Ricerche
Ricercatori riescono a vedere la comunicazione tra i neuroni
Le sinapsi di un neurone vivente. La struttura complessiva di una cellula in una fitta rete di neuroni interconnessi è visibile dall'espressione di una proteina fluorescente rossa e verde che riempie tutta quella cellula (Fonte: University of Maryland School of Medicine)Da più di cento anni i neuroscienziati sanno che le cellule nervose comunicano tra loro attraverso dei piccoli spazi, un meccanismo chiamato «trasmissione sinaptica» (le sinapsi sono le connessioni tra i neuroni).
Le informazioni sono passate da una cellula all'altra da neurotrasmettitori come il glutammato, la dopamina e la serotonina, che attivano i recettori sul neurone ricevente per trasmettere messaggi eccitatori o inibitori.
Ma al di là di questo schema di base, finora erano ignoti i dettagli di questo aspetto cruciale della funzione del cervello. Ora una nuova ricerca di scienziati della University of Maryland (UM) ha chiarito per la prima volta l'architettura di questo processo. Il documento è stato pubblicato ieri sulla rivista Nature.
Le sinapsi sono macchine molecolari molto complicate. Sono anche molto piccole: solo pochi milionesimi di centimetro di diametro. Devono essere incredibilmente piccole, dal momento che ne abbiamo bisogno di moltissime; il cervello ne possiede circa 100 trilioni (*), e ognuna è sintonizzata individualmente e precisamente per trasmettere segnali più forti o più deboli tra le cellule.
Per osservare le caratteristiche su questa scala sub-microscopica, i ricercatori si sono rivolti a una tecnologia innovativa denominata «imaging a singola molecola», che può individuare e monitorare il movimento delle singole molecole proteiche entro i limiti di una sola sinapsi, anche nelle cellule viventi. Usando questo approccio, gli scienziati hanno identificato uno schema inaspettato e preciso nel processo di neurotrasmissione. I ricercatori hanno esaminato le sinapsi di ratto coltivate che, in termini di struttura generale, sono molto simili alle sinapsi umane.
"Stiamo vedendo cose che non sono mai state viste prima. Questa è un'area completamente nuova di indagine", ha detto Thomas Blanpied PhD, professore associato del Dipartimento di Fisiologia, e leader del gruppo che ha eseguito il lavoro. "Da molti anni abbiamo l'elenco dei molti tipi di molecole che si trovano a livello delle sinapsi, ma ciò non ci ha portato molto lontani nella comprensione di come si combinano queste molecole, o come funziona davvero il processo strutturalmente. Ora, con l'«imaging a singola molecola» abbiamo mappato il punto dove si trovano molte delle proteine chiave, e siamo finalmente in grado di rivelare la struttura architettonica di base della sinapsi".
Nel documento Blanpied descrive un aspetto inatteso di questa architettura che può spiegare perché le sinapsi sono così efficienti, ma anche suscettibili di rotture nelle malattie: ad ogni sinapsi, le proteine chiave sono organizzati in modo molto preciso in tutto lo spazio tra le cellule.
"I neuroni fanno un lavoro migliore di quanto abbiamo mai immaginato nel posizionare il rilascio di molecole neurotrasmettitrici vicino ai loro recettori", dice Blanpied. "Le proteine dei due neuroni diversi sono allineate con grande precisione, quasi a formare una colonna che si estende tra le due cellule". Questa prossimità ottimizza la potenza di trasmissione, e suggerisce anche nuovi modi per modificare tale trasmissione.
La comprensione di questa architettura aiuterà a chiarire come funziona la comunicazione all'interno del cervello, o, nel caso di malattie psichiatriche o neurologiche, come NON funziona. Blanpied si sta concentrando anche sull'attività delle "molecole di adesione", che si estendono da una cellula all'altra e possono essere importanti pezzi della "nano-colonna".
Egli sospetta che, se le molecole di adesione non sono posizionate correttamente nella sinapsi, si rompe la sua architettura, e i neurotrasmettitori non riescono a svolgere il proprio lavoro. Blanpied ipotizza che, almeno in alcuni disturbi, il problema può essere che, anche se il cervello ha la giusta quantità di neurotrasmettitori, le sinapsi non trasmettono efficientemente queste molecole.
Blanpied dice che questo miglioramento della comprensione dell'architettura sinaptica potrebbe portare ad una migliore comprensione delle malattie cerebrali come la depressione, la schizofrenia e l'Alzheimer, e forse suggerire nuove idee per i trattamenti.
Il video sviluppato dall'autore:
(*) Negli Stati Uniti e nel mondo anglosassone in genere trillion equivale a 1000 miliardi (uguale a 1012); mentre in italiano trilione equivale a un miliardo di miliardi. (Fonte: Wikipedia)
Fonte: University of Maryland (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Ai-Hui Tang, Haiwen Chen, Tuo P. Li, Sarah R. Metzbower, Harold D. MacGillavry, Thomas A. Blanpied. A trans-synaptic nanocolumn aligns neurotransmitter release to receptors. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature19058
Copyright: Tutti i diritti di eventuali testi o marchi citati nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.
Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non dipende da, nè impegna l'Associazione Alzheimer onlus di Riese Pio X. I siti terzi raggiungibili da eventuali links contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.
Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.
Annuncio pubblicitario
Privacy e sicurezza dati - Informativa ex Art. 13 D. Lgs. 196/03
Gentile visitatore,
l'Associazione tratterà i Tuoi dati personali nel rispetto del D. Lgs. 196/G3 (Codice della privacy), garantendo la riservatezza e la protezione dei dati.
Finalità e modalità del trattamento: I dati personali che volontariamente deciderai di comunicarci, saranno utilizzati esclusivamente per le attività del sito, per la gestione del rapporto associativo e per l'adempimento degli obblighi di legge. I trattamenti dei dati saranno svolti in forma cartacea e mediante computer, con adozione delle misure di sicurezza previste dalla legge. I dati non saranno comunicati a terzi né saranno diffusi.
Dati sensibili: Il trattamento di dati sensibili ex art. 1, lett. d del Codice sarà effettuato nei limiti di cui alle autorizzazioni del Garante n. 2/08 e n. 3/08, e loro successive modifiche.
Diritti dell'interessata/o: Nella qualità di interessato, Ti sono garantiti tutti i diritti specificati all'art. 7 del Codice, tra cui il diritto di chiedere e ottenere l'aggiornamento, la rettificazione o l'integrazione dei dati, la cancellazione, la trasformazione in forma anonima o il blocco dei dati trattati in violazione di legge, e il diritto di opporsi, in tutto o in parte, per motivi legittimi, al trattamento dei dati personali che Ti riguardano.
Titolare del trattamento è l'Associazione di volontariato "Associazione Alzheimer o.n.l.u.s.”, con sede a Riese Pio X – Via Schiavonesca, 13 – telefax 0423 750 324.
Responsabile del trattamento è la segretaria dell’Associazione in carica.
Gestione «cookies»
Un cookie è una breve stringa di testo che il sito web che si sta visitando salva automaticamente sul computer dell'utente. I cookies sono utilizzati dagli amministratori di molti siti web per migliorarne funzionamento ed efficienza e per raccogliere dati sui visitatori.
Il nostro sito non utilizza i cookies per identificare i visitatori, ma per raccogliere informazioni al fine di arricchirne i contenuti e rendere il sito più fruibile.
Come cambiare le impostazioni del browser per la gestione dei cookies
È possibile decidere se permettere ai siti web che vengono visitati di installare i cookies modificando le impostazioni del browser usato per la navigazione. Se hai già visitato il nostro sito, alcuni cookies potrebbero essere già stati impostati automaticamente sul tuo computer. Per sapere come eliminarli, clicca su uno dei link qui di seguito:
