Una nuova ricerca fornisce ulteriori prove del fatto che le cellule gliali fanno più del supporto e del nutrimento dei neuroni, che tradizionalmente si diceva fossero le cellule responsabili del funzionamento del cervello. L’ippocampo è una parte piccola ma cruciale del cervello che è importante per la memoria e l’apprendimento. Sembra che le cellule gliali chiamate astrociti – cosiddette perché sono modellate in modo simile alle stelle – svolgono un ruolo attivo nella memoria e nell’apprendimento. Questo è secondo un nuovo studio dell’Università della California (UC), Riverside. Il team ha scoperto che gli astrociti possono gestire lo spazio limitato nell’ippocampo del cervello potando le sinapsi indesiderate o le connessioni tra i neuroni. In un articolo pubblicato sul Journal of Neuroscience, i ricercatori descrivono come hanno esplorato i meccanismi attraverso i quali gli astrociti regolano il “rimodellamento del circuito dell’ippocampo durante l’apprendimento”. Hanno scoperto che quando gli astrociti producono troppa proteina chiamata ephrin-B1, causa problemi di memoria nei topi. Come autore dello studio senior Iryna M. Ethell, che è professoressa di Scienze Biomediche nella Scuola di Medicina dell’Università di Riverside, spiega: “La sovrapproduzione di questa proteina negli astrociti può portare a una compromissione della memoria contestuale e alla capacità di navigare nello spazio”.
Ci sono due tipi principali di cellule nel cervello e nel midollo spinale: i neuroni; e le cellule gliali più abbondanti, che sono costituite da microglia, astrociti e oligodendrociti. Originariamente, si pensava che i neuroni fossero le unità attive del cervello, e che il ruolo delle cellule gliali fosse quello di sostegno e nutrizione passiva. Ma sempre più ricerche mostrano che le cellule gliali sono tutt’altro che passive e giocano un ruolo attivo nello sviluppo del cervello e del sistema nervoso. Ad esempio, sappiamo che gli astrociti aiutano a regolare la generazione e la funzione delle sinapsi, gli spazi tra la fine di un neurone e gli altri neuroni con i quali comunica. La comunicazione avviene tramite messaggeri chimici, o neurotrasmettitori, per trasportare segnali attraverso le sinapsi. I ricercatori osservano che studi precedenti hanno collegato le interazioni anormali tra astrociti e neuroni a disturbi dello sviluppo e degenerativi del cervello. Alcuni di questi studi hanno anche scoperto che le interazioni anormali sono legate a problemi di memoria e apprendimento. Tuttavia, non hanno identificato i meccanismi sottostanti. Seguendo le proprie scoperte, la Prof.ssa Ethell afferma che lei ed i suoi colleghi il team credono che gli astrociti che esprimono troppo di efrina-B1 possano attaccare i neuroni e rimuovere le sinapsi.
Questo tipo di perdita di sinapsi è stato osservato nell’Alzheimer, nella sclerosi laterale amiotrofica e in altre malattie neurodegenerative. I ricercatori hanno iniziato a studiare l’interazione tra cellule gliali e neuroni esaminando l’effetto degli astrociti sui neuroni del topo in laboratorio. Hanno scoperto che quando aggiungevano gli astrociti che producono troppa efrina-B1 ai neuroni, “mangiavano” le sinapsi. La rimozione delle sinapsi nel cervello altera i circuiti di memoria e di apprendimento, quindi questa scoperta suggerisce che le interazioni tra cellule gliali e neuroni possono influenzare i due fenomeni. Per esplorare ulteriormente, gli scienziati hanno studiato l’effetto nei topi vivi. Quando hanno aumentato i livelli di efrina-B1 degli animali, hanno scoperto che gli animali non potevano ricordare i comportamenti che avevano appena imparato. Potrebbe essere che la sovrapproduzione di ephrin-B1 possa essere un nuovo meccanismo attraverso il quale vengono rimosse sinapsi indesiderate nel cervello sano. Questa idea è supportata dal fatto che l’aumento della produzione di efrina-B1 da parte degli astrociti, è spesso osservato nelle lesioni traumatiche del cervello. Ma un’eccessiva rimozione delle sinapsi può causare problemi e portare alla neurodegenerazione. Nell’ippocampo si formano nuove sinapsi man mano che apprendiamo cose nuove. E, a causa della quantità limitata di spazio in questa piccola regione, è necessario eliminare alcune connessioni indesiderate per creare spazio per nuove come nuove forme di memoria.
Alla fine, per imparare dobbiamo prima dimenticare. Ciò che sappiamo per certo ora è che prendere di mira solo i neuroni è incompleto. Bisogna considerare anche le cellule gliali, che nutrono fra l’altro proprio i neuroni.
- a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
Pubblicazioni scientifiche
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