Il locus coeruleus regola risveglio e
movimento
ROBERTO COLONNA
NOTE E
NOTIZIE - Anno VIII - 6 novembre 2010.
Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale
di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). La sezione
“note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori
neuroscientifici selezionati dallo staff
dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori
riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti
alla Commissione Scientifica, e
notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società
Nazionale di Neuroscienze.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
Il
locus
coeruleus è un
complesso nucleare situato in un’area del tronco encefalico che appartiene al ponte
dorsale e rappresenta il maggiore agglomerato di neuroni nor-adrenergici
dell’encefalo che, nei roditori di laboratorio, in questa sede possono giungere
fino al 50% di tutte le cellule encefaliche contenenti la catecolamina. I suoi
neuroni sono provvisti di lunghi assoni che proiettano in numerosi siti,
costituendo un’entità neurofunzionale distinta. Questo sistema risponde ad una
grande varietà di agenti stressanti esterni e segnali di distress interno -quale il crollo della pressione arteriosa per una
emorragia- e rappresenta una stazione centrale di collegamento per stimoli
provenienti da diverse aree, che integra attivando rapidamente e globalmente
sia le risposte centrali che quelle periferiche allo stress. E’ stato dimostrato che può funzionare secondo vari gradi
di attivazione e non secondo un meccanismo “tutto o nulla”. Il locus
coeruleus ha una
parte importante nella patogenesi del disturbo post-traumatico da stress e della depressione da stress[1].
Inoltre, questo nucleo interviene anche nei processi alla base delle crisi di
astinenza e della cosiddetta dipendenza fisica dalle sostanze psicotrope
d’abuso.
Studi
recenti hanno dimostrato che l’attività neurale di questo nucleo presenta una
stretta correlazione con i periodi di sonno e veglia. Tuttavia, la
sperimentazione non ha ancora chiarito se l’attività tonica o fasica è
necessaria o sufficiente per indurre transizioni fra gli stati funzionali e
comportamentali e per promuovere il risveglio di lungo termine. Matthew Carter
e collaboratori, impiegando strumenti optogenetici, hanno rilevato nel topo una
definita correlazione causale fra l’attività dei neuroni noradrenergici e gli
stati degli animali (Carter M. E., et
al. Tuning
arousal with optogenetic modulation of locus coeruleus neurons. Nature Neuroscience [Epub ahead of print
doi:10.1038/nn.2682], 2010).
La
sperimentazione ha rivelato una relazione causale, dipendente dalla frequenza,
fra l’attivazione dei neuroni del locus
coeruleus, l’attività corticale, la transizione dal sonno alla veglia e
l’avvio della fisiologia locomotoria generale tipica dello stato diurno.
I
ricercatori hanno poi rilevato che la stimolazione sostenuta e ad alta
frequenza del locus coeruleus
produceva un effetto ben definito: per frequenze di 5Hz e superiori si aveva un
arresto comportamentale reversibile.
Il
complesso degli esiti dello studio di Carter e colleghi, per il cui dettaglio
si rimanda alla lettura del lavoro originale, suggerisce che il locus coeruleus è finemente sintonizzato
per regolare il risveglio dell’organismo e che le scariche di iper-eccitazione
noradrenergica causano attacchi comportamentali simili a manifestazioni acute
di disturbi psichiatrici umani.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per
la correzione della bozza ed invita alla lettura degli scritti di argomento
connesso che compaiono su questo sito.
[1]
In sintesi: eventi stressanti o minacciosi
riconosciuti ed elaborati dalla corteccia cerebrale raggiungono l’amigdala, che
può essere attivata anche da evocazioni o stimoli elaborati inconsciamente;
l’amigdala rilascia il CRH che attiva la produzione simpatico-midollare di
adrenalina e stimola l’asse ACTH-cortisolo preparando l’organismo alla fuga o
all’attacco. Se lo stress perdura o è
molto intenso, il cortisolo attiva il locus
coeruleus che, mediante la nor-adrenalina, stimola l’amigdala a produrre
CRH innescando il circolo vizioso responsabile della patogenesi.