La dopamina
striatale è inibita da neuroni colinergici
ROBERTO COLONNA
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXII – 22 marzo 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 neurotrasmissione
dopaminergica dello striato, particolarmente in funzioni di massima
importanza come la codifica dell’errore di previsione della
ricompensa, è intensamente indagata da molti gruppi di ricerca in tutto il
mondo, allo scopo di comprendere analiticamente i meccanismi alla base del
comportamento osservabile. I risultati di molti studi suggeriscono che qualcosa
dello schema tradizionale entro cui si declinano i rapporti sinaptici fra i
sistemi neuronici dell’area striatale va rivisto; in particolare, non sembra
che le nozioni classiche sulla regolazione del rilascio di dopamina siano
sufficienti a spiegare tutti fenomeni osservati.
Secondo la più elementare
delle nozioni di neurotrasmissione, gli assoni veicolano la propagazione dei
potenziali d’azione ai terminali sinaptici dove, in corrispondenza dei siti
vescicolari di rilascio, gli impulsi elettrici si trasformano nell’evento di
fuoriuscita di quanti della molecola di neurotrasmissione (ACh, amine biogene,
peptidi, ecc.), che si legano ai recettori del neurone bersaglio, modulandone l’attività
in senso eccitatorio, se il mediatore è eccitatorio (glutammato, ACh, 5-HT, DA,
NA, ecc.) o in senso inibitorio, se il mediatore è inibitorio (GABA, glicina). Su
questa base sono state sviluppate le indagini sperimentali sui ruoli
fisiologici del neurotrasmettitore dopamina (DA), sostanzialmente
registrando i potenziali d’azione che apparivano sul soma (pireneforo)
dei neuroni dopaminergici. I meccanismi e gli input che agiscono selettivamente
negli assoni e sugli assoni di queste cellule sono posti per regolare il
rilascio di DA, con alcune evidenze in vivo che il rilascio della catecolamina
striatale è dissociato dall’attività somatica del neurone in alcune
circostanze. Yan-Feng Zhang e colleghi hanno studiato
gli interneuroni colinergici che agiscono direttamente sugli assoni dei neuroni
dopaminergici, ottenendo risultati degni di nota.
(Zhang
Y-F. et al., An axonal brake on striatal dopamine output by cholinergic
interneurons. Nature
Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-025-01906-5, 2025).
La
provenienza degli autori è
la seguente: Department of Physiology, Anatomy and
Genetics, University of Oxford, Oxford (Regno Unito);
Aligning Science Across Parkinson's Collaborative Research Network, Chevy
Chase, MD (USA); Oxford Parkinson's Disease Centre, University of Oxford,
Oxford (Regno Unito); Department of Clinical and
Biomedical Sciences, University of Exeter, Exeter (Regno Unito);
Chinese Institute for Brain Research, Beijing (Cina); Department of
Neurosurgery, The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University,
Guangzhou (Cina); Department of Neurobiology, Stanford University, Stanford, CA
(USA); Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, CA (USA).
All’interno dello striato gli interneuroni
colinergici che sono tonicamente attivi costituiscono solo il 2% del totale
delle cellule nervose, ma formano densissime e articolate arborizzazioni con
connessioni asso-assoniche sui neuriti dei neuroni dopaminergici. Tali
connessioni asso-assoniche si ritiene che guidino eventi di rilascio di DA di breve
latenza o istantanei, mediante l’attivazione dei recettori nicotinici dell’acetilcolina
contenenti β2 e della genesi di potenziali d’azione assonici ectopici.
Esperimenti ex vivo avevano mostrato che, quando i neuroni dopaminergici
e gli interneuroni catecolaminergici dello striato sono contemporaneamente
stimolati, i livelli di DA sono più bassi di quando si stimolano solo gli
assoni dopaminergici, suggerendo che gli impulsi catecolaminergici sembrano paradossalmente
limitare il rilascio di DA.
Yan-Feng Zhang e colleghi hanno accertato e dimostrato che gli interneuroni
colinergici e i recettori nicotinici dell’acetilcolina nAChR sugli assoni dei
neuroni dopaminergici dello striato del topo interrompono il flusso dei
potenziali d’azione dal corpo del neurone al suo terminale: il rilascio di
dopamina per i successivi eventi di depolarizzazione è stato soppresso per
circa 100 ms.
Questa soppressione non era
dovuta a deplezione di dopamina o di acetilcolina, ma a una limitata
riattivazione degli assoni dopaminergici dopo la depolarizzazione mediata dai
recettori AChR, e risultava più pronunciata nello
striato dorsale che nello striato ventrale.
In vivo, i recettori nicotinici dell’acetilcolina, nAChR, prevalentemente
deprimevano il rilascio di dopamina, in quanto l’antagonismo nAChR nello
striato dorsale innalzava la DA rilevata con la fotometria a fibra ottica del
sensore di DA GRABDA2m e promuoveva la preferenza di luogo
condizionata.
I risultati dello studio
rivelano che gli interneuroni colinergici, agenti via nAChR, temporaneamente
limitano la riattivazione degli assoni per i successivi potenziali d’azione dei
neuroni dopaminergici e perciò generano una dinamica di scala inversa nel rilascio
della DA, secondo l’attività degli interneuroni colinergici.
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-22 marzo 2025
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