UN MECCANISMO CELLULARE
CHE LIMITA LA PLASTICITÀ
Se la ricerca che indaga i meccanismi della plasticità sinaptica ha accumulato una straordinaria messe di dati e fornito una dettagliata conoscenza analitica dei fenomeni molecolari alla base di questi processi, non si può dire che abbia ottenuto simili risultati per i meccanismi cellulari che regolano negativamente la plasticità sinaptica in alcune regioni cerebrali. Pertanto assume notevole interesse il lavoro, condotto da Simons e tre suoi colleghi del Laboratory of Neurobiology, Department of Health and Human Services, National Institute of Environmental Health Sciences, National Institutes of Health (Research Triangle Park, NC, USA), volto ad accertare le cause della limitazione della plasticità in una regione dell’ippocampo (Simons S. B. et al. Regional differences in hippocampal calcium handling provide a cellular mechanism for limiting plasticity. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 106 (33), 14080-14084, 2009).
Una regione nota per la mancata espressione del potenziamento di lungo termine (LTP, da long term potentiation) è l’area CA2 dell’ippocampo, sulla quale si è focalizzata l’attenzione dei ricercatori. La plasticità sinaptica è in stretto rapporto con la concentrazione post-sinaptica di Ca2+ e, visto che i neuroni di questo sub-campo esprimono un grande numero di proteine regolatrici del calcio, si ipotizza che la relativa mancanza di LTP in CA2 sia dovuto a particolarità nella dinamica del calcio delle sue cellule. Simons e colleghi hanno sottoposto a verifica sperimentale questa ipotesi.
La misura della fluorescenza transitoria dipendente da Ca2+ nelle spine dendritiche, ha rivelato che i neuroni di CA2, rispetto a quelli di CA1 e CA3, presentavano un picco minore di Ca2+-transitorio evocato dal potenziale d’azione, a causa di una maggiore capacità endogena di buffering del Ca2+ e un più alto tasso di estrusione dello stesso catione. L’innalzamento della concentrazione extracellulare di calcio, mediante perfusione esterna dei neuroni durante l’induzione, era in grado di conferire loro la capacità di generare LTP, suggerendo che queste cellule posseggono l’apparato molecolare per il potenziamento protratto dell’attività sinaptica ma la restrizione imposta alle concentrazioni extracellulari di Ca2+ ne limita l’espressione.
I ricercatori hanno poi rilevato che la camstatina, analoga alla proteina calcio-modulatrice Pep-19 fortemente espressa nei neuroni di CA2, bloccava l’LTP ed accresceva notevolmente l’estrusione di calcio nelle cellule di CA1, suggerendo un ruolo dell’estrusione nella regolazione della plasticità in CA2. A sostegno di questa idea, Simons e collaboratori hanno rilevato che l’introduzione di un inibitore della pompa PMCA (carbossieosina) permetteva l’induzione di LTP nei neuroni di CA2.
I risultati di questo studio consentono di desumere che la regolazione della concentrazione post-sinaptica del Ca2+, mediante la modulazione dell’estrusione e/o del buffering, controlla l’espressione dell’LTP nell’area CA2 dell’ippocampo e potenzialmente in altre regioni dell’encefalo.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]