PASSATO E PRESENTE DEI
CANALI M
Nel 1980 Brown e Adams dimostrarono e caratterizzarono nei
neuroni simpatici di rana e ratto, con ineccepibile precisione biofisica, una
macroscopica corrente di potassio che attraversava la membrana e veniva inibita
dalla stimolazione dei recettori muscarinici dell’acetilcolina. Questa ricerca
segna la data della scoperta dei canali M (“M” da muscarinico, il tipo di recettore che li
regola), ossia una delle prime proteine-canale regolate da neurotrasmettitore
che sia stata identificata. A 25 anni di distanza dagli esperimenti che gli
permisero di dimostrarne in maniera inequivocabile l’esistenza, lo stesso David
Brown collaborando con Patrick Delmas, dedica ai canali M del K+ una esaustiva
review, tracciando un quadro delle recenti scoperte sul rapporto fra recettori
e canali (Pathways Modulating KCNQ/M (Kv7)
Potassium Channels. Nature Reviews Neuroscience 6, 850-862, 2005).
Traendo spunto da questa review, Nicole Cardon ha dedicato l’ultimo
incontro del Seminario Permanente sulle Sinapsi di BM&L-Italia ad uno “stato
dell’arte” su questi interessanti canali del potassio.
I canali del K+ sono fondamentali nella
fisiologia del neurone, in quanto hanno un ruolo importante nel regolarne l’eccitabilità
e, molti di essi, sono a loro volta regolati da neurotrasmettitori. Dopo quasi
vent’anni di ricerche è stato possibile stabilire che i canali M sono costituiti
da subunità della famiglia dei canali del potassio Kv7 (KCNQ). I cinque
membri di questa famiglia Kv 7.1, Kv 7.2, Kv 7.3, Kv 7.4, Kv 7.5, sono omologhi
degli “Shaker Channels”, ma i canali M si distinguono per una lunga coda carbossi-terminale endocellulare;
i primi quattro (Kv 7.1-7.4) sono noti in medicina perché mutazioni nei loro
geni danno luogo a patologia umana.
Un esempio drammatico al riguardo è dato dall’epilessia giovanile (juvenile
epilepsy) dovuta alla mutazione di un solo gene per una sola subunità (Kv 7.2) che porta alla riduzione del 25% della
corrente di K+ dei canali M.
I canali M funzionano come un freno sulle scariche ripetitive di
potenziali d’azione, regolando vari tipi di neuroni centrali e periferici, fra
cui cellule nervose del simpatico, dell’ippocampo e dello striato. La corrente
di potassio in entrata viene regolata dal legame a specifici recettori di
comuni neurotrasmettitori quali l’acetilcolina o peptidi come LHRH, la
bradichinina e la sostanza P. L’azione inibitoria sul freno si traduce spesso
in un particolare tipo di attivazione che trasforma un neurone ad eccitazione tonica in uno
ad eccitazione fasica.
Ma gli aspetti più interessanti della fisiologia dei canali M del potassio -anche perché meno noti e di recentissima acquisizione- riguardano i loro rapporti con i recettori. A questo argomento Nicole Cardon ha dedicato una lunga e dettagliata disamina, che è risultata particolarmente stimolante perché ha evidenziato le prospettive che si aprono per nuove ricerche e nuove terapie.