Il glutammato e la plasticità delle sinapsi

Negli ultimi anni si è parlato molto di glutammato e della sua azione citotossica in corso di eventi ischemici e degenerativi. La divulgazione di questo messaggio, peraltro sostenuto e confermato da numerosi studi sperimentali, ha fatto trascurare l’importanza che ha questo aminoacido come neurotrasmettitore in neurofisiologia.

I segnali nervosi sono trasmessi da un neurone all’altro attraverso le sinapsi. Queste strutture oltre a consentire il passaggio del segnale nervoso, sono importanti per processare le informazioni e immaganizzarle.

Il glutammato è un importante neurotrasmettitore eccitatorio, abbondante nel sistema nervoso centrale, che si lega a differenti tipi di recettori specifici:

  1. recettori iGlu (recettori ionotropici) legati a canali ionici :
    1. recettori AMPA
    2. recettori per il Kainato
    3. recettori NMDA
  2. recettori mGlu (recettori metabotropici) legati a proteine G

L’attenzione è stata posta sui recettori NMDA in quanto sono quelli legati ai canali del calcio: l’entrata incontrollata dello ione Calcio determina l’attivazione di enzimi litici e promuove l’apoptosi.

Affrontare il problema in questi termini è fuorviante: l’azione del glutammato è molto più complessa ed è particolarmente importante per la cosiddetta long term potentiation (LTP) ovvero il fenomeno legato ad una elevata frequenza stimolazione di una sinapsi che provoca un aumento a lungo termine della sua attività. La LTP nell’ippocampo e nella corteccia cerebrale è ritenuta essere la base anatomo-fisiologica della memoria e dell’apprendimento e potrebbe essere coinvolta anche in fenomeni di plasticità sinaptica a livello retinico.

L’attivazione dei recettori NMDA e la successiva entrata di calcio innesca la LTP attraverso alcune kinasi, la PKA (proteinkinasi cAMP-dipendente), laCaMKII (proteinkinasi Ca2+/calmodulina-dipendente), e la tirosina-kinasi che modificano la morfologia, e quindi la funzione dell’intero complesso sinaptico e del signalosoma, ovvero di tutte le strutture adiacenti che partecipano alla trasmissione nervosa (canali del Calcio L-type , recettori adrenergici, adenilatociclasi, kinasi ecc.). Inoltre, i recettori del glutamato interagiscono anche con la sintesi di proteine strutturali quali le PSD-95/SAP90 (proteine di membrana tipiche delle regioni sinaptiche) e l’alfa-actina, che determinano modifiche strutturali dell’intero complesso sinaptico e del citoscheletro, espletando la riorganizzazione molecolare che avviene durante la LTP.

La plasticità sinaptica regolata dalla treasmissione glutammatergica
La plasticità sinaptica regolata dalla trasmissione glutammatergica

Il controllo del complesso sinaptico recettoriale legato al glutammato è uno dei target per il futuro trattamento delle malattie degenerative (è noto che i canali del calcio L-type hanno un ruolo nell’etiologia della malatti di Alzheimer’s disease e che la sovrastimolazione dei recettori per il glutammato innesca il meccanismo di danno durnate gli eventi ischemici), ma è un target estremamente complesso. La soluzione non può essere rappresentata da vecchie molecole dotate di in meccanismo d’azione confuso e aspecifico (mi riferisco alla memantina, ad esempio): la soluzione è una soluzione difficile per un problema complesso, che richiederà ancora molte ricerche e molto tempo. La mia personale opinione è che si dovrebbe indagare maggiormente sulle cause e sui meccanismi biochimici e molecolari che inducono la liberazione di glutammato in eccesso e quindi sviluppare trattamenti farmacologici capaci di contrastarli, anzichè agire sugli effetti di un neurotrasmettitore fondamentale per la plasticità del sistema nervoso, esponendosi, così, a reazioni avverse non tollerabili.

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6 pensieri riguardo “Il glutammato e la plasticità delle sinapsi”

  1. Cara Alessia,
    Purtroppo ha fatto una grandissima confusione. Il suo problema è che le risposte alle sue domande le cerca facendo un giretto su internet e, probabilmente, le fraintende. Mi permetta di suggerirle di documentarsi in un modo qualitativamente più elevato. La sindrome MELAS è una mitocondriopatia: le dinamiche fisiopatologiche e il quadro clinico delle mitocondriopatie (da oftalmologo mi occupo prevalentemente di LHON, ma il concetto è generalizzabile), in ragione del deficit di produzione energetica intracellulare, sono facilmente alterabili da elementi tossici assunti con la dieta o con particolari abitudini di vita. Quindi è una situazione completamente diversa e non ha nulla a che vedere con l’argomento in oggetto. Ci dispiace farglielo notare, ma questa impropria associazione, unitamente al tono del suo commento che, non le nascondiamo, è irritante, non la fanno brillare per intelligenza e acume scientifico.
    Le spiego meglio. La domanda è: il glutamato presente naturalmente negli alimenti o utilizzato come correttore di sapidità può risultare tossico e interferire con i processi neuropsichici? Ora le fornisco la risposta.
    Tutte le sostanze assunte per via alimentare hanno un passaggio epatico. Gli aminoacidi (il glutammato è lo ione di un aminoacido, l’acido glutammico) vengono incorporati nel cosiddetto pool aminoacidico. Il fegato controlla e garantice che le concentrazioni ematiche di tutti gli aminoacidi, incluso l’acido glutammico, si mantengano nei livelli fisiologici e ne decide il destino metabolico (ciclo dell’urea, gluconeogenesi, sintesi proteica). Ovviamente, se la funzione epatica è alterata, questo controllo omeostatico viene meno e possono subentrare seri problemi neuropsichici (un esempio classico è l’encefalopatia epatica).
    Purtroppo lei non ha avuto la sensibilità di presentarsi e di dirci di che cosa si occupa nella vita (oltre a visitare i “siti americani”), quindi ci limitiamo a dare alla risposta questo elementare livello di approfondimento.
    Rimane il fatto che, personalmente, sono sempre disposto a confrontarmi con opinioni che differiscono dalla mia. Anzi, arrivo a dirle che possiamo anche trovare un punto di convergenza: possiamo affermare che non esistono sostanze non tossiche in natura, anche l’acqua per bere e l’ossigeno per respirare sono potenzialmente tossici, dipende solo dalla quantità assunta. Addirittura, se lei me lo consente, vorrei azzardare a dire che questa affermazione è ASSOLUTAMENTE vera.

  2. Per affermare di essere assolutamente sicuri che non interferisca con le attività neuropsichiche bisognerebbe essere sicuri di tutte le interazioni che tale sostanza può avere. Mi sono fatta un giro su siti americani e su siti che riguardano le malattie metaboliche e ritengo che il problema del glutammato, come quello dell’aspartame sia stato gravemente e colpevolmente sottovalutato.
    Lancio una provocazione a tutti coloro che sono in grado di approfondire l’argomento..rispondete a questa domanda ” quali sono le conseguenze di un aumento del glutammato, che cosa produce un aumento di lattato? Ci sono malattie metaboliche che presentano quasi gli stessi sintomi della banale “sindrome da ristorante cinese” , che cos’e’ MELAS? FATEVI LE DOMANDE !!!!!!! NON DITE “ASSOLUTAMENTE” … CERCATE LE RISPOSTE !

  3. Cara Sara,
    Sono la stessa cosa. Più precisamente, il glutammato è la forma ionica di un aminoacido molto diffuso negli alimenti, l’acido glutammico. Il sale sodico dell’acido glutammico è la forma di glutammato utilizzata in cucina come correttore di sapidità. Anche se assunto in quantità elevate, il glutammato può indurre solo lievi sintomi di intolleranza, conosciuti volgarmente come “sindrome del ristorante cinese”, ma non è assolutamente in grado di interferire in modo significativo con le attività neuropsichiche.

  4. Salve,sono una donna di 56 anni,ignorante ma curiosa.ho letto l articolo sull elasticita delle sinapsi e l azione del glutammato sul loro funzionamento;la parola glutammato mi ha ovviamete evocato il glutammato di uso alimentare,vorrei quindi sapere se si tratta della stessa sostanza.grazie

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