Capitolo 32 Approfondimento 1 Ruolo degli astrociti nella trasmissione sinaptica Michela Matteoli, Elisabetta Menna, Claudia Verderio In quanto cellule non elettricamente eccitabili, gli astrociti sono stati per lungo tempo considerati cellule fornenti semplice supporto trofico e strutturale per i neuroni. Tuttavia, questa visione è stata completamente superata durante gli ultimi decenni sulla base di numerose evidenze sperimentali che hanno dimostrato una partecipazione attiva degli astrociti al processo che regola la segnalazione sinaptica all’interno del sistema nervoso. Mentre l’eccitabilità dei neuroni si basa su segnali elettrici, generati attraverso la membrana, l’eccitabilità cellulare degli astrociti si basa su variazioni della concentrazione citosolica di calcio. Studi elettrofisiologici e di imaging cellulare hanno dimostrato che gli astrociti, in modo analogo ai neuroni, sono in grado di captare i segnali derivanti dall’ambiente circostante. In particolare, attraverso l’attivazione di recettori metabotropici per il glutammato, essi sentono l’attività neuronale e rispondono ai segnali neuronali rilasciando gliotrasmettitori come l’ATP, la D-serina, il glutammato e altri fattori. Il rilascio dei gliotrasmettitori avviene essenzialmente attraverso esocitosi di vescicole deputate all’immagazzinamento dei mediatori, con meccanismi analoghi a quelli operanti nei neuroni, sebbene anche meccanismi non vescicolari possano contribuire al processo. Tramite la gliosecrezione, gli astrociti scambiano segnali con i neuroni ed esercitano un effetto modulatorio sia a breve che a lunga distanza, influenzando sia la genesi[1] che la stabilizzazione della sinapsi[2], modulando l’eccitabilità neuronale, tramite l’attivazione di recettori post-sinaptici, a sinaptogenesi completata[3-9]. Come menzionato nel paragrafo “formazione, mantenimento e plasticità della sinapsi” molti dei fattori che influenzano la traiettoria di crescita assonale verso il corretto bersaglio neuronale e che stabilizzano la sinapsi sono infatti rilasciati dagli astrociti. Bibliografia 1. Christopherson KS, Ullian EM, Stokes CC et al. Thrombospondins are astrocyte-secreted proteins that promote CNS synaptogenesis. Cell 2005;120:421-33. 2. Ullian EM, Sapperstein SK, Christopherson KS, Barres BA. Control of synapse number by glia. Science 2001;291(5504):657-61. 3. Parri HR, Gould TM, Crunelli V. Spontaneous astrocytic Ca2+ oscillations in situ drive NMDAR-mediated neuronal excitation. Nat Neurosci 2001;4:803-12. 4. Angulo MC, Kozlov AS, Charpak S, Audinat E. Glutamate released from glial cells synchronizes neuronal activity in the hippocampus. J Neurosci 2004;24:6920-7. Erratum in: J Neurosci 2004;24:2p following 7575. 5. Fellin T, Pascual O, Gobbo S et al. Neuronal synchrony mediated by astrocytic glutamate through activation of extrasynaptic NMDA receptors. Neuron 2004;43:729-43. Erratum in: Neuron 2005;45:177. 6. Kang N, Xu J, Xu Q et al. Astrocytic glutamate release-induced transient depolarization and epileptiform discharges in hippocampal CA1 pyramidal neurons. J Neurophysiol 2005;94:412130. Epub 2005. Erratum in: J Neurophysiol 2006;95:2028. 7. Perea G, Araque A. Glial calcium signaling and neuron-glia communication. Cell Calcium 2005;38:375-82. Review. 8. Nestor MW, Mok LP, Tulapurkar ME, Thompson SM. Plasticity of neuron-glial interactions mediated by astrocytic EphARs. J Neurosci 2007;27:12817-28. 9. Shigetomi E, Bowser DN, Sofroniew MV, Khakh BS. Two forms of astrocyte calcium excitability have distinct effects on NMDA receptor-mediated slow inward currents in pyramidal neurons. J Neurosci 2008;28:6659-63. Da F. Clementi, G. Fumagalli Farmacologia generale e molecolare - IV edizione © 2012 – UTET S.p.A 1