Gli studi sui meccanismi molecolari che stanno alla base dell’instaurarsi del legame di coppia hanno origine lontana, ma gli studi pionieristici di Thomas Insel (Insel e Young 2001; Young e Wang 2004) hanno avuto un forte impatto dimostrando il coinvolgimento in questo processo dei recettori per l’ossitocina.

Peptide composto da soli 9 aminoacidi, l’ossitocina influenza lo sviluppo del comportamento materno e dei rapporti sociali. Nel cervello ha la funzione di neurotrasmettitore, ma è rilasciato come ormone dall’ipofisi posteriore. Gli studi di Insel su topo hanno mostrato una correlazione tra la distribuzione dei recettori per l’ossitocina in alcune aree cerebrali e l’instaurarsi di un comportamento monogamo o poligamo: nel topo di campagna, strettamente monogamo, i recettori sono molto più numerosi nella parte ventrale del corpo striato (nucleus accumbens) e nella sua parte dorsale rispetto a quelli del topo di montagna, che è invece poligamo. Lo sviluppo della preferenza per il partner di accoppiamento della femmina del topo di campagna può essere inibito con un antagonista del recettore per l’ossitocina, iniettato direttamente nel nucleus accumbens e nella corteccia prefrontale (non, però, nella parte dorsale del corpo striato), inducendo quindi un comportamento poligamo.

E’ interessante notare che l’abbondanza di recettori per l’ossitocina è specifica per questa regione, dato che non si riscontra nei neuroni dell’ippocampo e dell’area preottica mediana (Lim et al 2004).

I nostri studi ci hanno permesso di approfondire la conoscenza di questi meccanismi, tanto da farci pensare che la monogamia delle femmine del topo di campagna sia legata ad un aumento della “volume transmission” di ossitocina nel nucleus accumbens, ma probabilmente anche nella corteccia prefrontale. La “volume transmission” è una modalità molto diffusa di comunicazione da cellula a cellula che avviene nel fluido extracellulare e nel fluido cerebrospinale (CSF) del cervello, ed è legata alla diffusione di sostanze che vanno ad attivare recettori sulla superficie extrasinaptica (ad esempio, il soma) delle cellule bersaglio. Nella femmina del topo di campagna, l’accoppiamento induce il  rilascio dell’ossitocina da terminazioni nervose specifiche,  provocando la sua diffusione nelle regioni limbiche critiche. L’attivazione dei suoi numerosi recettori aumenta l’impatto della trasmissione del segnale su queste reti nervose, sviluppando l’attaccamento sociale nelle femmine (“volume transmission” a distanza; Fuxe et al 2010; Agnati et al 2010).

Nel maschio del topo di campagna è la vasopressina ad avere un ruolo cruciale nella sua monogamia. Anche la vasopressina è un peptide di 9 aminoacidi con funzione di neurotrasmettitore, rilasciato, come l’ossitocina, dall’ipofisi posteriore come ormone: controlla il riassorbimento dell’ acqua filtrata a livello del glomerulo renale e la resistenza vascolare periferica, e quindi la pressione arteriosa. I recettori per la vasopressina di tipo V1a  nei neuroni del globus pallidum ventrale del topo di campagna monogamo sono molto più numerosi che nel topo di montagna poligamo. Il globus pallidum, assieme al putamen, forma il nucleo lenticolare il quale, a sua volta, è localizzato lateralmente al talamo. Se i recettori V1a per la vasopressina sono bloccati dall’iniezione di antagonisti nel globus pallidum ventrale, l’attaccamento sociale di coppia che si instaura con l’accoppiamento viene abolito anche nel topo di campagna. Anche nei topi maschi non si riscontra un aumento equivalente di terminali nervosi che liberano neurotrasmettitore: la monogamia pare quindi legata, anche in questo caso, ad un aumento della “volume transmission” nel globus pallidum ventrale. La nostra ipotesi è quindi che la formazione di coppie sia legata all’aumento della “volume transmission” di ossitocina (nella femmina) e vasopressina (nel maschio)  nelle regioni limbiche critiche. Inoltre, il numero elevato di recettori V1a per la vasopressina nel globus pallidum ventrale (nel maschio) e per l’ossitocina nel nucleus accumbens (nella femmina) ha un ruolo fondamentale nel determinare la monogamia.

La stessa abbondanza di recettori per la vasopressina nel globus pallidum ventrale si riscontra nei maschi di altre specie di topi e di primati monogami, ma non in roditori e primati poligami (Insel e Young 2001). Le differenze di attaccamento sociale in specie diverse dello stesso genus possono quindi essere legate al diverso numero di recettori specifici extrasinaptici nelle regioni limbiche critiche. Attraverso la “volume transmission”, l’ossitocina e la vasopressina potrebbero essere quindi responsabili della trasmissione dei segnali nervosi che modulano la scelta dei rapporti sociali (monogamia/poligamia) anche in altri ordini di mammiferi. 

Insel and Young. Nature Reviews, Neuroscience. 2001; 2: 129
Young and Wang. Nature Neuroscience. 2004: 7: 1048
Lim et al. J Comp Neurol. 2004; 468: 555
Fuxe et al. Progress in Neurobiology. 2010; 90: 82
Agnati et al. Brain Res Review. 2010; 64: 137