Ruolo del sistema Glutammatergico nella plasticità neuronale amigdalare del Mesocricetus auratus

Abstract

La plasticità sinaptica è un meccanismo neuronale alla base di funzioni complesse del Sistema Nervoso Centrale, come l’apprendimento e la memoria. Tali funzioni sono associate a eventi di potenziamento e depressione sinaptici necessari ad evitare che tutte le sinapsi vadano incontro a saturazione e prevenire cicli di feedback positivo tra l’attività della rete di neuroni e la forza sinaptica. I neuroni di per sé regolano le trasmissioni eccitatorie tramite la variazione del numero e della composizione sinaptica di alcuni sistemi recettoriali come quello glutammatergico. Un ruolo centrale nel controllo della plasticità neuronale è svolto sia dai recettori dell’NMDA che dell’AMPA, costituiti entrambi da diverse subunità recettoriali la cui variazione nella composizione e reciproca organizzazione determina la formazione di recettori con caratteristiche cinetiche e farmacologiche differenti, regolando i processi di plasticità sinaptica sia durante le fasi critiche dello sviluppo encefalico che di particolari stadi fisiologici quali l’ibernazione. In virtù di ciò, il Mesocricetus auratus, un roditore ibernante facoltativo, ha rappresentato un valido modello sperimentale per gli studi neurobiologici condotti in questo lavoro. In un simile contesto, un elemento chiave della regolazione plastica è costituito dal controllo eccitazione-inibizione attraverso fenomeni di cross-talking tra i recettori glutammatergici e quelli GABAergici. In questo lavoro si è evidenziato come l’attivazione di due delle principali subunità recettoriali GABAergiche, quali α1 e α5, abbia determinato un controllo negativo sulle azioni esplicate dagli agonisti glutammatergici, sia nel contesto delle attività di feeding e drinking behavior che dal punto di vista molecolare. Infatti, la subunità α1 si oppone maggiormente alle variazioni nella capacità e/o nella volontà di assumere acqua e cibo, in seguito all’azione dell’NMDA esplicata nell’area di transizione tra l’ipotalamo e l’amigdala, sia in eutermia che in ibernazione; diversamente α5 modula il comportamento alimentare AMPA-dipendente riconducibile all’attività dell’amigdala. E’ stato, inoltre, evidenziato, mediante l’ibridazione in situ, che le maggiori variazioni trascrizionali delle subunità recettoriali glutammatergiche avvengono in seguito alla modulazione per lo più inibitoria esercitata dal sistema GABAergico principalmente attraverso la subunità α5. Questo controllo trascrizionale sarebbe il risultato di meccanismi molecolari atti a modulare l’azione di fenomeni altamente eccitatori attraverso sofisticati processi di feedback negativo: il GABA, ormai inibitorio nell’encefalo adulto, tende a silenziare l’attivazione dei recettori eccitatori, modulando la trascrizione delle loro subunità recettoriali. Un simile meccanismo assume un ruolo funzionale importante nel controllo del ciclo di ibernazione, soprattutto del risveglio, quando potrebbero innescarsi fenomeni eccitotossici simil-ischemici che indurrebbero morte cellulare.