Emanuele Perez

Nell'ambito delle ricerche intraprese, il modello sperimentale utilizzato è il ratto albino.Gli ambiti tematici studiati in tali ricerche sono:

i)                    il livello operativo delle regolazioni fisiologiche durante il ciclo veglia-sonno indagato mediante tecniche neurofisiologiche e neurochimiche con particolare riguardo agli aspetti vegetativi ed endocrini che sottendono la termoregolazione, l'osmoregolazione e la regolazione del metabolismo;

ii)                   la struttura del ciclo veglia-sonno e l'andamento delle variabili vegetative che sono analizzate nell'animale esposto a modificazioni delle condizioni ambientali (temperatura, luminosità, suono, disponibilità d'acqua, diete modificate) e/o dopo somministrazione sistemica e/o locale (attraverso micro-cannule localizzate in specifiche strutture nervose centrali) di sostanze di natura endogena o esogena;

iii)                 le modificazioni funzionali di specifiche aree encefaliche, risultanti coinvolte nella regolazione dei processi ipnici e delle funzioni vegetative ed endocrine, sono studiate a livello molecolare mediante tecniche neurochimiche e immunoistochimiche.

i)                    studio del livello operativo delle regolazioni fisiologiche durante il ciclo veglia-sonno

Gli aspetti cellulari delle regolazioni fisiologiche sono studiati utilizzando tecniche neurofisiologiche classiche di derivazione dell'attività da fibre nervose. L'indagine sarà avviata dalla periferia vegetativa determinando l'attività dell'innervazione simpatica del tessuto adiposo bruno (BAT), che,  negli animali adulti di piccola taglia, determina la termogenesi non da brivido sia termoregolatoria, sia metabolica. Il BAT è esclusivamente attivato dal simpatico. L'esecuzione di quest'indagine richiede l'introduzione di una  particolare procedura tecnica, perché si dovrà effettuare la registrazione, fin'ora ottenuta nell'animale anestetizzato, durante il comportamento ipnico spontaneo nell'animale libero di muoversi. L'attività del BAT e, più in generale, quella termoregolatoria e metabolica saranno anche studiate attraverso manipolazione delle strutture centrali coinvolte nella regolazione delle attività medesime, quali la regione preottica-ipotalamo anteriore (PO-AH) e il raphe pallidus, mediante microiniezioni di sostanze in grado di inibire o esaltare la neurotrasmissione locale. Mediante l'utilizzo di una termocamera digitale a infrarossi sarà anche possibile studiare la vasomozione periferica.

ii)                   studio degli aspetti strutturali e della regolazione del ciclo veglia-sonno

La struttura del ciclo veglia-sonno e l'andamento delle variabili vegetative sono studiate in un laboratorio che consente la registrazione contemporanea dell'attività elettroencefalografica ed elettrocardiografica, dell'andamento di temperature centrali e periferiche e del movimento nell'animale libero di muoversi. Gli animali sono mantenuti in due ambienti termoregolati , ventilati e con luminosità regolabile, all'interno di una camera silente. I segnali, digitalizzati e acquisiti su PC, sono analizzati sia on-line sia off-line per ottenere la classificazione automatica delle fasi del ciclo veglia-sonno e l'analisi di frequenza dei segnali bioelettrici. Le ricerche sono volte: a) allo studio della regolazione del sonno REM e all'analisi quantitativa della sua comparsa in condizioni sperimentali che interferiscano con il normale manifestarsi di questa fase del sonno; b) all'analisi delle modificazioni della struttura del ciclo veglia-sonno e, in particolare, della modalità di comparsa del sonno REM durante gli stadi iniziali di sviluppo di obesità indotta dalla somministrazione di una dieta iperlipidica. Il primo approccio prevede due esperimenti in cui si indurranno modificazioni dell'attività vegetativa e si interferirà con la comparsa del sonno REM sia mediante esposizione per 48 ore a bassa temperatura ambientale, sia mediante somministrazione sistemica di un inibitore reversibile delle monoammino-ossidasi (moclobemide-Roche). Si valuterà quantitativamente il ripristino della normale funzione vegetativa e, soprattutto, la relazione tra il sonno REM perduto e quello recuperato nel periodo di recupero successivo alle manipolazioni dell'animale (omeostasi del sonno REM). Il secondo approccio, che si inserisce nel progetto strategico di Ateneo “Studio della relazione tra modificazioni delle regolazioni autonome, metaboliche ed endocrine e lo stato comportamentale ipnico nell'aumento di peso provocato dall'eccesso alimentare”, prevede lo studio longitudinale delle modificazioni ipniche durante l'aumento ponderale conseguente alla somministrazione di una dieta speciale ad alto contenuto lipidico (30%). A questo scopo, saranno utilizzati e confrontati un ceppo di ratti prono a sviluppare l'obesità (Diet Induced Obesity) e un ceppo resistente (Diet Resistant).

iii)                 analisi a livello molecolare dell'attività di specifiche strutture encefaliche coinvolte nella regolazione dei processi ipnici e delle funzioni vegetative ed endocrine

Per quanto attiene agli aspetti molecolari, di strutture encefaliche coinvolte nei processi di regolazione ipnica e vegetativa, si è osservato che la privazione di sonno REM per esposizione a bassa Ta, si accompagna alla specifica riduzione della capacità di accumulo di cAMP nella PO-AH. Quest'area controlla gli aspetti vegetativi della termoregolazione, funzione che risulta sospesa durante il sonno REM. Lo studio già intrapreso prevede l'analisi dell'attività funzionale di un'altra struttura ipotalamica, quale il nucleo paraventricolare, che nella sua componente magnocellulare sostiene una diversa regolazione, quale l'osmoregolazione, mediante il rilascio di vasopressina (VP) e in quella parvocellulare sostiene la termoregolazione endocrina, mediante il rilascio di ormone liberante la tireotropina (TRH). Ciò sarà attuato misurando durante il sonno la liberazione di VP, suscitata dalla somministrazione di soluzioni ipertoniche e quella di TRH, suscitata dal raffreddamento locale di PO-AH. Poiché queste liberazioni dipendono da stimoli specifici agenti su sistemi ben conosciuti, si otterranno rappresentazioni topografiche di queste modalità di attivazione mediante la determinazione immunocitochimica del prodotto proteico dell'Immediate Early Gene (IEG) cfos (cFos) e della forma attiva del fattore di trascrizione costitutivo Ca++/cAMP Responsive Element Binding protein (CREB). Questa analisi sarà applicata anche ai protocolli descritti al punto ii) per valutare quali aree centrali risultino coinvolte nei processi che sottendono l'omeostasi del sonno REM.