LE AUTAPSI INDUCONO
PERSISTENZA DELLA NEUROTRAMISSIONE
Le sinapsi di un neurone con se stesso, definite autapsi[1], sono state a lungo ritenute una conseguenza della crescita dei neuroni in isolamento e, sebbene siano state riconosciute e descritte in varie regioni encefaliche quali la neocorteccia, l’ippocampo, il cervelletto, le formazioni dello striato e la substantia nigra, da molti ricercatori sono ancora considerate degli artefatti. Si comprende l’esigenza avvertita in ambito neurobiologico di definire, accanto alla caratterizzazione morfologica ultrastrutturale, un significato funzionale generale di queste giunzioni per poterne decifrare il ruolo nei vari sistemi neuronici.
Susswein e collaboratori del Lesile and Susan Gonda (Goldschmied) Multidisciplinary Brain Research Center e della Mina and Everard Goodman Faculty of Life Sciences, Bar Ilan University, Ramat Gan (Israele), hanno dimostrato che la trasmissione autaptica nei neuroni del ganglio buccale di Aplysia californica B31/B32 è implicata nella risposta di lunga durata alle stimolazioni brevi (Saada R., Miller N., Hurwitz I. & Susswein A. J. Autaptic excitation elicits persistent activity and a plateau potential in a neuron of known behavioral function. Curr. Biol. 19 479-484, 2009).
In questo mollusco, noto per gli studi di Eric Kandel sulla memoria, è stato accertato che l’attività dei neuroni B31/B32 è richiesta per l’induzione dello schema comportamentale di assunzione del cibo, ma finora non è stato definito il meccanismo che consente a queste cellule di continuare ad essere attive dopo brevi stimoli depolarizzanti.
In precedenza è stato dimostrato che il neurone B63 eccita i neuroni B31/B32 in situ, mediante accoppiamento elettrico e neurotrasmissione colinergica, ora Sussweim e i suoi colleghi hanno rilevato che i potenziali post-sinaptici eccitatori veloci indotti da B63 nei B31/B32 potevano essere bloccati dall’antagonista nicotinico esametonio, e che i potenziali post-sinaptici lenti che portano ad un plateau di depolarizzazione sostenuto, potevano essere bloccati dall’antagonista muscarinico pirenzepina. Ma l’osservazione-chiave intervenuta a questo punto è che la depolarizzazione protratta di B31/B32 si verificava anche in risposta ad impulsi troppo deboli per stimolare i neuroni B63, suggerendo che la persistente attività di B31/B32 non fosse completamente dipendente da questo input presinaptico ma sarebbe potuta dipendere dalla trasmissione autaptica muscarinica dipendente dal voltaggio.
Infatti, lo studio di caratterizzazione anatomica ha rivelato che i neuroni B31/B32 mostrano neuriti altamente ramificati con varicosità prossime al soma, il cui profilo è compatibile con la configurazione di siti di rilascio autaptici.
L’attività persistente dopo brevi stimolazioni dei neuroni B31/B32 è stata riprodotta in vitro e qui, come in situ, la pirenzepina era in grado di bloccarla.
Gli autori dello studio, per dimostrare che le autapsi di B31/B32 non sono artefatti della coltura cellulare in isolamento, hanno accertato che altri neuroni del ganglio buccale non sviluppano potenziali a plateau in vitro, e che anche quando i neuroni B31/B32 non erano isolati ma coltivati con altri neuroni (co-colture), il plateau dovuto all’attività delle autapsi continuava a prodursi. Si è inoltre rilevato che la depolarizzazione di un solo neurone B31/B32 spesso causava attività persistente solo nella cellula stimolata, indicando che queste cellule effettivamente formano sinapsi in preferenza con se stesse.
Questo studio fornisce una prova ulteriore che le autapsi non sono artefatti della crescita colturale in isolamento e dimostra un loro ruolo nel mantenimento di attività avviate da una stimolazione di entità limitata e durata breve.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
[1] Il termine autapsi,
derivato da sinapsi, fu proposto per
la prima volta nel 1972 da Van der Loos e Glaser, per indicare la giunzione
terminale di un ramo di un assone con la stessa cellula nervosa da cui il
neurite proviene. E’ interessante notare che già Held nel 1897, quando ancora
non si conosceva la struttura delle giunzioni sinaptiche, aveva osservato dei collaterali
di motoneuroni corticali e di cellule di Purkinje del cervelletto terminare sul
proprio soma o sui propri dendriti, deducendone un’autoregolazione del singolo
neurone. Non trovando conferma di questo collegamento nelle sue osservazioni,
Santiago Ramon y Cajal ritenne infondata l’esistenza di tali giunzioni,
influenzando l’atteggiamento della maggior parte dei ricercatori per la sua
autorevolezza.