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Viaggio al centro del prurito: dopo aver visto i neuroni nel “profondo”, i segnali riportano “alla superficie”

Il prurito è tra le più persistenti delle sensazioni cutanee, che richiede una risposta immediata. Tuttavia, gli scienziati affermano che è una sensazione protettiva che stimola l’individuo a eliminare i parassiti e altre sostanze irritanti dalla pelle. La ragione di questa curiosa sensazione è la presenza di sostanze chimiche irritanti come l’istamina e la serotonina o il tocco leggero come quando un insetto si muove attraverso la pelle, stimolando i recettori tattili. Tuttavia, questi due stimoli agiscono attraverso percorsi nervosi separati. È importante che il cervello distingua tra il tocco leggero, che è essenziale per una serie di compiti, e uno stimolo meccanico che provoca un prurito che richiede una risposta graffiante. Finora il modo in cui questo compito viene svolto è stato un po ‘un mistero. Il percorso attraverso il quale i prodotti chimici causano prurito è stato documentato in dettaglio, a partire dalle fibre delta A e C che non rispondono agli stimoli meccanici. Queste fibre nervose portano l’impulso al corno dorsale del midollo spinale e attraverso le cellule che trasportano il recettore del peptide a rilascio di gastrina (GRPR), al talamo e ad altre aree del cervello.

Tuttavia, non si sa molto su come sia causato il prurito meccanico. Il prurito meccanico inizia con i meccanorecettori a bassa soglia (LTMR) nella pelle che rispondono alla leggera stimolazione meccanica. Precedenti ricerche dello stesso team hanno mostrato che gli impulsi di queste cellule sono regolati nel corno dorsale del midollo spinale da interneuroni inibitori (IN) che esprimono una sostanza chimica chiamata neuropeptide Y :: Cre (NPY::Cre). Quando questi interneuroni vengono rimossi dai topi, sviluppano graffi cronici senza alcuna causa evidente e anche con una leggera stimolazione meccanica. Pertanto, questi neuroni inibiscono il passaggio degli impulsi di prurito meccanico. Ciò è rimasto invariato nonostante la rimozione dei neuroni GRPR, il che dimostra che il prurito meccanico viene trasmesso in modo del tutto separato dalla via dei neuroni che esprimono GRPR. Pertanto, gli interneuroni NPY::Cre bloccano la trasmissione in avanti degli stimoli di prurito meccanico dal midollo spinale.

I ricercatori hanno quindi cercato le cellule nervose che ricevono il segnale di prurito meccanico dagli LTMR. Tra le cellule del corno dorsale che ricevono questi impulsi, ci sono alcuni neuroni che secernono il glutammato peptidico eccitatorio. Un nuovo studio ha dimostrato che il prurito meccanico viene elaborato attraverso questi neuroni segnalatori di peptidi, che trasmettono il segnale a determinati neuroni del corno dorsale che esprimono due proteine chiamate Y1 e Lbx1 (neuroni Y1Cre). La maggior parte dei neuroni di questo tipo nel midollo spinale sono eccitatori. Quando i neuroni Y1Cre vengono rimossi nei topi NPY :: Cre-ablated sopra, i graffi cronici scompaiono. Anche nei topi normali, la rimozione dei neuroni Y1Cre ha impedito il prurito in risposta a stimoli meccanici. L’attivazione dei neuroni Y1Cre da parte dei farmaci ha aumentato la loro risposta ai graffi a un prurito meccanico e ha indotto i graffi spontanei. Cioè, i neuroni Y1Cre formano un percorso eccitatorio nel corno dorsale che è necessario per esprimere prurito meccanico.

Sono le cellule che promuovono la trasmissione in avanti degli stimoli del prurito meccanico. Gli scienziati hanno scoperto che l’NPY prodotto dall’organismo è essenziale per sopprimere la segnalazione da parte delle cellule Y1Cre del corno dorsale. In questo modo inibisce le risposte al tocco leggero come quello prodotto da un capello, ad esempio, così come al prurito meccanico. I topi con knockout condizionale Lbx1Cre/Y1f/f iniziano a grattarsi spontaneamente e reagiscono eccessivamente agli stimoli meccanici che causano prurito (ma non prurito chimico e dolore), a causa della mancanza di NPY endogeno. Per evitare ciò, il rilascio di NPY deve essere stimolato attivando i recettori Y1 o gli interneuroni NPY::Cre. Ciò dimostra che i segnali NPY-Y1 bloccano gli impulsi di prurito meccanico nel corno dorsale spinale. L’attivazione di NPY :: Cre IN sopprime in modo specifico il prurito meccanico e la sensibilità al tocco punteggiato leggero, poiché NPY sopprime le cellule Y1+ nel corno dorsale. Esistono diversi tipi di cellule che esprimono Y1Cre, di cui solo alcune sono necessarie per la risposta al prurito meccanico.

La mancanza di alcun effetto sul prurito chimico dopo la rimozione di questi neuroni mostra che il prurito meccanico e chimico segue percorsi distinti dal livello dei recettori al corno dorsale del midollo spinale. Questo nonostante il fatto che entrambi i tipi di prurito siano uguali e scatenino la stessa risposta, vale a dire, graffi. Ciò suggerisce che entrambi i percorsi alla fine si incontrano nel cervello. La presenza della via NPY-Y1 è cruciale per regolare le sensazioni mediate dal recettore LTMR, permettendoci di distinguere il tocco leggero dalle sensazioni di prurito. Questo potrebbe operare insieme ad altri percorsi di neurotrasmettitori come glicina o GABA che agiscono in tempi più brevi, per fornire un’inibizione rapida e duratura dei percorsi di prurito meccanico. Un meccanismo potrebbe essere la produzione di altri stimoli per “annegare” il prurito meccanico, un fenomeno chiamato controstimolazione. La presenza di questo percorso recintato per il prurito meccanico consente agli esseri umani di godere dei vantaggi del tocco leggero.

Quando questo meccanismo di gating fallisce, può verificarsi prurito neuropatico cronico. Il prurito spontaneo cronico si verifica in eczema, diabete e psoriasi. I pazienti con psoriasi, ad esempio, hanno livelli più bassi di NPY sierico, che è correlato a un aumento della gravità del prurito. È una condizione molto angosciante che influisce gravemente sulla qualità della vita dei malati. Cambiando tema e senza approfondire, si è mai pensato ai vantaggi di questo meccanismo quando riceviamo carezze?

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD; specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Acton D et al., Goulding M. Cell Rep. 2019; 28(3):625.

Pan H, Fatima M et al., Duan B. Neuron 2019 Jul 16.

Gao T et al. J Invest Dermatol. 2018;138(11):2405-11.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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