Amaro addolcito per effetto efaptico
ROBERTO
COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XXII – 25 gennaio
2025.
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 percezione gustativa presenta tanti aspetti straordinari e
affascinanti, tra cui elementi della sua base chemiorecettiva
evoluzionisticamente conservati dalle specie filogeneticamente più antiche
all’uomo. In realtà, ciò che intendiamo come senso del gusto della nostra
specie è una sintesi cerebrale di informazioni provenienti da differenti fonti
periferiche che integrano quelle principali provenienti dai chemorecettori
contenuti nelle papille gustative linguali e nelle più rare sedi ectopiche. I cinque
sapori principali costituiscono un paradigma universale in quanto la prima
discriminazione si basa su un identico meccanismo: salato, acido,
dolce, amaro e umami; quest’ultimo è il sapore dell’acido
glutammico, da decenni impiegato come esaltatore di sapidità nell’industria
alimentare. Alla base della chemorecezione gustativa vi è, in parte, la
discriminazione ionica: Na+ come salato, H+ come acido;
in parte, altre forme di distinzione: gli alcaloidi sono amari, i monosaccaridi
sono dolci. La transduzione per il salato e l’acido
avviene per interazione diretta con i canali ionici.
I recettori del gusto di tipo 1 (T1R) riconoscono il dolce e l’umami; i
recettori di tipo 2 (T2R) mediano le risposte agli stimoli amari; anche se T1R
e T2R hanno numerosi altri ruoli nei vari tessuti in cui sono espressi. Fra le
funzioni non gustative dei recettori del gusto è stata particolarmente studiata
quella svolta nelle cellule enteroendocrine del
tratto gastro-intestinale.
È noto che la sgradevolezza di amaro, acido e salato può essere mitigata
o eliminata da alimenti dolci o sostanze dolcificanti, ma il modo in cui la
dolcezza indebolisca o abbatta l’amarore non è ancora stato decifrato in
termini di meccanismo.
Min Hyuk Lee e colleghi sono riusciti a
identificare nel moscerino della frutta e dell’aceto, Drosophila
melanogaster, un meccanismo basato sull’effetto efaptico.
(Lee
M. et al., An evolutionarily conserved cation channel tunes the
sensitivity of gustatory neurons to ephaptic inhibition in Drosophila. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.2413134122, 2025).
La provenienza degli autori
è la seguente: Neurovascular Unit Research Group,
Korea Brain Research Institute, Daegu (Republica di Corea); Department of
Anatomy and Cell Biology, Sungkyunkwan University School of Medicine, Samsung
Biomedical Research Institute, Samsung Medical Center, Suwon (Republica di
Corea); Department of Biological Sciences, Sungkyunkwan University, Suwon (Republica
di Corea); Department of Brain
Sciences, Daegu Gyeongbuk Institute of Science &
Technology (DGIST), Daegu (Republica di Corea); School of Life Sciences, Gwangju Institute of Science and Technology,
Gwangju (Republica di Corea).
L’effetto
efaptico nell’accoppiamento tra neuroni non comunicanti mediante sinapsi è
molto importante anche se poco conosciuto in Italia, perché raramente incluso
nei programmi d’esame di discipline neurobiologiche[1]. Forse un’eccezione è rappresentata dal caso della
corteccia cerebrale: “La
funzione nervosa del cervello è sostenuta da processi elettrochimici che si
manifestano come continue fluttuazioni di campo spaziotemporali. I campi
elettrici extracellulari agiscono a feedback
sui potenziali transmembrana mediante l’accoppiamento efaptico,
indipendente dalle sinapsi”[2]. Il problema principale nello studio di questo
fenomeno è costituito dalla difficoltà di misurarne l’entità per poterne
stimare la reale incidenza nei grandi processi fisiologici e quantificarne la
portata per attribuirgli un ruolo nella patogenesi di alcune forme di
epilessia. Nel nostro articolo già citato si riporta questa dimensione dell’effetto
nel cervello: “E’ risultato che i campi extracellulari inducevano,
attraverso la mediazione efaptica, cambiamenti nel potenziale della membrana
del soma neuronico, di meno di 0.5 mV al di sotto
delle condizioni sottosoglia. Nonostante le piccole dimensioni, questi campi
erano in grado di promuovere la genesi di forti potenziali d’azione, in
particolare per le fluttuazioni lente (< 8 Hz) del campo extracellulare”[3].
Ma torniamo all’effetto efaptico tra neuroni di
sistemi nervosi semplici come quello degli insetti, quale la Drosophila, in cui il ruolo di questo
fenomeno è meglio delineato e più definito.
Nell’accoppiamento efaptico, neuroni fisicamente adiacenti esercitano
un’influenza reciproca sull’attività elettrica mediante i campi elettrici che
generano. Ma, come è noto, i meccanismi molecolari che mediano e modulano
l’accoppiamento efaptico sono ancora poco definiti. Min Hyuk
Lee e colleghi dimostrano che il canale attivato dall’iperpolarizzazione e
regolato da nucleotidi ciclici, HCN, lateralizza la potenziale mutua inibizione
efaptica tra i neuroni recettori del gusto (GRN) in Drosophila melanogaster.
Mentre i GRN sensibili al gusto dolce si impegnano nella soppressione
efaptica dei GRN sensibili all’amaro, l’espressione dei canali ionici HCN nei
neuroni sensibili al dolce consente loro di resistere alla soppressione da
parte di quelli che mediano l’amaro.
Questa inibizione efaptica mono-laterale conferisce dominanza al dolce,
favorendo l’ingestione di sapori amari associati e mascherati dal dolce. La
sperimentazione ha dimostrato un fatto molto interessante: il ruolo dei canali
HCN del moscerino della frutta può essere rimpiazzato da quello dei canali
umani HCN2. A differenza di quanto accade in un meccanismo simile dell’olfatto,
l’inibizione efaptica gustativa è indipendente dalle potenziali variazioni del sensillo, ossia l’organo recettivo del moscerino; cosa
questa, che suggerisce che l’arrangiamento compartimentalizzato dei GRN vicini
è dispensabile per l’inibizione efaptica legata al gusto.
Questi risultati indicano un ruolo della regolazione della codifica
efaptica per assicurare l’assunzione dei nutrienti essenziali, nonostante i
contaminanti amari presenti nelle nicchie alimentari di Drosophila
melanogaster, e suggeriscono che gli studi sul gusto del moscerino possono
rivelare principi efaptici universali fra le specie
animali.
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”).
Roberto
Colonna
BM&L-25 gennaio 2025
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data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione
scientifica e culturale non-profit.
[1] Gli scritti su questo argomento della nostra società scientifica sono stati
a lungo l’unica fonte citata da opere e siti a carattere enciclopedico, come in
corsi accademici di neurobiologia.
[2] Note e Notizie 22-01-11
Accoppiamento efaptico dei neuroni corticali.
[3] Note e Notizie 22-01-11
Accoppiamento efaptico dei neuroni corticali.