Attività neuronica regola una segnalazione astrocitica a difesa del
cervello
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno XI – 02 novembre 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]
La sinapsi tripartita è il luogo privilegiato della comunicazione intercellulare nel cervello. Agata Habas e colleghi hanno accertato e dimostrato che la segnalazione neurone-astrocita della sinapsi tripartita modula l’attività del principale fattore di regolazione trascrizionale della risposta citoprotettiva indotta dallo stress.
La
sperimentazione ha evidenziato che, attraverso la secrezione del
neurotrasmettitore glutammato ed altri messaggeri solubili, l’elevata attività
neuronica porta all’aumentata espressione di geni regolati da Nrf2 negli astrociti vicini. Il
rilievo di questo studio consiste nell’individuazione di un meccanismo che può
contribuire al mantenimento della salute cerebrale durante lo stress fisiologico. Infatti, il processo
individuato dalla Habas e dai suoi colleghi ottimizza la capacità
neuroprotettiva dell’astrocita portandola al livello dell’adiacente attività
sinaptica (Habas A., et al., Neuronal activity regulates astrocytic Nrf2 signaling. Proceedings of the National Academy
of Sciences USA [Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1208764110],
2013).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Pathology, University of California, San Francisco (USA).
La trasmissione sinaptica, nel prototipo maggiormente studiato, implica contatti sinaptici fissi che consentono una comunicazione cellulare uno-a-uno. Il concetto di sinapsi tripartita (Haydon, 2001) si riferisce alle giunzioni in cui si riconosce una organizzazione morfo-funzionale fra un terminale assonico di un elemento neuronico presinaptico, degli astrociti e una struttura neuronica post-sinaptica. Alcune sinapsi (“sinapsi private”) e perfino intere cellule nervose sono completamente avvolte e strettamente rivestite da propaggini astrocitarie e da molecole della matrice extracellulare prodotte dagli astrociti: nell’insieme, questi elementi costituiscono reti perineuroniche. Altre sinapsi, invece, sono lasciate più aperte, così da poter essere facilmente raggiunte dai segnali extracellulari diffusibili. In particolare, è noto che i due principali neuromediatori dell’eccitazione e dell’inibizione, ossia il glutammato e il GABA, sfuggono spesso da sinapsi molto attive e raggiungono quelle vicine, legandosi ai loro recettori post-sinaptici. Questo fenomeno frequente è chiamato spillover sinaptico e il suo risultato è un cross-talk fra sinapsi. Tale scambio è implicato nelle basi cellulari della memoria, quali il potenziamento di lungo termine (LTP) e la depressione di lungo termine (LTD). La glia astrocitaria è implicata in due attività cooperative che si collocano ai due estremi di una gamma fisiologica: 1) la comunicazione extrasinaptica che agisce a brevi e lunghe distanze, spesso sincronizzando l’attività di differenti popolazioni neuroniche; 2) l’intervento di regolazione fine come quello che una propaggine astrocitaria esercita fra due neuroni in una sinapsi tripartita.
Il nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), il principale regolatore trascrizionale della risposta ossidativa indotta dallo stress, gioca un ruolo chiave nella resistenza dei neuroni allo stress ossidativo e alla eccitotossicità indotta da glutammato. La ricerca ha definito che la neuroprotezione mediata da Nrf2 è primariamente conferita dagli astrociti, sia in vivo sia in vitro, ma poco si sa dei segnali fisiologici che regolano la segnalazione Nrf2 astrocitica e neuronica. Habas, Hahn, Wang e Margeta hanno accertato che l’attività della via di Nrf2 nel cervello è adattata mediante una “sintonia fine” realizzata grazie ad un loop regolatorio fra neuroni ed astrociti: l’elevata attività neuronale porta alla secrezione di glutammato e di altri fattori solubili che attivano la via Nrf2 astrocitica, mediante una cascata di eventi molecolari di segnalazione che include i recettori metabotropici del glutammato di gruppo I e il Ca2+ intracellulare.
Perciò, la regolazione della segnalazione anti-ossidativa endogena è una delle funzioni della sinapsi tripartita neurone-astrocita; portando la capacità neuroprotettiva dell’astrocita al grado di attività delle sinapsi neuroniche adiacenti, questo meccanismo regolatorio potrebbe limitare i costi fisiologici associati con l’attivazione di Nrf2.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che appaiono sul sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).