LA GLIOTRASMISSIONE
MODULA IL SONNO AD ONDE LENTE
Uno studio recente ha accertato un importante ruolo della trasmissione gliale nella regolazione delle reti neuroniche della corteccia cerebrale che generano le onde lente (Fellin T., et al. Endogenous nonneuronal modulators of synaptic transmission control cortical slow oscillations in vivo. Proc. Natl Acad. Sci. USA 106, 15037-15042, 2009).
Come è noto, le oscillazioni dell’attività elettrica dei neuroni durante il sonno ad onde lente rappresentano l’attività corticale sincronizzata a bassa frequenza; ai vari meccanismi neurali che controllano questo stato funzionale della corteccia, si deve aggiungere l’azione dei gliotrasmettitori rilasciati dagli astrociti.
Tommaso Fellin e collaboratori del Silvio Conte Center for Integration at the Tripartite Synapse, Department of Neuroscience, University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, hanno riprodotto una condizione caratterizzata da assenza della trasmissione sinaptica astrocitaria, per valutare l’influenza di questo processo, scoperto relativamente di recente, sulla modulazione dell’attività corticale durante il sonno. La soppressione della gliotrasmissione è stata ottenuta realizzando topi transgenici i cui astrociti esprimevano una forma dominante negativa di una proteina SNARE (topi dnSNARE), con la conseguenza del mancato rilascio delle vescicole formate dalle cellule gliali.
In queste condizioni i rilievi elettroencefalografici dimostravano che l’aumento di pressione sull’omeostasi della funzione mediante la deprivazione di sonno[1] aumentava le oscillazioni lente durante il periodo di sonno successivo.
I ricercatori hanno studiato in animali anestetizzati i meccanismi molecolari sottostanti questi effetti.
Come dimostrato in precedenti lavori, i topi anestetizzati con uretano presentavano oscillazioni corticali lente. Il potenziale di queste oscillazioni nei topi dnSNARE era più basso di quello rilevato nei topi a genotipo naturale, e le registrazioni elettriche di patch-clamping rivelavano che i neuroni piramidali della corteccia somatosensoriale dei topi transgenici avevano periodi di depolarizzazione più brevi e periodi di iperpolarizzazione prolungati. Da un punto di vista molecolare, i neuroni piramidali dei roditori dnSNARE erano caratterizzati da una bassa espressione in superficie delle subunità NR2A ed NR2B dei recettori NMDA per il glutammato, con il risultato di un’attività NMDA ridotta ed una ratio AMPA/NMDA accresciuta[2].
In perfetta coerenza con questi dati, l’azione di un NMDA-antagonista riduceva le oscillazioni cerebrali lente in modo molto più marcato nei roditori a genotipo naturale che in quelli dnSNARE. Un’ulteriore riprova si è ottenuta col cimento sperimentale della D-serina, un gliotrasmettitore che agisce da co-agonista dei recettori NMDA: le oscillazioni lente aumentavano nel cervello dei topi dnSNARE molto più che nei roditori di controllo.
I ricercatori hanno poi condotto un’altra verifica dall’esito molto interessante.
E’ noto che l’ATP funge da gliotrasmettitore ed è idrolizzato ad adenosina, la quale attiva i recettori neuronici A1 (A1R): Fellin e i suoi collaboratori hanno impiegato un A1R-antagonista che non ha aumentato l’attività ad onde lente negli animali dnSNARE, ma l’ha accresciuta notevolmente nei topi di controllo. Questo risultato concorda con quanto emerso da precedenti studi, confermando che l’attivazione astrocitica dei recettori neuronici A1R inibisce le sinapsi corticali.
In conclusione si può osservare che questo lavoro ha accertato un importante ruolo delle cellule gliali nella regolazione dell’attività elettrica delle reti neuroniche. La capacità dei gliotrasmettitori astrocitari di attivare i recettori neuronici NMDA e A1R, rispettivamente accrescendo o riducendo le oscillazioni lente, suggerisce che l’azione coordinata dei gliotrasmettitori, probabilmente rilasciati in quantità dipendenti dalla sleep pressure, regola l’attività corticale sincronizzata durante il sonno ad onde lente.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza e
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[Tipologia del testo: RECENSIONE]