Localization of 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase and characterization of testosterone in the brain of the male frog.

Several enzymes involved in the formation of steroids of the pregnene and pregnane series have been identified in the brain, but the biosynthesis of testosterone has never been reported in the central nervous system. In the present study, we have investigated the distribution and bioactivity of 17beta-hydroxysteroid dehydrogenase (17beta-HSD) (EC 1.1.1.62; a key enzyme that is required for the formation of testosterone and estradiol) in the brain of the male frog Rana ridibunda. By using an antiserum against human type I placental 17beta-HSD, immunoreactivity was localized in a discrete group of ependymal glial cells bordering the telencephalic ventricles. HPLC analysis of telencephalon and hypothalamus extracts combined with testosterone radioimmunoassay revealed the existence of two peaks coeluting with testosterone and 5alpha-dihydrotestosterone. After HPLC purification, testosterone was identified by gas chromatography/mass spectrometry. Incubation of telencephalon slices with [3H]pregnenolone resulted in the formation of metabolites which coeluted with progesterone, 17alpha-hydroxyprogesterone, dehydroepiandrosterone, androstenedione, testosterone, and 5alpha-dihydrotestosterone. The newly synthesized steroid comigrating with testosterone was selectively immunodetected by using testosterone antibodies. These data indicate that 17beta-HSD is expressed in a subpopulation of gliocytes in the frog telencephalon and that telencephalic cells are capable of synthesizing various androgens, including dehydroepiandrosterone, androstenedione, testosterone, and 5alpha-dihydrotestosterone.

Proposed active site domain in estrogen sulfotransferase as determined by mutational analysis.

Point mutations were selectively introduced into a cDNA for guinea pig estrogen sulfotransferase (gpEST); each construct was then expressed in Chinese hamster ovary K1 cells. The molecular site chosen for study is a conserved GXXGXXK sequence that resembles the P-loop-type nucleotide-binding motif for ATP- and GTP-binding proteins and is located near the C terminus of all steroid and phenol(aryl) sulfotransferases for which the primary structures are known. Preliminary experiments demonstrated that the GXXGXXK motif is essential for binding the activated sulfonate donor 3'-phosphoadenosine 5'-phosphosulfate (PAPS). The present study was undertaken to ascertain the relative importance of each individual residue of the motif. While the mutation of a single motif residue had little effect on the interaction between gpEST and PAPS as determined by kinetic analysis and photoaffinity labeling, the mutation of any two residues in concert resulted in an approximate 10-fold increase in the Km for PAPS and reduced photoaffinity labeling. The mutation of all three motif residues resulted in an inactive enzyme and complete loss of photoaffinity labeling. Interestingly, several mutants also displayed a striking effect on the Km for the steroid substrate; double mutants, again, demonstrated greater perturbations (8- to 28-fold increase) than did single mutants. Unexpectedly, whereas the mutation of nonmotif residues had a negligible effect on the Km for PAPS, a marked increase in the Km for the estrogen substrate ( > 30-fold) was noted. On the basis of these findings, it is concluded that the sequence GISGDWKN within the C-terminal domain of gpEST represents a critical component of the active site.

A protein that interacts with members of the nuclear hormone receptor family: identification and cDNA cloning.

In search of proteins which interact with activated steroid hormone receptors, we screened a human liver lambda gt11 expression library with the glucocorticoid receptor. We identified and cloned a cDNA sequence of 1322 bp that encodes a protein of 274 aa. This protein consists predominantly of hydrophilic amino acids and contains a putative bipartite nuclear localization signal. The in vitro translated receptor-associating protein runs in SDS/polyacrylamide gels with an apparent molecular mass of 46 kDa. By use of the bacterially expressed fusion protein with glutathione S-transferase we have found that interaction is not limited to the glucocorticoid receptor but included other nuclear receptors--most notably, the estrogen and thyroid receptors. Binding also occurs with the glucocorticoid receptor complexed with the antiglucocorticoid RU 38486, with the estrogen receptor complexed with the antiestrogen 4-hydroxytamoxifen or ICI 164,384, and even with receptors not complexed with ligand. Association with steroid hormone receptors depends on prior receptor activation--i.e., release from heat shock proteins. The sequence identified here appears to be a general partner protein for nuclear hormone receptors, with the gene being expressed in a variety of mammalian tissues.

Mice deficient in the orphan receptor steroidogenic factor 1 lack adrenal glands and gonads but express P450 side-chain-cleavage enzyme in the placenta and have normal embryonic serum levels of corticosteroids.

The orphan nuclear receptor steroidogenic factor 1 (SF-1) is expressed in the adrenal cortex and gonads and regulates the expression of several P450 steroid hydroxylases in vitro. We examined the role of SF-1 in the adrenal glands and gonads in vivo by a targeted disruption of the mouse SF-1 gene. All SF-1-deficient mice died shortly after delivery. Their adrenal glands and gonads were absent, and persistent Mullerian structures were found in all genotypic males. While serum levels of corticosterone in SF-1-deficient mice were diminished, levels of adrenocorticotropic hormone (ACTH) were elevated, consistent with intact pituitary corticotrophs. Intrauterine survival of SF-1-deficient mice appeared normal, and they had normal serum level of corticosterone and ACTH, probably reflecting transplacental passage of maternal steroids. We tested whether SF-1 is required for P450 side-chain-cleavage enzyme (P450scc) expression in the placenta, which expresses both SF-1 and P450scc, and found that in contrast to its strong activation of the P450scc gene promoter in vitro, the absence of SF-1 had no effect on P450scc mRNA levels in vivo. Although the region targeted by our disruption is shared by SF-1 and by embryonal long terminal repeat-binding protein (ELP), a hypothesized alternatively spliced product, we believe that the observed phenotype reflects absent SF-1 alone, as PCR analysis failed to detect ELP transcripts in any mouse tissue, and sequences corresponding to ELP are not conserved across species. These results confirm that SF-1 is an important regulator of adrenal and gonadal development, but its regulation of steroid hydroxylase expression in vivo remains to be established.

Down-regulation of NF-kappa B protein levels in activated human lymphocytes by 1,25-dihydroxyvitamin D3.

The effect of 1,25-dihydroxyvitamin D3 [1,25(OH)2)D3], a steroid hormone with immunomodulating properties, on nuclear factor kappa B (NF-kappa B) proteins was examined in in vitro activated normal human lymphocytes by Western blot analysis. Over a 72-hr period of activation, the expression of the 50-kDa NF-kappa B, p50, and its precursor, p105, was increased progressively. When cells were activated in the presence of 1,25(OH)2D3, the levels of the mature protein as well as its precursor were decreased. The effect of the hormone on the levels of p50 was demonstrable in the cytosolic and nuclear compartments; it required between 4 and 8 hr and was specific, as 25-hydroxyvitamin D3 and 24,25-dihydroxyvitamin D3 were ineffective. Besides p50, 1,25(OH)2D3 decreased the levels of another NF-kappa B protein, namely c-rel. In addition, 1,25(OH)2D3 decreased the abundance of a specific DNA-protein complex formed upon incubation of nuclear extracts from activated lymphocytes with a labeled NF-kappa B DNA binding motif. Further, 1,25(OH)2D3 inhibited the transcriptional activity of NF-kappa B in Jurkat cells transiently transfected with a construct containing four tandem repeats of the NF-kappa B binding sequence of the immunoglobulin kappa light chain gene linked to the chloramphenicol acetyltransferase reporter gene. These observations demonstrate directly that there is de novo synthesis of NF-kappa B during human lymphocyte activation and suggest that this process is hormonally regulated.

Serine phosphorylation of human P450c17 increases 17,20-lyase activity: implications for adrenarche and the polycystic ovary syndrome.

Microsomal cytochrome P450c17 catalyzes both steroid 17 alpha-hydroxylase activity and scission of the C17-C20 steroid bond (17,20-lyase) on the same active site. Adrenal 17 alpha-hydroxylase activity is needed to produce cortisol throughout life, but 17,20-lyase activity appears to be controlled independently in a complex, age-dependent pattern. We show that human P450c17 is phosphorylated on serine and threonine residues by a cAMP-dependent protein kinase. Phosphorylation of P450c17 increases 17,20-lyase activity, while dephosphorylation virtually eliminates this activity. Hormonally regulated serine phosphorylation of human P450c17 suggests a possible mechanism for human adrenarche and may be a unifying etiologic link between the hyperandrogenism and insulin resistance that characterize the polycystic ovary syndrome.

Interactions between the retinoid X receptor and a conserved region of the TATA-binding protein mediate hormone-dependent transactivation.

The retinoid X receptor (RXR) participates in a wide array of hormonal signaling pathways, either as a homodimer or as a heterodimer, with other members of the steroid and thyroid hormone receptor superfamily. In this report the ligand-dependent transactivation function of RXR has been characterized, and the ability of RXR to interact with components of the basal transcription machinery has been examined. In vivo and in vitro experiments indicate the RXR ligand-binding domain makes a direct, specific, and ligand-dependent contact with a highly conserved region of the TATA-binding protein. The ability of mutations that reduce ligand-dependent transcription by RXR to disrupt the RXR-TATA-binding protein interaction in vivo and in vitro suggests that RXR makes direct contact with the basal transcription machinery to achieve activation.

Ergosteroids: induction of thermogenic enzymes in liver of rats treated with steroids derived from dehydroepiandrosterone.

Dehydroepiandrosterone (DHEA), an intermediate in the biosynthesis of testosterone and estrogens, exerts several physiological effects not involving the sex hormones. When fed to rats it induces the thermogenic enzymes mitochondrial sn-glycerol-3-phosphate dehydrogenase and cytosolic malic enzyme in their livers. Animals and humans, and their excised tissues, are known to hydroxylate DHEA at several positions and to interconvert 7 alpha-hydroxy-DHEA, 7 beta-hydroxy-DHEA, 7-oxo-DHEA, and the corresponding derivatives of androst-5-enediol. We report here that these 7-oxygenated derivatives are active inducers of these thermogenic enzymes in rats and that the 7-oxo derivatives are more active than the parent steroids. We postulate that the 7 alpha-hydroxy and 7-oxo derivatives are on a metabolic pathway from DHEA to more active steroid hormones. These 7-oxo steroids have potential as therapeutic agents because of their increased activity and because they are not convertible to either testosterone or estrogens.

Estradiol and the inhibition of hypothalamic gonadotropin-releasing hormone pulse generator activity in the rhesus monkey.

In mammals, gonadal function is controlled by a hypothalamic signal generator that directs the pulsatile release of gonadotropin-releasing hormone (GnRH) and the consequent pulsatile secretion of luteinizing hormone. In female rhesus monkeys, the electrophysiological correlates of GnRH pulse generator activity are abrupt, rhythmic increases in hypothalamic multiunit activity (MUA volleys), which represent the simultaneous increase in firing rate of individual neurons. MUA volleys are arrested by estradiol, either spontaneously at midcycle or after the administration of the steroid. Multiunit recordings, however, provide only a measure of total neuronal activity, leaving the behavior of the individual cells obscure. This study was conducted to determine the mode of action of estradiol at the level of single neurons associated with the GnRH pulse generator. Twenty-three such single units were identified by cluster analysis of multiunit recordings obtained from a total of six electrodes implanted in the mediobasal hypothalamus of three ovariectomized rhesus monkeys, and their activity was monitored before and after estradiol administration. The bursting of all 23 units was arrested within 4 h of estradiol administration although their baseline activity was maintained. The bursts of most units reappeared at the same time as the MUA volleys, the recovery of some was delayed, and one remained inhibited for the duration of the study (43 days). The results indicate that estradiol does not desynchronize the bursting of single units associated with the GnRH pulse generator but that it inhibits this phenomenon. The site and mechanism of action of estradiol in this regard remain to be determined.

Ligand-regulated site-specific recombination.

Site-specific recombination offers a potential way to alter a living genome by design in a precise and stable manner. This potential requires strategies which can be used to regulate the recombination event. We describe a strategy to regulate FLP recombinase activity which relies on expressing FLP as a fusion protein with steroid hormone receptor ligand binding domains (LBDs). In the absence of a ligand cognate to the LBD, the recombinase activity of the fusion protein is extremely low. Upon ligand administration, recombinase activity is rapidly induced. These results outline the basis for inducible expression or disruption strategies based on inducible recombination. Additionally, we have exploited the conditional nature of FLP-LBD fusion proteins to direct integration of a plasmid into a specific genomic site at frequencies approaching the frequency of random integration.

Dual transcriptional control by Ear3/COUP: negative regulation through the DR1 direct repeat and positive regulation through a sequence downstream of the transcriptional start site of the mouse mammary tumor virus promoter.

Ear3/COUP is an orphan member of the steroid/thyroid hormone receptor superfamily of transcription factors and binds most tightly to a direct repeat of AGGTCA with 1 nucleotide in between (DR1). Ear3/COUP also binds with a similar affinity to the palindromic thyroid hormone response element (TRE). This binding preference of Ear3/COUP is same as that of the retinoid X receptor (RXR), which is another member of the superfamily. In the present study, we identified a sequence responsible for Ear3/COUP-mediated transactivation in the region downstream of the transcription start site of the mouse mammary tumor virus promoter. This cis-acting sequence was unresponsive to RXR. When the DR1 or TRE sequence was added upstream of the promoter, transactivation by Ear3/COUP was completely abolished, whereas RXR enhanced transcription from the promoter. The mode of action of Ear3/COUP could be utilized to control complex gene expressions in morphogenesis, homeostasis, and development.

Neurosteroids, via sigma receptors, modulate the [3H]norepinephrine release evoked by N-methyl-D-aspartate in the rat hippocampus.

N-Methyl-D-aspartate (NMDA, 200 microM) evokes the release of [3H]norepinephrine ([3H]NE) from preloaded hippocampal slices. This effect is potentiated by dehydroepiandrosterone sulfate (DHEA S), whereas it is inhibited by pregnenolone sulfate (PREG S) and the high-affinity sigma inverse agonist 1,3-di(2-tolyl)guanidine, at concentrations of > or = 100 nM. Neither 3 alpha-hydroxy-5 alpha-pregnan-20-one nor its sulfate ester modified NMDA-evoked [3H]NE overflow. The sigma antagonists haloperidol and 1-[2-(3,4-dichlorophenyl)-ethyl]-4-methylpiperazine, although inactive by themselves, completely prevented the effects of DHEA S, PREG S, and 1,3-di(2-tolyl)guanidine on NMDA-evoked [3H]NE release. Progesterone (100 nM) mimicked the antagonistic effect of haloperidol and 1-[2-(3,4-dichlorophenyl)ethyl]-4-methyl-piperazine. These results indicate that the tested steroid sulfate esters differentially affected the NMDA response in vitro and suggest that DHEA S acts as a sigma agonist, that PREG S acts as a sigma inverse agonist, and that progesterone may act as a sigma antagonist. Pertussis toxin, which inactivates the Gi/o types of guanine nucleotide-binding protein (Gi/o protein) function, suppresses both effects of DHEA S and PREG S. Since sigma 1 but not sigma 2 receptors are coupled to Gi/o proteins, the present results suggest that DHEA S and PREG S control the NMDA response via sigma 1 receptors.

The glucocorticoid receptor type II complex is a target of the HIV-1 vpr gene product.

The vpr gene of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) encodes a 15-kDa virion-associated protein that functions as a regulator of cellular processes linked to the HIV life cycle. We report the interaction of a 41-kDa cytosolic viral protein R interacting protein 1 (Rip-1) with Vpr in vitro. Rip-1 displays a wide tissue distribution, including relevant targets of HIV infection. Vpr protein induced nuclear translocation of Rip-1, as did glucocorticoid receptor (GR)-II-stimulating steroids. Importantly, Vpr and Rip-1 coimmunoprecipitated with the human GR as part of an activated receptor complex. Vpr complementation of a vpr mutant virus was also mimicked by GR-II-stimulating steroids. Vpr and GR-II actions were inhibited by mifepristone, a GR-II pathway inhibitor. Together these data directly link the activity of the vpr gene product to the glucocorticoid steroid pathway and provide a biochemical mechanism for the cellular and viral activity of Vpr, as well as suggest that a unique class of antivirals, which includes mifepristone (RU486), may influence HIV-1 replication.

Efficacy of Stanozolol on bone regeneration: in vitro and in vivo study

La ricerca di nuove strategie per la rigenerazione ossea rappresenta un focus di interesse centrale per migliorare la gestione di casi clinici complessi nell’ambito della chirurgia orale e maxillo-facciale. Uno degli approcci più utilizzati in tale contesto si basa sull’utilizzo di molecole con proprietà osteoinduttive e molte sostanze sono state fino ad oggi sperimentate. E’ noto in letteratura che gli androgeni svolgono un ruolo chiave nella regolazione della morfogenesi ossea e nel mantenimento della sua omeostasi durante il corso della vita. Questo lavoro di tesi nasce dall’ipotesi che la somministrazione locale di tali ormoni, eventualmente combinata a materiali da innesto, possa favorire la guarigione di difetti ossei. Stando a questa premessa, sono stati valutati gli effetti dello steroide sintetico Stanozololo sulla rigenerazione ossea in diversi settings sperimentali. La tesi è strutturata secondo un percorso che segue le fasi della ricerca, attraverso sperimentazioni in vitro e in vivo; ogni capitolo può essere approcciato come uno studio a sé stante, corrispondente ad una determinata tappa dell’iter sperimentale. Sulla base di questi intenti, viene fornito inizialmente un quadro d’insieme circa gli effetti degli androgeni sull’osso. A seguire, è presentata una sperimentazione in vitro nella linea cellulare SaOS-2. Infine, è proposta un’innovativa metodologia di analisi per lo studio della rigenerazione ossea nel modello di ratto, ove viene testata la somministrazione locale di Stanozololo combinato a materiale da innesto.

La riproduzione nei rettili: nuove prospettive e sviluppi futuri

L’allevamento in cattività dei rettili è in costante crescita negli ultimi anni e richiede conoscenze mediche sempre più specialistiche per far fronte ai numerosi problemi legati a questi animali. Il corretto approccio medico prevede una profonda conoscenza delle specie prese in esame dal momento che la maggior parte delle problematiche riproduttive di questi animali sono legate ad una non corretta gestione dei riproduttori. L’apparato riproduttore dei rettili è estremamente vario a seconda delle specie prese in considerazione. Sauri ed ofidi possiedono due organi copulatori denominati emipeni e posizionati alla base della coda caudalmente alla cloaca che vengono estroflessi alternativamente durante l’accoppiamento per veicolare lo spera all’interno della cloaca della femmina. In questi animali il segmento posteriore renale è chiamato segmento sessuale, perché contribuisce alla formazione del fluido seminale. Tale porzione, durante la stagione dell’accoppiamento, diventa più voluminosa e cambia drasticamente colore, tanto che può essere confusa con una manifestazione patologica. I cheloni al contrario possiedono un unico pene che non viene coinvolto nella minzione. In questi animali. I testicoli sono due e sono situati all’interno della cavità celomatica in posizione cranioventrale rispetto ai reni. I testicoli possono variare notevolmente sia come forma che come dimensione a seconda del periodo dell’anno. Il ciclo estrale dei rettili è regolato, come pure nei mammiferi, dagli ormoni steroidei. La variazione di questi ormoni a livello ematico è stata studiato da diversi autori con il risultato di aver dimostrato come la variazione dei dosaggi degli stessi determini l’alternanza delle varie fasi del ciclo riproduttivo. La relazione tra presenza di uova (anche placentari) ed alti livelli di progesterone suggerisce che questo ormone gioca un ruolo importante nelle riproduzione delle specie ovipare per esempio stimolando la vascolarizzazione degli ovidutti durante i tre mesi in cui si ha lo sviluppo delle uova. Il 17-beta estradiolo è stato descritto come un ormone vitellogenico grazie alla sua capacità di promuovere lo sviluppo dei follicoli e la formazione di strati protettivi dell’uovo. L’aumento del livello di estradiolo osservato esclusivamente nelle femmine in fase vitellogenica è direttamente responsabile della mobilizzazione delle riserve materne in questa fase del ciclo. Va sottolineato come il progesterone sia in effetti un antagonista dell’estradiolo, riducendo la vitellogenesi e intensificando gli scambi materno fetali a livello di ovidutto. Le prostaglandine (PG) costituiscono un gruppo di molecole di origine lipidica biologicamente attive, sintetizzate sotto varie forme chimiche. Sono noti numerosi gruppi di prostaglandine ed è risputo che pesci, anfibi, rettili e mammiferi sintetizzano una o più prostaglandine partendo da acidi grassi precursori. Queste sostanze anche nei rettili agiscono sulla mucosa dell’utero aumentandone le contrazioni e sui corpi lutei determinandone la lisi. La maturità sessuale dei rettili, dipende principalmente dalla taglia piuttosto che dall’età effettiva dell’animale. In cattività, l’alimentazione e le cure dell’allevatore, possono giocare un ruolo fondamentale nel raggiungimento della taglia necessaria all’animale per maturare sessualmente. Spesso, un animale d’allevamento raggiunge prima la maturità sessuale rispetto ai suoi simili in natura. La maggior parte dei rettili sono ovipari, ovvero depongono uova con guscio sulla sabbia o in nidi creati appositamente. La condizione di ovoviviparità è riscontrabile in alcuni rettili. Le uova, in questo caso, vengono ritenute all’interno del corpo, fino alla nascita della progenie. Questa può essere considerata una strategia evolutiva di alcuni animali, che in condizioni climatiche favorevoli effettuano l’ovo deposizione, ma se il clima non lo permette, ritengono le uova fino alla nascita della prole. Alcuni serpenti e lucertole sono vivipari, ciò significa che l’embrione si sviluppa all’interno del corpo dell’animale e che è presente una placenta. I piccoli fuoriescono dal corpo dell’animale vivi e reattivi. La partenogenesi è una modalità di riproduzione asessuata, in cui si ha lo sviluppo dell’uovo senza che sia avvenuta la fecondazione. Trenta specie di lucertole e alcuni serpenti possono riprodursi con questo metodo. Cnemidophorus uniparens, C. velox e C. teselatus alternano la partenogenesi a una riproduzione sessuata, a seconda della disponibilità del maschio. La maggior parte dei rettili non mostra alcuna cura materna per le uova o per i piccoli che vengono abbandonati al momento della nascita. Esistono tuttavia eccezioni a questa regola generale infatti alcune specie di pitoni covano le uova fino al momento della schiusa proteggendole dai predatori e garantendo la giusta temperatura e umidità. Comportamenti di guardia al nido sono poi stati documentati in numerosi rettili, sia cheloni che sauri che ofidi. Nella maggior parte delle tartarughe, la riproduzione è legata alla stagione. Condizioni favorevoli, possono essere la stagione primaverile nelle zone temperate o la stagione umida nelle aree tropicali. In cattività, per riprodurre queste condizioni, è necessario fornire, dopo un periodo di ibernazione, un aumento del fotoperiodo e della temperatura. L’ atteggiamento del maschio durante il corteggiamento è di notevole aggressività, sia nei confronti degli altri maschi, con i quali combatte copiosamente, colpendoli con la corazza e cercando di rovesciare sul dorso l’avversario, sia nei confronti della femmina. Infatti prima della copulazione, il maschio insegue la femmina, la sperona, la morde alla testa e alle zampe e infine la immobilizza contro un ostacolo. Il comportamento durante la gravidanza è facilmente riconoscibile. La femmina tende ad essere molto agitata, è aggressiva nei confronti delle altre femmine e inizia a scavare buche due settimane prima della deposizione. La femmina gravida costruisce il nido in diverse ore. Scava, con gli arti anteriori, buche nel terreno e vi depone le uova, ricoprendole di terriccio e foglie con gli arti posteriori. A volte, le tartarughe possono trattenere le uova, arrestando lo sviluppo embrionale della prole per anni quando non trovano le condizioni adatte a nidificare. Lo sperma, inoltre, può essere immagazzinato nell’ovidotto fino a sei anni, quindi la deposizione di uova fertilizzate può verificarsi senza che sia avvenuto l’accoppiamento durante quel ciclo riproduttivo. I comportamenti riproduttivi di tutte le specie di lucertole dipendono principalmente dalla variazione stagionale, correlata al cambiamento di temperatura e del fotoperiodo. Per questo, se si vuole far riprodurre questi animali in cattività, è necessario valutare per ogni specie una temperatura e un’illuminazione adeguata. Durante il periodo riproduttivo, un atteggiamento caratteristico di diverse specie di lucertole è quello di riprodurre particolari danze e movimenti ritmici della testa. In alcune specie, possiamo notare il gesto di estendere e retrarre il gozzo per mettere in evidenza la sua brillante colorazione e richiamare l’attenzione della femmina. L’aggressività dei maschi, durante la stagione dell’accoppiamento, è molto evidente, in alcuni casi però, anche le femmine tendono ad essere aggressive nei confronti delle altre femmine, specialmente durante l’ovo deposizione. La fertilizzazione è interna e durante la copulazione, gli spermatozoi sono depositati nella porzione anteriore della cloaca femminile, si spostano successivamente verso l’alto, dirigendosi nell’ovidotto, in circa 24-48 ore; qui, fertilizzano le uova che sono rilasciate nell’ovidotto dall’ovario. Negli ofidi il corteggiamento è molto importante e i comportamenti durante questa fase possono essere diversi da specie a specie. I feromoni specie specifici giocano un ruolo fondamentale nell’attrazione del partner, in particolar modo in colubridi e crotalidi. La femmina di queste specie emette una traccia odorifera, percepita e seguita dal maschio. Prima dell’accoppiamento, inoltre, il maschio si avvicina alla femmina e con la sua lingua bifida o con il mento, ne percorre tutto il corpo per captare i feromoni. Dopo tale comportamento, avviene la copulazione vera e propria con la apposizione delle cloache; gli emipeni vengono utilizzati alternativamente e volontariamente dal maschio. Durante l’ovulazione, il serpente aumenterà di volume nella sua metà posteriore e contrazioni muscolari favoriranno lo spostamento delle uova negli ovidotti. In generale, se l’animale è oviparo, avverrà una muta precedente alla ovo deposizione, che avviene prevalentemente di notte. Gli spermatozoi dei rettili sono morfologicamente simili a quelli di forme superiori di invertebrati. La fecondazione delle uova, da parte di spermatozoi immagazzinati nel tratto riproduttivo femminile, è solitamente possibile anche dopo mesi o perfino anni dall’accoppiamento. La ritenzione dei gameti maschili vitali è detta amphigonia retardata e si ritiene che questa caratteristica offra molti benefici per la sopravvivenza delle specie essendo un adattamento molto utile alle condizioni ambientali quando c’è una relativa scarsità di maschi conspecifici disponibili. Nell’allevamento dei rettili in cattività un accurato monitoraggio dei riproduttori presenta una duplice importanza. Permette di sopperire ad eventuali errori di management nel caso di mancata fertilizzazione e inoltre permette di capire quale sia il grado di sviluppo del prodotto del concepimento e quindi di stabilire quale sia il giorno previsto per la deposizione. Le moderne tecniche di monitoraggio e l’esperienza acquisita in questi ultimi anni permettono inoltre di valutare in modo preciso lo sviluppo follicolare e quindi di stabilire quale sia il periodo migliore per l’accoppiamento. Il dimorfismo sessuale nei serpenti è raro e anche quando presente è poco evidente. Solitamente nei maschi, la coda risulta essere più larga rispetto a quella della femmina in quanto nel segmento post-cloacale vi sono alloggiati gli emipeni. Il maschio inoltre, è generalmente più piccolo della femmina a parità di età. Molti cheloni sono sessualmente dimorfici sebbene i caratteri sessuali secondari siano poco apprezzabili nei soggetti giovani e diventino più evidenti dopo la pubertà. In alcune specie si deve aspettare per più di 10 anni prima che il dimorfismo sia evidente. Le tartarughe di sesso maschile tendono ad avere un pene di grosse dimensioni che può essere estroflesso in caso di situazioni particolarmente stressanti. I maschi sessualmente maturi di molte specie di tartarughe inoltre tendono ad avere una coda più lunga e più spessa rispetto alle femmine di pari dimensioni e la distanza tra il margine caudale del piastrone e l’apertura cloacale è maggiore rispetto alle femmine. Sebbene la determinazione del sesso sia spesso difficile nei soggetti giovani molti sauri adulti hanno dimorfismo sessuale evidente. Nonostante tutto comunque anche tra i sauri esistono molte specie come per esempio Tiliqua scincoides, Tiliqua intermedia, Gerrhosaurus major e Pogona vitticeps che anche in età adulta non mostrano alcun carattere sessuale secondario evidente rendendone molto difficile il riconoscimento del sesso. Per garantire un riconoscimento del sesso degli animali sono state messe a punto diverse tecniche di sessaggio che variano a seconda della specie presa in esame. L’eversione manuale degli emipeni è la più comune metodica utilizzata per il sessaggio dei giovani ofidi ed in particolare dei colubridi. I limiti di questa tecnica sono legati al fatto che può essere considerata attendibile al 100% solo nel caso di maschi riconosciuti positivi. L’eversione idrostatica degli emipeni esattamente come l’eversione manuale degli emipeni si basa sull’estroflessione di questi organi dalla base della coda, pertanto può essere utilizzata solo negli ofidi e in alcuni sauri. La procedura prevede l’iniezione di fluido sterile (preferibilmente soluzione salina isotonica) nella coda caudalmente all’eventuale posizione degli emipeni. Questa tecnica deve essere eseguita solo in casi eccezionali in quanto non è scevra da rischi. L’utilizzo di sonde cloacali è il principale metodo di sessaggio per gli ofidi adulti e per i sauri di grosse dimensioni. Per questa metodica si utilizzano sonde metalliche dello spessore adeguato al paziente e con punta smussa. Nei soggetti di genere maschile la sonda penetra agevolmente al contrario di quello che accade nelle femmine. Anche gli esami radiografici possono rendersi utili per il sessaggio di alcune specie di Varani (Varanus achanturus, V. komodoensis, V. olivaceus, V. gouldi, V. salvadorii ecc.) in quanto questi animali possiedono zone di mineralizzazione dei tessuti molli (“hemibacula”) che possono essere facilmente individuate nei maschi. Diversi studi riportano come il rapporto tra estradiolo e androgeni nel plasma o nel liquido amniotico sia un possibile metodo per identificare il genere sessuale delle tartarughe. Per effettuare il dosaggio ormonale, è necessario prelevare un campione di sangue di almeno 1 ml ad animale aspetto che rende praticamente impossibile utilizzare questo metodo di sessaggio nelle tartarughe molto piccole e nei neonati. L’ecografia, volta al ritrovamento degli emipeni, sembra essere un metodo molto preciso, per la determinazione del sesso nei serpenti. Uno studio compiuto presso il dipartimento di Scienze Medico Veterinarie dell’Università di Parma, ha dimostrato come questo metodo abbia una sensibilità, una specificità e un valore predittivo positivo e negativo pari al 100%. La radiografia con mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata possono essere utilizzate nel sessaggio dei sauri, con buoni risultati. Uno studio, compiuto dal dipartimento di Scienze Medico Veterinarie, dell’Università di Parma, ha voluto mettere a confronto diverse tecniche di sessaggio nei sauri, tra cui l’ecografia, la radiografia con e senza mezzo di contrasto e la tomografia computerizzata con e senza mezzo di contrasto. I risultati ottenuti, hanno dimostrato come l’ecografia non sia il mezzo più affidabile per il riconoscimento degli emipeni e quindi del sesso dell’animale, mentre la radiografia e la tomografia computerizza con mezzo di contrasto siano tecniche affidabili e accurate in queste specie. Un metodo valido e facilmente realizzabile per il sessaggio dei cheloni anche prepuberi è la cistoscopia. In un recente studio la cistoscopia è stata effettuata su quindici cheloni deceduti e venticinque cheloni vivi, anestetizzati. In generale, questo metodo si è dimostrato non invasivo per le tartarughe, facilmente ripetibile in diversi tipi di tartarughe e di breve durata. Tra le principali patologie riproduttive dei rettili le distocie sono sicuramente quelle che presentano una maggior frequenza. Quando si parla di distocia nei rettili, si intendono tutte quelle situazioni in cui si ha una mancata espulsione e deposizione del prodotto del concepimento entro tempi fisiologici. Questa patologia è complessa e può dipendere da diverse cause. Inoltre può sfociare in malattie sistemiche a volte molto severe. Le distocie possono essere classificate in ostruttive e non ostruttive in base alle cause. Si parla di distocia ostruttiva quando si verificano delle condizioni per cui viene impedito il corretto passaggio delle uova lungo il tratto riproduttivo (Fig.13). Le cause possono dipendere dalla madre o dalle caratteristiche delle uova. Nel caso di distocia non ostruttiva le uova rinvenute sono solitamente di dimensioni normali e la conformazione anatomica della madre è fisiologica. L’eziologia è da ricercare in difetti comportamentali, ambientali e patologici. Non esistono sintomi specifici e patognomonici di distocia. La malattia diviene evidente e conclamata solamente in presenza di complicazioni. Gli approcci terapeutici possibili sono vari a seconda della specie animale e della situazione. Fornire un’area adeguata per la nidiata: se la distocia non è ostruttiva si può cercare di incoraggiare l’animale a deporre autonomamente le uova creando un idoneo luogo di deposizione. Il trattamento medico prevede la stimolazione della deposizione delle uova ritenute mediante l’induzione con ossitocina. L’ossitocina viene somministrata alle dosi di 1/3 UI/kg per via intramuscolare. Uno studio condotto presso l’Università veterinaria di Parma ha comparato le somministrazioni di ossitocina per via intramuscolare e per via intravenosa, confrontando le tempistiche con le quali incominciano le contrazioni e avviene la completa ovodeposizione e dimostrando come per via intravenosa sia possibile somministrare dosi più basse rispetto a quelle riportate solitamente in letteratura ottenendo comunque un ottimo risultato. Nel caso in cui il trattamento farmacologico dovesse fallire o non fosse attuabile, oppure in casi di distocia ostruttiva è possibile ricorrere alla chirurgia. Per stasi follicolare si intende la incapacità di produrre sufficiente quantità di progesterone da corpi lutei perfettamente funzionanti. Come per la distocia, l’eziologia della stasi follicolare è variegata e molto ampia: le cause possono essere sia ambientali che patologiche. La diagnosi clinica viene fatta essenzialmente per esclusione. Come per la distocia, anche in questo caso l’anamnesi e la raccolta del maggior quantitativo di informazioni è fondamentale per indirizzarsi verso il riconoscimento della patologia. Per prolasso si intende la fuoriuscita di un organo attraverso un orifizio del corpo. Nei rettili, diversi organi possono prolassare attraverso la cloaca: la porzione terminale dell’apparato gastroenterico, la vescica urinaria, il pene nel maschio (cheloni) e gli ovidutti nella femmina. In sauri e ofidi gli emipeni possono prolassare dalle rispettive tasche in seguito ad eccesiva attività sessuale97. La corretta identificazione del viscere prolassato è estremamente importante e deve essere effettuata prima di decidere qualsiasi tipologia di trattamento ed intervento. Nei casi acuti e non complicati è possibile la riduzione manuale dell’organo, dopo un accurato lavaggio e attenta pulizia. Se questo non dovesse essere possibile, l’utilizzo di lubrificanti e pomate antibiotiche garantisce all’organo una protezione efficiente. Nel caso in cui non si sia potuto intervenire celermente e l’organo sia andato incontro a infezione e congestione venosa prolungata con conseguente necrosi, l’unica soluzione è l’amputazione