Ruolo del PACAP e del VIP nella spermatogenesi del rettile squamato Podarcis sicula

La spermatogenesi è un processo che si realizza nel testicolo ed è finemente regolato dall’asse ipotalamo-ipofisi attraverso il rilascio delle gonadrotopine ipofisarie, FSH e LH. Tuttavia alla regolazione di questo processo possono partecipare anche fattori locali. Tra le molecole che agiscono a livello testicolare rientrano differenti neuropeptidi tra cui il PACAP (Pituitary Adenylate Cylcase-Activating Polypeptide), la cui concentrazione testicolare supera quella di qualsiasi altro peptide noto e il VIP (Vasoactive Intestinal Peptide) (Li e Arimura, 2003), un pepride stettamente correlato al PACAP. Questi due neuropeptidi appartenengono alla superfamiglia PACAP/glucagone/ secretina, che include, oltre a PACAP e VIP, glucagone, GLP-1 (Glucagon-Like-Peptide-1), GLP-2, GIP (Glucose-Dependent-Insulinotropic Polypeptide), GHRH (GH-Releasing Hormone), PHM (Peptide Histidine-Methionine) e secretina, tutti accomunati dalla struttura, dalla distribuzione, dalle funzioni e da recettori comuni (Sherwood et al., 2000). Il PACAP è il membro della superfamiglia descritto per la prima volta da Miyata e collaboratori nel 1989 in estratti ipotalamici ovini in base alla sua capacità di stimolare la formazione di cAMP nelle cellule dell’ipofisi anteriore di ratto; questo neuropeptide esiste in due diverse forme, PACAP27 e PACAP38, di 27 e 38 aminoacidi, rispettivamente. Nell’ambito di questa superfamiglia, il PACAP riveste un particolare interesse perché la sua sequenza nucleotidica e quella amminoacidica sono altamente conservate nei vertebrati, il che ha suggerito che le sue funzioni siano indispensabili per la sopravvivenza. Infatti il PACAP è coinvolto in molteplici funzioni, quali il rilascio di neurotrasmettitori, la vasodilatazione, la motilità intestinale, la secrezione di insulina e di istamina, la proliferazione e/il differenziamento cellulare, l’induzione e/o protezione dall’apoptosi e non ultimo, la riproduzione (Vaudry et al., 2009; Vaudry et al., 2000). È significativo a questo proposito che la presenza del PACAP risulti particolarmente rilevante a livello delle gonadi; nel testicolo, in particolare, è stata rilevata una concentrazione di PACAP paragonabile a quella dell’intero encefalo o addirittura superiore a questa (Arimura et al., 1991), il che ha fatto ipotizzare che questo peptide sia coinvolto (porta a considerare questo peptide una molecola coinvolta) nella regolazione della spermatogenesi. Il VIP, che deve il suo nome all’azione vasodilatatoria che induce dopo somministrazione sistemica (Said e Mutt, 1970a,b), è stato invece il membro della superfamiglia PACAP/glucagone/secretina ad essere stato isolato per primo; esso è un peptide di 28 aa che, come il PACAP, ha una sequenza molto conservata nel corso dell’evoluzione ed è implicato in varie funzioni: agisce da neuromodulatore, è coinvolto nel controllo nervoso di funzioni cardiovascolari, respiratorie e gastro-intestinali; regola il rilascio di PRL, LH e GH dall’ipofisi,e come il PACAP, il VIP è ampiamente rappresentato all’interno delle gonadi (Sherwood et al., 2000; Csaba et al., 1997). Il ruolo svolto da entrambi i neuropeptidi nel controllo della spermatogenesi è ancora in gran parte da definire, e in ogni caso gli studi disponibili riguardano quasi esclusivamente i mammiferi (Heindel et., 1992; Shioda et al., 1994; Romanelli et al., 1997; El-Gehani et al., 1998a, b, c; El-Gehani et al.,2000; Tanii et al., 2011; Nakamure et al., 2013), dal momento che nei vertebrati non mammiferi i risultati ottenuti sono ancora limitati e riguardano l’anfibio Triturus carnifex (Gobbetti and Zerani, 2002), il pesce cartilagineo Torpedo marmorata (Agnese et al.,2013; Agnese et al.,2012) e la lucertola dei campi Podarcis sicula. In questo taxon, in particolare, Agnese et al. (2010) hanno messo in evidenza che nel periodo di massima attività testicolare, sono presenti il PACAP e il recettore PAC1 a livello delle cellule germinali e somatiche (cellule di Leydig e di Sertoli), il che ha fatto ipotizzare che anche in questa specie il PACAP intervenga nel controllo della spermatogenesi. È per questa ragione che lo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di determinare il ruolo del PACAP e del VIP nel controllo della spermatogenesi di Podarcis sicula,, il rettile più diffuso in Italia, in cui il maschio, che ha attività riproduttiva di tipo stagionale, presenta i differenti momenti della spermatogenesi (fase moltiplicativa, meiotica e differenziativa) naturalmente separati (Angelini e Botte, 1992). Il lavoro è stato sviluppato affrontato lungo due linee differenti: la prima ha avuto l’obiettivo di valutare l’espressione/distribuzione del PACAP, del VIP e dei loro recettori nel testicolo di Podarcis sicula nei differenti momenti del ciclo spermatogenico; la seconda, con uno studio più propriamente funzionale, ha avuto lo scopo di valutare gli effetti indotti da questi neuropeptidi e dagli antagonisti dei loro recettori sulla spermatogenesi. I dati ottenuti hanno evidenziato che i due neuropeptidi sono ampiamente rappresentati nel testicolo nelle diverse fasi del ciclo riproduttivo e sono altresì coinvolti nel controllo delle attività testicolari e più in particolare nella sintesi del testosterone e del 17β-estradiolo