Ragioni della eterogeneità dei neuroni dopaminergici della Sostanza Nera
LORENZO L. BORGIA
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 03 marzo 2012.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli
oggetti di studio dei soci componenti lo staff
dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo:
RECENSIONE]
La
sostanza nera (SN) o substantia nigra di Sömmering è una lamina densa di neuroni
multipolari che attraversa tutto il mesencefalo dal solco crurale laterale a
quello mediale e, andando dal basso verso l’alto, dal ponte alla regione
subtalamica. In sezione trasversale appare come una striscia nerastra che
in ciascun lato separa il peduncolo cerebrale in una parte dorsale (tegmento)
ed una ventrale (piede); per il suo colore fu denominata locus niger da Sömmering. E’ fittamente interconnessa con i nuclei della base encefalica, ma presenta anche proiezioni verso altre aree.
Anatomicamente
la SN è suddivisa in una porzione dorsale
o parte
compatta e in una porzione ventrale o parte reticolare, ciascuna delle quali presenta
proprie connessioni. La parte compatta
è costituita da neuroni molto scuri per la presenza di grandi quantità di
pigmento in forma di granuli di neuromelanina. La pigmentazione, presente anche negli albini, è più
marcata nei primati con il suo massimo nell’uomo, ed è strettamente correlata
con lo stato aminergico del neurone; queste cellule sintetizzano e rilasciano
dopamina, prevalentemente come trasmettitore nelle fibre dirette al corpo striato.
La
parte
compatta proietta
massicciamente al nucleo caudato e al
putamen mediante fibre nigrostriatali
organizzate secondo una precisa topografia; un contingente minore di fibre è
diretto al nucleo pallido e al nucleo subtalamico (o “corpo di Luys”).
Nella malattia di Parkinson, la degenerazione dei neuroni dopaminergici della
parte compatta comporta un drammatico abbassamento dei livelli di dopamina
nella SN e nello striato: è necessaria una riduzione del 70% perché si sviluppi
una sintomatologia clinicamente evidente.
I neuroni dopaminergici della parte compatta della SN
presentano una eterogeneità funzionale che da molto tempo ha attratto
l’attenzione dei ricercatori. Si ritiene che le differenze siano connesse con i
vari ruoli svolti da queste popolazioni neuroniche nel comportamento, tuttavia
si è ancora lontani dalla definizione di precisi correlati strutturali
dell’eterogeneità funzionale osservata. Pablo Henny e collaboratori, impiegando
una combinazione di metodi e tecniche, inclusa l’analisi ultrastrutturale, la juxtacellular/immunolabeling reconstruction
e la registrazione in vivo dei
neuroni dopaminergici, hanno trovato dei correlati fra differenze strutturali
ed eterogeneità di risposta agli stimoli avversivi (Henny P., et al. Structural
correlates of heterogeneous in vivo activity of midbrain dopaminergic neurons. Nature Neuroscience [Advance online publication doi:10.1038/nn.3048], 2012).
Gli
autori provengono dal Dipartimento di Anatomia Normale, Scuola di Medicina
della Pontificia Università Cattolica di Santiago del Cile; dal Centro
Interdisciplinare di Neuroscienza della stessa Università; MRC Anatomical
Neuropharmacology Unit, Department of Pharmacology, University of Oxford (Regno
Unito); Oxford Parkinson’s Disease Centre, University of Oxford (Regno Unito).
Lo
studio ha consentito di rilevare che le diversità funzionali di neuroni dopaminergici identificati in vivo sono correlate con differenze
nell’architettura
somato-dendritica e nell’organizzazione sinaptica
afferente. L’analisi
stereologica di neuroni dopaminergici di ratto della parte compatta della SN,
individualmente registrati e contrassegnati, ha rivelato che ricevevano
approssimativamente 8.000 input sinaptici, almeno il 30% dei quali era eccitatorio di tipo glutammatergico, mentre il 40-70% era inibitorio di tipo GABA-ergico. Queste ultime sinapsi erano
proporzionalmente maggiori di numero e più dense sui dendriti localizzati nella
parte reticolata della SN, rispetto a quelle della parte compatta, rivelando
l’esistenza di due
domini subcellulari
sinapticamente distinti e regione-specifici.
La
sperimentazione ha anche evidenziato che la relativa espansione dei dendriti
dei neuroni della parte compatta nella parte reticolare, dettava la complessiva
innervazione GABAergica e prediceva le risposte inibitorie agli stimoli avversivi.
Gli
autori concludono che, in vivo, differenti schemi di connessione caratterizzati anche al livello
subcellulare, determinano l’eterogeneità funzionale dei neuroni dopaminergici
del mesencefalo dei mammiferi.
L’autore della nota ringrazia il
Professor Giovanni Rossi, socio decano della Società Nazionale di Neuroscienze,
con il quale ha discusso l’argomento trattato, e invita alla lettura delle recensioni
di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie”
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).