1. Apparato respiratorio

Boccheggiante

  Legato al sesso e recessivo
  Gruppo di associazione V - cromosoma Z

In letteratura è riportata una sola mutazione che colpisce il sistema respiratorio. Price (1966) ha fornito una breve descrizione di un’anomalia respiratoria: dopo poco tempo dalla nascita i pulcini presentavano un rantolo bronchiale e un caratteristico boccheggiamento che entro 4 giorni diventavano imponenti, seguiti da un’elevata mortalità. I soggetti che riuscirono a diventare adulti continuarono a presentare un rantolo bronchiale e non raggiunsero un peso normale.

Non fu possibile isolare alcun agente infettivo e non fu riscontrato alcun segno di processo infiammatorio.

2. Apparato riproduttivo

2.1. Ipoplasia gonadica ereditaria

    Autosomico incompletamente dominante
   Gruppo di associazione sconosciuto

Questa anomalia descritta da Lojda e Hovorka (1968) colpisce solo i maschi: bassa concentrazione di spermatozoi con una relativamente alta percentuale di forme patologiche nel seme di un maschio di Livorno bianca che presentava un’ipoplasia testicolare. La fertilità di questo maschio era significativamente inferiore a quella dei maschi normali suoi consanguinei.

2.2. Atresia degli organi riproduttivi

Autosomico dominante
Gruppo di associazione sconosciuto

Una chiusura ereditaria dell’ovidutto in Livorno bianca fu descritta da Finne e Vike (1951): queste galline non erano in grado di deporre uova a causa di una rottura dell’ovidutto a livello dell’istmo, spesso accompagnata da un restringimento fra vagina e cloaca. L’ovaio era sviluppato in modo normale e l’istinto di deposizione era molto evidente, ma appena dopo la maturità sessuale queste femmine mostravano segni di ovodeposizione interna con susseguente elevata mortalità.

All’esame necroscopico del padre si mise in evidenza un deferente di destra discontinuo, associato a un testicolo destro floscio e raggrinzito. Quindi questa mutazione colpisce sia i maschi che le femmine.

Furono prodotte altre generazioni di femmine affette da quest'anomalia, potendosi altresì dimostrare che la condizione era determinata da un singolo gene dominante, ma dal momento che le femmine affette dalla patologia non erano in grado di deporre uova, non fu mai possibile dimostrare se il gene in causa era autosomico oppure legato al sesso, né fu possibile ottenere maschi omozigoti per studi ulteriori.

2.3. Sviluppo dell’ovidutto destro

   Autosomico incompletamente dominante
  Gruppo di associazione sconosciuto

In base alle revisioni della letteratura a opera di Sell (1959) e di McBride (1962) sono stati descritti numerosi casi di galline dotate di due ovidutti. In condizioni normali solo l’ovidutto di sinistra è ritenuto un organo funzionalmente attivo, essendo quello destro un residuo privo di funzione attaccato alla cloaca e che solo in condizioni anormali aumenta di dimensioni e si riempie di fluidi.

McBride ha suddiviso in 4 classi i casi riportati in letteratura:

1 - ovaio e ovidutto sia destro che sinistro completamente sviluppati

2 - ovidutto destro sviluppato con un accenno di sviluppo dell’ovaio destro

3 - ovidutto sia destro che sinistro sviluppati, ma con assenza completa dell’ovaio destro

4 - ovaio e ovidutto di sinistra normali con un ovidutto destro imperfetto, abitualmente cistico.

Le ultime due classi includono gran parte dei casi riportati in letteratura. È significativo il fatto che in letteratura non è descritta alcuna femmina dotata di un sistema riproduttivo solo dal lato destro.

Ricorrendo agli opportuni test si è potuto dimostrare trattarsi di un’anomalia dovuta a un singolo gene autosomico incompletamente dominante.

Quasi tutte le femmine di uccello hanno solo l'ovaio sinistro funzionante. Un'eccezione è costituita dallo Sparviero, Accipiter nisus, nonché da altri Falconiformi, cui dobbiamo aggiungere il Kiwi, che appartiene al genere Apteryx. Ma solo l'ovidutto sinistro è funzionante, essendo quello destro per lo più inutilizzato, e talora vestigiale. Si veda per completezza - nella pagina dello Sparviero, del Falco e del Kiwi - la ricerca di Kinsky (1971) The consistent presence of paired ovaries in the Kiwi (Apteryx) with some discussion of this condition in other birds.

2.4. Ridotta ovulazione

   Legato al sesso, recessivo
   Gruppo di associazione V - cromosoma Z

Questa mutazione è già stata descritta in questo volume: VIII.8.5.

2.5. Carenza di riboflavina

   Autosomico, recessivo ® incompletamente dominante
   Gruppo di associazione sconosciuto

Notizie dettagliate relative a questa mutazione si trovano nel II volume - XVII.8.2. e in questo volume: VIII.8.13.

3. Apparato urinario

3.1. Ipoplasia renale

   Autosomico, recessivo
   Gruppo di associazione sconosciuto

L’ipoplasia renale nel pollo è stata studiata da due gruppi di ricercatori. Jeffrey (1937) trovò in un ceppo di Livorno bianca l’assenza o l’atrofia del rene sinistro senza conseguenze apparenti per lo stato di benessere. Non è stato possibile determinare con sicurezza che si trattasse di un’anomalia su base genetica. Pun (1961) studiò una situazione di ipoplasia renale nella Livorno perniciata che pareva dovuta a un singolo gene recessivo dotato di penetranza ed espressività variabili, con un’espressività maggiore nelle femmine rispetto ai maschi. L’ipoplasia non prediligeva il rene destro più del sinistro e nel rene normale era presente un’ipertrofia compensatoria.

3.2. Gotta ereditaria

   Autosomico, recessivo
   Probabile gruppo di associazione II - cromosoma 2

La gotta può occasionalmente manifestarsi negli uccelli in caso di dieta particolarmente ricca in proteine, con sviluppo di tofi gottosi a livello delle articolazioni dei piedi e delle ginocchia, associati a elevati tassi plasmatici di acido urico. Nel pollo è stato possibile dimostrare che pur con una dieta a basso tenore proteico può verificarsi uno stato gottoso associato a iperuricemia. In base alle osservazioni effettuate si ipotizza che questo gene abbia un rapporto di linkage con il locus i⁺.

4. Sistema ormonale

4.1. Nanismo tiroideo

   Autosomico, recessivo
   Gruppo di associazione sconosciuto

Questa particolare forma di nanismo fu riportata per la prima volta da Landauer (1929) in un solo soggetto di Rhode Island Red, il quale si presentava di dimensioni ridotte e il cui piumaggio era più lungo del normale. La tiroide era ingrandita ed era formata da tessuto aplastico privo di colloide. Tale situazione di ipotiroidismo ricordava parecchio la condizione umana nota come mixedema infantile.

Anche Mayhew e Upp (1932) comunicarono una condizione di nanismo su base ipotiroidea nella RIR, la cui descrizione somigliava a quella fornita da Landauer. Alla schiusa i pulcini apparivano normali, ma delle differenze sostanziali cominciarono a manifestarsi a 3 settimane di vita: le zampe erano molto corte in rapporto alle dimensioni del corpo e le dita più esterne erano girate all’infuori e all’indietro, la testa era più slargata in corrispondenza delle regione oculare e il becco era simile a quello di un pappagallo. Inoltre la coda era portata a un livello corrispondente all’altezza della parte centrale del corpo, con piume dirette in basso. I pulcini erano socievoli e attivi, ma difficili da allevare fino alla maturità, e nessun soggetto nano la raggiunse.

Gli studiosi furono in grado di concludere per una patologia causata da un gene autosomico recessivo allo stato omozigote, il cui simbolo td fu proposto da Hutt (1949).

4.2. Tiroidite autoimmune

    Poligenico

Il ceppo obeso di Livorno bianca - OS, obese strain - descritto da Cole (1966) fu sviluppato presso la Cornell University da 20 femmine obese che erano segregate dal Cornell C strain - CS - durante la stagione di schiusa 1955-1957. Attraverso la selezione l’incidenza di questa obesità venne incrementata dallo 0% a oltre l’80% nei maschi e da meno dell’1% a oltre il 90% nelle femmine. L’espressione dell’obesità era piuttosto più frequente e più pronunciata nelle femmine rispetto ai maschi. L’obesità è stata la prima caratteristica a essere osservata in questi soggetti, da cui deriva il nome assegnato al ceppo selezionato.

I soggetti obesi venivano generalmente riconosciuti come tali a partire da 6-10 settimane di vita e avevano le caratteristiche che tipicamente si associano a uno stato di ipotiroidismo: dimensioni ridotte, pelle soffice e pienotta sollevabile in pliche, abbondante accumulo di adipe, struttura setosa del piumaggio che si presentava eccessivamente lungo. Il comportamento era tranquillo ed era presente una particolare sensibilità alle basse temperature. La maturità sessuale si dimostrò ritardata e la deposizione di uova fu scarsa, con normale volume delle uova. Fertilità e schiudibilità generalmente normali.

Fu Cole (1968) a dimostrare per primo l’origine autoimmune di questa condizione patologica, trattandosi di una tiroidite autoimmune spontanea, ampiamente impiegata come modello per la tiroidite di Hashimoto in campo umano, che è una tiroidite cronica a patogenesi autoimmune.

Cole giunse alla conclusione che questa tiroidite dei polli è ereditata come tratto poligenico, che non è completamente recessivo. Secondo Hala (1988) potrebbe trattarsi della messa in gioco di 5 geni maggiori nel regolare l’espressione completa della tiroidite: due famiglie di geni in cui due geni di una famiglia codificano per un’anormale reattività del sistema immunogeno, e tre geni della seconda famiglia, uno dei quali recessivo, codificano per la suscettibilità dell’organo bersaglio nei confronti dell’attacco autoimmune. Sarebbero implicati anche geni modificatori minori.

Dell’OS abbiamo già succintamente parlato nel vol.II - XIX.9.3. quando abbiamo analizzato i linfociti TS, cioè i linfociti T soppressori: queste cellule sono particolarmente importanti nel sopprimere la risposta agli autoantigeni, assicurando una risposta immunitaria anticorpale solo verso antigeni esterni, per cui una carenza o una mancanza di linfociti TS comporta malattie autoimmuni nelle quali l’organismo arriva a distruggere parte dei propri tessuti; situazione che si verifica sia nell’uomo che nel pollo, come appunto nell’OS che presenta una tiroidite autoimmune.

4.3. Tiroidite indotta dalla dieta

   Poligenico

Il ceppo C della Cornell - CS - mostrava un tasso sorprendentemente elevato di autoanticorpi anti ormone tiroideo - T3 e T4 - e anti tireoglobulina. L’aggiunta di iodio alla dieta durante le prime 10 settimane di vita fu in grado di incrementare notevolmente l’incidenza di tiroidite autoimmune in questi soggetti, come fu possibile dimostrare dall’esame istologico della tiroide e dal tasso di autoanticorpi, mentre una dieta carente in iodio aveva come risultato una riduzione dell’incidenza della malattia. Si è potuto dimostrare che gli elevati livelli dietetici di iodio sono in grado di incrementare l’immunogeneticità della molecola di tireoglobulina.

Questa particolare suscettibilità del CS alla tiroidite autoimmune indotta dallo iodio è senza dubbio su base genetica e probabilmente riconosce un meccanismo multifattoriale. La condizione del CS è diversa da quella descritta nell’OS, nel quale la produzione di autoanticorpi è indipendente dal tasso di iodio presente nella dieta.

4.4. Diabete insipido

  Autosomico, recessivo
  Gruppo di associazione sconosciuto

Buss e Murphy (1965) riferirono di un ceppo di Livorno bianca caratterizzato da polidipsia e poliuria, cioè da esagerata sete ed elevata produzione di urina; l’esame della genealogia suggeriva una causa verosimilmente genetica e gli incroci successivamente eseguiti dimostrarono trattarsi di un singolo gene autosomico recessivo.

I soggetti omozigoti di/di apparivano normali quanto a vitalità, fertilità, consumo di cibo, peso corporeo, numero e peso delle uova, spessore del guscio e qualità dell’albume. Essi tuttavia mostravano un grado elevato e variabile di polidipsia e poliuria, che a 3 settimane di vita comportava un’assunzione di liquidi circa tre volte superiore al normale; la pressione osmotica del plasma e la concentrazione plasmatica di sodio erano tuttavia molto simili nei soggetti normali e in quelli con polidipsia.

Sull’effettivo meccanismo di questo diabete insipido non è stato raggiunto un accordo unanime. Infatti, se una serie di indagini è stata in grado di dimostrare una sensibilità alla somministrazione di agenti antidiuretici - come vasopressina e vasotocina -, altri studiosi hanno concluso trattarsi di una forma di diabete insipido in cui è in causa un semplice malfunzionamento renale senza implicazioni ormonali.

5. Apparato visivo

Anatomia e fisiologia del globo oculare sono state descritte in vol.II - XXVI.5.

5.1. Microftalmia bilaterale

    Autosomici
    Gruppo di associazione sconosciuto

Sono stati descritti almeno 3 casi di microftalmia, cioè di una condizione patologica caratterizzata da rimpicciolimento del globo oculare. Jeffrey (1941) fu il primo a riferire una microftalmia bilaterale nella Plymouth Rock barrata, ereditata come carattere autosomico recessivo. I soggetti che ne erano affetti presentavano un globo oculare il cui diametro era circa la metà del normale e che non protrudeva all’esterno, accompagnato da una marcata depressione della regione oculare su ogni lato della testa. Si accompagnava anche una riduzione del volume della cresta, che era assottigliata e talora sdoppiata. La schiusa degli embrioni che ne erano affetti si aggirava sul 25-34% e nessuno dei pulcini raggiunse la maturità. Si ritenne che la mortalità dei pulcini fosse dovuta all’impossibilità di trovare acqua e cibo a causa della cecità, ma molto verosimilmente la mortalità di questi soggetti microftalmici era dovuta a un effetto pleiotropico. Somes (1980) assegnò il simbolo mi a questa mutazione.

Wight e Carr (1965) osservarono una Livorno perniciata normale produrre una progenie affetta da microftalmia mono o bilaterale in due periodi differenti quando venne inseminata artificialmente con seme di maschi differenti e senza rapporto di parentela. Dei 59 pulcini che nacquero, 18 - e quindi il 33% - erano anormali: il difetto variava da una anoftalmia monolaterale - assenza di qualsiasi struttura oculare da un solo lato - a occhi di dimensioni appena più piccoli della norma. Nessuno dei pulcini affetti sopravvisse per potersi riprodurre; tre femmine e un maschio normali nati da questa femmina ebbero una progenie ma non ne nacquero pulcini anormali. Gli autori conclusero per un tratto dominante con penetranza incompleta - Mi-2 -, ma la prova addotta non era conclusiva. Non bisogna dimenticare, come puntualizzò a suo tempo Jeffrey, che parecchi casi di microftalmia unilaterale nel pollo e in altri animali non sono di origine genetica.

Finzi e Romboli (1978) riscontrarono un’altra microftalmia recessiva - mi-3 - nella New Hampshire, che sembra essere diversa da quella descritta da Jeffrey. Anche se gli autori non l’hanno specificato, è implicito che la microftalmia era bilaterale. Come per il gene mi, il gene mi-3 comportò una mortalità del 30-45% prima della schiusa, ma permise ai soggetti di diventare adulti e di riprodursi artificialmente. Inoltre, gli occhi di alcuni soggetti mi-3 si avvicinavano alla norma, mentre in altri erano drasticamente ridotti di volume. La cresta non veniva alterata, ma in compenso si notò che le piume del collo erano rigirate lungo il rachide, dando l’impressione di un ciuffo, che nei maschi si presentava dietro la testa e nelle femmine ai lati del collo. Questa situazione potrebbe essere un effetto pleiotropico di mi-3.

5.2. Occhio spalancato

   Legato al sesso, recessivo
  Gruppo di associazione V - cromosoma Z

Le caratteristiche fenotipiche di questa mutazione legata al sesso consistono in una protrusione bilaterale della cornea di entità da lieve a severa e che può essere rilevata a partire da 5 settimane di vita.

Nel soggetto adulto la spiccata protrusione della cornea ha come conseguenza un aumento della profondità della camera anteriore dell’occhio e cicatrici corneali al di sotto dell’epitelio. Queste alterazioni non sfociano in cecità, ma sembrano essere responsabili di un astigmatismo. Nell’uomo questa situazione patologica è nota come cheratocono, cioè cornea foggiata a cono.

Fig. XVII. 1 - Curvatura e spessore della cornea normale e in caso di cheratocono

Lo studio istologico della mutazione pop ha rivelato una graduale degenerazione delle cellule basali dell’epitelio corneale; nei soggetti adulti l’epitelio corneale è ridotto a 2-3 strati di cellule basali appiattite che giacciono su una membrana basale anormale; anche le cellule dell’endotelio corneale sono differenti rispetto alla norma e la perdita di cellule in relazione all’avanzare dell’età è più rapida rispetto a quanto accade in condizioni normali.

Queste modificazioni distrofiche su base non infiammatoria a carico della curvatura della cornea dovute ad assottigliamento della porzione centrale e alla protrusione conica sono note appunto come cheratocono, che ha caratteristiche molto simili al cheratocono umano. Dal momento che la mutazione pop è l’unica causa nota di un cheratocono in animali domestici, il suo studio potrebbe essere di notevole aiuto al fine di comprendere l’eziologia e la patogenesi del cheratocono umano.

5.3. Globo oculare ingrandito con cecità

   Autosomico, recessivo
  Gruppo di associazione sconosciuto

Il fenotipo di questi pulcini consiste in cecità alla schiusa, accompagnata da aumentate dimensioni dei globi oculari che danno luogo a vari gradi di esoftalmo.

Negli embrioni, a partire dall’8° giorno d’incubazione, è possibile osservare istologicamente la progressiva comparsa di piccole discontinuità a carico della retina le quali vanno progressivamente aumentando in numero e dimensioni col progredire dell’incubazione. All’atto della schiusa sono presenti numerosi spazi intercellulari a carico della retina e la degenerazione retinica continua a progredire con il crescere del pulcino, con interessamento dei fotorecettori e delle cellule pigmentate.

5.4. Displasia e degenerazione retinica parziali

Autosomico, recessivo
Gruppo di associazione sconosciuto

Questa mutazione venne descritta per la prima volta da Randall e McLachlan (1979): alla schiusa i pulcini presentavano una visione limitata e un’attività inferiore alla norma. A 6 mesi d’età la maggior parte dei soggetti non rispondeva agli stimoli visivi. Gli elettroretinogrammi in pulcini di una settimana di vita indicavano che la capacità visiva era scarsa ma non ancora persa, e che la sensibilità dei coni e dei bastoncelli era molto ridotta.

Le sezioni istologiche condotte in embrioni e in pulcini appena nati hanno mostrato anomalie della retina che si estendono dall’epitelio pigmentato alla lamina interna. A partire dall’8° giorno d'incubazione nell’epitelio pigmentato furono osservate delle discontinuità che andarono aumentando in numero e in dimensioni col procedere dell’incubazione, ma a differenza delle discontinuità osservate nella mutazione beg esse scomparvero nel giro di una settimana dalla nascita. Dopo la schiusa fu osservata una progressiva degenerazione dei fotorecettori.

Questa mutazione può essere utile come modello nello studio di anomalie umane dell’occhio, tipo la retinite pigmentosa. Ma necessitano ulteriori dati circa la retina dei soggetti rdd.

5.4. Cecità coni e bastoncelli

   Autosomico, recessivo
   Gruppo di associazione sconosciuto

A riferire di questa mutazione fu Cheng (1978) che per primo la osservò in una linea di polli portatori di una traslocazione a carico del cromosoma Z e del cromosoma 3 indotta da etilmetansulfonato.

Questi pulcini erano ciechi alla nascita. Nonostante fossero nati in modo normale, essi non rispondevano agli stimoli visivi e mostravano casualmente inchini e torsioni della testa allo scopo di mantenersi in equilibrio.

Pang (1988) misurò la concentrazione di melatonina (vol.II - XXVIII.15.3.) nella retina, nel siero e nella ghiandola pineale di pulcini con età compresa fra le 4 e le 14 settimane di vita, usando come controllo pulcini eterozigoti di età corrispondente e dotati di normale capacità visiva. Sia i mutanti che i controlli mostravano una variazione diurna dei livelli di melatonina retinica a tutte le età, con livelli notturni elevati. I pulcini mutanti presentavano livelli di melatonina retinica al buio significativamente più bassi (38-75%) rispetto ai controlli della stessa età. Questa riduzione della melatonina retinica sembra possa essere correlata con la degenerazione dei fotorecettori retinici. Invece non si misero in evidenza differenze significative tra i due gruppi riguardo ai tassi di melatonina epifisaria. Tuttavia, quando si prese in esame la melatonina serica dei due gruppi in studio, i pulcini mutanti avevano livelli di melatonina circolante significativamente più bassi.

In conclusione: il gene rc agisce sui fotorecettori e sulla melatonina retinici e possiede anche effetti pleiotropici sulla melatonina circolante. Questi polli sono utili nello studio circa la sintesi, la regolazione e le funzioni della melatonina sia come neuromodulatore oculare sia come ormone con effetti sistemici, nonché in ricerche relative all’eziologia e alla patogenesi della degenerazione retinica.

5.5. Amelanosi oculare e degenerazione retinica

Poligenico autosomico
Probabile associazione con il locus E

Il gruppo di soggetti affetti da amelanosi ritardata - ceppo DAM = delayed amelanosis - fu ottenuta nel 1971 da una femmina del ceppo sperimentale perniciato dell’Università del Massachusetts. Questa femmina particolare possedeva un piumaggio giovanile normalmente pigmentato, ma il piumaggio adulto divenne completamente bianco e il soggetto andò incontro a cecità.

In seno al ceppo DAM l’incidenza dell’amelanosi ritardata fu pari al 60%, con un 25% di soggetti anormali che presentava anche cecità. Selezionando i soggetti ciechi, la frequenza della cecità salì all’81%. La segregazione genetica indicava che la cecità era strettamente associata all’amelanosi ritardata e che ambedue i tratti erano dovuti a geni autosomici; si giunse a concludere per tratti poligenici in cui erano implicati pochi geni che avevano una relazione con il locus E.

Ulteriori studi sull’eziologia di queste situazioni patologiche misero in evidenza che i soggetti DAM possedevano un sistema immunitario iperattivo, particolarmente a carico dei linfociti B che sono responsabili della risposta immunitaria su base umorale attraverso la produzione di tutte le immunoglobuline solubili; possedevano inoltre dei melanociti morfologicamente anormali. Dopo la nascita i melanoblasti si differenziavano a ogni muta in melanociti progressivamente più anormali che venivano eliminati dalle piume in rigenerazione. Inoltre la coroide dell’occhio andava incontro a una perdita di pigmento melanico attraverso un meccanismo autoimmune con massiva infiltrazione di leucociti mononucleati in seno al connettivo. L’amelanosi oculare colpiva l’epitelio pigmentato della retina portando a degenerazione retinica e cecità.

Il ceppo DAM sembra essere un prezioso modello per lo studio della vitiligine e delle malattie oculari umane che hanno relazione con la melanina.