La separazione dalla prole reverte le modificazioni nell'espressione di BDNF, proteina Arc, spine dendritiche, LTP e neurogenesi osservate durante la gravidanza e dopo il parto

La gravidanza, il parto e il periodo post partum costituiscono particolari condizioni fisiologiche durante le quali il cervello femminile è sottoposto a modificazioni funzionali e morfologiche necessarie per l’insorgenza e il mantenimento del comportamento materno. Il BDNF (Brain Derived Neurotrofic Factor), così come la proteina Arc (Activity-Regulated Cytoskeletal), costituisce un mediatore chiave della plasticità neuronale e la sua azione a lungo termine ha un ruolo importante nell’apprendimento, memoria, comportamento affettivo ed emozionale (1); entrambi inoltre sono in grado di regolare l’architettura neuronale (2). Nel mio studio ho misurato le quantità di BDNF, di proteina Arc, la densità delle spine dendritiche (DSD), il potenziamento sinaptico a lungo termine (LTP) e la neurogenesi nell’ippocampo di femmine di ratto durante la gravidanza e dopo il parto. Inoltre ho valutato gli stessi parametri nelle madri private della prole una settimana dopo il parto. Nel giro dentato i livelli di BDNF, Arc e DSD risultano essere aumentati al termine della gravidanza e durante l’allattamento, un effetto associato a un’incremento della LTP in confronto agli animali di controllo. La sottrazione della prole ha indotto una drastica riduzione dei livelli di BDNF, Arc e DSD, i cui valori sono scesi al di sotto dei livelli di controllo. Infine è stato osservato un incremento della neurogenesi al termine della gravidanza e in seguito alla sottrazione dei cuccioli e una riduzione durante l’allattamento. La variazione dei livelli di espressione di BDNF e Arc, della DSD, i cambiamenti dell’LTP e della neurogenesi indotti dalla maternità e dalla separazione dei cuccioli possono avere un ruolo cruciale nella regolazione del comportamento materno. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Pregnancy, delivery and post partum period are among the most important physiological condition in which the brain of female undergo to the functional and morphological modification needed to adapt the behavior to the onset of motherhood. Brain Derived Neurotrofic Factor (BDNF) is a key mediator of neuronal plasticity. Long term action of BDNF plays a key role in learning and memory, emotional and affective behaviour (1). Activity-regulated cytoskeleton-associated protein (Arc) also plays a relevant role in synaptic plasticity. A role for BDNF-Arc signalling in the regulation of neuronal architecture has been clearly demonstrated (2). In my study the amount of BDNF, Arc protein, dendritic spines density (DSD), long term potentiation (LTP) and neurogenesis were measured in hippocampus of female rats during pregnancy and after delivery. The same parameters were also evaluated after delivery in the mothers deprived of their pups one week after birth. In the dentate gyrus BDNF, Arc protein and DSD started to be markedly increased in the late pregnancy and during lactation, an effect associated to a significant increase of LTP and to a dramatic reduction of neurosteroid content compared to control rats. Separation of pups from their dams induced a marked reduction of DSD, BDNF and Arc protein, the amount of which felt at values markedly lower than control. Finally, we observed an increase of neurogenesis in the late pregnancy and after the separation of pups from their dams and a reduction during lactation. The motherhood-induced change in the amount of DSD, BDNF, Arc, LTP and neurogenesis as well as the reversal by pups separation suggest a crucial role of neuronal plasticity in the regulation of maternal care. --------------------------------------------------------------------------------------- 1) Lu B. 2003, BDNF and activity-dependent synaptic modulation, Learn Mem.; 10(2):86-98. 2) Scharfman HE, Mercurio TC, Goodman JH, Wilson MA, MacLusky NJ 2003 Hippocampal excitability increases during the estrous cycle in the rat: a potential role for brain-derived neurotrophic factor, J Neurosci.;23(37):11641-52.