COME UN MOTONEURONE VINCE LA COMPETIZIONE PER LA GIUNZIONE NEUROMUSCOLARE

E’ noto che nei mammiferi adulti l’assone di un motoneurone spinale o del tronco encefalico si divide in più branche innervando attraverso un particolare tipo di sinapsi modificata, che prende il nome di giunzione neuromuscolare, un certo numero di fibrocellule muscolari. In tal modo si stabilisce un rapporto funzionale stabile fra il neurone e le cellule del muscolo che da questo dipendono per la contrazione; a questo insieme si dà il nome di unità motoria. L’unità motoria può presentare un rapporto neurone/fibrocellule più o meno alto a seconda della precisione del movimento cui è deputata, ad esempio 1/165 nei muscoli degli arti del gatto e, spesso, 1/3 nei muscoli estrinseci dell’occhio umano.

La costituzione di unità motorie con questo schema (sia pure con qualche eccezione) rappresenta il risultato di un complesso processo di eliminazione che ha luogo durante lo sviluppo embrionario, quando più neuroni innervano le stesse fibrocellule muscolari. In altre parole si determina una situazione di “selezione durante lo sviluppo” del tipo di quelle descritte e studiate da Gerald Edelman, che da sempre ha attratto l’attenzione dei ricercatori.

Due nuovi studi hanno cercato di stabilire su quali basi si effettui la competizione e, in particolare, il ruolo del tipo di input legato all’identità del neurone e quello di fattori locali presso la giunzione neuromuscolare in contrapposizione con proprietà generali del motoneurone (Kasturi N. & Lichtman J.W. The role of neuronal identity in synaptic competition. Nature 424, 426-430, 2003; Buffelli M. et al. genetic evidence that relative synaptic efficacy biases the outcome of synaptic competition. Nature 424, 430-434, 2003).

Kasthuri e Lichtman, studiando il caso della competizione fra due cellule, hanno dimostrato che il motoneurone che vince la competizione con il diretto rivale, sarà vincente anche nei confronti successivi. Questo risultato, ovviamente, porta chiedersi cosa accadrà in esperimenti di competizione fra tre neuroni o più.

Il fattore decisivo nella competizione per la giunzione neuromuscolare secondo Buffelli e collaboratori è rappresentato dall’efficacia sinaptica. Poiché il lavoro di Kasthuri e Lichtman dimostra che il grado gerarchico del motoneurone nella competizione è inversamente proporzionale al numero delle diramazioni assoniche, è lecito supporre che ciascun motoneurone disponga di una definita quantità di neurotrasmettitore e, pertanto, minore è il numero di diramazioni che devono essere rifornite, maggiore sarà l’efficacia sinaptica.

Nell’ottica dei processi selettivi, così come sono concepiti in genetica, potrebbero essere sufficienti le naturali variazioni della quantità di neurotrasmettitore nei motoneuroni a governare il processo di selezione, ma sono necessari ulteriori studi per accertare l’eventuale presenza di altri fattori di regolazione.

BM&L –Novembre 2003