A imobilidade tônica em pombos (Columba livia): aspectos etológicos, fisiológicos e neuroanatômicos de uma resposta defensiva a uma ameaça inescapável

Abstract

Introdução: A imobilidade tônica (IT) é uma resposta defensiva inata, presente em vertebrados e invertebrados, caracterizada por um estado reversível de profunda inibição comportamental, acompanhada de uma diminuição de responsividade e perda total ou parcial do tônus antigravitacional. A IT é um comportamento conservado em vertebrados, podendo ser observado em diversas espécies de peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos e nestes animais é desencadeado pela contenção e restrição de movimentos do animal. A IT, portanto, parece ser uma resposta defensiva utilizada como último recurso durante o ataque de predadores. Estudos sobre este fenômeno, realizados principalmente em mamíferos (roedores e lagomorfos) e aves (galiformes) verificaram que a IT é acompanhada de uma série de alterações de variáveis fisiológicas como pressão arterial, frequência cardíaca, temperatura e de níveis plasmáticos de glicocorticóides comparáveis àquelas observadas em outras reações defensivas. Entretanto, esta reação foi pouco estudada do ponto de vista etológico e fisiológico em pombos (C. livia). Mesmo em mamíferos e galiformes, pouco se conhece sobre os circuitos encefálicos, especialmente circuitos mesencefálicos e límbicos, que atuam no controle deste comportamento. Métodos: Neste trabalho descrevemos o comportamento de IT em pombos e realizamos um estudo sobre atributos etológicos da IT, como a sua distribuição em uma coorte e habituação por meio de re-testes. Também foram avaliados parâmetros fisiológicos de temperatura corporal interna e frequência cardíaca (FC) em pombos durante a IT, utilizando aferências através da implantação de sensores telemétricos na cavidade celomática, bem como a avaliação da temperatura corporal externa utilizando termografia por detecção de infravermelho. Utilizando métodos imunoistoquímicos para detecção da proteína c-Fos, verificamos o padrão de ativação neural em diversas regiões mesencefálicas e límbicas de pombos após a indução da IT, ou manipulação em comparação com pombos não-manipulados, e, no hipotálamo, verificamos a ativação de células CRH+ utilizando dupla marcação CRH/c-Fos. Resultados: Durante a IT, pombos apresentaram movimentos palpebrais e movimentos de cabeça que se alteram com o tempo em imobilidade. O comportamento de IT é prevalente na população sendo que apenas 5% dos animais não exibe imobilidade após a contenção. A duração de IT em pombos é alterada quando o teste é repetido por 4 vezes em intervalos de 7 dias ou 24h, entretanto, 4 repetições in tandem parecem aumentar, ainda que de maneira não significante a duração da imobilidade. Tanto a temperatura interna quanto a FC aumentam de maneira significante nos períodos iniciais da IT, porém estes aumentos também podem ser observados em animais apenas manipulados. A temperatura corporal externa diminui em uma relação linear com a duração da IT. A indução da IT promove o aumento da expressão de c-Fos em áreas mesencefálicas: n. intercolicular (lateral e medial), substancia cinzenta periventricular e n. mesencefalico lateral, e límbicas: Arcopallium dorsal, Arcopallium itermédio, região dorsolateral ventral do hipocampo, área septal lateral e do núcleo intersticial da estria terminal. No hipotálamo, tanto a IT quanto a manipulação provocaram um aumento da ativação de células CRH+. Conclusão: A IT é um comportamento prevalente em pombos e não é homogêneo em sua duração. Tanto a IT quanto a manipulação promove respostas fisiológicas de temperatura e FC semelhantes, sugerindo que essas respostas sejam comuns ao estresse em pombos. A indução da IT promove ativação de áreas mesencefálicas comparáveis à região periaqueductal de mamíferos (PAG), também envolvida com comportamentos de defesa. A indução da IT promove a ativação de regiões límbicas no encéfalo do pombo comparáveis a áreas que também estão envolvidas em respostas defensivas em mamíferos, sugerindo que esta resposta é modulada por circuitos prosencefálicos descendentes e que circuitos controlando essa resposta podem ser conservados em amniotas.<br>

Abstract : Introduction: Tonic Immobility (TI) is as innate defensive response, seen in vertebrates and invertebrates, characterized by a reversible state of profound behavioral inhibition, accompanied by a lack of responsiveness ad partial or total loss of antigravitational tonus. TI is a conserved behavior across vertebrates, being observed in several species of fish, amphibians, reptiles, birds and mammals. In these animals, the TI is achieved by restraining the animals movements in a inverted position. Therefore, TI is interpreted as a defensive response utilized as the last resort against predator attacks. Studies about this phenomenon, done especially in mammals (rodents and lagomorphs) and birds (galliforms) showed that TI is accompanied by a series of alterations of physiological variables such as arterial pressure, heart rate, temperature and plasmatic levels of glucocorticoids comparable to those seen in other defensive reactions. Nevertheless, this reaction was studied to a lesser extent, regarding its ethological and physiological features in pigeons (C. livia). Even in mammals and galliform birds, little is known of the encephalic circuitry, especially of the mesencephalic and limbic, that controls this behavior. Methods: In this study we describe the TI behavior in pigeons and its ethological attributes, as well as its distribution in a cohort and its habituation by means of re-testing. Heart rate and core temperature during TI were also evaluated by implanting telemetric sensors into the celomatic cavity of pigeons. External body temperature during TI was evaluated utilizing thermographic detection of infrared. Utilizing immunohistochemical detection of c-Fos we evaluated de pattern of neural activation in mesencephalic and limbic brain regions after TI induction or handling in comparison with non-handled controls, and, in the hypothalamus we assessed the activation of CRH+ cells in the PVN utilizing double-labeling CRH/c-Fos. Results: We found that TI is a prevalent behavior in a cohort of pigeons whereas only 5% of animals failed to become immobile after movement restraint. During TI they presented eyelid and head movements that changed over TI duration. The TI duration in pigeons is not altered after 4 repetitions in intervals of 7 days or 24 hours, however 4 repetitions in tandem seemed to increase (not significantly) the TI duration. Both the core temperature and heart rate showed increases in the beginning of TI of pigeons; however, these increases were not significantly different from those observed after manipulation; We found that the external temperature of pigeons linearly decreases with the duration of tonic immobility. TI induction in pigeons caused an increase in c-Fos expression in mesencephalic areas: intercolicularis (lateral e medial), stratum griseum periventriculares and n. mesencephalicus lateralis, pars dorsalis and limbic areas: dorsal Arcopallium, Arcopallium intermedium, ventral dorsolateral region of the hippocampus, lateral septal area and in the bed nucleus of the stria terminalis. In the hypothalamus, both IT and handling increased de number of activated CRH+ neurons Conclusion: Tonic immobility is a prevalent behavior in pigeons. This behavior is not homogenous. Both TI and manipulation promote physiological responses of temperature and heart rate, suggesting that these responses are common to stress reactions in general and not byproducts of the TI itself. The induction of TI promotes increases in neural activity in mesencephalic regions comparable to the mammalian periaqueductal region (PAG), also implicated in the control of defensive behaviors. The IT induction elicit neuronal activity in limbic regions of the pigeon brain comparable to areas that are also involved with defensive responses in mammals, suggesting that this response is modulated by descending prosencephalic pathways, and that the circuits controlling this response may be highly conserved in amniotes.