia prefrontale (già cronicamente elevato nei C57) e ad una riduzione del rilascio di dopamina nel nucleo accumbens.

POLIMORFISMI

Un polimorfismo genetico è una

variazione nel genotipo che è presente però in una frazione non trascurabile della popolazione, deve essere presente almeno nel 1% della popolazione; quindi un polimorfismo è una versione minoritaria della sequenza per un determinato gene. La variazione può essere una sostituzione (una base per un'altra), una detezione (una base è stata cancellata), una inserzione (una base in più). Questo può determinare sia una proteina prodotta dal gene in questione che è assolutamente equivalente come funzione a quella prevalente (dal punto di vista funzionale il polimorfismo non ha effetti quindi non ci interessa) sia una versione della proteina che ha funzioni diverse e in questo caso questo polimorfismo ci interessa. ESPERIMENTO CASPIMAOA-MALTRATTAMENTI-COMP.ANTISOCIALE Argomento: interazioni Gene x Ambiente attraverso lo studio di un Polimorfismo Polimorfismo: MAOA: -MAOA ad alta attivitàalta probabilità di trascrizione delgene-MAOA a bassa attività → bassa probabilità di trascrizione del gene

Campione: esseri umani, tutti i bambini nati nell'arco di 1 anno (1972) – 1037 soggetti

Fattore ambientale: Presenza di maltrattamenti

Outcome: Comportamento Antisociale
Valutato con 4 modalità:
- estratto del DSM IV sul comp. antisociale
- uffici di polizia
- interviste a familiare e amici
- questionario sull'aggressività

Procedura:
1- I soggetti sono stati genotipizzati sulla base del polimorfismo della MAOA ad alta o bassa attività.
2- I soggetti sono stati divisi a seconda che il maltrattamento fosse non esistente, probabile, o severo.
3- I soggetti sono stati osservati durante lo sviluppo ed è stata valutata la presenza di comportamento antisociale.

Risultati: All'aumentare della severità dell'esperienza avversa esperita durante l'infanzia, tutte e due i genotipi mostrano un aumento della presenza di comportamento antisociale, ma l'aumento

Dei soggetti con bassa attività della MAOA è molto maggiore rispetto all'aumento dei soggetti ad alta attività della MAOA. Se nessun maltrattamento è stato esperito, i due gruppi di soggetti sono abbastanza sovrapponibili.

Conclusione:

• MAOA ad alta attività: RESILIENTE
• MAOA a bassa attività: VULNERABILE

Ma solo in presenza di maltrattamenti (solo in presenza del fattore ambientale).

[In una indagine volta a studiare il possibile ruolo del polimorfismo del gene "PIPPO" nello sviluppo della depressione non emerge una differenza significativa fra genotipi. Alla luce della letteratura recente, apportereste variazioni al disegno sperimentale prima di escludere ogni coinvolgimento del detto gene nello sviluppo della depressione? Motivare la risposta sia che sia affermativa che negativa.]

[Fornire un esempio di resilienza legata al genotipo e discuterlo]

[Fornire un esempio di interazione gene x ambiente che illustra il concetto di genotipo vulnerabile]

ESPERIMENTO CASPI 25HTT-LIFE STRESS-SINTOMI DEPRESSIVI

Argomento: interazioni Gene x Ambiente attraverso lo studio di un Polimorfismo

Polimorfismo: 5-HTT (gene trasportatore della serotonina):

• versione corta dell'allele (S): riduce la probabilità che il gene venga trascritto
• versione lunga dell'allele (L): buona probabilità che il gene venga trascritto

3 Genotipi possibili:

• L'omozigote LL: gene normalmente trascritto - buona attività del trasportatore della serotonina che viene rimossa efficacemente dal vallo sinaptico.
• L'eterozigote SL: gene poco trascritto - ha metà della produzione di 5HTT quindi la serotonina rimane più a lungo nel vallo sinaptico.
• L'omozigote SS: gene molto poco trascritto - ha la minima produzione di 5HTT e quindi la maggior durata della vita della serotonina nel vallo sinaptico.

Campione: esseri umani, tutti i bambini nati nell'arco

di 1 anno (1972) – 1037 soggetti

Fattore ambientale: “Life stress” (eventi avversi)

Outcome: Sintomatologia depressiva

Procedura:

• Sono stati rilevati gli eventi stressanti tra il 21° e il 26° compleanno e i soggetti sono stati suddivisi in base alla presenza del fattore ambientale tra “nessun evento negativo” a “molti eventi negativi”.
• Nel 26° anno di età i soggetti sono stati sottoposti a test per la presenza di comportamenti di tipo depressivo.

Risultati: All'aumentare del numero di “life stress” (eventi negativi), tutte e due i genotipi mostrano un aumento della presenza di sintomi depressivi, ma l'aumento dei soggetti con genotipo SS è molto maggiore rispetto all'aumento dei soggetti con genotipo SL e ancora di più rispetto ai soggetti con genotipo LL. Se nessun evento negativo è stato esperito, i due gruppi di soggetti sono abbastanza sovrapponibili.

Conclusione:

Genotipo SS: