Le stelle marine usano un neuroormone per dire alle loro braccia di cadere / Starfish Use a Neurohormone To Tell Their Arms To Fall Off
Le stelle marine usano un neuroormone per dire alle loro braccia di cadere / Starfish Use a Neurohormone To Tell Their Arms To Fall Off
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Quando la maggior parte degli animali viene attaccata dai predatori, l'incontro è spesso fatale. Ma alcuni animali hanno sviluppato una strategia intrigante per sopravvivere a tali attacchi: cedono una parte del loro corpo al predatore in modo da poter scappare e sopravvivere. Questo processo mediante il quale un'appendice viene automaticamente staccata dal resto del corpo è noto come autotomia. La capacità di "autotomizzare" le appendici si è evoluta in diversi tipi di animali, con l'autotomia della coda in alcune specie di lucertole che ne è un esempio ben noto. Altri includono l'autotomia delle zampe nei granchi e l'autotomia delle braccia nelle stelle marine. Tuttavia, si sa molto poco sui meccanismi che consentono ad alcuni animali di perdere rapidamente un'appendice corporea in questo modo.
In un articolo sulla rivista Current Biology , gli scienziati della Queen Mary University of London hanno scoperto un neuroormone che innesca l'autotomia del braccio nelle stelle marine. Mentre testavano gli effetti di diversi neuroormoni nella comune stella marina europea Asterias rubens, hanno fatto la sorprendente osservazione che l'iniezione di un neuroormone ha causato la perdita di uno o più arti negli animali. Sorprendentemente, in alcuni animali sono stati persi quattro arti, lasciandone solo uno attaccato alla regione centrale del corpo contenente lo stomaco, che è essenziale per la sopravvivenza. Il neuroormone che si è scoperto agire come un "fattore che promuove l'autotomia" nelle stelle marine è una piccola proteina (un neuropeptide) che è correlata all'ormone umano colecistochinina o CCK. Negli esseri umani, la CCK agisce come un ormone della sazietà, impedendoci di mangiare di più quando ci sentiamo sazi, oltre a mediare le risposte fisiologiche alle situazioni stressanti. Una ricerca precedentemente riportata dallo stesso team di ricerca della Queen Mary University di Londra ha scoperto che un neuroormone di tipo CCK inibisce l'alimentazione nelle stelle marine, in linea con il ruolo del CCK come ormone della sazietà negli esseri umani. La nuova ricerca suggerisce che il CCK delle stelle marine potrebbe essere rilasciato come risposta generalizzata allo stress associato all'essere attaccati da un predatore. Quindi, se le stelle marine sono impegnate a nutrirsi del loro cibo preferito, le cozze, smettono di nutrirsi e cercano di scappare, ma se uno dei loro arti viene catturato dal predatore, lo lasciano andare e vivono per nutrirsi di nuovo, anche se con un braccio in meno! Tuttavia, le stelle marine hanno anche notevoli poteri di rigenerazione, quindi dopo aver perso un braccio possono, in un periodo di diverse settimane e mesi, farne crescere uno nuovo per ripristinare il loro complemento originale di cinque braccia.
Gli scienziati della Queen Mary University di Londra erano anche interessati a scoprire come il neuroormone di tipo CCK innesca l'autotomia del braccio nelle stelle marine. La dott. ssa Ana Tinoco, membro del gruppo di ricerca con sede a Londra che ora lavora presso l'Università di Cadice in Spagna, ha spiegato come hanno affrontato questa questione. "Abbiamo scoperto che il neuroormone di tipo CCK è presente nelle fibre nervose di uno speciale muscolo che si trova alla base di ogni braccio ed è noto come muscolo del laccio emostatico. Come suggerisce il nome, quando le stelle marine autotomizzano un braccio, il muscolo del laccio emostatico si contrae ed aiuta a far cadere il braccio, chiudendo anche la ferita dopo che un braccio è caduto. Quando abbiamo testato il neuroormone di tipo CCK per i suoi effetti sui muscoli delle stelle marine, abbiamo scoperto che causava la contrazione. Pertanto, pensiamo che inneschi l'autotomia del braccio nelle stelle marine, almeno in parte, venendo rilasciato dalle fibre nervose nel muscolo del laccio emostatico e causando la contrazione del muscolo. Tuttavia, i nostri esperimenti indicano che potrebbe essere uno dei numerosi neurormoni che lavorano insieme per controllare l'intero processo di autotomia del braccio nelle stelle marine, che comporta anche la rottura dei legamenti che collegano diverse parti dello scheletro come la base del braccio".
Maurice Elphick, che ha guidato il progetto di ricerca, ha commentato il significato più ampio dei risultati di questo studio. "Pensiamo che la nostra scoperta sia affascinante perché la capacità delle stelle marine di perdere le braccia è un fenomeno biologico sorprendente. Ma è anche importante dal punto di vista fisiologico, perché il nostro è il primo studio ad identificare un neuroormone che innesca l'autotomia negli animali. Ci auguriamo che ciò fornisca le basi per ulteriori ricerche in modo da poter apprendere di più su come funziona l'autotomia, non solo nelle stelle marine ma anche in altri animali. Vorremmo sapere cosa consente ad alcuni animali di autotomizzare e quindi rigenerare braccia o gambe, mentre la maggior parte degli animali non è in grado di farlo. Comprendere i meccanismi dell'autotomia negli animali potrebbe essere utile nel campo della medicina rigenerativa. Se riusciamo a capire come alcuni animali sono in grado di perdere e quindi rigenerare arti in modo autonomo, tale conoscenza potrebbe essere utile per migliorare il recupero dalla perdita traumatica di arti quando si verifica negli esseri umani o negli animali domestici".
ENGLISH
Researchers discovered a neurohormone in starfish that triggers arm shedding, offering insights into limb regeneration.
When most animals are attacked by predators, the encounter is often fatal. But some animals have evolved an intriguing strategy to survive such attacks – they relinquish a part of their body to the predator so that they can escape and survive. This process whereby an appendage is automously detached from the rest of the body is known as autotomy. The ability to ‘autotomise’ appendages has evolved in several animal types, with tail autotomy in some lizard species being a well-known example. Others include autotomy of legs in crabs and autotomy of arms in starfish. However, very little is known about the mechanisms that enable some animals to rapidly shed a body appendage in this way.
Reporting in the journal Current Biology, scientists at Queen Mary University of London have discovered a neurohormone that triggers arm autotomy in starfish. Whilst testing the effects of different neurohormones in the common European starfish Asterias rubens, they made the surprising observation that injection of one neurohormone caused animals to shed one or more of their arms. Remarkably, in some animals four arms were shed, leaving just one arm attached to the central body region containing the stomach, which is essential for survival. The neurohormone that was found to act as an ‘autotomy-promoting factor’ in starfish is a small protein (a neuropeptide) that is related to the human hormone cholecystokinin or CCK. In humans, CCK acts as a satiety hormone, stopping us from eating more when we feel full up, as well as mediating physiological responses to stressful situations. Previously reported research by the same research team at Queen Mary University of London found that a CCK-type neurohormone inhibits feeding in starfish, consistent with the role of CCK as a satiety hormone in humans. The new research suggests that starfish CCK may be released as a generalised response to the stress associated with being attacked by a predator. So if starfish are busy feeding on their favourite food, mussels, they stop feeding and try to escape but if one of their arms is caught by the predator they let go of it and live to feed again, albeit with one less arm! However, starfish also have remarkable powers of regeneration so having lost an arm they can, over a period of several weeks and months, grow a new one to restore their original complement of five arms.
The scientists at Queen Mary University of London were also interested in finding out how the CCK-type neurohormone triggers arm autotomy in starfish. Dr Ana Tinoco, a member of the London-based research group who is now working at the University of Cadiz in Spain, explained how they addressed this question. “We discovered that the CCK-type neurohormone is present in nerve fibres in a special muscle that is located at the base of each arm and which is known as the tourniquet muscle. As its name implies, when starfish autotomise an arm the tourniquet muscle contracts and assists in enabling the arm to fall off, whilst also closing off the wound after an arm is shed. When we tested the CCK-type neurohormone for its effects on muscle in starfish we found that it caused contraction. Therefore, we think that it triggers arm autotomy in starfish, at least in part, by being released by nerve fibres in the tourniquet muscle and causing the muscle to contract. However, our experiments indicate that it may be one of a several neurohormones that work together to control the whole process of arm autotomy in starfish, which also involves breaking of ligaments that connect different parts of the skeleton as the base of the arm.”
Maurice Elphick who led the research project, commented on the broader significance of the findings of this study. “We think our discovery is fascinating because the ability of starfish to shed their arms is such an amazing biological phenomenon. But it is also important physiologically, because ours is the first study to identify a neurohormone that triggers autotomy in animals. We hope that this will provide the foundations of further research so that we can learn more about how autotomy works, not only starfish but also in other animals. We would like to know what is it that enables some animals to autotomise and then regenerate arms or legs, whilst most animals can’t do this. Understanding the mechanisms of autotomy in animals may be useful in the field of regenerative medicine. If we can understand how some animals are able to lose and then regenerate limbs automously, that knowledge may be helpful in improving recovery from traumatic limb loss when it occurs in humans or domestic animals.”
Da:
https://www.technologynetworks.com/applied-sciences/news/starfish-use-a-eurohormone-to-tell-their-arms-to-fall-off-390401
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