Rolul circuitelor coloanei vertebrale în controlul comportamentului sexual

Un studiu recent realizat pe șoareci de laborator și publicat în revista Nature Neuroscience a investigat modul în care măduva spinării orchestrează comportamentul sexual masculin. Cercetătorii au descoperit că neuronii pozitivi pentru galanină (Gal+) din segmentele lombare ale măduvei formează un circuit funcțional cu neuronii motori ai mușchiului bulbospongios (BSM), responsabil de expulzia spermei. Rezultatele contestă viziunea tradițională conform căreia măduva spinării ar fi doar un releu reflex pentru ejaculare, sugerând un rol mai complex în controlul excitației și al comportamentului copulator.
În mamifere, comportamentul sexual urmează o secvență bine definită: faze precopulatorii (curtare și pregătire), faza copulatorie (inclusiv inserția peniană) și ejacularea. Deși primele faze sunt reglate predominant de creier, ejacularea este considerată un reflex spinal în două etape: emisia (transferul spermei și al lichidului seminal în uretră) și expulzia (contracțiile musculare care eliberează sperma). Studii pe șobolani au arătat că stimularea directă a nervului penian dorsal poate declanșa ejacularea în condiții de deconectare de la creier, sugerând că mecanismul reflex este suficient. Totuși, datele indică și o inhibiție descendentă dinspre creier, care previne ejaculările premature.

Spre deosebire de șobolani, șoarecii și oamenii prezintă o dinamică diferită: o singură ejaculare urmată de o perioadă refractară lungă, ceea ce ridică întrebări despre modul în care circuitele spinale și centrale colaborează pentru a regla acest proces.

Despre studiu

Autorii au investigat microcircuitul spinal implicat în controlul mușchiului bulbospongios, un element cheie în expulzia spermei. Folosind trasori retrogradați, virusuri neurotrope, optogenetică și electrofiziologie, echipa a caracterizat:

• Neuronii motori ai BSM localizați în segmentele L6–S1, care prezintă markeri clasici pentru alfa-neuroni motori (ChAT, osteopontină).
• Partenerii presinaptici ai acestora, o populație de interneuroni Gal+ din segmentele L2–L3.
• Conectivitatea monosinpatică între Gal+ și BSM-MNs, demonstrată prin înregistrări patch-clamp.

Experimentele au inclus:

• Stimulare optogenetică a neuronilor Gal+ și BSM-MNs, pentru a măsura activitatea mușchiului bulbospongios prin electromiografie.
• Stimulare mecanică și electrică a penisului, în condiții intacte și spinalizate, pentru a testa integrarea semnalelor senzoriale.
• Ablarea genetică a neuronilor Gal+, pentru a evalua impactul asupra comportamentului sexual natural.

Rezultate

Caracterizarea neuronilor motori ai mușchiului bulbospongios

Neuronii BSM-MNs au fost localizați preponderent între segmentele L6 și S1. Activarea lor optogenetică a indus contracții puternice și reproducibile ale mușchiului bulbospongios, similare celor observate în timpul ejaculării naturale. Înregistrările celulare au confirmat latențe scurte (aprox. 4,6 ms până la potențial de acțiune) și fidelitate stabilă până la 20 Hz.

Identificarea partenerilor presinaptici Gal+

Interneuroni Gal+ localizați în L2–L3 au prezentat contacte directe cu BSM-MNs, prin transmisie glutamatergică. Acești neuroni au conexiuni și cu alte nuclee autonome (intermediolateral, sacral parasimpatic), sugerând o implicare mai largă în controlul funcțiilor genitale și erectile.

Integrarea semnalelor senzoriale

Atât neuronii BSM-MNs, cât și interneuronii Gal+ au răspuns la stimularea senzorială a penisului. Totuși, răspunsurile au fost marcant mai puternice la animalele spinalizate, confirmând rolul inhibitor al proiecțiilor descendente din creier. Acest mecanism explică prevenirea ejaculărilor premature printr-un control tonic central.

Particularități ale stimulării electrice și optogenetice

La șoareci, stimulările repetate ale neuronilor Gal+ au arătat o scădere treptată a amplitudinii răspunsurilor BSM, sugerând un mecanism asociat cu perioada refractară. Spre deosebire de șobolani, nu s-a putut induce complet faza de emisie, ci doar contracțiile expulzive.

Ablarea genetică a neuronilor Gal+

Eliminarea selectivă a neuronilor Gal+ a perturbat semnificativ comportamentul sexual:

• Creșterea latenței până la ejaculare.
• Număr mai mare de montări cu mișcări de probare (fără inserție).
• Întârzierea obținerii inserției peniene reușite.

Cu toate acestea, motivația sexuală și capacitatea de erecție nu au fost afectate, iar ejacularea a fost posibilă la majoritatea animalelor.

Concluzii

Studiul demonstrează că măduva spinării joacă un rol activ și complex în controlul comportamentului sexual masculin la șoareci, nu doar ca releu reflex pentru ejaculare. Neuronii Gal+ din segmentele lombare:

• Integrează semnale senzoriale genitale cu starea internă a animalului.
• Modulează contracțiile musculare ejaculatoare prin conexiuni directe cu BSM-MNs.
• Participă la organizarea secvenței copulatorii și la reglarea perioadei refractare.

Aceste rezultate schimbă paradigma conform căreia ejacularea ar fi exclusiv un reflex spinal, subliniind interacțiunea dinamică dintre creier și măduva spinării în controlul sexualității masculine. Prin comparație cu șobolanii, șoarecii prezintă o integrare mai puternică a stimulării senzoriale și o dependență mai mare de rețeaua spinală pentru reglarea comportamentului copulator, aspecte ce seamănă cu dinamica umană.