SINAPSI SILENTI: NUOVI
DILEMMI E MISTERI
Nel sistema nervoso centrale, una parte rilevante delle sinapsi dei neuroni eccitatori che trasmettono il segnale mediante l’acido glutammico, sono funzionalmente silenti per motivi sui quali indagano molti gruppi di ricerca. I terminali di queste cellule nervose quiescenti contengono recettori glutammatergici tipo NMDA (N-metil-D-aspartato), ma sembra che manchino di recettori del tipo AMPA (da acido α-amino-3-idrossi-5-metil-4-idrossazolpropionico), caratteristica attualmente considerata l’aspetto più rilevante della causa molecolare del loro stato funzionale.
Si ritiene che la conoscenza dei meccanismi che portano alla definizione della condizione di silenzio elettrochimico durante lo sviluppo, possa aiutare la comprensione del ruolo fisiologico di queste giunzioni, pertanto si guarda con interesse alla ricerca che ne studia l’embriogenesi. Ma sembra che il procedere degli studi, anziché fornire risposte chiarificatrici, complichi ulteriormente il quadro.
Uno studio bene strutturato e molto articolato,
condotto presso l’Università della California
a San Frasncisco da Adesnik e colleghi dei Dipartimenti di Farmacologia
Cellulare e Molecolare, Fisiologia e Neurologia, propone nuovi risultati che
mettono in crisi alcuni assunti derivati da altri studi (Adesnik H., et al.
NMDA-receptors
inhibit synapse unsilencing during brain development. Proc. Natl Acad. Sci. USA
105, 5597-5602, 2008).
In estrema sintesi, i risultati dei numerosi esperimenti suggeriscono che i recettori NMDA non sono richiesti per lo sviluppo morfologico dei neuroni piramidali, e che durante le fasi iniziali dello sviluppo questo tipo recettoriale inibisce la formazione di sinapsi glutammatergiche funzionanti, prevenendo il reclutamento degli AMPA in corrispondenza dei siti sinaptici.
In contrasto con questi risultati, precedenti studi hanno dimostrato che l’attivazione dei recettori NMDA ha un’importanza cruciale per l’inserimento della molecole recettoriali AMPA nell’iniziale formazione delle sinapsi. Naturalmente una tale incongruenza richiederà il vaglio di future ricerche per essere chiarita. Intanto gli autori dello studio, avendo osservato che l’ablazione genetica degli NMDA durante lo sviluppo aumenta il numero di sinapsi funzionanti e la loro reintroduzione le riduce, propongono un nuovo modello per la maturazione delle sinapsi eccitatorie, in cui l’attività di questi recettori previene un’attivazione sinaptica prematura consentendo una scelta selettiva per le connessioni dipendenti dall’attività.
Discutendo le evidenze emerse da questo lavoro con soci di Brain, Mind & Life (BM&L-ITALIA) afferenti al gruppo del “Seminario Permanente sulle Sinapsi”[1], Nicole Cardon ha fatto notare che recentemente è stato dimostrato che in alcune aree dell’encefalo il meccanismo di synaptic silencing non si basa sull’assenza dei recettori AMPA: 1) nei neuroni del nucleo del tratto solitario il blocco funzionale degli NMDA non impedisce l’inserimento dei recettori AMPA durante lo sviluppo (Balland B., et al. Silent synapses in developing rat nucleus tractus solitarii have AMPA receptors. J. Neurosci. 28, 4624-4634, 2008); 2) uno studio che ha impiegato il rilevamento immunologico dei recettori AMPA, ne ha dimostrato la presenza in sinapsi glutammatergiche silenti.