SCOPERTO IL RUOLO DELLA
GLIOMEDINA AI NODI DI RANVIER
La rapida conduzione saltatoria, che consente all’impulso nervoso di percorrere
la superficie delle fibre mieliniche ad alta velocità, dipende
dall’aggregazione di numerosi canali del sodio (Na+C) in corrispondenza dei nodi di Ranvier.
Una ricerca
condotta da Eshed e collaboratori ha definito il processo che porta
all’addensarsi delle proteine-canale Na+C in corrispondenza dei punti di discontinuità della guaina, caratterizzando
il ruolo fisiologico di una nuova proteina, la gliomedina (Gliomedin mediates Schwann cell-axon
interaction and the molecular assembly of the nodes of Ranvier. Neuron
47, 215-229, 2005).
Le cellule di
Schwann nel sistema nervoso periferico (SNP) e gli oligodendrociti nel sistema
nervoso centrale (SNC) forniscono un rivestimento mielinico all’assone che ne
aumenta la velocità di conduzione fino ad oltre 50 volte. I punti di
discontinuità della guaina mielinica che è possibile osservare lungo i
cilindrassi, sono generalmente distinti in due tipi: le incisure di Schmidt e
Lanterman, di piccole dimensioni, e i nodi di Ranvier, di dimensioni maggiori e
importanti per la conduzione dell’impulso. In corrispondenza di queste
soluzioni di continuità si formano, all’arrivo del potenziale d’azione, delle
correnti in grado di potenziare e rilanciare l’impulso che sembra saltare da un
nodo al successivo fino alla sinapsi, dove induce il rilascio del
neurotrasmettitore.
La formazione e
la struttura dei nodi di Ranvier è specificata dalla glia, non dai neuroni. In
questo processo, nel SNP, le cellule di Schwann formano dei microvilli che
entrano in contatto con l’assone trasmettendo il messaggio molecolare che
induce le modificazioni di membrana specifiche di quest’area. Eshed e
collaboratori hanno scoperto che, in corrispondenza di questi microvilli, le
cellule di Schwann esprimono una proteina, la gliomedina, responsabile
dell’addensamento delle proteine-canale Na+C in corrispondenza dei nodi di Ranvier.
Il gruppo di
Eshed ha accertato che la gliomedina è il ligando di due
molecole di adesione cellulare (CAM) dell’assone: la neurofascina e la nrCAM. Queste
due CAM si trovano in corrispondenza dei nodi di Ranvier dove interagiscono con
i Na+C.
Per testare l’importanza
della gliomedina nella formazione degli aggregati sono stati impiegati due metodi:
1) la distruzione
dello schema di localizzazione della gliomedina mediante una proteina solubile contenente
il dominio extracellulare della neurofascina;
2) l’impiego dell’interferenza-RNA
per impedire l’espressione della gliomedina.
Con entrambi i
metodi si assisteva all’abolizione del caratteristico addensamento di Na+C in corrispondenza dei nodi.
L’aggregazione di
domini di gliomedina leganti neurofascina e nrCAM sulla superficie di neuroni purificati, determinava il formarsi di aggregati contenenti Na+C, neurofascina ed altre proteine dei nodi di Ranvier.
Questi risultati
hanno indotto gli autori a proporre il seguente modello: la gliomedina, prodotta dai microvilli delle cellule di Schwann,
si lega a neurofascina ed nrCAM inducendole ad addensarsi
presso i nodi di Ranvier, dove queste formano complessi contenenti Na+C.