Letture
MICROGLIA: RUOLO
NEL SISTEMA NERVOSO CENTRALE
INTEGRO
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MICROGLIA: ROLES
IN HEALTHY CENTRAL NERVOUS SYSTEM
Maria Luisa Sotgiu
IBFM-CNR Segrate (Milano)
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Summary
Riassunto
Oltre alle funzioni, già note, che la microglia
svolge nel SNC danneggiato, in una recente
review sono riportati dati sul ruolo che svolge
nell’attività del SNC integro, partecipando al suo
sviluppo, all’organizzazione della connettività
neurale e alla regolazione della plasticità
sinaptica.
Parole chiave: Microglia, SNC integro, SNC
danneggiato
Other than the already known functions on the
damaged CNS, data are reported in a recent
review, showing that microglial cells have crucial
roles on the healthy CNS activity, contributing to
its development, neuronal connectivity
organization and synaptic plasticity regulation.
Key words: Microglia, healthy CNS, damaged
CNS
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Introduzione
Oggetto di questa lettura è una review recentemente
pubblicata (2014) con il titolo “Sublime microglia: expanding
roles for the guardians of the CNS”, in cui vengono riportati i
risultati, rivisitati e aggiornati, di numerose ricerche sulle
funzioni della microglia nel sistema nervoso centrale
(SNC).
Nonostante le cellule gliali (microglia, astroglia) siano state
identificate da molti decenni, l’interesse a indagare se,
oltre alle funzioni nutritive e di sostegno, esse svolgano
anche un ruolo nel funzionamento del SNC è
relativamente nuovo.
La review, focalizzata sulle cellule microgliali (che
costituiscono circa il 10 per cento delle cellule del SNC
adulto), mette in particolare rilievo i dati sui ruoli che la
microglia svolge nell’organizzazione del SNC integro e
ripropone i ruoli, già ampiamente documentati, che svolge
nel SNC danneggiato.1
Le ricerche sulla microglia si sono dapprima incentrate sul
ruolo svolto in condizioni di sofferenza del SNC come le
algie a base infiammatoria e/o relate a danni ai nervi o le
patologie degenerative, condizioni in cui le cellule
microgliali sono in uno stato di attivazione. 2,3
I risultati hanno evidenziato che la microglia attivata
rilascia sostanze neuroattive, come aminoacidi eccitatori,
citochine proinfiammatorie, interleuchine IL1, IL6,
prostaglandine, tumor necrosis factor (TNF),4,5
incrementandone i livelli extracellulari. Nel caso del
sistema algico, queste sostanze aumentano l’eccitabilità dei
neuroni nocicettivi nel midollo spinale e facilitano lo
sviluppo dell’ipersensitività neuronale che è alla base di
stati esagerati e alterati di dolore come l’iperalgesia e
l’allodinia rilevati dopo danni al SNC.6
Bloccando l’attivazione della microglia, anche il rilascio
delle sostanze pronocicettive viene bloccato o ridotto con
conseguente remissione o attenuazione degli stati esagerati
di dolore. Le cellule microgliali nel SNC danneggiato si
configurano quindi come fattori chiave nella regolazione
dell’eccitabilità neuronale.
Risultati più recenti ottenuti utilizzando tecniche sempre
più sofisticate, dimostrano che le funzioni della microglia
non sono limitate al SNC danneggiato.
Anche nel SNC integro la microglia, che si riteneva fosse
in stato di quiescenza, svolge ruoli importanti nello
sviluppo, nell'organizzazione della connettività neuronale
e nella plasticità sinaptica.1,7
Sviluppo e connettività
Durante lo sviluppo del SNC si generano un eccessivo
numero di neuroni, i quali sopravvivono se hanno
collegamenti funzionali; in caso contrario vengono
eliminati per apoptosi. La microglia può gestire
direttamente l’apoptosi e regolare il numero dei neuroni
anche controllandone i precursori neuronali tramite
diversi meccanismi molecolari identificati in varie regioni
del SNC.1,8
L’eccessivo numero di neuroni crea un numero
ridondante di connessioni sinaptiche che vanno incontro a
un processo di eliminazione in cui la microglia ha un
ruolo critico. Questo ruolo è importante perché
l’eliminazione delle sinapsi (synaptic pruning) durante lo
sviluppo è considerata una normale attività fisiologica per
portare la connettività nel SNC alla sua configurazione
finale.9
La microglia nel SNC integro ha anche la proprietà di
esprimere numerosi tipi di recettori per le citochine, le
chemochine e per i più importanti neurotrasmettitori sia
eccitatori che inibitori; grazie a questa proprietà e alla sua
configurazione connettivale essa è in grado di monitorare
l’attività neuronale e le funzioni sinaptiche non in modo
passivo ma rispondendo attivamente alle variazioni di
eccitabilità.
I dati sommarizzati in questa lettura mostrano che le
cellule microgliali nel SNC integro non sono in uno ‘stato
quiescente’ ma in uno ‘stato di vigilanza e di rapida
responsività con un ruolo attivo di monitoraggio e
controllo dell’attività dei neuroni.10
Plasticità sinaptica
La microglia sembra che abbia un ruolo particolare nei
processi di plasticità sinaptica “attività-dipendente” che
alterano l'’efficacia della trasmissione dei segnali dal
neurone presinaptico al neurone postsinaptico e che
dipendono dalla frequenza e dalle caratteristiche di scarica
dei neuroni presinaptici e dalla eccitabilità dei neuroni
postsinaptici. I cambiamenti nell’efficacia trasmissiva
sinaptica insieme alla neurogenesi (formazione e
proliferazione di nuovi neuroni) che avviene sia durante
lo sviluppo sia nel SNC già adulto, sono considerati
meccanismi fondamentali che sottendono eventi
fisiologici, come l'’apprendimento e la memoria.
Le cellule microgliali sono state identificate in molti studi
e usando differenti approcci, come importanti regolatori
della plasticità sinaptica attività-dipendente,
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PATHOS 2014; Vol 21, 1: 17-19
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dell’'apprendimento, della memoria e della neurogenesi.
Alla luce dei dati presentati gli autori concludono che le
cellule microgliali svolgono ruoli cruciali nelle funzioni
fisiologiche del SNC integro oltre che nel SNC
danneggiato.
Dettagli su recettori, trasmettitori, proteine coinvolte nelle
varie funzioni della microglia nel SNC integro e
danneggiato comprese le patologie non infiammatorie del
SNC centrale (Sclerosi multipla, Alzheimer, Sindrome di
Rett), sono riportati con una ricca bibliografia nella
review oggetto di questa lettura.1
Bibliografia
1) Salders MW, Beggs S. Sublime microglia: expanding roles for the
guardians of the CNS. Cell 2014; 158 (1,3):15-24.
2) Watkins LR, Milligan ED, Maier SF. Glial activation: a driving force
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3) Hains BC, Waxman SG. Activated microglia contribute to the
maintenance of chronic pain after spinal cord injury. J Neurosci 2006;
26: 4308-4317.
4) Hanisch UK. Microglia as a source and target of cytokines. Glia 2002;
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5) Kettenmann H, Hanisch UK, Noda M and Verkhratsky
A. Physiology of microglia. Physiol Rev 2011; 91: 461–553.
6) Inoue K and Tsuda M. Microglia and neuropathic pain. Glia 2009;
57: 1469-1479.
7) Tremblay ME, Stevens B, Sierra A, Wake H et al. The role of
microglia in the healthy brain. J Neurosci 2011; 31: 16064–16069.
8) Bessis A, Béchade C, Bernard D, and Roumier A. Microglial
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9) Paolicelli RC, Bolasco G, Pagani F, Maggi L et al. Synaptic pruning
by microglia is necessary for normal brain development. Science 2011;
333: 1456–1458.
10) Wake H, Moorhouse AJ, Miyamoto A, and Nabekura J.
Microglia: actively surveying and shaping neuronal circuit structure and
function. Trends Neurosci. 2013; 36: 209–217.
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PATHOS 2014; Vol 21, 1: 17-19
