Il ruolo della madre nel mediare gli effetti delle manipolazioni precoci nel

Durante il periodo neonatale la risposta allo stress è limitata e l’asse ipotalamo-ipofisi-surrene subisce dei cambiamenti durante lo sviluppo. Infatti, diversi studi hanno dimostrato che, di fronte ad uno stesso stimolo stressante, la risposta dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene del neonato è notevolmente ridotta rispetto a quella di un adulto (Sapolsky e Meaney, 1986; Rosenfeld et al., 1992).

Nei roditori, alla nascita, i livelli basali di corticosterone in circolo sono ancora abbastanza elevati ma, a partire dal secondo giorno di vita, subiscono una forte diminuzione, rimanendo poi a livelli molto bassi per due settimane (Sapolsky e Meaney, 1986). Anche i livelli di ACTH e di CRH sono molto ridotti.

Nei neonati di mammiferi, esiste un particolare periodo di tempo durante il quale l’asse HPA è molto depresso e risulta insensibile ad una grande varietà di stressors ambientali, i livelli basali di glucocorticoidi sono bassi e le ghiandole surrenali secernono quantità minime di

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corticosterone anche quando vengono sperimentalmente stimolate con alte concentrazioni di ACTH (Rosenfeld et al., 1992). Questo periodo è chiamato “Stress Hyporesponsive Period” (SHRP) (Sapolsky e Meaney, 1986), e sembra sia causato dalla parziale immaturità del sistema nervoso (Rosenfeld et al., 1992). Nel ratto tale periodo si estedne circa dal 4 giorno dopo la nascita al 14esimo (Levine et al., 1991; Cirulli et al., 2003; Raineki et al., 2014). In questo periodo, la somministrazione di ACTH esogeno produce solamente un lieve innalzamento del corticosterone (CORT), dimostrando che, durante tale periodo, la corticale del surrene è pressoché insensibile agli effetti dell’ACTH. Inoltre, durante lo SHRP, il CRF, la vasopressina e l’ACTH sono sintetizzati e rilasciati a nbasse dosi (Levine et al., 1991). Lo SHRP è probabilmente una conseguenza di un potenziamento del feedback negativo nei confronti del CORT, il quale a sua volta sarebbe il risultato di una combinazione di fattori. Innanzitutto, alla nascita la concentrazione di recettori ipotalamici per i GC è esattamente quella presente nell’individuo adulto, inoltre la quantità di CBG (transcortina o globulina legante i corticosteroidi) declina drammaticamente durante il SHRP, determinando un aumento della forma di corticosterone biologicamente attiva. Cosi, sebbene la totale concentrazione di corticosterone plasmatico (legato e libero), sia bassa durante il SHRP, la concentrazione della forma attiva sarebbe relativamente alta e sufficiente ad esercitare un rafforzato feedback negativo a livello pituitario (Levine et al., 1991).

I comportamenti materni quali l’allattamento, la stimolazione tattile e il contatto, avrebbero la funzione di inibire e sopprimere la funzione dell’asse ipotalamo ipofisi surrene (HPA) nel neonato allo scopo di manternere livelli di glicocorticoidi minimi durante il SHRP. L’allattamento sembra mantenga l’insensibilità surrenalica all’ACTH, mentre la stimolazione tattile sembra alteri la secrezione a monte dell’ACTH (Raineki et al., 2014).

Nagasawa e colleghi (2014), in uno studio condotto su 142 cuccioli di Labrador retriever, hanno identificato la presenza, come già evidenziato nei roditori (Sapolsky e Meaney, 1986), dello “Stress Hyporesponsive Period”o SHRP anche nella specie canina, attraverso la misurazione del cortisolo urinario dopo brevi separazioni dei cuccioli dalla madre (5 minuti), dalle tre alle sei settimane di vita.

Tale periodo SHRP si concluderebbe nel cane a 4 settimane di età, dal momento che il picco di cortisolo urinario è stato osservato a 5 e 6 settimane di età a seguito della separazione materna; prima della quinta settimana di età gli autori non avrebbero osservato innalzamenti del cortisolo urinario. Sempre alla quinta settimana di età la durata del comportamento di

nursing (allattamento) si ridurrebbe notevolmente, correlazione non osservata dagli autori

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Nonostante questo stato di iporesponsività allo stress, un singolo episodio di separazione materna prolungata (24 ore) determina un aumento dei livelli basali stress-indotti di corticosterone e di ACTH, in particolare quando i ratti sono testati dopo l’8° giorno di età (Levine et al., 1991; Stanton et al., 1988).

Altri esperimenti hanno comparato i livelli basali e stress indotti della secrezione adrenocorticale in cuccioli isolati individualmente per 24 ore e in cuccioli deprivati della madre ma non dei fratelli. La deprivazione materna anche in questo caso risulta essere determinante nell’iperattivazione dell’asse HPA rispetto al contatto sociale con i con specifici della stessa nidiata (Cirulli et al., 1992). Inoltre, la privazione del contatto nutrizionale (ottenuto privando la madre delle mammelle), determina solo una parziale soppressione dell’attività dell’asse HPA e questo effetto dipende dall’età del neonato. Infatti, se il trattamento viene effettuato a 12 giorni di vita il contatto con la madre è in grado di ridurre la secrezione adrenocorticale sotto stress, anche se non allo stesso livello delle madri intatte. Questo avviene perché a quell’età i piccoli di ratto escono dalla precedente fase di iporesponsività e sono capaci di manifestare risposte allo stress (Cirulli et al., 1992).

La madre, in particolare, media gli effetti delle avversità ambientali e guida i cuccioli nella loro maturazione sensoriale, cognitiva ed emozionale, durante i periodi critici, attraverso l’esperienza.

La relazione materna e la variazione delle cure offerte ai cuccioli influenzano lo sviluppo dei sistemi neurali dei piccoli, l’espressione delle risposte endocrine e di conseguenza emozionali e comportamentali allo stress (Francis e Meaney 1999; Francis et al., 1999; Heim et al., 2000). Vari studi hanno proposto che gli effetti della manipolazione post-natale sono mediati da cambiamenti delle interazioni fra madre e cucciolo; in particolare è stato evidenziato che la manipolazione del cucciolo altera il comportamento della madre e che le differenze nelle interazioni madre-cucciolo medino gli effetti della manipolazione sullo sviluppo endocrino e sulla risposta agli stress (Thoman e Levine, 1968; Liu et al., 1997).

L’importanza della risposta della HPA allo stress nell’animale adulto è strettamente correlata con il licking e il grooming materni. Queste scoperte supportano le ipotesi per cui l’effetto delle manipolazioni post-natali sullo sviluppo del HPA sono mediate dall’interazione fra la madre e cucciolo (Liu et al., 1997; Cirulli et al., 2003).

E’ stato proposto che gli effetti delle manipolazioni precoci risultino in cambiamenti delle cure materne in seguito ad alterazioni delle caratteristiche degli stimoli provenienti dai piccoli dopo la procedura di manipolazione (Schreiber et al., 1977; Caldji et al., 1998; Pryce e Feldon, 2003; Macrì e Wűrbel, 2006; Weber e Olsson, 2008).

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Ad esempio, il fatto di rimuovere il neonato dal nido provoca un abbassamento della sua temperatura corporea e l’emissione di vocalizzazioni tipiche che stimolano il comportamento materno (Branchi et al., 2001; Cirulli et al., 2003). E’ stato dimostrato che le madri di cuccioli manipolati, e dunque separati da loro per brevi periodi, dedicano più tempo al licking rispetto alle madri di piccoli non sottoposti alle manipolazioni (Meaney et al., 1996; Fleming et al., 2002; Franks et al., 2011). In particolare se la separazione dei cuccioli dalla madre è di 15 minuti/die, al momento del ricongiungimento e nelle 24 ore successive la madre aumenterà la frequenza del licking (Fleming et al., 2002). Se invece la separazione si prolunga a 5 ore al giorno, il leccamento al ricongiungimento non subirà una modifica (Fleming et al., 2002). Madri di cuccioli manipolati spendono significativamente più tempo leccando e allattando la loro prole, rispetto a madri di cuccioli non manipolati (Caldji et al., 2000, 2000b; Cirulli et al., 2003; Millstein e Holmes, 2007; Coutellier et al., 2008; Franks et al., 2011).

Liu e colleghi (1997), hanno inoltre dimostrato che i cuccioli di madri con la tendenza naturale a passare più tempo a dedicarsi al licking e al grooming (high LG) durante i primi 10 giorni di vita mostrano una minor secrezione di ACTH e di corticosterone in risposta allo stress, un’aumento dei livelli di RNAm per l’espressione dei recettori ai GC, una maggiore efficienza del feed-back negativo operato dai GC e una diminuzione dei livelli di RNAm per la sintesi di CRH, similmente a quanto osservato nei soggetti manipolati. I risultati di questi studi suggeriscono quindi che i cambiamenti del comportamento materno sia tra i fattori critici che mediano gli effetti delle manipolazioni.

Altri studi hanno proposto che l’ipotermia indotta dalla separazione dalla madre stimoli, attraverso gli ormoni tiroidei, i sistemi serotoninergici ippocampali e corticali; la stimolazione dei recettori serotoninergici 5-HT2A promuoverebbe poi un aumento del numero di recettori per i GC in queste due regioni cerebrali (Meaney et al., 1994). Questa ipotesi è confermata dal fatto che un blocco dei recettori serotoninergici previene l’aumento del numero dei recettori per i GC nell’ippocampo indotto dalle manipolazioni (Mitchell et al., 1990).

Numerosi studi hanno dimostrato che i fattori materni esercitano un forte effetto inibitorio sull’asse ipotalamo-ipofisi-surrene del neonato. Questo può essere dimostrato rimuovendo la sorgente di regolazione: in seguito a separazione materna prolungata, il neonato mostra un aumento marcato della risposta delle ghiandole surrenali all’ACTH (Kuhn et al., 1990). E’ stato ipotizzato che il contatto materno da solo, cioè non accompagnato da allattamento, non sia in grado di indurre un’inibizione dell’asse HPA del piccolo (Cirulli et al., 1992). Quindi l’aspetto importante dell’interazione madre-neonato sembrerebbe derivare dall’alimentazione. Una delle ipotesi proposte per spiegare l’SHRP è che piccoli quantitativi

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di corticosterone trasferiti dalla madre al neonato attraverso il latte, causerebbero un incremento del feed-back negativo portando alla soppressione del rilascio di ACTH (Sapolsky e Meaney, 1986; Nagasawa et al., 2014). Ulteriori studi effettuati su femmine surrenalectomizzate hanno dimostrato che il corticosterone nel latte non può essere l’unico meccanismo alla base di questo fenomeno in quanto i cuccioli di tali femmine non si sono dimostrati significativamente più sensibili all’ACTH esogeno rispetto a figli di madri normali (Cirulli et al., 1992).

Inoltre, si è visto che il fatto di accarezzare i cuccioli separati dalla madre, senza allattarli, può prevenire l’incremento del rilascio di ACTH stress-indotto senza influenzare le concentrazione di corticosterone (Cirulli et al., 1992).

Di conseguenza è probabile che cambiamenti nella relazione madre-cucciolo possano influenzare la funzione, la struttura e l’architettura neurochimica del cervello.

Van Oers e colleghi (1998a), dopo aver effettuato manipolazioni in ratti neonati tali da mimare alcuni degli aspetti fondamentali del comportamento materno (l’allattamento e la stimolazione della regione perineale), hanno scoperto che essi erano in grado di invertire molti degli effetti della privazione materna. Infatti, cuccioli allattati e stimolati ad eliminare durante il periodo di separazione dalla madre assomigliano strettamente a quelli non privati per quanto riguarda le risposte endocrine e i cambiamenti osservati nel cervello: non mostravano difatti incrementi dei livelli basali e stress-indotti di ACTH e corticosterone. Inoltre, la sola stimolazione della regione perineale, senza allattamento, invertiva la secrezione di ACTH indotta dallo stress ma gli aumenti dei livelli basali e stress-indotti di corticosterone rimanevano simili a quelli osservati nei cuccioli totalmente privati (Van Oers et al., 1998a). Di conseguenza, è stato proposto che queste due componenti distinte del comportamento materno regolassero elementi diversi dell’asse ipotalamo-ipofisi-surrene del neonato: l’allattamento ridurrebbe la sensibilità delle ghiandole surrenali all’ACTH, e la stimolazione della regione perineale sarebbe coinvolta nell’inibizione del rilascio di ACTH (Suchecki et al., 1993).

Caldji e colleghi (1998) e Cirulli e colleghi (2003), hanno ipotizzato che i cuccioli adattino il proprio sistema neurale in risposta alle variazioni del comportamento materno dipendenti dall’ambiente, ad esempio presentando una diversa risposta comportamentale e neuroendocrina alle sfide sociali e ambientali (Meaney, 2001; Macrì e Laviola, 2004; Macrì e Wűrbel, 2007).