Dinamiche
di singoli neuroni nell’epilessia impongono una revisione teorica
NICOLE CARDON
NOTE E
NOTIZIE - Anno IX - 02 aprile 2011.
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]
L’epilessia, considerata come categoria diagnostica che include oltre
40 sindromi bene distinte e caratterizzate, costituisce un disturbo neurologico
comune che si stima presente in circa 60 milioni di persone al mondo. Il tratto
comune alle varie forme, clinicamente molto diverse fra loro, è costituito dal
periodico ed imprevedibile verificarsi di crisi,
ossia episodi acuti di improvviso cambiamento funzionale dovuto alla anomala,
sincrona e ritmica scarica di popolazioni neuroniche. La rottura del delicato
equilibrio fra trasmissione sinaptica inibitoria ed eccitatoria innesca la
scarica patologica, che risulta disordinata
rispetto all’organizzazione funzionale della corteccia, ma apparentemente omogenea al suo interno per l’estesa
simmetria fra neuroni impegnati nell’attività critica. Infatti, una grande mole
di risultati sperimentali supporta la tesi secondo cui la crisi epilettica
rifletta una ipersincronizzazione derivante da un’eccitazione sfuggita al
controllo.
Ora,
Wilson Truccolo e collaboratori, conducendo la prima analisi su vasta scala di
treni di scarica di singoli neuroni nella corteccia cerebrale di pazienti
epilettici, hanno rilevato che, in contrasto con la concezione corrente,
durante l’inizio della crisi i neuroni corticali presentavano un’attività altamente eterogenea in piccole isole di tessuto
corticale e lungo la rete di connessioni (Truccolo
W., et al. Single-neuron dynamics in
human focal epilepsy. Nature Neuroscience [Advance online publication doi:10.1038/nn.2782], 2011).
Gli
autori del lavoro provengono da vari dipartimenti ed istituti universitari
statunitensi, fra cui il Massachusetts General Hospital and Harvard Medical
School di Boston, la Brown University di Rode Island, vari istituti del MIT e
il Department of Radiology, University of California at San Diego.
Il
processo, detto epilettogenesi, che
porta un cervello normale alla disfunzione epilettica, si ritiene abbia luogo
nella corteccia cerebrale e non in
altre formazioni come il talamo, il tronco encefalico o il cervelletto. Anche
se più di un secolo fa John Hughlings Jackson aveva correttamente intuita la
sede di origine (local discharge of grey
matter), per decenni è stata seguita da molti epilettologi la teoria
dell’origine centroencefalica reticolare delle forme generalizzate e, in
particolare, delle crisi tonico-cloniche del grande male epilettico.
In neurologia, per esigenze cliniche, si
impiegano classificazioni articolate e dettagliate che implicano distinzioni in
base all’eziologia (ad es.: forme con determinate genetico riconosciuto, forme
secondarie a patologia cerebrale, ecc.), in base all’età di insorgenza
(infantile, giovanile, ecc.), in base alle manifestazioni sintomatologiche,
alla frequenza, alla gravità, ecc. Attualmente si distinguono crisi parziali, che hanno inizio focale
in una sede corticale ben delimitata, e crisi
generalizzate che implicano la scarica anomala e sincrona di entrambi gli
emisferi. Le crisi parziali, con una
sintomatologia che dipende dall’area della corteccia cerebrale interessata
dall’anomalia elettrica, possono essere semplici
o complesse, solo nel primo caso è
conservata la coscienza. La maggior parte delle crisi parziali complesse origina dal lobo temporale. Le crisi generalizzate includono le assenze, le crisi miocloniche e le crisi tonico-cloniche
di grande male, ovvero la forma di epilessia descritta fin dall’antichità come
mal comiziale, perché gli attacchi
improvvisi in persone apparentemente sane erano stati rilevati pubblicamente
nel corso di assemblee.
La
ricerca di base sulle epilessie è particolarmente focalizzata sui meccanismi
molecolari[1]
ed ha consentito di identificare i geni responsabili per molti tipi di
epilessie idiopatiche (subunità di recettori GABA-A, nicotinici, dei canali del
sodio, del potassio, ecc.), tuttavia i processi che portano dall’anomalia
molecolare alle manifestazioni elettriche patologiche non sono ancora chiari.
Wilson
Truccolo e colleghi hanno esaminato le configurazioni
costituite da treni di picchi di
scarica di singoli neuroni in grande numero, nel corso della crisi.
L’analisi
dei tracciati ha fatto rilevare dei risultati in netto contrasto con la visione
patogenetica classica e con la grande messe di dati a supporto proveniente
dalla sperimentazione su modelli animali. Infatti, sia durante la fase iniziale dell’attacco epilettico sia
nel corso della diffusione
dell’attività elettrica patologica, la configurazione dei picchi neuronici
appariva altamente eterogenea e non
ipersincrona.
Lo
studio delle registrazioni suggerisce l’esistenza di complesse interazioni fra diversi gruppi neuronici, perfino al livello di
piccole patches di tessuto corticale.
A
differenza degli stadi iniziali, la fase che precede il periodo terminale si
presenta come un fenomeno elettrico pressoché omogeneo, al quale segue la
cessazione quasi completa dei potenziali d’azione nei neuroni di tutte le reti
registrate.
Un
altro rilievo che merita di essere menzionato, è il cambiamento nell’attività
elettrica che si verifica minuti prima che si avvii la crisi, anche in neuroni
siti fuori della regione cerebrale di insorgenza.
In
conclusione, l’esito di questo studio appare di notevole interesse e, in attesa
di ulteriori verifiche, suggerisce una completa revisione della corrente teoria
patogenetica delle epilessie e la formulazione di nuove ipotesi da porre al
vaglio sperimentale per identificare i processi neuronici, compatibili con i
meccanismi molecolari già individuati, ma realmente alla base dello sviluppo
dell’attività anomala. Infine, i dati suggeriscono la possibilità di mettere a
punto modalità di prevenzione basate sullo studio dell’attività elettrica dei
neuroni della neocorteccia.
L’autrice della nota, invitando alla lettura delle
recensioni di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”,
ringrazia i professori Giovanni Rossi e Giuseppe Perrella, con i quali ha
discusso l’argomento trattato, e la dottoressa Isabella Floriani per la
correzione della bozza.
[1] Lo studio dei meccanismi molecolari è alla base dell’impiego della maggior parte dei farmaci antiepilettici che agiscono su canali ionici come il recettore GABA-A e i canali del Na+ attivati dal voltaggio.