RICERCA ITALIANA     

ATTIVITA' STAGIONALE DELL'ASSE ENCEFALO-IPOFISI-GONADE NELLA FEMMINA DI TONNO ROSSO (THUNNUS THYNNUS L.) SELVATICO ED IN CATTIVITA'

Università degli Studi di Bari

Abstract

Negli ultimi anni le preoccupazioni relative alla conservazione del tonno rosso sono notevolmente accresciute a causa dell'aumento della pressione di pesca su questa specie. Per assicurare la sopravvivenza della risorsa senza penalizzare la crescente richiesta di questa specie da parte del mercato sarebbe auspicabile ottenere la riproduzione in cattività. L'approfondimento della conoscenza della biologia della riproduzione della specie risulta di grande importanza al fine sia di ottenere informazioni utili agli esperimenti di riproduzione in cattività attualmente in corso in Europa sia di consentire l'attuazione di una corretta politica gestionale comunitaria dello stock selvatico.
Il tonno rosso presenta un ciclo riproduttivo annuale durante il quale le gonadi subiscono cambiamenti strutturali sotto l'influenza di ormoni steroidi la cui produzione è regolata dalle gonadotropine ipofisarie (GTHs). Il rilascio delle GTHs è a sua volta controllato dai fattori di rilascio delle gonadotropine (GnRHs) sintetizzati nell'encefalo.
Considerata l'importanza che i GnRH e le GTH rivestono nel controllo dell'attività riproduttiva, si ritiene di grande interesse localizzare, nella femmina di tonno rosso, i siti anatomici di produzione delle diverse forme di GnRH e valutare le variazioni stagionali dell'attività di tali siti, correlandole con l'attività delle cellule gonadotrope ipofisarie e con l'attività ovarica sia in individui selvatici sia in individui in cattività. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Gregorio DE METRIO Università degli Studi di BARI

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il tonno rosso presenta un ciclo riproduttivo annuale durante il quale le gonadi subiscono cambiamenti strutturali sotto l'influenza di ormoni steroidi la cui produzione è regolata dalle gonadotropine ipofisarie (GTHs). Il rilascio delle GTHs è a sua volta controllato dai fattori di rilascio delle gonadotropine (GnRHs) sintetizzati nell'encefalo.
Il presente programma si prefigge lo studio dell'attività stagionale dell'asse encefalo-ipofisi-gonade in femmine di tonno rosso del Mediterraneo selvatiche ed in cattività, ed in particolare:
a)localizzare i siti encefalici di sintesi delle diverse forme di GnRH;
b)studiare le variazioni dell'attività dei neuroni GnRH produttori durante il ciclo riproduttivo;
c)individuare le cellule gonadotrope ipofisarie;
d)studiare l'attività delle cellule gonadotrope ipofisarie durante il ciclo riproduttivo;
e)Analizzare la condizione istologica degli ovari nelle diverse fasi del ciclo riproduttivo;
f)Valutare la correlazione tra i cambiamenti nell'attività delle popolazioni neuronali GnRH produttrici, l'attività gonadotropica ipofisaria e lo stadio maturativo ovarico durante il ciclo riproduttivo.
g) Comparare, nelle diverse fasi del ciclo riproduttivo, l'attività dei neuroni GnRH produttori, delle cellule gonadotrope ipofisarie e degli ovari, in animali selvatici ed in cattività al fine di ottenere informazioni utili a meglio indirizzare eventuali interventi mirati alla stimolazione dell'ovulazione negli esemplari in cattività. <<<

Risultati parziali attesi

I risultati parziali attesi alla fine della prima fase del programma sono i seguenti
1)Sarà portato a termine il campionamento del materiale biologico (encefalo, ipofisi e ovari);
2)Sarà effettuata una mappatura dell'encefalo;
3)Saranno identificati istologicamente i differenti citotipi ipofisari;
4)Sarà effettuata una valutazione istologica dello stadio maturativo delle gonadi al fine di ottenere una scala maturativa preliminare degli ovari.Lo sviluppo completo del programma di ricerca consentirà di ottenere i seguenti risultati:

1)Individuazione dei diversi siti encefalici di produzione dei GnRHs e delle variazioni nell‘attività dei neuroni a GnRH durante il ciclo riproduttivo;

2)Individuazione delle cellule gonadotrope ipofisarie e delle variazioni nella loro attività durante il ciclo riproduttivo;

3)Determinazione dello stadio maturativo delle gonadi nelle diverse fasi del ciclo riproduttivo;

4)Valutazione della correlazione tra i cambiamenti dell'attività delle popolazioni neuronali GnRH produttrici, dell'attività gonadotropa ipofisaria e dello stadio maturativo degli ovari durante il ciclo riproduttivo.

5) Valutazione delle differenze dell'attività delle popolazioni neuronali GnRH produttrici, dell'attività gonadotropa ipofisaria e dello stadio maturativo degli ovari durante il ciclo riproduttivo in individui selvatici ed individui in cattività. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

L'aumento della pressione di pesca nei confronti del tonno rosso (Thunnus thynnus L.), verificatosi negli ultimi anni a causa della crescente richiesta di questa specie da parte del mercato, ha destato serie preoccupazioni per la conservazione di questa risorsa (Sissenwine et al., 1998). La necessità di ridurre lo sfruttamento degli stocks selvatici e, nel contempo, continuare a soddisfare le esigenze del mercato, ha indotto la Comunità Scientifica a valutare la possibilità di allevare in cattività la specie in questione. Purtroppo i tentativi di ottenere la riproduzione del tonno rosso in cattività hanno finora avuto esito negativo (Doumenge, 1996; Lioka, 1999). Attualmente è in corso il progetto di ricerca europeo Q5RS- 2002-01355 "REPRODOTT - Reproduction of the Bluefin Tuna in Captivity - A feasibility study for the domestication of Thunnus thynnus", che rappresenta il primo tentativo operato dalla comunità scientifica europea di ottenere la riproduzione del tonno rosso in cattività. A tale progetto di ricerca comunitario partecipa, insieme ai maggiori esperti europei nei settori della biologia dei pesci e dell'acquacoltura, il coordinatore della presente proposta progettuale, in qualità di responsabile scientifico dell'Unità di Ricerca dell'Università di Bari.
Nei pesci, come in altri organismi, i processi riproduttivi sono caratterizzati da ritmi endogeni che vengono attivati da fattori ambientali (Baggermann, 1990) e la riproduzione si attua nel periodo in cui le condizioni ambientali risultano ottimali per la sopravvivenza della prole.
Nei teleostei delle zone temperate le correlazioni tra il ciclo stagionale ed il ciclo riproduttivo risultano particolarmente evidenti (Lam, 1983).
La maggior parte dei processi di trasduzione degli stimoli esterni correlati alla riproduzione coinvolge la secrezione di GnRH (Gonadotropin-Releasing Hormone) che a sua volta induce modificazioni sull'attività della ghiandola ipofisaria (Peter, 1983).
Evidenze immunocitochimiche e biochimiche hanno dimostrato nei teleostei la presenza di diversi tipi molecolari di GnRH (ormone peptidico costituito da dieci aminoacidi) e di diverse popolazioni di neuroni a GnRH in diversi siti encefalici (consultare rassegna di Lethimonier et al., 2004). Per convenzione le diverse forme di GnRH sono indicate con il nome della specie in cui sono state identificate per la prima volta. Nei teleostei le sedi di produzione del GnRH sono l'ipotalamo, il telencefalo ed il mesencefalo (Magliulo-Cepriano et al., 1994). Il GnRH sintetizzato nei pirenofori ipotalamici agisce come fattore di rilascio delle gonadotropine mediante assoni che innervano direttamente l'ipofisi (Busnick e Fernald, 1996; Powell et al., 1997). Le varianti di GnRH prodotte nei pirenofori mesencefalici e telencefalici possono avere funzione di neurotrasmettitori e/o neuromodulatori (Amano et al., 1991).
I cambiamenti nella concentrazione ipotalamica di GnRH sono stati correlati al rilascio di gonadotropine ipofisarie ed alla ripresa dell'attività funzionale delle gonadi (Yu et al., 1991; Holland et al., 1998).
Nei teleostei, l'esistenza di due distinte gonadotropine, corrispondenti alle due forme esistenti in altri vertebrati, LH ed FSH, è stata dimostrata inizialmente nel salmone, Onchorhynchus keta, e nella carpa, Cyprinus carpio, (Sekine et al.,1989; Chang et al., 1990). Successivamente, con metodi immunoistochimici e di ibridazione in situ è stato dimostrato in diversi teleostei, compreso il tonno rosso (Kagawa et al., 1998), che le due gonadotropine, denominate GTH I e GTH II, sono prodotte in due distinti tipi cellulari. Il principale ruolo delle gonadotropine è quello di stimolare nelle gonadi la secrezione di ormoni steroidi, che, a loro volta, regolano l'attività ovarica e testicolare (Lance and Callard, 1978; Fostier et al., 1983; Cochran, 1992).
Nell'ambito del summenzionato progetto REPRO-DOTT, durante il primo anno di sperimentazione nelle gabbie di Puerto Mazarron (Murcia, Spagna), come prevedibile, si è registrata l'incapacità delle femmine di tonno rosso di portare a termine spontaneamente la maturazione degli ovociti (dati non pubblicati).
Al fine di ottenere progressi nello sviluppo dell'allevamento del tonno rosso, appare importante:
a) chiarire il ruolo delle differenti forme di GnRH, e dei neuroni interessati alla loro secrezione, nella regolazione dell'attività gonadotropa ipofisaria così come il ruolo delle due gonadotropine nella regolazione dell'attività gonadica;
b) comparare nelle diverse fasi del ciclo riproduttivo, l'attività dei neuroni GnRH produttori, delle cellule gonadotrope ipofisarie e degli ovari, in animali selvatici ed in cattività al fine di ottenere informazioni utili a meglio indirizzare futuri interventi mirati alla stimolazione dell'ovulazione negli esemplari in cattività. <<<