Protoni come neurotrasmettitori anche nell’amigdala laterale
NICOLE CARDON
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 14 giugno 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]
Recensendo un lavoro di Highstein e colleghi, lo scorso 5 aprile abbiamo affrontato il tema della neurotrasmissione protonergica, una modalità ancora poco nota ma che sembra presentare interessanti vantaggi in alcune circostanze fisiologiche. Gli autori di quello studio avevano fornito dirette evidenze di un ruolo da neurotrasmettitore non quantico dei protoni nelle cellule vestibolari dell’orecchio interno tipo I, che attivano le cellule dei calici. La presentazione di quel lavoro ci è sembrata importante anche per attrarre l’attenzione su un campo di studi dal quale è lecito attendersi tanti sviluppi interessanti.
Così mi sono espressa due mesi fa: “Sembra che la trasmissione protonergica agisca di concerto con i meccanismi classici e doti questo sistema di un meccanismo metabolicamente efficiente per evocare la depolarizzazione tonica del neurone post-sinaptico. È ragionevole supporre che simili meccanismi di segnalazione interneuronica mediata da protoni, esistano nel sistema nervoso centrale dei mammiferi, incluso il nostro cervello”[1]. E poi: “La durata temporale dell’accumulo di protoni limita la velocità di questo meccanismo di segnalazione intercellulare, ma per segnali tonici, quali la gravità, la trasmissione protonergica offre un significativo vantaggio metabolico sulle correnti post-sinaptiche eccitatorie di tipo quantico; un vantaggio che potrebbe avere indotto la conservazione, nel corso della filogenesi, permanendo nei neuroni degli amnioti contemporanei”[2].
Ora, un nuovo
studio condotto da Jianyang Du
e colleghi, ha rilevato e dimostrato il ruolo di neurotrasmettitore svolto dai protoni in sinapsi fra neuroni dell’amigdala. In particolare, i protoni si
sono mostrati in grado di generare correnti eccitatorie postsinaptiche nei
neuroni piramidali del più importante raggruppamento nucleare per la formazione
di memorie emozionali. Il lavoro
fornisce anche un’importante indicazione sul rapporto fra il livello della
neurotrasmissione protonica e quello di alcuni tipi di memoria e apprendimento (Du J., et
al. Protons are a neurotransmitter that regulates
synaptic plasticity in the lateral amygdala. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of
print doi:10.1073/pnas.1407018111, 2014).
La provenienza
degli autori dello studio è la seguente:
Howard Hughes Medical Institute and Department of Internal Medicine, Roy J. And
Lucille A. Carver College of Medicine, Iowa City, IA (USA); Department of Cell
Biology and Neuroscience, University of South Alabama College of Medicine,
Mobile, AL (USA); Departments of Psychiatry, Neurosurgery, Molecular Physiology
and Biophysics, Central Microscopy Research Facility, Roy J. And Lucille A.
Carver College of Medicine, Iowa City, IA (USA).
La stimolazione di terminali presinaptici può accrescere la concentrazione protonica nelle sinapsi. Potenziali recettori dei protoni sono i canali ionici in grado di agire da sensori dell’acido o ASIC (da acid sensing ion channels), cioè canali permeabili al Na+ e al Ca2+ che sono attivati dall’acidosi extracellulare. Queste osservazioni hanno suggerito che i protoni potessero agire da veri e propri neurotrasmettitori, pur non soddisfacendo alcuni dei criteri su cui si basa la definizione classica di neuromediatore, inizialmente concepita per l’acetilcolina ed estesa alla amine biogene.
Du e colleghi hanno accertato nei neuroni dell’area nucleare laterale dell’amigdala, che la stimolazione presinaptica riduceva temporaneamente il pH extracellulare. I protoni così generati attivavano i canali ASIC dei neuroni piramidali nell’amigdala laterale, causando lo sviluppo di correnti post-sinaptiche eccitatorie. La sperimentazione ha poi mostrato che i processi di plasticità delle cellule nervose dell’amigdala laterale richiedevano sia protoni sia ASIC.
I risultati, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura integrale dell’articolo originale, identificano i protoni come adeguati ed efficaci neurotrasmettitori fra i neuroni dell’amigdala e stabiliscono i canali ASIC come recettori post-sinaptici. Infine, chiare evidenze indicano che protoni ed ASIC costituiscono una coppia neurotrasmettitore/recettore critica per la formazione delle memorie e degli apprendimenti che richiedono l’intervento dell’amigdala.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la collaborazione nell’estensione del testo ed
invita alla lettura dei numerosi scritti di argomento connesso che appaiono
nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella
pagina “CERCA”).