SECREZIONE LOCALIZZATA DI ATP ED OPPIOIDI RIVELATA DALLA
MODULAZIONE DI SINGOLI CANALI DEL CALCIO IN CELLULE CROMAFFINI
BOVINE
V. Carabelli ed E. Carbone
Dip. Neuroscienze, Corso Raffaello 30 10125 Torino
L’inibizione dei canali del Ca2+, N e P/Q, indotta dal materiale secreto dei granuli cromaffini costituisce
uno degli esempi maggiormente studiati di modulazione autocrina in cellule neurosecretorie (Albillos et al., J.
Physiol. 494:687, 1996). Nelle cellule cromaffini bovine l’ATP e gli oppioidi, rilasciati con le catecolamine
durante l’esocitosi, rallentano in modo voltaggio-dipendente la cinetica di attivazione delle correnti
macroscopiche N e P/Q (Doupnik and Pun, J. Membr. Biol. 140:47, 1994), mediante un meccanismo G-proteina
dipendente che coinvolge autorecettori purinergici (P2y) ed oppioidi (δ e µ) (Gandía et al., J. Physiol. 470:55,
1993). Questo modello sperimentale permette quindi di studiare la stretta correlazione che esiste tra eventi
secretori e singoli canali del Ca2+ attraverso la misura della loro cinetica di attivazione durante stimolazioni
locali o di tutta la cellula.
Sfruttando la tecnica del patch-clamp in configurazione di cell-attached siamo riusciti a discriminare, nella
metá dei patch analizzati, un rallentamento della cinetica di attivazione dei canali N e P/Q indotto dalle molecole
secrete, in cui la secrezione veniva stimolata localmente dall’alta concentrazione di Ba2+ in pipetta (100 mM).
Un forte rallentamento si osservava anche in seguito a stimolazione dell’intera superficie cellulare perfondendo
la cellula con 135mM K-Asp + 2mM Ba2+. L’applicazione di agonisti oppiodi e purinergici consentiva inoltre di
riprodurre nell’83% dei casi, ma con le stesse caratteristiche, la modulazione osservata in condizioni di
controllo, mentre utilizzando antagonisti recettoriali o trattando le cellule con PTX si riduceva drasticamente
questa percentuale al 25% e al 18%, rispettivamente.
I nostri dati dimostrano come G proteine, PTX-sensibili, attivate dal materiale secreto o da agonisti
recettoriali, ritardino la cinetica di attivazione di singoli canali N e P/Q, e quindi come questo approccio
sperimentale costituisca un mezzo efficace per rivelare secrezione locale in cellule che esprimono una densitá
sufficientemente elevata di canali del Ca2+ (3-7 canali/µm2) e autorecettori. La percentuale di patch in cui
abbiamo osservato la modulazione autocrina (50%) potrebbe tuttavia essere sovrastimata dalla co-esistenza di un
meccanismo di inibizione tonica dei canali non-L, che contribuisce circa al 10-20% della modulazione.
Correggendo per questo fattore possiamo concludere che l’esocitosi in cellule cromaffini puó essere rivelata in
patch di membrana di ~ 1 µm2 sul 30-40% della superficie cellulare, mentre i canali del Ca2+ (N e P/Q) e gli
autorecettori sono uniformemente distribuiti, escludendo pertanto la possibilità di “coclustering” tra canali e
vescicole secretorie (Carabelli et al., Neuron:20, in press, 1998).
