L’argomento della ricerca di questa tesi di dottorato si è focalizzato sullo studio del ruolo dell’OXT nel comportamento offensivo di ratti maschi. L’aggressione offensiva viene istigata volutamente dall’aggressore ed è caratterizzata da una serie di comportamenti preliminari di minaccia ed intimidazione che precedono il reale attacco-morso. L’aggressione è stata qualitativamente e quantitativamente misurata attraverso un test di aggressione territoriale. In questo test, il ratto maschio territoriale (residente) viene confrontato nella propria gabbia con un maschio conspecifico sconosciuto (intruso). Questo incontro scatena un ricco repertorio di comportamenti offensivi intrapresi dal residente verso l’intruso, la cui l’intensità e durata varia da individuo a individuo. Per ovviare alla scarsa aggressività tipicamente espressa dagli animali di laboratorio più comunemente utilizzati, in questa
ricerca sono stati utilizzati esemplari di una stirpe di roditori che originava da antenati selvatici, cosiddetti ratti selvatici di Groningen. L’intensità aggressiva dei maschi adulti di questa razza può variare dallo 0 % all’ 80 % del tempo totale di osservazione. Oltre al fatto di avere un più alto livello di aggressione in condizioni basali, questo tipo di ratto mostra un più ricco bouquet di comportamenti sociali e una più ampia variabilità individuale all’interno della popolazione rispetto al comune ratto di laboratorio, altamente addomesticato. Queste peculiari proprietà fenotipiche permettono di studiare il legame tra la variazione individuale nella manifestazione dell’aggressività e la variazione nel sistema OXTergico endogeno.
Questo tipo di studio è di particolare importanza per trarre conclusioni sul possibile profilo anti-aggressivo di sostanze che influenzano il sistema centrale dell’OXT.
Il contenuto di questa tesi è diviso in sei capitoli. Una breve introduzione (capitolo 1) presenta alcuni degli aspetti più importanti riguardanti il legame tra l’OXT e l’aggressività, e discute i principali risultati di questa ricerca contestualizzandoli con la letteratura corrente. I cinque capitoli che seguono descrivono gli esperimenti eseguiti per dare delle risposte alle seguenti domande:
1. La somministrazione acuta di OXT nel cervello influenza l’aggressività offensiva nei ratti maschi? È l’effetto dose-dipendente, specifico per il comportamento aggressivo, selettivo per il recettore, e diverso da individuo a individuo?
2. Qual è l’effetto del trattamento cronico dell’OXT sull’aggressività; ci sono cambiamenti del comportamento a lungo termine?
3. Quali sono le aree del cervello coinvolte nell’azione modulatoria dell’OXT sull’aggressione offensiva?
4. Qual è la relazione tra la variazione individuale nel comportamento aggressivo e le differenze individuali nelle proprietà strutturali/funzionali del sistema OXTergico centrale?
5. Può la somministrazione nasale dell’OXT avere effetti sull’aggressione simili a quelli della sua amministrazione intracerebrale; e se sì qual è il meccanismo d’azione?
La prima serie di esperimenti (capitolo 2) ha dimostrato che la somministrazione acuta di OXT nei ventricoli cerebrali porta ad una diminuzione dose-dipendente dell’aggressione espressa dal maschio residente, senza però ritardare lo sferrarsi del primo attacco.
Inoltre, l’OXT aumenta il comportamento esplorativo sociale del ratto residente nei confronti dell’intruso. Questi effetti comportamentali sono assenti quando il legame OXT-recettore viene impedito dalla co-somministrazione di un antagonista selettivo per il recettore dell’OXT. La diminuzione dell’aggressione è risultata essere più intensa negli animali caratterizzati da un più alto livello basale di aggressività. Il blocco farmacologico dei recettori dell’OXT induce invece un aumento dell’aggressività negli animali con un basso livello basale di aggressione. Questi primi esperimenti portano alla conclusione che l’aumento dei livelli di OXT nel cervello ha proprietà anti-aggressive negli individui maschi.
I persistenti risultati osservati dopo la manipolazione acuta del sistema OXTergico sono stati da stimolo per testare gli effetti cronici di un aumento (tramite infusione di OXT) o
&
diminuzione (tramite infusione di un antagonista selettivo) dell’attività centrale dell’OXT (capitolo 3). La manipolazione cronica dei livelli centrali dell’OXT è stata eseguita mediante l’impianto sottocutaneo di una mini-pompa a principio osmotico collegata ad una cannula terminante nel ventricolo laterale del cervello. Questo metodo ha consentito un’infusione cerebro-ventricolare continua e costante di OXT per sette giorni. I test comportamentali hanno confermato l’efficacia anti-aggressiva e pro-sociale dell’aumento continuo dei livelli centrali di OXT. Di notevole importanza è stata la scoperta che tali cambiamenti comportamentali persistono per almeno sette giorni dopo l’interruzione del trattamento con l’OXT. Questo indica che il trattamento cronico con l’OXT induce un cambiamento più duraturo o permanente del comportamento aggressivo. Sebbene l’infusione cerebro-ventricolare non sia un metodo direttamente applicabile all’uomo, l’evidenza di effetti duraturi e l’assenza di recidive invitano ad approfondire, anche in campo clinico, questi potenziali cambiamenti comportamentali di lunga durata.
Gli inequivocabili effetti anti-aggressivi dell’OXT osservati sia dopo il trattamento acuto che quello cronico hanno suggerito di investigare dove esattamente nel cervello l’OXT eserciti questa sua azione modulatoria (capitolo 4). Gli esperimenti hanno riguardato infusioni locali di OXT nel nucleo centrale dell’amigdala nel sistema limbico, e nella zona dorsale del nucleo del rafe nel tronco encefalico. Entrambe queste aree del cervello sono densamente popolate di recettori dell’OXT e la letteratura le ha ampiamente descritte come regioni importanti per il controllo della risposta comportamentale ed emotiva agli stimoli sociali.
La somministrazione di OXT nella zona dorsale del nucleo del rafe non ha evidenziato chiari effetti comportamentali. Al contrario, un’acuta infusione di OXT nel nucleo centrale dell’amigdala ha evidenziato potenti cambiamenti anti-aggressivi e pro-sociali. Questi risultati sono di sostegno a studi clinici che dimostrano che la somministrazione nasale di OXT riduce l’avversione comportamentale a stimoli sociali negativi attraverso la riduzione della reattività dell’amigdala.
Nel capitolo 5, si è testata l’ipotesi che la variazione individuale nell’espressione dell’aggressività e nella risposta al trattamento con l’OXT sia dovuta a differenze individuali nelle proprietà funzionali e/o strutturali del sistema OXTergico endogeno. Questa ipotesi è basata non solo sui risultati farmacologici sopra menzionati, ma anche sull’idea che il comportamento violento nell’uomo è stato associato a bassi livelli di OXT e/o a ridotta attività del sistema centrale OXTergico. Pertanto, per aumentare la validità del modello animale, i ratti maschi residenti sono stati ripetutamente sottoposti a confronti sociali con l‘intruso. In queste condizioni, alcuni individui hanno manifestato livelli eccessivi e forme anomale/patologiche di aggressività. Interessante è stato notare che gli individui che avevano sviluppato forme aggressive patologiche avevano un basso livello di mRNA per l’OXT nelle regioni ipotalamiche.
Inoltre, nel loro sistema limbico è stata trovata una maggiore densità di recettori per l’OXT (amigdala centrale e nucleo della stria terminale). Questi risultati sono di alto rilievo conoscitivo per la comprensione del nesso causale tra il funzionamento del sistema OXTergico nel cervello e lo sviluppo di forme patologiche del comportamento sociale.
La crescente attenzione per gli effetti comportamentali indotti sull’uomo dalla somministrazione nasale di OXT, e la mancanza di importanti tasselli per la comprensione dei suoi meccanismi sono stati la base per gli esperimenti descritti nel capitolo 6. La somministrazione intranasale di OXT nei ratti residenti maschi ha nuovamente rivelato una forte azione anti-aggressiva e pro-sociale durante il confronto con l’intruso maschio.
Inoltre, l’OXT è stata vista promuovere il legame di coppia in un test di preferenza sociale in cui al maschio residente veniva data la possibilità di scegliere tra la propria compagna e una sconosciuta femmina di ratto. Due esperimenti si sono concentrati sullo studio dei possibili meccanismi attraverso i quali l’OXT intranasale possa influenzare il comportamento sociale. Con l’ausilio della tecnica di radio-biotelemetria, frequenza cardiaca e pressione sanguigna sono state misurate in risposta all’applicazione intranasale di OXT. La mancanza di cambiamenti fisiologici regolati dal sistema nervoso autonomo hanno permesso di escludere la possibilità che l’eventuale aumento di OXT nella circolazione sanguigna dopo l’applicazione intranasale possa provocare effetti periferici che a loro volta influenzino il comportamento. In un secondo esperimento, si è testata l’ipotesi che l’OXT per via nasale potesse attivare il sistema OXTergico endogeno. Sebbene il meccanismo sottostante debba ancora essere chiarito, la somministrazione intranasale di OXT ha rivelato un aumento dell’attività dei neuroni dell’OXT nelle regioni ipotalamiche del cervello. Questo studio è uno dei pochi studi pre-clinici, che mirano a formulare una spiegazione meccanicistica del putativo trasporto diretto dell’OXT del naso al cervello.