Riassunto analitico
Lo scopo dell'attività di ricerca è stata l'analisi del meccanismo di inibizione presinaptica mediato dal neurotramettitore GABA a livello del midollo spinale. Qui ha luogo la sinapsi tra la fibra afferente primaria, tattile o nocicettiva, e i neuroni delle corna dorsali, sia di proiezione che interneuroni. Le lamine delle corna dorsali sono sotto un forte controllo inibitorio esercitato dai due principali neurotrasmettitori: GABA e glicina, rilasciati dagli interneuroni locali e dalle fibre inibitorie discendenti.
Nello specifico, il nostro studio ha mostrato come le fibre Aβ, afferenti alle corna dorsali del midollo spinale di ratto, sono modulate da recettori per il GABA di tipo ionotropico (GABAA).
Lo studio si è avvalso della metodica del 'patch clamp', una tecnica elettrofisiologica che permette di misurare le correnti che attraversano i canali ionici di membrana. Sono state compiute registrazioni dai neuroni delle lamine III e IV e le risposte sinaptiche sono state evocate stimolando le fibre Aβ. Queste sono meccanocettive, quindi trasportano informazioni tattili rilasciando glutammato sui neuroni delle lamine profonde.
Inizialmente è stato importante determinare la presenza di recettori GABAA funzionali sulle terminazioni delle fibre Aβ. L'attivazione esogena di questi recettori presinaptici tramite muscimolo è in grado di modulare il rilascio di glutammato dalle fibre tattili.
L’aspetto più interessante dei dati raccolti è la dimostrazione che il meccanismo di inibizione presinaptica operato dal GABA viene attivato anche in modo endogeno. L’applicazione di gabazina, antagonista dei recettori GABAA, è in grado infatti di modificare l’ampiezza delle risposte postsinaptiche eccitatorie durante stimolazione ripetuta delle fibre afferenti tattili. La stimolazione delle fibre Aβ provoca il rilascio di glutammato sia sul neurone da cui si registra che su altri neuroni, prevalentemente interneuroni eccitatori e inibitori. In particolare, l’attivazione degli interneuroni GABAergici provoca il rilascio di GABA, che agisce sia a livello postsinaptico (direttamente sui neuroni delle corna dorsali) che a livello presinaptico (sulle terminazioni delle fibre afferenti). L’apertura dei canali GABAA provoca la diminuzione del rilascio di glutammato durante il treno di stimoli. Poiché il rilascio di GABA è anch’esso soggetto a depressione sinaptica, l’effetto di questo meccanismo è massimo al secondo stimolo o comunque nelle fasi iniziali del treno di stimoli.
Ci siamo chiesti, infine, se la modulazione operata dai GABAA presinaptici sia in grado di cambiare la scarica di potenziali d’azione sul neurone. Esperimenti su un campione di neuroni della lamina III e IV hanno confermato che l’inibizione dei recettori GABAA presinaptici causa un aumento di scarica dei potenziali d’azione e quindi un potenziamento dell’eccitabilità neuronale. I risultati ottenuti indicano che i recettori GABAA mediano l'inibizione presinaptica delle terminazioni centrali delle fibre afferenti primarie. Questo meccanismo potrebbe influire sullo schema di attivazione dei neuroni delle corna dorsali e sul processo di codificazione sensoriale tattile. La modulazione di questo meccanismo potrebbe essere anche coinvolto nella generazione dell'allodinia, una condizione patologica in cui uno stimolo tattile viene percepito come doloroso durante il dolore cronico.
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