Memoria, apprendimento… Meccanismi ben lontani dall’essere svelati. I neuroni, fino a pochi anni fa dominatori indiscussi della scena, stanno dividendo le luci della ribalta con qualcuno che potrebbe togliere loro il ruolo di protagonisti nei fenomeni neurologici: gli astrociti. Le ormai famose cellule-stella sono al centro di una diatriba: c’è chi sostiene un loro ruolo nella comunicazione tra neuroni e chi al contrario vorrebbe continuare a considerare queste cellule come “assistenti” che aiutano le cellule neuronali a vivere ben nutrite.

Quale sarà la giusta soluzione?

Oggi diamo la parola ad Agulhon e colleghi, ricercatori dell’Università dal Nord Carolina. La loro opinione è che sia necessario ridimensionare l’idea che gli astrociti possano influenzare le funzioni cerebrali superiori. Infatti, i ricercatori hanno pubblicato su Science un lavoro in cui dimostrerebbero che le cellule-stella non hanno influenza sulla comunicazione tra neuroni -trasmissione sinaptica- meccanismo che sta alla base della memoria.

Nello scorso post vi parlavo di come, in seguito ad un aumento dei livelli di calcio all’interno degli astrociti, questi siano in grado di liberare un neurotrasmettitore -presumibilmente D-serina o glutammato- che influisce sull’azione dei neuroni circostanti. Agulhon e colleghi sostengono invece che l’aumento dei livelli di calcio non ha come risultato l’emissione di sostanze neuroattive

Gli scienziati si sono serviti di due modelli animali -topi- in cui è stato manipolato l’apparato molecolare che determina l’aumento di Ca all’interno delle cellule-stella. Questo avviene quando gli astrociti sono stimolati dall’esterno, ad esempio da un neurotrasmettirore.

Come fa il calcio ad aumentare in risposta a uno stimolo esterno?

Sulla membrana di tutte le cellule, e quindi anche dei nostri astrociti, esistono proteine recettori. Questi possono legarsi a molecole presenti nell’ambiente esterno alla cellula -ligandi: il legame tra ligando e recettore scatena una cascata di risposte nel citoplasma.

I ricercatori americani si sono concentrati su uno specifico tipo di recettori, quelli cosiddetti accoppiati a proteine G (GPCR). Questi recettori, dopo aver incontrato il ligando, generano una cascata di eventi che coinvolge l’inositolo tri-fosfato (IP3). L’IP3, liberato nel citoplasma cellulare, si lega a sua volta a recettori posti sul reticolo endoplasmico, uno degli organelli della cellula.

Nel reticolo endoplasmico il calcio è presente a concentrazioni molto elevate, mentre nel citoplasma è quasi del tutto assente. L’IP3 che si lega ai recettori del reticolo determina l’apertura di canali nella membrana di questo organello: il Ca può quindi riversarsi nel citoplasma.

Ecco quindi che i livelli di Ca aumentano a tal punto, da permettere l’attivazione dell’apparato che si occupa della liberazione di sostanze neuroattive.

Cosa hanno fatto gli scienziati?

Hanno creato due modelli di topo transgenico:

- uno in cui l’attivazione della cascata di eventi che vi ho appena descritto è potenziata; in esso i livelli di Ca nel citoplasma aumentano di molto, in risposta a uno stimolo fornito dai ricercatori

- l’altro in cui è stato eliminato il recettore per l’IP3 presente sul reticolo endoplasmico; in questo topo la cascata di eventi non può determinare l’aumento del Ca nel citoplasma dell’astrocita
Lo scopo dell’esperimento è valutare la differenza delle risposte nei due modelli. Se le teorie finora in voga fossero corrette, il topo con un aumento potenziato del calcio dovrebbe mostrare un aumento nella plasticità neuronale e nei processi ad essa correlati.

La plasticità è un fenomeno collegato ai processi cognitivi come l’apprendimento e la memoria. Un modo di evidenziarla consiste nel valutare il potenziamento delle sinapsi a lungo termine (LTP).

Il gruppo di Agulhon ha notato che non vi sono differenze tra i due modelli.

Parrebbe quindi che l’aumento di calcio nel citoplasma degli astrociti non abbia un ruolo sulla plasticità neuronale e dunque nello stabilirsi della memoria o dell’apprendimento.

Eppure, qualcosa d’importante non è stato considerato….

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