NUOVI
MECCANISMI NELLA REGOLAZIONE GABA DELLE SPINE
Gli interneuroni inibitori GABA-ergici costituiscono il tipo neuronico più rappresentato nella corteccia cerebrale dei mammiferi e, nell’insieme del sistema nervoso centrale, svolgono funzioni di regolazione che intervengono direttamente o indirettamente nella funzione di tutti gli altri sistemi neurotrasmettitoriali. Non sorprende, pertanto, che i processi mediati dai recettori del GABA siano fra i meccanismi molecolari più studiati per comprendere i rapporti fra regolazione sinaptica e fisiologia dei sistemi. In particolare, i recettori metabotropici del GABA (acido γ-aminobutirrico) tipo B (GABAB) svolgono un ruolo importante nella regolazione sinaptica in quanto inibiscono il rilascio al livello presinaptico e attivano i canali K+ post-sinaptici. In uno studio recente Chalifoux e Carter del Center for Neural Science, New York University, hanno accertato che i recettori GABAB sono anche in grado di sopprimere la segnalazione post-sinaptica del calcio mediata dai recettori del glutammato NMDA e inibire il rilascio multivescicolare in singole spine dendritiche (Chalifoux J. R. & Carter A. G. GABAB receptors modulate NMDA receptor calcium signals in dendritic spines. Neuron 66, 101-113, 2010).
Impiegando una tecnica basata sulla microscopia bifotonica a scansione laser (two-photon optical quantal analysis), i due ricercatori hanno studiato in sezioni sottili di corteccia prefrontale di topo la trasmissione sinaptica nelle giunzioni di singole spine dendritiche di neuroni piramidali del secondo e terzo strato corticale.
Il baclofen, agonista recettoriale GABAB, è risultato in grado di ridurre sia la probabilità di rilascio, sia la potenza sinaptica, ossia l’ampiezza degli eventi di rilascio efficaci. L’inibizione della segnalazione a valle dei recettori mediante GDP-βS[1] non ha impedito il decremento della potenza sinaptica. Poiché questo effetto del baclofen non era più evidente quando la concentrazione di calcio era bassa, è verosimile che la segnalazione legata ai recettori GABAB regoli il rilascio multivescicolare dal terminale presinaptico.
I due ricercatori hanno allora studiato gli effetti dell’attivazione dei recettori GABAB sulla segnalazione postsinaptica del calcio dipendente dagli NMDA, impiegando anche in questo caso una tecnica basata sulla microscopia bifotonica (two-photon glutamate uncaging). In singole spine dendritiche il GDP-βS precludeva l’inibizione da parte del baclofen dei segnali di Ca2+ dipendenti dai recettori NMDA del glutammato, mostrando che la modulazione post-sinaptica dei segnali del calcio da parte dei GABAB richiede l’attivazione delle proteine G.
Il prosieguo della sperimentazione ha dimostrato, negli effetti post-sinaptici dell’attivazione dei recettori GABAB, anche l’intervento della via della proteinchinasi A (PKA); infatti, effetti simili a quelli del GDP-βS si ottenevano con l’impiego del composto H89, antagonista di PKA, e del peptide inibitorio della proteinchinasi PKI.
Infine, è risultato che l’attivazione dei GABAB non determinava alcuna variazione misurabile nelle correnti sinaptiche mediate dagli AMPA e dagli NMDA.
Complessivamente, questi risultati indicano che l’attivazione dei recettori GABAB regola selettivamente la permeabilità del Ca2+ dei recettori del glutammato NMDA.
In conclusione si può osservare che Chalifoux e Carter, adottando una combinazione di tecniche ottiche basate su una metodica avanzata, hanno identificato nuovi meccanismi presinaptici e post-sinaptici mediante i quali i recettori GABAB influenzano la trasmissione sinaptica di singole spine dendritiche. Poiché i segnali del Ca2+ dipendenti dai recettori NMDA nelle spine dei dendriti sono particolarmente importanti per la plasticità sinaptica, la conoscenza della loro regolazione da parte dei recettori GABAB contribuirà sicuramente alla comprensione di molti processi di fisiologia neuronica.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della
bozza e invita alla lettura delle recensioni dei lavori originali di argomento
connesso che compaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE”.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]