Origine delle oscillazioni anomale dello striato nella malattia di
Parkinson
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno X – 27 ottobre 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]
Se il tremore a riposo, la rigidità cerea, la bradicinesia, le alterazioni posturali e deambulatorie, costituiscono manifestazioni cliniche evidenti e distintive della malattia di Parkinson, vi è un segno strumentale che, in chiave fisiopatologica, è altrettanto caratteristico: il verificarsi di oscillazioni anomale nei circuiti cortico-basali, ossia in quei sistemi riverberanti costituiti dalle connessioni reciproche fra la neocorteccia e i nuclei della base. Tale attività elettrica patologica può essere normalizzata mediante la terapia con L-DOPA, il precursore della catecolamina deficitaria nel Parkinson, in grado di attraversare la barriera ematoencefalica ed essere decarbossilato a dopamina, mediante un enzima piridossalfosfato-dipendente, all’interno dei neuroni. Anche a motivo dell’efficacia del trattamento con L-DOPA, si ritiene che l’attività elettrica cortico-basale anomala sia una diretta conseguenza del difetto di dopamina; tuttavia non si conoscono i meccanismi patogenetici che collegano il segno al deficit della monoammina.
In condizioni
normali, l’attività oscillatoria in questi circuiti è modulata quando dei
comportamenti sono appresi ed eseguiti, ma come la deplezione di dopamina
interessi tale modulazione, fino ad oggi non è stato chiarito. Nuné Lemaire e
colleghi hanno indotto deplezione
unilaterale del neurotrasmettitore catecolaminergico nello striato senso-motorio di ratto e poi
hanno registrato l’attività del potenziale
di campo locale (LFP) nella
regione privata della dopamina e nel suo corrispondente controlaterale quando
hanno esercitato i ratti ad una prova condizionata (T-maze) (Lemaire N., et al., Effec oscillations in
striatum are task- and learning-dependent and selectively reversed by L-DOPA. Proceedings of the National Academy
of Science USA [Published online ahead of print
doi:10.1073/pnas.1216403109], 2012).
Gli autori provengono dal McGovern
Institute for Brain Research and Department of Brain and Cognitive Sciences,
Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge (MA, USA).
Inaspettatamente, la deplezione di dopamina aveva scarso effetto sulle oscillazioni registrate nel periodo baseline pre-prova. Invece, la deplezione della catecolamina amplificava le oscillazioni attraverso gli intervalli delta (~3 Hz), theta (~8 Hz), beta (~13 Hz) e bassa-gamma (~48 Hz), selettivamente durante i tempi di prestazione della prova, quando ciascuna banda di frequenza era più fortemente modulata, e soltanto dopo un esercizio estensivo.
L’alta attività gamma (65-100 Hz), in contrasto, era indebolita indipendentemente dal tempo della prova o dal grado di apprendimento.
La deplezione aumentava anche l’accoppiamento spike-field (picco-campo) degli interneuroni fast-spiking a basse oscillazioni gamma.
La terapia con L-DOPA normalizzava tutti questi effetti, eccetto quello per le basse frequenze gamma.
I risultati di questo studio, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura del testo integrale del lavoro originale, suggeriscono che le dinamiche delle oscillazioni LFP, legate alla prova e all’apprendimento, sono i primi bersagli della deplezione di dopamina e risultano in iper-espressione di oscillazioni rilevanti in termini comportamentali. La L-DOPA normalizza queste dinamiche, eccetto alle basse frequenze gamma, associate dall’accoppiamento spike-field agli interneuroni fast-spiking, che ora si è accertato che vanno incontro a modificazioni strutturali dopo la deplezione di dopamina e mancano di normalizzazione dell’attività a picchi dopo la terapia con L-DOPA.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Floriani per la correzione della bozza, 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).