UNA SORPRESA DAI
NEURONI ASSO-ASSONICI
Gli interneuroni che formano sinapsi con il segmento iniziale dell’assone dei neuroni piramidali, non innervando alcuna altra cellula, prendono il nome di cellule asso-assoniche (o axo-assonic cells o AACs, in inglese). Si tratta di una denominazione tanto inconsueta -perché definisce dei neuroni sulla base del tipo di giunzione sinaptica- quanto appropriata, perché la loro fisiologia è sostanzialmente riducibile a questo contatto che le pone in una posizione privilegiata per influenzare, mediante il rilascio del neuromediatore inibitorio GABA, l’output assonico delle cellule nervose principali della corteccia cerebrale dei mammiferi. D’altra parte, come si è già altrove ricordato (Note e Notizie 13-11-05 La corteccia cerebrale è condotta dall’inibizione), si riconosce funzione inibitoria a tutti gli interneuroni corticali: cellule stellate spinose, cellule a candeliere, a canestro, bipolari, gliomorfe, orizzontali e fusiformi. Se a questo aggiungiamo l’importanza e le dimensioni dei neuroni piramidali, comprendiamo perché alle cellule asso-assoniche sia stato attribuito il ruolo di “satelliti” con funzione di modulazione inibitoria.
Alla luce di queste nozioni, i risultati emersi nel corso di una ricerca condotta in Ungheria presso il Dipartimento di Fisiologia Comparata dell’Università di Szeged, costituiscono una vera sorpresa.
Szabadics e collaboratori hanno studiato le cellule asso-assoniche negli strati piramidali 2 e 3 della corteccia cerebrale di ratto e di pazienti che hanno espresso il loro consenso al prelievo di tessuto nel corso di interventi di neurochirurgia oncologica. Il gruppo di ricerca ungherese aveva già precedentemente esplorato altri aspetti dell’attività di questi interneuroni nei microcircuiti corticali e, in questo lavoro, si proponeva lo scopo di valutare gli effetti dell’azione inibitoria che il GABA esplica sul recettore GABA-A situato sul primo segmento del neurite piramidale. Come è noto, questo recettore controlla un canale del Cl- che, a seguito del legame del GABA, aumenta la sua permeabilità accrescendo il flusso di cloro-anioni verso l’interno del neurone, con conseguente inibizione dovuta all’accentuarsi della polarità. E’ stato dimostrato che questo effetto dipende dal co-trasportatore 2 del cloruro di potassio (KCC2) nella membrana post-sinaptica, per cui gli autori hanno condotto uno studio di immunolocalizzazione ad alta risoluzione del KCC2 nelle varie aree della membrana del neurone piramidale, confrontando l’entità della sua espressione con le risposte all’azione del GABA.
Lo studio di localizzazione dimostrava una bassa distribuzione di KCC2 in corrispondenza della parte iniziale dell’assone del neurone piramidale, in contrapposizione con un alto tasso di distribuzione in corrispondenza del corpo e dei dendriti.
Coerentemente con questa osservazione, gli autori hanno rilevato che l’attività delle cellule asso-assoniche sul segmento iniziale dell’assone poteva determinare depolarizzazione, dando luogo a serie stereotipe di eventi sinaptici, dovuti ad un potenziale invertito fra assone ed area somato-dendritica della cellula.
Infatti, confrontando l’azione delle cellule a canestro sul corpo e sui dendriti del neurone piramidale con quella delle cellule asso-assoniche sul neurite, era evidente che le prime determinavano solo iperpolarizzazione, cioè inibizione, mentre le seconde erano in grado di produrre effetti di depolarizzazione. In due casi in cui il neurone piramidale non era raggiunto dalle cellule a canestro è stato possibile registrare potenziali post-sinaptici eccitatori.
Il complesso degli esperimenti descritti in questo report dimostra per la prima volta che le cellule asso-assoniche sono in grado di esplicare tanto attività inibitoria quanto eccitatoria nell’ambito dei microcircuiti corticali (Szabadics, J. et al. Excitatory effect of GABAergic axo-assonic cells in cortical microcircuits. Science 311, 233-235, 2006).
Le osservazioni relative al prevalere nella corteccia cerebrale dei mammiferi del neuromediatore GABA su tutti gli altri, ed alla conseguente prevalenza delle funzioni inibitorie neocorticali, hanno creato da tempo problemi di difficile soluzione per la comprensione dei meccanismi eccitatori in termini di fisiologia dei sistemi. I numerosi interrogativi sollevati, solo da poco cominciano a ricevere qualche parziale risposta attraverso spiegazioni ipotetiche di eventi funzionali circoscritti.
D’altra parte le tesi che avevano indotto Szentàghotai, per un verso, e Freeman, per un altro, a considerare la corteccia un continuum, giustificandone uno studio sintetico, non hanno portato i risultati sperati. Probabilmente non esistono scorciatoie, e l’impiego del tradizionale procedimento analitico che scompone in piccoli sottoinsiemi questo intricato ammasso funzionale, dovrà proseguire ancora per molto tempo prima che si possano tracciare quadri sintetici definiti. In questo lungo e faticoso percorso, una piccola scoperta come quella dell’azione eccitatoria delle cellule asso-assoniche, potrebbe costituire un filo di Arianna per orientarsi in uno dei tanti labirinti inibitori della neocorteccia.
L’autrice della nota ha discusso l’argomento trattato con Giuseppe Perrella, e si è avvalsa del contributo di Isabella Floriani per la correzione della bozza.