Il fluido lacrimale delle femmine inibisce il comportamento aggressivo nei topi maschi

Abstract

Abstract In many animals, different social behaviors, such as aggression and sexual behavior, are governed by chemical signals, called pheromones, which are emitted by animals of the same species and acting through the vomeronasal system. Pheromones are contained in various bodies fluids such as urine, saliva, vaginal fluids and tears. The data in the literature show that the tears of the male mouse represent a great pheromone source capable of modulating different social behaviors, such as increasing aggression among males and receptive behavior in the female. At the moment are unknown the behavioral effects caused by the female’s tear; so I studied the influence of this fluid on the aggressive behaviors in males. For this reason, the tear fluid of the females was brushed on the dorsal, facial and ano-genital region of a male intruder during an intermale- aggression test. The results show that tears of females are able to inhibit aggression, stimulating sexual behavior and investigation. The female estrogen cycle doesn’t influence the production of the inhibitory molecules, however the ovaries are important for the secretion of these lacrimal substances. Preliminary attempts to characterize the nature of inhibitory molecules show that these substances are of low molecular weight, which are not volatile and difficult to dialyzed. The non-volatile nature of the lacrimal molecules suggests an involvement of the vomeronasal system for the perception of these substances. For this reason, I evaluated the projection of the vomeronasal organ to brain regions which involved in aggressive behavior by exposing residents to the tear fluid of both sexes. My results show a high neuronal activation of the medial amygdala (MeA) resulting from male and female tears stimulation; however, it has not been possible to identify subdivisions of amygdala differentially active following sex-specific stimuli. Significant differences, however, have been highlighted at the level of the venterolateral area of the venteromedial hypothalamus (VMHvl), a sub-nucleus that plays a central role in the genesis of aggressive behavior. Residents exposed to female lacrimal fluid exhibit partial inactivation of neuronal cells at VMHVL level when compared with residents exposed to male tear fluid. In addition, it was interesting to note that tear fluid of females causes inactivation of the dorso-medial nucleus of the hypothalamus (DMH) a center of regulation of neuroendocrine, cardiovascular and physiological stress responses. Instead, the tear fluid of female, activates another cerebral area, called the lateral habenula generally involved in regulating the valence of violent behavior. In conclusion, the study demonstrates how the tear fluid of females plays a central role in modulation of aggressive behavior of male mice. This is done by the activation of inhibitory and excitatory neuronal circuits that stimulate aggression and motivation.

1.RIASSUNTO In molti animali, i diversi comportamenti sociali, come l’aggressività e il comportamento sessuale, sono regolati da segnali chimici emessi da animali della stessa specie, definiti feromoni, che agiscono attraverso il sistema vomeronasale. I feromoni sono contenuti in diversi fluidi corporei come l’urina, la saliva, secreti vaginali e lacrimali. Dati presenti in letteratura, mostrano che le lacrime del topo maschio rappresentano una grande sorgente ferormonale in grado di modulare differenti comportamenti sociali, quali per esempio l’incremento dell’aggressività tra maschi e il comportamento recettivo nella femmina. Poiché ad oggi non sono noti gli effetti comportamentali indotti dalle lacrime della femmina, ho studiato l’influenza di questo fluido sull’aggressività dei maschi. A tale scopo il fluido lacrimale delle femmine è stato spennellato sulla regione dorsale, facciale e ano-genitale di un maschio intruso prima di un intermale aggression test. I risultati mostrano che le lacrime delle femmine sono in grado di inibire in modo drammatico l’aggressività, stimolando il comportamento sessuale e di investigazione. Il ciclo estrale delle femmine non incide sulla produzione delle molecole inibitorie tuttavia le ovaie risultano importanti per la secrezione di queste sostanze lacrimali. Tentativi preliminari volti a caratterizzare la natura delle molecole inibitorie dimostrano che tali sostanze sono di basso peso molecolare, non volatili e difficilmente dializzabili. La natura non volatile delle molecole lacrimali fa supporre un coinvolgimento del sistema vomeronasale per la percezione di queste sostanze. Per questo motivo ho valutato l’attività delle aree cerebrali dell’asse vomeronasale implicate nell’induzione del comportamento aggressivo esponendo i residenti al fluido lacrimale di entrambi i sessi. I miei risultati mostrano un’elevata attivazione neuronale a livello dell’amigdala mediale (MeA) conseguente alla stimolazione con le lacrime sia di maschio che di femmina; tuttavia non è stato possibile identificare delle sottoregioni amigdaliche differenzialmente attive in seguito a stimoli sesso-specifici. Differenze significative, invece sono state evidenziate a livello dell’ area venterolaterale dell’ipotalamo venteromediale (VMHvl), un sub-nucleo che riveste un ruolo centrale nella genesi del comportamento aggressivo. I residenti esposti al fluido lacrimale di femmina presentano una parziale inattivazione di cellule neuronali a livello del VMHvl se confrontate con residenti esposti al fluido lacrimale del maschio. Inoltre è stato interessante notare che il fluido lacrimale delle femmine determina l’inattivazione del nucleo dorso mediale dell’ipotalamo (DMH) un centro di regolazione di risposte neuroendocrine, cardiovascolari e fisiologiche legate allo stress. Viceversa le lacrimale della femmina attivano un’altra area cerebrale quale l’habenula laterale generalmente coinvolta nella regolazione della valenza di un comportamento violento. In conclusione, lo studio dimostra come il fluido lacrimale delle femmine rivesta un ruolo centrale nella modulazione del comportamento aggressivo dei topi maschi. Questo avviene mediante l’attivando di circuiti neuronali inibitori ed eccitatori che stimolano l’aggressività e l’aspetto motivazionale.