Nuove funzioni delle cellule di Müller
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 09 marzo 2013.
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]
Le cellule di Müller, che costituiscono il tipo principale di cellule gliali della retina, sono responsabili del supporto omeostatico e metabolico delle cellule nervose retiniche, realizzando un evidente rapporto paradigmatico di partnership glia/neuroni, che possiamo considerare esemplare di una realtà fisiologica dell’encefalo dei mammiferi, preceduta da una lunga storia evolutiva.
Le cellule di Müller occupano una frazione del volume retinico che varia dal 3% dei vertebrati inferiori, al 5-8% della maggior parte dei mammiferi con retina vascolarizzata, fino al 20% del totale nei mammiferi con retina avascolare, come il coniglio e la cavia[1]. Le caratteristiche morfologiche di questi elementi specializzati, che costituiscono la glia radiale della retina[2], sono estremamente interessanti, perciò ne riferiamo qui di seguito in sintesi.
Il volume della singola cellula di Müller varia dai 400 µm3 del topo, ai 2000 µm3 dei giganteschi elementi della periferia retinica del coniglio; l’area occupata va dai 6000 ai 12000 µm2; la loro distribuzione realizza come un lattice uniformemente disteso, con una densità (numero di cellule per mm2 di retina) che sembra essere proporzionale al grado di specializzazione funzionale: da 1500 a 2000 nella rana e nella salamandra, da 5000 a 12000 nella maggior parte dei mammiferi, e oltre le 25000 nella fovea della retina nostra e delle scimmie antropomorfe. Ciascuna cellula di Müller avvolge e supporta un gruppo colonnare di neuroni retinici, con un rapporto che varia molto da specie a specie, così come variano le forme e la dimensione, ferma restando una lunghezza complessiva che corrisponde allo spessore della retina.
Nella salamandra e in varie specie dell’ordine dei Dìpnoi[3], si rinvengono cellule di Müller poliploidi, con nucleo e citoplasma gigante, particolarmente adatte per la registrazione elettrofisiologica intracellulare, per l’iniezione di coloranti e per altre procedure di laboratorio che consentono lo studio accurato di una singola cellula.
Gli sviluppi
della ricerca e i progressi delle conoscenze sulle cellule di Müller hanno
portato all’accertamento di nuove e talvolta sorprendenti funzioni di cui rende
conto l’ottima rassegna di Andreas Reichenbach ed Andreas Bringmann[4] di
prossima pubblicazione sulla rivista Glia
(Andreas
Reichenbach & Andreas Bringmann, New Functions of Müller cells. Glia [Epub ahead of print doi:10.1002/glia.22477], 2013).
La provenienza degli autori dello
studio è la seguente: Paul Flechsig Institute of Brain Research, University of
Leipzig (Germania); Department of Ophthalmology and Eye Hospital, University of
Leipzig (Germania).
Le cellule di Müller intervengono in maniera decisiva nei processi che determinano l’equilibrio ionico e metabolico dei neuroni della retina, mediando il trasporto transcellulare di ioni, acqua e bicarbonati, e svolgono una preziosa attività di controllo della composizione del fluido presente nello spazio extracellulare. È noto che, mediante la captazione del glutammato, queste cellule gliali sono direttamente impegnate nella regolazione dell’attività sinaptica degli strati retinici interni. Non molti altri aspetti di rilievo dei ruoli fisiologici di queste cellule erano noti fino a qualche anno fa, ma ora si dispone di dati che supportano una visione interamente nuova.
Le cellule di Müller si possono considerare delle vere e proprie “fibre ottiche viventi” che guidano la luce attraverso le lamine interne dell’architettura della retina. Si è scoperto che accentuano la ratio segnale/rumore mediante la minimizzazione del light scattering intraretinico, e conservano la distribuzione spaziale degli schemi di configurazione della luce nell’immagine in propagazione.
Questi elementi specializzati di glia radiale, costituiscono una sorta di morbida ed accomodante matrice per i neuroni, proteggendoli in caso di trauma meccanico, e formando una sorta di letto di bambagia che funge da sostrato massimamente disposto all’adattamento durante la crescita dei neuriti e nei cambiamenti strutturali conseguenti alla plasticità neuronale.
Le cellule di Müller rilasciano molecole di segnalazione neuroattive che modulano l’attività dei neuroni, sono implicate nella mediazione dell’accoppiamento neuro-vascolare, e mediano l’omeostasi del volume dello spazio extracellulare in condizioni ipo-osmotiche, ossia nello stato biofisico caratteristico dell’attività neuronale intensa.
In condizioni patologiche, un sotto-insieme di cellule di Müller si può trasformare in progenitori neurali/cellule staminali che rigenerano i fotorecettori e i neuroni perduti.
Rimandando per tutti gli altri aspetti e i dettagli delle nuove acquisizioni alla lettura del testo integrale della rassegna, si sottolinea che la crescente conoscenza dei ruoli fisiologici delle cellule di Müller e delle loro molteplici risposte nella retina normale e patologica, avrà certamente un grande impatto per lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici alle malattie del segmento più complesso e importante dell’occhio.
L’autrice ringrazia la dottoressa
Isabella 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).
[1] Nei mammiferi con retina non vascolarizzata, come il coniglio e la cavia, così come in altri vertebrati non mammiferi, le cellule di Müller costituiscono l’unico tipo cellulare della famiglia della macroglia (astrociti ed oligodendrociti).
[2] La definizione glia radiale si riferisce prevalentemente a cellule ependimogliali bipolari che estendono i loro processi attraverso tutto lo spessore del tessuto da una parte all’altra, come tipicamente avviene nel cervello, in cui i prolungamenti vanno dalla superficie interna dei ventricoli alla superficie esterna della corteccia rivestita dalla pia meninge.
[3] Ordine di pesci prevalentemente anguilliformi (Ceratodus, Protopterus, Lepidosiren), la cui origine sembra risalire al Devoniano, con circolazione doppia e incompleta e respirazione doppia, branchiale e polmonare, che li caratterizza come specie di passaggio fra pesci ed anfibi.
[4] Già autori di uno “stato dell’arte” che in questo campo rappresenta un testo di riferimento: Andreas Reichenbach & Andreas Bringmann, Müller cells in healthy and diseased retina. Spinger, New York 2010.