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
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