CANALI DEL POTASSIO
CONTRO LA NORMA
I canali del K+
attivati dal Ca2+ a grande conduttanza (BK) sono diffusamente presenti nel sistema nervoso, localizzati
sulla membrana presinaptica dove determinano iperpolarizzazione quando attivati
dalla depolarizzazione e dall’ingresso del calcio. Anche per la loro contiguità
con i canali del calcio dipendenti dal voltaggio -attivati dal potenziale
d’azione- si è supposto che agissero fornendo un feed-back negativo al rilascio di
neurotrasmettitore. In altre parole, si è ritenuto che la loro funzione
antagonizzasse gli effetti della depolarizzazione, anche se esistono prove
sperimentali che non è sempre questo il loro ruolo. E’ stata generalmente
accettata l’ipotesi che un possibile meccanismo dell’azione mediata dai BK consistesse nel
prolungamento della ripolarizzazione, tuttavia studi condotti sulla
configurazione d’onda del potenziale d’azione non hanno confermato questa
diffusa convinzione.
Per comprendere il ruolo fisiologico dei BK, Xu e Slaughter
hanno deciso di studiarne la fisiologia a riposo e, a tal fine, hanno impiegato
le ribbon synapses dei bastoncelli della retina di salamandra perché sono
silenti in condizioni ordinarie. Nelle sezioni di retina adattate al buio, la
luce è in grado di evocare correnti post-sinaptiche eccitatorie nei neuroni di
secondo ordine. Xu e Slaughter hanno rilevato che i bloccanti dei BK
determinano la soppressione di queste correnti inibendo il rilascio del
trasmettitore da parte dei bastoncelli (Large-conductance
calcium-activated potassium channels facilitate transmitter release in
slamander rod synapse. J. Neurosci. 25, 7660-7668, 2005).
Il prosieguo della ricerca ha prodotto risultati che sono
andati oltre nel provare un ruolo eccitatorio o quanto meno di facilitazione
dei BK, infatti i due ricercatori hanno evidenziato una sinergia positiva fra
BK e canali del Ca2+ presso il terminale presinaptico: il flusso in
entrata del Ca2+ attiva i
BK, con conseguente uscita di K+ che accresce l’attività dei canali
del Ca2+.
Sembra che la corrente in uscita dei BK e quella in entrata dei canali del calcio approssimativamente si bilancino nel range
fisiologico dei voltaggi dei bastoncelli, consentendo un’amplificazione della
trasmissione sinaptica senza modificazioni del voltaggio di membrana.
Fin qui i risultati vanno nella direzione di un ruolo
eccitatorio dei BK, ma, se in queste condizioni si determina un’ulteriore
depolarizzazione dei bastoncelli, il BK agisce da freno, superando le altre
correnti ed iperpolarizzando la cellula.
I risultati del lavoro di Xu e Slaughter sembrano illuminare
il campo della fisiologia di queste proteine-canale, finora veramente rimasto
oscuro; tuttavia è evidente che c’è ancora molto da apprendere prima di poter
tracciare un quadro generale del loro funzionamento. Sarà importante, ad
esempio, verificare se in sinapsi normalmente attive ad alta frequenza è
possibile riscontrare meccanismi simili.
Nota: le “ribbon
synapses” sono state trattate dettagliatamente al nostro seminario permanente
sulle sinapsi; coloro che desiderino averne un inquadramento sintetico possono
scrivere all’indirizzo soci@brainmindlife.org.
L’autrice della
nota ringrazia Isabella Floriani per la collaborazione alla stesura in corretto
italiano.