Il collo delle spine regola i compartimenti sinaptici
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 29 marzo 2014.
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]
Jan Tønnesen e colleghi, studiando le spine dendritiche dei neuroni piramidali della regione CA1 dell’ippocampo di topo, mediante time-lapse super-resolution STED imaging, hanno dimostrato variazioni strutturali dinamiche in corrispondenza del collo delle spine, in condizioni di plasticità sinaptica. Questo interessante studio mostra anche che tali cambiamenti morfologici possono differenzialmente regolare la compartimentalizzazione biochimica ed elettrica delle spine dendritiche, mettendo decisamente in crisi le precedenti caratterizzazioni dei sottotipi di spine. Tali descrizioni tipologiche, che possono considerarsi delle vere e proprie proposte di classificazione, sono basate su tratti statici di morfologia ultrastrutturale che, secondo quanto dimostrato da Tønnesen e collaboratori, potrebbero essere lontani dal riflettere la diversità e la plasticità come realmente si sviluppano nei neuroni dell’animale vivente (Tønnesen J., et al., Spine neck plasticità regulates compartimentalization of synapses. Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/nn.3682, 2014).
La provenienza degli autori dello studio è la seguente: Interdisciplinary Institute for Neuroscience (IINS), University of Bordeaux, Bordeaux (Francia); UMR 5297, CNRS, Bordeaux (Francia); Two-photon Imaging Center, Institute of Experimental Medicine of the Hungarian Academy of Sciences, Budapest (Ungheria).
È stato ipotizzato che le spine dendritiche trasformino i segnali sinaptici mediante la compartimentalizzazione elettrica e chimica, ma il contributo quantitativo delle spine alla morfologia della compartimentalizzazione sinaptica e la sua regolazione dinamica sono ancora scarsamente comprese. Jan Tønnesen e colleghi hanno indagato il rapporto dinamico fra l’anatomia in nanoscala e l’attività delle spine dendritiche in sezioni sottili della regione CA1 dell’ippocampo di topo mediante STED, in combinazione con misure FRAP (fluorescence recovery after photobleaching), studio in microscopia bi-fotonica dell’uncaging del glutammato, elettrofisiologia e simulazioni.
Con tali metodiche, i ricercatori hanno rilevato una diversità di aspetti morfologici che va decisamente contro i comuni schemi di classificazione e stabilisce un legame stretto tra la compartimentalizzazione funzionale e la morfologia delle protuberanze dei dendriti. In questa osservazione emerge un dato nuovo e specifico: la larghezza del collo della spina costituisce il parametro morfologico di gran lunga più critico e rilevante.
I ricercatori hanno dimostrato che il collo della spina è una struttura plastica, altamente dinamica, che diventa più ampia in larghezza e più breve in lunghezza dopo LTP (long-term potentiation).
Il complesso dei dati emersi dalla sperimentazione fa prevedere l’avvio di una nuova fase di studio del rapporto fra morfologia e funzione di queste importanti componenti delle sinapsi cerebrali.
L’autore della nota invita alla
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