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.

 

Nicole Cardon

BM&L-02 aprile 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

_____________________________________________________________________________________________________________________

 

La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[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.