Il coniglio come modello sperimentale per lo studio degli effetti neurologici indotti da Cobalto

• Main Author: Mariotti, Andrea <1978>
• Other Authors: Zaghini, Anna
• Format: Doctoral Thesis
• Language: it
• Published: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna 2012
• Subjects: VET/07 Farmacologia e tossicologia veterinaria
• Online Access: http://amsdottorato.unibo.it/4568/

Sono stati studiati gli effetti tossici dell’esposizione cronica a cobalto e cromo. In passato, questa tossicità, che colpiva lavoratori esposti per ragioni occupazionali, è stata un problema molto sentito. Tuttavia, recenti pubblicazioni hanno descritto una specifica tossicità mediata da elevati livelli di cobalto e cromo, anche in pazienti portatori di protesi metalliche, quali gli impianti d’anca. Anche se sintomi clinici tra cui, cecità, sordità e neuropatia periferica, suggeriscono uno specifico neurotropismo, ancora poco è conosciuto delle basi neuropatologiche di questo processo ed oltretutto non ne è ancora stata apportata un’evidenza sperimentale. In questo progetto di ricerca, quindi, si è voluto approfondire il meccanismo patogenetico da cui scaturiscono tali sintomi neurologici, utilizzando come modello sperimentale il coniglio. Conigli New Zealand White sono stati trattati con dosi endovenose ripetute di cobalto e cromo, inoculati singolarmente od in associazione tra loro. Nessuna evidente alterazione clinica o patologica è stata associata alla somministrazione di solo cromo, nonostante gli elevati livelli in sangue e tessuti, mentre i trattati con cobalto-cromo o solo cobalto hanno mostrato segni clinici gravanti sul sistema vestibolo-cocleare; il cobalto, quindi, è stato identificato come il maggiore elemento scatenante neurotossicità. Inoltre all’esame istopatologico gli animali hanno mostrato severa deplezione delle cellule gangliari retiniche e cocleari, assieme a danno al nervo ottico e perdita di cellule sensitive capellute dell’orecchio. È risultato infine evidente che la gravità delle alterazioni è stata correlata al dosaggio ed al tempo di esposizione; dati questi che confermano, quindi, le precedenti osservazioni fatte su pazienti umani esposti a rilascio abnorme di cobalto e cromo da usura di protesi d’anca. È stato ipotizzato che il cobalto agisca sui mitocondri provocando l’incremento di produzione di specie reattive dell’ossigeno e il rilascio di fattori proapoptotici, causando sulle cellule neuronali un danno proporzionale al loro fabbisogno energetico e grado di mielinizzazione. === The toxic effects of continuous exposure to cobalt and chromium have been studied. In the past, this toxicity concerning workers exposed in occupational setting, was a very sensitive issue. However, recent reports have described a specific toxicity mediated by high levels of cobalt and chromium even in patients who had received metallic prostheses, such as hip implants. Although clinical symptoms, including blindness, deafness and peripheral neuropathy, suggest a specific neurotropism, little is still known about the neuropathological basis of this process, and moreover, it has not yet been provided an experimental evidence. So, in this research project we wanted to investigate the pathogenic mechanism from which these neurologic symptoms come out, using rabbit as an experimental model. New Zealand White rabbits were treated with repeated intravenous doses of cobalt and chromium, administered alone or in combination between them. No evident clinical or pathological alteration has been associated with the only chromium administration, despite its high levels in blood and tissue while the cobalt-chromium and cobalt alone treated rabbits showed vestibulo-cochlear signs; cobalt, then, has been identified as the major trigger element mediating neurotoxicity. In addition, on histopathological examination, the animals showed severe depletion of retinal and cochlear ganglion cell along with optic nerve damage and loss of sensory cochlear hair cells. Finally, it has also been clear that the severity of the alterations has been related to the dose and the exposure time. These data confirm previous observations in human patients exposed to abnormal release of cobalt and chromium, arising from damaged hip prostheses. It has been supposed that the cobalt acts on mitochondria leading to increased production of reactive oxygen species and release of pro-apoptotic factors, producing a damage on neuronal cells in proportion to their energy requirements and degree of myelination.