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.

 

Ludovica R. Poggi

BM&L-Novembre 2005

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