Scoperte cellule di Schwann che avviano le
sensazioni dolorose
GIOVANNI ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 19 ottobre 2019.
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]
La capacità di rilevazione e reazione a stimoli
nocicettivi è un prerequisito di sopravvivenza per la maggior parte degli
organismi animali e, nella nostra specie, l’organizzazione delle basi della
sensibilità dolorifica, con cinque diverse vie e sistemi neuronici in grado di
mediare uno spettro di sensazioni algiche qualitativamente differenti, raggiunge
il massimo grado di evoluzione.
Attualmente, il processo che genera la sensazione del dolore
per effetto di una noxa meccanica o termica su una parte del corpo, si
ritiene che prenda origine dalla diretta attivazione dei terminali nervosi
nocicettivi presenti nella cute. Confidando in alcune evidenze sperimentali, Abdo e colleghi del Karolinska Institutet
hanno sfidato questa ortodossia, giungendo ad una scoperta che modifica uno
schema fisiologico consolidato in oltre mezzo secolo, e presenta il fascino di
una vera sorpresa: un tipo di cellula gliale cutanea specializzata riceve e
trasmette ai neuroni sensitivi stimoli termici e meccanici tanto intensi da essere
percepiti come nocivi.
(Abdo H., et al. Specialized cutaneous Schwann cells initiate
pain sensation. Science 365 (6454):
695-699, 2019).
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Medical Biochemistry and Biophysics,
Division of Molecular Neurobiology, Karolinska Institutet,
Stockholm (Svezia); Department of Neuroscience, Karolinska
Institutet, Stockholm (Svezia);
Department of Physiology and Pharmacology, Karolinska Institutet,
Stockholm (Svezia).
L’epoca contemporanea dello studio sperimentale delle fasi iniziali
della nocicezione è stata inaugurata dai ricercatori che, indagando gli
eventi elettrici della sensibilità cutanea, registravano l’attività delle
singole fibre nervose in varie specie animali e nell’uomo. Lo stimolo adeguato era
applicato al campo recettivo, ossia all’area tessutale di responsività del
singolo terminale periferico del neurone nocicettivo, e si annotavano le
caratteristiche biofisiche della risposta neurale di una fibra isolata. Da
allora i ricercatori hanno privilegiato la cute per tre ragioni principali:
1) i recettori della pelle sono i più studiati e conosciuti dell’intero
organismo;
2) lo studio dei recettori tegumentari, per le caratteristiche della
sensibilità tattile epicritica umana, consente analisi psicofisiologiche di
comparazione fra uomo e animali dalle quali si deducono inferenze interpretative
sullo specifico ruolo del recettore, distinto dalle elaborazioni di altre
componenti della via che conduce al cervello attraverso le tre canoniche
stazioni dei sistemi afferenti;
3) le sensazioni di dolore cutaneo sono di grande significatività clinica (si
pensi alla nevralgia post-erpetica e alla sofferenza indotta da ustioni e
traumi) e possono rappresentare un paradigma o un modello per vari tipi di
dolore periferico.
Nel percorso sperimentale compiuto prevalentemente nel XX secolo, stabilite
le principali proprietà delle fibre che trasmettono le sensazioni termiche con
specifiche risposte al caldo e al freddo, e di quelle specializzate nella
percezione tattile mediante meccanorecettori di bassa soglia, l’attenzione dei ricercatori
si andò concentrando su recettori ad alta soglia di attivazione che sembravano
rispondere preferenzialmente, quando non esclusivamente, a stimoli nocivi. A
questi terminali specializzati nella risposta protopatica si diede il nome di nocicettori,
seguendo Sherrington che aveva introdotto il termine
già nel 1906. Nei decenni seguenti divenne chiara una proprietà di questi
recettori del dolore: a differenza delle altre classi, la loro specificità non
risiedeva nel reagire ad una particolare tipologia di stimolo, ma nella
capacità di rispondere al valore lesivo espresso da stimoli termici, meccanici
o chimici di intensità superiore ad una soglia biologica definita.
Attualmente lo studio dei recettori cutanei del dolore adotta quattro criteri
per la classificazione dei sotto-tipi:
1) il primo criterio basa la distinzione su una differenza anatomica che
influenza la velocità di conduzione, ossia fibre afferenti C amieliniche lente
(velocità di conduzione sempre ˂ 2m/sec), contrapposte a fibre afferenti A
mieliniche rapide (velocità di conduzione sempre ˃ 2m/sec);
2) il secondo riguarda la modalità di stimolazione che evoca la risposta;
3) il terzo attiene alle caratteristiche della risposta;
4) il quarto è dato da marker chimici distintivi (es. recettori
espressi sulla membrana).
La ricerca condotta secondo ciascuno dei quattro criteri, e particolarmente
gli studi realizzati con i metodi della biologia molecolare, della genetica e della
biochimica per individuare molecole distintive dei sotto-tipi recettoriali, hanno
prodotto una mole di dati e nozioni esposte in trattazioni monografiche
specialistiche, oltre che in numerosi articoli. Qui si ricordano solo alcune
nozioni di base che possono aiutare ad entrare nell’argomento dello studio qui
recensito.
I neuroni sensitivi primari sono localizzati nei gangli della radice
dorsale dei nervi spinali e nel ganglio semilunare della radice del trigemino.
Gli assoni di queste cellule pseudo-unipolari emettono un ramo periferico che
innerva cute, muscoli, vasi sanguigni e organi interni, e un ramo centrale che si
proietta ai gangli del midollo spinale o del nucleo sensoriale del trigemino. I
nuclei sensoriali del trigemino si estendono dal mesencefalo al segmento
cervicale del midollo spinale; le fibre dolorifiche della testa terminano nel
nucleo spinale. I neuroni sensitivi sono classificati in base a morfologia e
funzioni. Le cellule di grande diametro emettono spesse fibre mielinate Aα e Aβ caratterizzate da conduzione
rapida: le Aβ veicolano informazioni relative a stimolazioni meccaniche
innocue; le Aα mediano prevalentemente la propriocezione. I nocicettori
hanno un corpo cellulare più piccolo e assoni non mielinati
(C) o fibre provviste di una sottile guaina mielinica (Aδ).
Abdo e
colleghi hanno scoperto una particolare cellula di Schwann, ossia un
tipo cellulare gliale periferico della cute[1] con un estesissimo sviluppo di
processi cellulari dendritici, formanti una sorta di rete a fitte maglie
che si proietta verso il confine subepidermico del derma cutaneo. Tale rete di
prolungamenti citoplasmatici si è mostrata in grado di convogliare informazioni
appartenenti alla sensibilità dolorifica di tipo termico e meccanico. Gli
esperimenti condotti dagli autori dello studio hanno consentito di dimostrare
una diretta connessione funzionale eccitatoria con i neuroni
sensitivi e hanno fornito evidenze dell’esistenza di un “organo”,
sconosciuto in precedenza, che ha un essenziale ruolo fisiologico nella
rilevazione di stimoli nocivi.
Concludendo, le evidenze emerse nel corso della sperimentazione consentono
di affermare che queste cellule di Schwann, che sono intimamente associate con
fibre nervose protopatiche amieliniche, sono intrinsecamente meccano-sensitive
e sicuramente trasmettono l’informazione nocicettiva al nervo.
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”).
Giovanni
Rossi
BM&L-19 ottobre
2019
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[1] Ricordiamo che le cellule di Schwann
ordinariamente costituiscono il rivestimento mielinico degli assoni che
decorrono nei nervi periferici.