• ABITUDINE
• SENSITIZZAZIONE
• SINTESI PROTEICA

Nel sistema nervoso gangliare degli invertebrati è possibile identificare tutte le cellule che costituiscono le reti neurali alla base di ogni atto comportamentale e studiare a livello cellulare i cambiamenti plastici che possono intervenire durante gli eventi di apprendimento e memoria. In particolare la sanguisuga H. medicinalis si è rivelata un ottimo modello per lo studio dei meccanismi cellulari e molecolari alla base dell’apprendimento.
In questa tesi si è cercato di individuare in H. medicinalis, mediante esperimenti di tipo comportamentale, i meccanismi alla base di forme di apprendimento non associativo (abitudine e sensitizzazione) a lungo termine (LT).
È stato preso in esame l’atto comportamentale dell’induzione al nuoto, ovvero l’induzione di un ciclo di nuoto in risposta ad un lieve stimolo elettrico (stimolo test) applicato sulla cute della porzione caudale dell’animale che aveva precedentemente subito la disconnessione microchirurgica del primo ganglio segmentale dal ganglio cefalico. Si osserva abitudine a breve termine quando durante una sessione di addestramento, all’applicazione ripetuta per 15 volte dello stimolo test, ad intervalli costanti di 1 minuto, si ha un progressivo aumento della latenza, ovvero dell’intervallo di tempo che intercorre tra l’applicazione dello stimolo e l’inizio del ciclo di nuoto.
Un gruppo di animali (gruppo sperimentale) è stato sottoposto per 6 giorni consecutivi a sessioni di addestramento: il sesto giorno si è osservato un forte decremento della risposta comportamentale rispetto al primo giorno indicando che si è instaurata abitudine LT. Un gruppo di animali (controllo) sono stati manipolati ma non addestrati come il gruppo sperimentale e quando sottoposti il primo e il sesto giorno ad una seduta di abitudine hanno mostrato un andamento nel tempo delle latenze del tutto sovrapponibile.
Alcuni animali sono stati sottoposti a sedute quotidiane, di 15 stimoli test applicati ad intervalli random: in queste condizioni sperimentali non si è avuta abitudine né il primo né il sesto giorno così come in animali manipolati ma non sottoposti ad addestramento quotidiano.
Si ha sensitizzazione, quando la latenza allo stimolo test si riduce in seguito all’applicazione di uno stimolo nocicettivo.
Per ottenere sensitizzazione a breve termine si sottopongono gli animali a 4 stimoli test ad intervalli random per individuare la loro risposta basale e quindi si applicano 15 spazzolate sul dorso dell’animale a cui seguono tre stimoli test ad intervalli di 5 minuti. Le latenze registrate dopo quest’ultimi risultano diminuite rispetto alla risposta basale.
Un gruppo di animali, dopo essere stato sottoposto il primo giorno a sensitizzazione a breve termine, ha ricevuto per 5 giorni consecutivi stimoli nocicettivi rappresentati da serie di 15 spazzolate ripetute per 4 volte a distanza di 10 minuti. Il sesto giorno sono stai sottoposti nuovamente ad una sessione di sensitizzazione e hanno mostrato un incremento della risposta dopo stimolazione nocicettiva molto maggiore rispetto a quella registrata il primo giorno. Animali di controllo, sottoposti a sensitizzazione il primo e il sesto giorno ma non sottoposti a stimoli nocicettivi durante i restanti 5 giorni, hanno mostrato risposte del tutto sovrapponibili.
Una volta individuato un protocollo sperimentale tramite il quale stimoli ripetuti quotidianamente inducevano modificazioni del comportamento dell’animale a lungo termine, siamo andati ad analizzare se tali modificazioni dipendessero dalla sintesi ex novo di proteine nel sistema nervoso. A tale scopo abbiamo valutato il comportamento di animali ai quali era stata somministrata cicloesimide 10-3 M, inibitore della sintesi proteica.
Sia gli animali sottoposti a protocollo di abitudine LT sia gli animali sottoposti a protocollo di sensitizzazione LT e trattati giornalmente con l’inibitore, non hanno mostrato apprendimento a lungo termine. Questi risultati indicano che la formazione ex-novo di un gruppo di proteine nel sistema nervoso sarebbe alla base del consolidamento dei processi mnemonici.
Tramite gel monodimesionale (SDS-PAGE) abbiamo infatti visualizzato profili proteici diversi tra l’omogenato di catene nervose di animali sensitizzati a lungo termine rispetto a quelli di controllo.