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.

 

Nicole Cardon

BM&L-Novembre 2005

www.brainmindlife.org