Effetti sulle funzioni autonomiche e sugli stati di veglia e di sonno della manipolazione centrale farmacologica del sistema ipocretinergico nel ratto

Obiettivo della tesi è stato quello di studiare il ruolo svolto dall’ipotalamo laterale (LH) nella regolazione dei processi di integrazione dell’attività autonomica e termoregolatoria con quella degli stati di veglia e sonno. A questo scopo, l’attività dell’LH è stata inibita per 6 ore (Esperimento A) mediante microiniezioni locali dell’agonista GABAA muscimolo nel ratto libero di muoversi, nel quale sono stati monitorati in continuo l’elelttroencefalogramma, l’elettromiogramma nucale, la pressione arteriosa (PA) e la temperatura ipotalamica (Thy) e cutanea. Gli animali sono stati studiati a temperatura ambientale (Ta) di 24°C e 10°C. I risultati hanno mostrato che l’inibizione acuta dell’LH riduce l’attività di veglia e sopprime la comparsa del sonno REM. Ciò avviene attraverso l’induzione di uno stato di sonno NREM caratterizzato da ipersincronizzazione corticale, con scomparsa degli stati transizionali al sonno REM. Quando l’animale è esposto a bassa Ta, tali alterazioni si associano a un ampio calo della Thy, che viene compensato da meccanismi vicarianti solo dopo un paio d’ore dall’iniezione. Sulla base di tali risultati, si è proceduto ad un ulteriore studio (Esperimento B) volto ad indagare il ruolo del neuropeptide ipocretina (prodotto in modo esclusivo a livello dell’LH) nei processi termoregolatori, mediante microiniezioni del medesimo nel bulbo rostrale ventromediale (RVMM), stazione cruciale della rete nervosa preposta all’attivazione dei processi termogenetici. La somministrazione di ipocretina è stata in grado di attivare la termogenesi e di potenziare la comparsa della veglia, con concomitante lieve incremento della PA e della frequenza cardiaca, quando effettuata alle Ta di 24°C o di 10°C, ma non alla Ta di 32°C. In conclusione, i risultati indicano che l’LH svolge un ruolo cruciale nella promozione degli stati di veglia e di sonno REM e, per tramite dell’ipocretina, interviene in modo coplesso a livello del RVMM nella regolazione dei processi di coordinamento dell'attività di veglia con quella termoregolatoria.

Rotational and ro-vibrational spectroscopy of small nitrogen-containing species and their astrophysical applications

This thesis presents the study of small nitrogen-bearing molecules, from diatomic radicals to complex organic molecules, by means of rotational and ro-vibrational spectroscopy. Besides their theoretical relevance, which spans from anharmonic force field analyses to energetic and structural properties, I have chosen this family of species because of their astrochemical importance. After some basic knowledge of molecular spectroscopy and astrochemistry is introduced, the instrumentation used during the course of my PhD school is described. Then, the most relevant studies I conducted during the last three years are presented. Generally speaking, a number of molecules of astrophysical relevance have been characterized by means of rotational and ro-vibrational spectroscopy. The sample of studied species is constituted by small radicals (imidogen, amidogen, and titanium nitride), cyanopolyynes (cyanoacetylene) and pre-biotic molecules (aminoacetonitrile): these studies are presented in great detail. Among the results, the first astronomical detection of two deuterated radicals (NHD and ND2) is presented in this thesis.Thanks to our studies, it was possible to clearly identify molecular absorptions of these species towards the pre-stellar core IRAS16293-2422, as recorded by the Herschel Space Observatory mission. These observations confirm the strong deuterium enhancement generally observed in this cloud but they reveal that models underestimate the abundances of NHD and ND2. I also report the detection of vibrationally excited aminoacetonitrile (NH2CH2CN) in Sagittarius B2, as observed in the ReMoCa survey. This is the second detection of aminoacetonitrile in the interstellar medium and the first astronomical observation of its vibrationally hot lines. This represents a small step toward the comprehension on how complex organic molecules are formed and which processes can lead to the formation of glycine. Finally, few general remarks are discussed and the importance of future laboratory studies is pointed out, along with possible perspectives.