SCOPERTE
VARIAZIONI DELLA ZONA ATTIVA DELLE SINAPSI
Un parametro di fondamentale importanza per la stima della forza di una sinapsi è la probabilità di rilascio (pr) del neurotrasmettitore per effetto della propagazione del potenziale d’azione. Numerosi studi hanno accertato una relazione fra questo parametro e le dimensioni del pool di vescicole prontamente rilasciabili (RRP, da readily releasable pool), ossia l’insieme dei granuli contenenti il neurotrasmettitore che è già pronto per l’esocitosi presso la zona attiva della membrana sinaptica. I rapporti fra questi elementi nella dinamica funzionale della neurotrasmissione non sono chiari, ma ora un interessante studio condotto da Matz e colleghi del Department of Physiology, Dalhousie University, Halifax (Canada), ha accertato che la dimensione della zona attiva è un fattore fondamentale nel determinare sia l’entità del pool vescicolare di impiego immediato sia il grado di probabilità con il quale un potenziale d’azione determina il rilascio del neuromediatore. Soprattutto, i ricercatori hanno scoperto che, in singole sinapsi, la zona attiva va incontro a rapidi cambiamenti strutturali (Matz J., et al. Rapid structural alterations of the active zone lead to sustained changes in neurotransmitter release. Proceedings of the National Academy of Science USA 107 (19), 8836-8841, 2010).
Per misurare la pr e le dimensioni del comparto RRP, i ricercatori hanno inserito in neuroni ippocampali ottenuti da embrioni di ratto un sensore fluorescente dell’esocitosi delle vescicole sinaptiche costituito da pHluorina fusa con la proteina vescicolare sinaptofisina (synaptophysin-pHluorin). Questo costrutto molecolare rende visibile con un aumento di fluorescenza la fusione di singole vescicole sinaptiche con la membrana plasmatica, consentendo la stima dei due parametri.
Negli esperimenti, dopo la stimolazione, i siti di rilascio con grandi zone attive presentavano incrementi più marcati della fluorescenza, suggerendo che le dimensioni delle zone attive possono direttamente influenzare la quantità di vescicole ancorate alla membrana per l’esocitosi immediata e la probabilità del loro rilascio. Per verificare questa possibilità, Matz e i suoi colleghi hanno monitorato nel tempo, in sinapsi asso-spinose, le variazioni strutturali della citomatrice (citomatrix) delle zone attive. Questa osservazione ha rivelato che, un sottoinsieme delle giunzioni studiate, presentava enormi cambiamenti nel corso di brevi segmenti temporali, cioè intervalli nell’ordine dei minuti. Tali modificazioni strutturali erano strettamente correlate con le variazioni della fluorescenza indicanti l’esocitosi del neurotrasmettitore, e pertanto suggeriscono che RRP e pr sono modificati come conseguenza.
Concludendo, i dati emergenti dalla lettura dell’intero lavoro indicano che, in colture neuroniche ippocampali, le zone attive di singole sinapsi sono sottoposte a frequenti rimaneggiamenti con modificazioni delle dimensioni di breve durata, alle quali esattamente corrispondono variazioni di pr ed RPP, indicando l’esistenza di un meccanismo di plasticità sinaptica, specifico per la singola giunzione e mai descritto in precedenza.
La conferma di queste osservazioni, con l’impiego di altri metodi e da parte di altri gruppi di ricerca, sarà importante per avere la certezza di una scoperta che potrebbe avere conseguenze oltre il ristretto ambito della sinaptologia. Intanto, l’indagine sui meccanismi molecolari responsabili di questi cambiamenti morfologici e sul ruolo che le variazioni della zona attiva possono avere nella regolazione della neurotrasmissione in vivo, rappresenta sicuramente una sfida per molti ricercatori.
L’autrice
della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della
bozza.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]