Scoperte cellule di Schwann che avviano le sensazioni dolorose

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 19 ottobre 2019.

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 è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

La capacità di rilevazione e reazione a stimoli nocicettivi è un prerequisito di sopravvivenza per la maggior parte degli organismi animali e, nella nostra specie, l’organizzazione delle basi della sensibilità dolorifica, con cinque diverse vie e sistemi neuronici in grado di mediare uno spettro di sensazioni algiche qualitativamente differenti, raggiunge il massimo grado di evoluzione.

Attualmente, il processo che genera la sensazione del dolore per effetto di una noxa meccanica o termica su una parte del corpo, si ritiene che prenda origine dalla diretta attivazione dei terminali nervosi nocicettivi presenti nella cute. Confidando in alcune evidenze sperimentali, Abdo e colleghi del Karolinska Institutet hanno sfidato questa ortodossia, giungendo ad una scoperta che modifica uno schema fisiologico consolidato in oltre mezzo secolo, e presenta il fascino di una vera sorpresa: un tipo di cellula gliale cutanea specializzata riceve e trasmette ai neuroni sensitivi stimoli termici e meccanici tanto intensi da essere percepiti come nocivi.

(Abdo H., et al. Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation. Science 365 (6454): 695-699, 2019).

La provenienza degli autori è la seguente: Department of Medical Biochemistry and Biophysics, Division of Molecular Neurobiology, Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia); Department of Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia); Department of Physiology and Pharmacology, Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia).

L’epoca contemporanea dello studio sperimentale delle fasi iniziali della nocicezione è stata inaugurata dai ricercatori che, indagando gli eventi elettrici della sensibilità cutanea, registravano l’attività delle singole fibre nervose in varie specie animali e nell’uomo. Lo stimolo adeguato era applicato al campo recettivo, ossia all’area tessutale di responsività del singolo terminale periferico del neurone nocicettivo, e si annotavano le caratteristiche biofisiche della risposta neurale di una fibra isolata. Da allora i ricercatori hanno privilegiato la cute per tre ragioni principali:

1) i recettori della pelle sono i più studiati e conosciuti dell’intero organismo;

2) lo studio dei recettori tegumentari, per le caratteristiche della sensibilità tattile epicritica umana, consente analisi psicofisiologiche di comparazione fra uomo e animali dalle quali si deducono inferenze interpretative sullo specifico ruolo del recettore, distinto dalle elaborazioni di altre componenti della via che conduce al cervello attraverso le tre canoniche stazioni dei sistemi afferenti;

3) le sensazioni di dolore cutaneo sono di grande significatività clinica (si pensi alla nevralgia post-erpetica e alla sofferenza indotta da ustioni e traumi) e possono rappresentare un paradigma o un modello per vari tipi di dolore periferico.

Nel percorso sperimentale compiuto prevalentemente nel XX secolo, stabilite le principali proprietà delle fibre che trasmettono le sensazioni termiche con specifiche risposte al caldo e al freddo, e di quelle specializzate nella percezione tattile mediante meccanorecettori di bassa soglia, l’attenzione dei ricercatori si andò concentrando su recettori ad alta soglia di attivazione che sembravano rispondere preferenzialmente, quando non esclusivamente, a stimoli nocivi. A questi terminali specializzati nella risposta protopatica si diede il nome di nocicettori, seguendo Sherrington che aveva introdotto il termine già nel 1906. Nei decenni seguenti divenne chiara una proprietà di questi recettori del dolore: a differenza delle altre classi, la loro specificità non risiedeva nel reagire ad una particolare tipologia di stimolo, ma nella capacità di rispondere al valore lesivo espresso da stimoli termici, meccanici o chimici di intensità superiore ad una soglia biologica definita.

Attualmente lo studio dei recettori cutanei del dolore adotta quattro criteri per la classificazione dei sotto-tipi:

1) il primo criterio basa la distinzione su una differenza anatomica che influenza la velocità di conduzione, ossia fibre afferenti C amieliniche lente (velocità di conduzione sempre ˂ 2m/sec), contrapposte a fibre afferenti A mieliniche rapide (velocità di conduzione sempre ˃ 2m/sec);

2) il secondo riguarda la modalità di stimolazione che evoca la risposta;

3) il terzo attiene alle caratteristiche della risposta;

4) il quarto è dato da marker chimici distintivi (es. recettori espressi sulla membrana).

La ricerca condotta secondo ciascuno dei quattro criteri, e particolarmente gli studi realizzati con i metodi della biologia molecolare, della genetica e della biochimica per individuare molecole distintive dei sotto-tipi recettoriali, hanno prodotto una mole di dati e nozioni esposte in trattazioni monografiche specialistiche, oltre che in numerosi articoli. Qui si ricordano solo alcune nozioni di base che possono aiutare ad entrare nell’argomento dello studio qui recensito.

I neuroni sensitivi primari sono localizzati nei gangli della radice dorsale dei nervi spinali e nel ganglio semilunare della radice del trigemino. Gli assoni di queste cellule pseudo-unipolari emettono un ramo periferico che innerva cute, muscoli, vasi sanguigni e organi interni, e un ramo centrale che si proietta ai gangli del midollo spinale o del nucleo sensoriale del trigemino. I nuclei sensoriali del trigemino si estendono dal mesencefalo al segmento cervicale del midollo spinale; le fibre dolorifiche della testa terminano nel nucleo spinale. I neuroni sensitivi sono classificati in base a morfologia e funzioni. Le cellule di grande diametro emettono spesse fibre mielinate Aα e Aβ caratterizzate da conduzione rapida: le Aβ veicolano informazioni relative a stimolazioni meccaniche innocue; le Aα mediano prevalentemente la propriocezione. I nocicettori hanno un corpo cellulare più piccolo e assoni non mielinati (C) o fibre provviste di una sottile guaina mielinica ().

 Abdo e colleghi hanno scoperto una particolare cellula di Schwann, ossia un tipo cellulare gliale periferico della cute[1] con un estesissimo sviluppo di processi cellulari dendritici, formanti una sorta di rete a fitte maglie che si proietta verso il confine subepidermico del derma cutaneo. Tale rete di prolungamenti citoplasmatici si è mostrata in grado di convogliare informazioni appartenenti alla sensibilità dolorifica di tipo termico e meccanico. Gli esperimenti condotti dagli autori dello studio hanno consentito di dimostrare una diretta connessione funzionale eccitatoria con i neuroni sensitivi e hanno fornito evidenze dell’esistenza di un “organo”, sconosciuto in precedenza, che ha un essenziale ruolo fisiologico nella rilevazione di stimoli nocivi.

Concludendo, le evidenze emerse nel corso della sperimentazione consentono di affermare che queste cellule di Schwann, che sono intimamente associate con fibre nervose protopatiche amieliniche, sono intrinsecamente meccano-sensitive e sicuramente trasmettono l’informazione nocicettiva al nervo.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-19 ottobre 2019

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Ricordiamo che le cellule di Schwann ordinariamente costituiscono il rivestimento mielinico degli assoni che decorrono nei nervi periferici.