Nuovo circuito che attiva il movimento di risposta allo stress

 

 

LORENZO L. BORGIA

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 13 ottobre 2018.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Fin dagli studi pionieristici di Walter Cannon sulla risposta fisiologica ad agenti stressanti, si conosce l’importanza dell’attivazione neuromuscolare nel determinare il comportamento di fuga o attacco da parte dell’animale sottoposto ad un evento o circostanza minacciosa per la sua integrità. Il ruolo della preparazione catecolaminica del sistema cardiovascolare con aumento di frequenza e forza di contrazione del cuore, associato alla deviazione preferenziale del flusso ematico dal distretto splancnico a quello muscolare, appartiene alle nozioni storiche della fisiologia classica, così come il contributo dell’asse ACTH-cortisolo a questo assetto metabolico, ma poco si è scoperto circa i meccanismi molecolari e i sistemi neuronici cerebrali che mediano l’esecuzione del movimento indotto dall’agente stressante.

Per orientarsi in questo oscuro labirinto, un filo di Arianna è rappresentato dai neuroni rilascianti CRH (o CRF), che sono altamente attivati dallo stress e sembrano associati alla fenomenica motoria che ne consegue. Tuttavia, il modo in cui queste cellule nervose partecipano ai processi che generano i movimenti evocati da stress, non era stato compreso fino ad uno studio condotto da Hunt e colleghi, che qui recensiamo.

(Hunt A. J. Jr, et al. Paraventricular hypothalamic and amygdalar CRF neurons synapse in the external globus pallidus. Brain Structure and Function 223 (6): 2685-2698, 2018).

La provenienza degli autori è prevalentemente la seguente: The Brown Foundation Institute of Molecular Medicine for the Prevention of Human Diseases, University of Texas Health Science Center at Houston, Houston, Texas (USA); Graduate Program in Neuroscience, The University of Texas MD Anderson Cancer Center UTHealth Graduate School of Biomedical Sciences, Houston, Texas (USA); Department of Neurobiology and Anatomy, McGovern Medical School, Houston, Texas (USA); Department of Physiology, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, Illinois (USA).

Fra le formazioni grigie della base encefalica che mediano i movimenti, il segmento esterno del nucleo pallido o globus pallidus (GPe) è stato studiato in quanto i suoi neuroni esprimono in alto grado ed elevata concentrazione il recettore primario per il CRF, cioè CRFR1. Questa connotazione molecolare suggerisce che il segmento GPe del nucleo pallido possa costituire una sede di entrata dell’informazione rilevante in termini di stress che raggiunge i circuiti di regolazione motoria dei gangli basali, fungendo ipoteticamente da varco di accesso controllato per l’uscita motoria. Infatti, sono stati rilevati e dimostrati assoni di proiezione all’interno del GPe provenienti dai neuroni CRF e formanti sinapsi con cellule post-sinaptiche esprimenti CRFR1. L’espressione di questo recettore è eterogenea all’interno del segmento GPe, in particolare: i neuroni prototipici esprimono selettivamente CRFR1, mentre i neuroni archipallidali non lo esprimono. Inoltre, l’attivazione è specifica, in quanto i neuroni del segmento GPe sono eccitati dal CRF specificamente mediante l’attivazione di CRFR1; infatti, i neuroni più prossimi a quelli attivati, ma negativi a CRFR1, rimangono silenti.

Hunt e colleghi, usando tecniche virali per il tracciamento monosinaptico hanno mostrato che i neuroni CRF attivati dallo stress, nel nucleo paraventricolare dell’ipotalamo, nel nucleo centrale dell’amigdala e nel nucleo del letto della stria terminale (BST) formano connessioni sinaptiche con in neuroni CRFR1-positivi nel GPe, in un circuito mai descritto in precedenza, che connette il sistema limbico con i nuclei della base telencefalica.

I neuroni CRF formano anche sinapsi sui neuroni Npas1, sebbene la maggioranza dei neuroni Npas1 sia costituita da cellule nervose dell’archipallido che non esprimono CRFR1.

Un rilievo particolarmente interessante è dato dal fatto che neuroni prototipici ed archipallidali ricevano differenti schemi di innervazione da parte dei nuclei ricchi di CRF. Gli assoni dei neuroni CRF dell’ipotalamo preferenzialmente terminano in sinapsi sulle cellule nervose prototipiche, mentre i cilindrassi dei neuroni CRF dell’amigdala giungono in prevalenza sulle cellule nervose archipallidali, suggerendo l’esistenza di due categorie di input diversi a GPe, con un differente impatto sull’output di GPe.

L’insieme dei dati emersi dalla sperimentazione compone il profilo di un nuovo circuito neuronico mediante il quale l’informazione rilevante per la reazione di stress, portata dai segnali del sistema limbico al segmento GPe del nucleo pallido via CRF, influenza gli schemi motori in uscita.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Lorenzo L. Borgia

BM&L-13 ottobre 2018

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

_____________________________________________________________________________________________________________________

 

La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.