GLI SPAZI NEL CERVELLO
IN UNA RASSEGNA DI BM&L
Circa un quinto del volume dell’encefalo è costituito da spazio extracellulare, un vasto mezzo di cesura fra cellule che, se si eccettuano zone come la fessura sinaptica, rimane un territorio largamente inesplorato. Elemento di separazione o di unione, a seconda che lo si consideri come sistema fisico-chimico interposto fra membrane biologiche o come mezzo che supporta varie forme di comunicazione mediate da molecole e ioni, il suo studio è indispensabile per la comprensione di funzioni che interessano globalmente il sistema nervoso centrale, per il completamento della conoscenza della fisiologia e della patologia dei sistemi cerebrali, e la comprensione di molti processi che riguardano anche singole cellule ependimali, gliali e nervose.
Questo argomento è stato affrontato lo scorso giovedì 29 novembre, in un incontro della “Società Nazionale di Neuroscienze BRAIN, MIND & LIFE”, provocatoriamente intitolato: “Gli spazi extracellulari nel cervello: una pericolosa rimozione collettiva”.
I neurobiologi Charles Nicholson della New York University ed Eva Sykova dell’Istituto di Medicina Sperimentale di Praga, hanno messo a punto procedure efficaci per evidenziare gli spazi intercellulari di difficile rilievo. Iniettando traccianti e seguendone la diffusione in vivo nel cervello di ratti e di altri animali, hanno accertato che circa il 20% del volume totale è costituito da spazio extracellulare riempito da un fluido corrispondente alla composizione del liquido cefalo-rachidiano o liquor, che scorre nei ventricoli cerebrali, nelle cisterne, nel canale centrale del midollo spinale e negli spazi sub-aracnoidei.
Nicholson e colleghi hanno rilevato che il fluire del liquido è lento, per la presenza di numerosi recessi e fessure fra le cellule, che costituiscono dei veri e propri vicoli ciechi nei quali le molecole rimangono intrappolate, con il conseguente rallentamento del flusso. Sembra che, attraverso questo pattern di diffusione, si determini l’accumulo di ioni e molecole rilasciate dai neuroni, fino a concentrazioni ottimali per vari processi di comunicazione intercellulare.
Sykova e i suoi collaboratori studiano i cambiamenti
osservabili nello spazio extracellulare in condizioni patologiche e senili. Quando
si determina un deficit di O2, come nell’ictus, si riduce lo spazio
extracellulare; tale riduzione determina aumento della concentrazione delle
sostanze tossiche e rallentamento della diffusione fra cellule, con conseguente
ostacolo per i processi di recupero (vedi, ad es.: Zoremba
N., et al. Brain metabolism and extracellular space diffusion parameters during and
after transient global hypoxia in the rat cortex. Exp. Neurol. 203 (1), 34-41,
2007).
L’invecchiamento produce un simile effetto di riduzione del volume intercellulare, che si riflette sulle funzioni cognitive degli animali da esperimento.
Il team di Sykova ha studiato le prestazioni ad una prova di apprendimento spaziale (test del labirinto) di ratti anziani, rilevando che quelli che apprendevano velocemente avevano conservato un volume maggiore di spazi extracellulari.
Questi brevi riferimenti al lavoro di due gruppi molto attivi hanno introdotto la rassegna di aggiornamento svolta da giovani soci, che hanno dato luogo anche ad una interessante discussione al termine delle esposizioni.