martedì 3 gennaio 2012

PARASSITA SFRUTTA IL POTERE DELL'ATTRAZIONE SESSUALE PER INDURRE I RATTI A DIVENTARE CIBO PER GATTI

Innanzitutto BUON ANNO a tutti! Questo è il primo post di Biosproject: earth del 2012.
Mi  riallaccio ad un argomento trattato nel post del dicembre 2011 a proposito di interazioni tra organismi e parassitismo, in realtà era un post che avevo quasi completato mesi e mesi orsono quando spulciando tra i vari argomenti su plos one ho trovato questo articolo, sembrava interessante e ho deciso di parlarne sul blog, poi chissà perchè come molti altri post è finito nel cassetto dei "finirò di scriverlo dopo". L'ho riesumato spero piaccia a qualcuno.

Un fenomeno particolare che si può riscontrare in biologia è il modo con cui i parasiti riescono a manipolare il comportamento dei loro ospiti a proprio vantaggio. Il toxoplasma gondii ne è un esempio. Appartiene alla famiglia dei protozooi ed è un parassita obbligato.
Attraverso varie ricerche si era scoperto da tempo quali erano le determinate aree del cervello dei ratti che si attivavano quando un maschio di ratto rivelava la presenza di un  femmina. Ora ricercatori della Standfort university hanno dimostrato che le stesse aree del cervello, quando il ratto è invaso dal parassita toxoplasma, si attivano fortemente in presenza di urina di gatto. Ciò non significa che il ratto sia attrato dall'urina del gatto come quando è in presenza di una femmina, ma dalle osservaioni effettuate di sicuro sembra avere meno paura.
I ratti tendono ad avere paura dei gatti come sappiamo, ma l'intestino tenue del gatto è l'ambiente ideale per il parassita toxoplasma in quanto molto favorevole per la sua riproduzione in modo tale da poter completare il  suo ciclo vitale. L'articolo è publicato su Plos One.
 Erano da tempo note le influenze che il toxoplasma aveva sul comportamento dei ratti rendendoli meno prudenti ed esponendoli in tal modo al rischio di essere mangiati. L'ipotesi della manipolazione che ritiene che alcuni parassiti siano in grado di alterare il comportamento dell'ospite in modo tale da poterne trarre beneficio. Esempi noti si posso riscontrare nel mondo degli insetti. 
Da vari studi è stato rilevato che il parasita una volta penetrato nell'ospite si annida nel cervello e sembra avere una certa preferenza per la zona dell'amigdala , regione del cervello che sembra implicata nel controllo di vari stati emotivi. L'autore della ricerca, House, e il suo team si sono molto interessati a come la funzionalità dell'amigdala venga influenzata dal parassita, così ha organizzato una serie di esperimenti che hanno visto come protagonisti ratti sani e infetti.
I ratti maschi sono stati esposti per circa 20 minuti sia all'urina di gatto che ad un ratto femmina in calore prima di analizzare le varie aree del cervello e trovare prove dell'eccitazione nella regione dell'amigdala. I risultati sono che nel ratto maschio sano l'odore dell'urina attivava zone dell'amigdala che sembravano coivolte nelle sensazioni di "paura" .
Come fa il parassita ad infettare il ratto? Affinchè il toxoplasma possa riuscire a raggiungere e a riprodursi nell'intestino del gatto, il parassita deve essere escreto dalle feci. I ratti sono noti per essere estremamente "curiosi", e banchettano o per lo meno tendono ad assaggiare tutto ciò con cui vengono in contatto. Il toxoplasma può trovarsi anche nei fertilizzanti, quindi può facilmente entrare in contatto con i mammiferi. Circa un terzo della popolazione mondiale infatti  è infettata dal toxoplasma. In molte persone il cui sistema immunitario è compromesso può essere particolarmente pericoloso. Inoltre può riuscire ad attraversare la barriera placentare e causare gravi danni al feto, ecco perchè si consiglia alle donne in gravidanza di non pulire la lettiera del gatto.
Ritornando allo studio portato avanti dai ricercatori, essi hanno confermato che nei ratti non infetti posti in vicinanza dell'urina di gatto, si manifestava una maggiore attività neuronale nell'ipotalamo, da associare ad un attivazione dei comportamenti che mettono sulla difensiva il nostro ratto.
Mentre se il ratto viene esposto ad un esemplare femmina di ratto in estro, si assiste ad una maggiore attività neuronale che coinvolge l'amigdala, da associare ad una attivazione dei comportamenti sessuali e riproduttivi.
Una piccola nota a riguardo: le sigle MEApd; BLA; VMHdm e VMHdl corrispondono rispettivamente a amigdala dorsale posterodorsale; amigdala basolaterale, ipotalamo ventromediale dorsomediale e dorsolaterale.


Nella figura troviamo degli istogrammi, in A) i ratti infettati dal toxoplasma gondii indugiavano molto più tempo nell'esplorare l'urina dei gatti. In B) negli animali non infetti l'odore di una femmina in estro induceva una maggiore attività nell'amigdala, da correlare con aumentata attività "riproduttiva"; e una diminuita attività "difensiva". C) negli animali infetti, i livelli di attività nell' MEApd (amigdala postdorsale mediale) erano gli stessi indipendentemente dal fatto che i ratti fossero esposti all'urina di gatto o all'odore di un esemplare femmina in estro.
D) l'attività neurale, negli animali infetti dopo esposizione ad urina di gatto, si può vedere come vi sia stato un aumento dell'attività BLA, MEApd e VMHdm.
E)l'attività neurale di un maschio infetto dopo esposizione all'odore di un esemplare femminile.







In figura 2 in A viene schematizzato l'attività del sistema limbico in un ratto maschio dopo l'esposizione ad un esemplare femmina in calore. In B l'esposizione ad una femmina in estro provoca un aumento di attività nell'amigdala, evocando un comportamento di approccio. In C l'esposizione all'urina di gatto attiva un comportamento difensivo, evocando un aumento dell'attività  nell'ipotalamo, in figura è indicato come VMHdm (ipotalamo ventromediale, parte dorsomediale). Nell'immagine le attività eccitatorie sono indicate con frecce mentre con (-) quelle inibitorie.

Risultati precedenti avevano mostrato una maggiore densità di cisti di Toxoplasma in queste aree del cervello che potrebbero essere correlate alla possibilità che il Toxoplasma in qualche modo perturba del suo ambiente circostante neurale e quindi manipola la risposta dell'ospite nei confronti dell'urina di gatto. I ricercatori hanno infatti trovato che l'infezione da Toxoplasma perturba il normale percorso di 'difesa' nei ratti infetti durante l'esposizione all'urina del gatto, causando cambiamenti nel comportamento del ratto che si ripercuotono in un abbassamento del grado di attenzione nei confronti del pericolo allo stesso modo di come si manifesta nell'attività sessuale. (spostamento dell'attività neurale nella vicina via 'riproduttiva', in particolare il MEApd (vedi Figura 2D).
Insomma i ricercatori hanno ipotizzato/constatato, ma non credo accertato completamente, quindi è ancora tutto da dire, che l'attività dell'amigdala viene associata ad una maggiore sensibilità dei ratti a vari tipi di stimoli "sociali", da associare in particolar modo agli stimoli sessuali e riproduttivi. Nei ratti infettati dal toxoplasma è stato osservato con interesse dai ricercatori che l'attività dell'amigdala che si manifesta quando vengono esposti all'urina di gatto, sembra "mimare" la stessa attività che si osserva quando i ratti erano esposti ad una femmina in estro (mostrato in figura 1F). Ciò, sempre secondo i ricercatori potrebbe essere associata al fatto che l'infezione da toxoplasma potrebbe alterare il comportamento (mostrato in figura 2D) del ratto in modo tale da causare un comportamento simile a quello che tale animale assume quando si trova predisposto all'accoppiamento, in particolar modo diventa meno prudente, diventanto di conseguenza una facile preda. In realtà non è noto completamente, se non quasi sconosciuto, come il toxoplasma e le sue cisti, direttamente, o indirettamente, possano esercitare modificazioni sul cervello dell'organismo infettato. 
Inoltre risultati derivati da vari studi, hanno rilevato che l'infezione da toxoplasma nei topi causava una aumento di produzione di dopamina di almeno il 15%,  e che l'utilizzo di antagonisti della dopamina bloccavano tale pseudoattrazione dei ratti per l'urina di gatto.  Curiosamente, il genoma del toxoplasma sembra contenere un gene omologo della tirosina idrossilasi, l'enzima limitante nella sintesi della dopamina nei vertebrati, sollevando la possibilità che il Toxoplasma possa alterare i livelli di dopamina sintetizzando la sua propria tirosina idrossilasi.

Fonti: http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0023277

4 commenti:

  1. hai riassunto un articolo che a mio avviso è molto interessante, e dal mio punto di vista ancora più, visto che mia madre contrasse la toxoplasmosi da gatti randagi durante il terzo trimestre della mia gravidanza, provocando non pochi timori per la mia famigia! ora il modo in cui il parassita modifica l'omeostasi neuronale dell'ospite resta sicuramente un punto davvero interessante..studiando nell'ambito della neuro-immunologia, una possibile spiegazione potrebbe essere legata più che al parassita in se, al sistema immune che questo stimola in situ, visto che è ben consolidata la relazione fra immunità e funzione neuronale. infine l'unico appunto che mi permetto di farti è che nel tuo testo alterni talvolta le parole ratto e topo, che come ben saprai sono due specie molto distinte che però si usano entrambe in ricerca, e questo potrebbe causare confusione nel lettore, visto che si potrebbe non capire se nell'articolo usano entrambi i modelli o solo il ratto.
    detto questo, buon anno!
    Bruno

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  2. Grazie per avermi fatto notare l'erroraccio!

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  3. La bellezza di questo articolo sta nel fatto che qualcuno si prenda la briga di semplificare e portare un pò a livello di tutti questi argomenti e fenomeni direi " meravigliosi " della natura,e magari ce ne fossero di persone che fanno questo tipo di servizio, perchè è un servizio ed è un lavoro!! peccato veniale topo e ratto : ) ma non sono cosa fondamentale perlomeno per la mia chiave di lettura... la parte interessante è quella relativa al Toxoplasma, e le sue "capacità" tra virgolette e "strategie", (non è un essere sensiente e pensante), di garantirsi la sopravvivenza, ma non solo... il sapere che due stimoli diversi attivano le stesse aree del cervello (quali sono i neurotrasmettitori più rappresentati e loro funzioni), in presenza di Toxoplasma in questo caso ma di esempi del genere ce ne saranno, ma purtroppo, appunto, nessuno ci fa questa grande cortesia di semplificare e segnalarli.L'argomento non è di interesse puramente accademico, ma potrebbe avere risvolti pratici (mi piacerebbe leggere l'originale chissà se è possibile), e qui si parla solo del toxoplasma ma di questi fenomeni in cui la natura detto volgarmente, nonostante tutto porta avanti i suoi progetti ce ne sono di infiniti, ma poco se ne parla,per cui grazie, sono un Medico Veterinario, e il mio hobby preferito è studiare e allevare gatti,adoro la genetica e i feromoni, e qui indirettamente si parla anche di feromoni. Grazie molto interessante, e d qui si prende lo spunto per approfondire, e grazie per avermi spedito a studiare bene la differenze non evidenti tra ratto e topo ;) Non mi piace mettermi come anonima, ma se non ricordo male è il modo più veloce e pratico di pubblicare il commento, per cui io sono Barbara

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  4. Ciao Barbara...ti ringrazio tanto per i complimenti! Mi fa piacere che questo post sia stato apprezzato! Alla fine del post trovi il link dell'articolo su Plos one, dove ovviamente troverai scritto il tutto in maniera più approfondita. Peccato davvero per l'errore tra topi e ratti :) credo e spero di aver corretto già tempo addietro quando mi fu fatto notare...
    Alla prossima!
    Marco.

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