Comportamenti dipendenti dai neuroni dopaminergici

PS_20171016162623Nella comprensione delle dinamiche cerebrali ci sono dettagli che fanno la differenza nella strada che porta alla conoscenza del cervello. Esiste un piccolo gruppo di neuroni localizzati soprattutto nella zona tegmentale ventrale del mesencefalo che usa dopamina per inviare segnali ai neuroni coinvolti in molti processi, tra cui la motivazione e l’attenzione. La dopamina ha molte funzioni nel cervello, svolge un ruolo importante nel comportamento, cognizione, movimento volontario, motivazione, nell’inibizione della produzione di prolattina (coinvolta nell’allattamento materno e nella gratificazione sessuale), sonno, umore, attenzione, memoria di lavoro e di apprendimento. Agisce sul sistema nervoso simpatico causando l’accelerazione del battito cardiaco e l’innalzamento della pressione del sangue. L’abuso di droghe come l’anfetamina cooptano la motivazione aumentando la trasmissione della dopamina e ciò può portare a generare pensieri deliranti, come succede nella schizofrenia. Al contrario, i farmaci utilizzati per trattare la schizofrenia bloccano l’eccesso di segnalazione della dopamina. Recentemente è stato dimostrato che i neuroni dopaminergici nella parte centrale del mesencefalo rilasciano sia la dopamina che il glutammato. Tali meccanismi dei neuroni che usano dopamina per comunicare sono stati difficili da scoprire. Esperimenti precedenti hanno modificato geneticamente i neuroni dopaminergici in modo da non rilasciare il glutammato. Tuttavia, questo ha influenzato il modo in cui i neuroni si sviluppano, rendendo difficile discernere gli effetti del segnale di glutammato. Ora, nei topi geneticamente modificati che hanno meno glutaminasi nei loro neuroni dopaminergici rispetto al normale, Mingote e colleghi scoprirono che la trasmissione del segnale del glutammato è ridotta solo quando i neuroni dopaminergici si attivano più rapidamente. Questo non ha cambiato il modo in cui tali neuroni si sviluppano o come utilizzano la dopamina per emettere segnale. Questa riduzione influenza due comportamenti che sono guidati dall’attività dei neuroni dopaminergici. In primo luogo, riduce gli effetti di un processo chiamato sensibilizzazione dell’anfetamina, in cui ripetute dosi di anfetamine aumentano la segnalazione del neurone dopaminergici in modo che gli eventi associati all’uso di farmaci abbiano più intensità di quanto normalmente lo farebbero. In secondo luogo, i topi modificati erano in grado di ignorare di più suoni familiari e irrilevanti nel loro ambiente; i topi continuavano a prestare meno attenzione ad un suono familiare, anche quando era accoppiato ad uno shock e serviva a prevedere un evento spiacevole – un processo noto come potenziamento dell’inibizione latente. Gli effetti su entrambi questi processi suggeriscono che l’emissione di segnale del glutammato dei neuroni dopaminergici aiuta gli animali a decidere quali caratteristiche del loro ambiente sono più importanti. Questo risultato suggerisce un nuovo modo di trattare la schizofrenia. Quando gli esseri umani prendono ripetutamente l’anfetamina, che producono la sensibilizzazione, possono sviluppare la psicosi, un sintomo principale della schizofrenia. Durante un periodo di psicosi, i pensieri e le percezioni sono disturbati, rendendo difficile distinguere tra cose rilevanti o irrilevanti nell’ambiente. Riducendo la sensibilizzazione dell’anfetamina e potenziando l’inibizione latente, bloccando la segnalazione del glutammato neuronale della dopamina potrebbe contribuire a trattare i sintomi della schizofrenia. E soprattutto ogni passo in avanti nella comprensione delle dinamiche cerebrali serve a capire il dolore e la sofferenza di chi ne è afflitto.

Daniele Corbo

Bibliografia: Dopamine neuron dependent behaviors mediated by glutamate cotransmission. Susana Mingote  Nao Chuhma Abigail Kalmbach Gretchen M Thomsen Yvonne Wang Andra Mihali Caroline Sferrazza Ilana Zucker-Scharff Anna-Claire Siena Martha G Welch José Lizardi-Ortiz David Sulzer Holly Moore Inna Gaisler-Salomon Stephen Rayport. eLife 2017;6:e27566

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