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Marco Luppi

Ricercatore confermato

Dipartimento di Scienze Biomediche e Neuromotorie

Settore scientifico disciplinare: BIO/09 FISIOLOGIA

Temi di ricerca

Parole chiave: termoregolazione ciclo veglia-sonno omeostasi letargo immunoistochimica ipotalamo neuroanatomia funzionale

Il mio interesse scientifico di ricerca riguarda l’indagine dei meccanismi neuronali che guidano i comportamenti istintivi, quali per esempio il sonno o il letargo.

Il fulcro della mia attività scientifica è basato sullo studio neuroanatomico funzionale del sistema nervoso centrale e, in parte, anche del sistema nervoso periferico. Infatti, l’influenza che le regolazioni fisiologiche hanno sulla regolazione dei comportamenti istintivi, permette un approccio di studio altamente integrato sulla fisiologia del sistema nervoso. A corroborare questo punto di vista integrato della ricerca, un aspetto chiave degli studi condotti è l’analisi di come avvenga il recupero da una perturbazione fisiologica: ovvero, somministrando uno stimolo sperimentale in grado di influenzare le regolazioni fisiologiche, è molto importante studiare in che modo i meccanismi fisiologici dell’omeostasi corporea agiscano per riportare l’organismo allo stato di equilibrio normale. Tutto ciò viene analizzato sia dal punto di vista comportamentale, che da quello neuroanatomico e cellulare.

Le tecniche di neuroanatomia utilizzate prevedono l’utilizzo di marcatori di attivazione neuronale o gliale, associati o a marcatori neurotrasmettitoriali per la caratterizzazione dei neuroni attivati, oppure a traccianti neuronali anterogradi o retrogradi, per studiare la connettività delle strutture nervose attivate in seguito ad uno specifico trattamento sperimentale. Gli studi sono basati sulla microscopia a fluorescenza, che permette l’analisi contemporanea, sullo stesso campione, anche di 2/3 marcatori differenti, evidenziati con diversi colori dei fluorocromi.

Mediante questo approccio integrato, gli studi condotti in laboratorio riguardano svariati ambiti, aventi tutti il comune punto di vista dell’interazione funzionale tra le diverse regolazioni fisiologiche. Tra gli argomenti trattati al momento troviamo:

  • Obesità indotta dalla dieta: nel modello animale di obesità indotta dall’assunzione di una dieta ipercalorica, si indaga come lo sviluppo dello stato di sovrappeso interferisca con i processi regolatori del ciclo veglia-sonno, nonché di altri parametri fisiologici.

  • Animazione sospesa: attraverso l’inibizione farmacologica di strutture termoregolatorie chiave del sistema nervoso centrale, si può ottenere uno stato ipotermico/ipometabolico profondo e reversibile, per molti aspetti molto simile al letargo naturale. Mediante le tecniche di neuroanatomia descritte prima, si cerca di capire quali siano i meccanismi del sistema nervoso centrale e i circuiti neuronali coinvolti nell’induzione dello stato di animazione sospesa, sia farmacologicamente che naturalmente.

  • Stress cellulare: l’utilizzo dell’ipotermia profonda o della deprivazione totale o selettiva di sonno permettono l’indagine delle risposte cellulari legate a situazioni altamente stressanti, sia per l’organismo che per i singoli neuroni. L’approccio altamente integrato permette di correlare queste risposte cellulari (quali la fosforilazione della proteina Tau o l’attivazione della cascata biochimica dell’Unfolded Protein Response) con le strutture centrali maggiormente coinvolte, studiandone anche la reciproca connettività.

Inoltre, grazie alla quotidiana interazione con i colleghi del gruppo di ricerca, gli studi sono ulteriormente arricchiti da tecniche di elettrofisiologia e di biochimica.

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