Ruolo del condroitin solfato nello sviluppo e nella plasticità neuronale

Di Alma Pignata
Ruolo del condroitin solfato nello sviluppo e nella plasticità neuronale
Introduzione
La capacità dell’enecefalo di modificarsi in base agli stimoli esterni viene indicata come “plasticità cerebrale” ed è strettamente collegata alla
quantità di sinapsi e al loro mantenimento nel tempo. Durante lo sviluppo,dopo un intenso periodo di proliferazione, le cellule nervose emettono i
prolungamenti assonali,i quali guidati da molecole guida,raggiungono gli altri neuroni stabilendo con essi contatti sinaptici, sia di natura intrinseca
che indotta dall’ambiente esterno,rafforzando delle connessioni a discapito di altre. La capacità di crescita persiste per tutta la vita, ma è altamente
intensa nelle prime fasi di vita quando viene architettato tutto il complesso associativo;questo periodo è denominato “critico”. In questo
meccanismo svolgono un ruolo significativo i proteoglicani, assolvendo all’interno della matrice extracellulare un ruolo prioritario nello scambio di
gas e nutrienti tra le cellule e al controllo della migrazione cellulare, controllando inoltre la divisione e la differenziazione cellulare,sia legandosi ai
fattori di crescita che modulandone l’azione. Recenti studi hanno dimostrato che l’affinità per questi fattori è maggiore nei proteoglicani con
strutture ricche in CS, presentanti la proteina PTPzeta,della famiglia delle lectine.
Discussione
I proteoglicani sono composti da un core proteico al quale sono legate una o più catene di glicosamminoglicani(GAGs) solfonati e classificabili in:
condroitin solfato(CS), dermatan solfato(DS), heparan solfato(HS) e cheratan solfato(KS). CS si lega a varie proteine,tra cui il fattore di crescita FGF e
pleiotropina/HB(legato a heparina), in grado di promuovere la perdita del neurite e la migrazione dei neuroni e di stimolare la proliferazione cellulare
e la loro involuzione, soprattutto nell’angiogenesi e nello sviluppo tumorale. E’ stato scoperto che l’attività del condroitinasi ABC,un enzima batterico
che degrada CS, influenza alcuni effetti del sistema nervoso incluso lo sviluppo, la plasticità e la rigenerazione.
Cellule di Purkinje
Da esperimenti fatti è stato dimostrato che il CS,presente tra le cellule di Purkinje e prodotto dalle cellule di Bergman, in caso di aggiunta di
condroitinasi ABC vada incontro a degradazione inducendo l’aumento delle diramazioni dendritiche .
Analogamente sono presenti nella corteccia CS che insieme alla tenascinaR e all’acido ialuronico formano la rete perineurale, di avvolgimento dei
neuroni, che può essere modificata aggiungendo condroitinasi ABC.
Il meccanismo che consente la rigenerazione sembra essere legato a tre fasi:
1. I proteoglicani CS inibiscono la crescita assonale
2. l’aggiunta di condroitinasi ABC rimuove l’ambiente non permissivo per l’attività rigenerativa neuronale o il riarrangiamento delle connessioni
sinaitiche
3. il ripristino di nuove connessioni legate all’esperienza in seguito alla destabilizzazione derivata dalla rimozione dei CS.
Effetto della stimolazione neuronale
Nei tessuti cicatriziali,in seguito ad un danno al sistema nervoso, viene sovra espresso CS con conseguente fallimento della rigenerazione assonica
guidando diverse paralisi e perdita di sensibilità. In questi casi l’aggiunta di condroitinasi ABC nei siti di ferita induce una promozione della
rigenerazione assonale.
Conclusione
I proteoglicani sono considerati i maggiori inibitori della ricrescita assonale, in particolar modo i CS, sintetizzati da astrociti reattivi, inibiscono
l’estensione dell’assone nella regione della ferita. Sebbene il loro meccanismo di azione non sia del tutto chiaro, ulteriori conoscenze potrebbero
rilevare un meccanismo inaspettato della loro attività guidando lo sviluppo di nuovi trattamenti per alcuni disordini neurologici.
Referenze
Chondroitin sulfate proteoglycans in neural development and plasticity.Maeda N, Fukazawa N, Ishii M.
Atlante di plasticità neuronale. PierGiorio Strata, Fabrizio Benedetti, Ferdinando Rossi, Filippo Tempia