Emicrania: nuova comprensione da scoperta inaspettata

(Emicrania-Immagine Credit Public Domain).

Emicrania: da una scoperta inaspettata arriva una nuova comprensione di questa condizione.

Massicci “pennacchi” di glutammato, un neurotrasmettitore chiave, in aumento nel cervello potrebbero aiutare a spiegare l’insorgenza di emicrania con aura – e potenzialmente un’ampia fascia di malattie neurologiche, tra cui ictus e lesioni cerebrali traumatiche – secondo uno studio internazionale condotto dall’Università di Scienziati della Utah Health.

Lo studio, condotto su topi di laboratorio, ha scoperto che un rilascio anormale di glutammato nello spazio extracellulare, l’area tra le cellule cerebrali, può innescare depolarizzazioni diffuse, onde di attività simili a tsunami che si diffondono nel cervello durante l’emicrania e altri disturbi del sistema nervoso.

“Questo è qualcosa di nuovo sotto il sole“, dice KC Brennan, MD a U of U Health Prof. di neurologia e co-autore dello studio condotto con la Dr.ssa Daniela Pietrobon dell’Università di Padova. “I pennacchi di glutammato sono un meccanismo completamente nuovo dell’ emicrania ed è una buona scommessa che siano giocatori in altre malattie del sistema nervoso”.

Lo studio appare su Neuron.

Oltre agli scienziati della U of U Health e di Padova, hanno contribuito a questo lavoro i ricercatori dell’Università del New Mexico e dell’Università Politecnica delle Marche in Italia.

Come molte scoperte, anche questa è stata un po’ fortuita. L’autore principale dello studio, Patrick Parker, Ph.D., allora studente laureato nel laboratorio di Brennan, stava studiando le anomalie nella segnalazione del glutammato in topi portatori di un gene umano che porta a una condizione chiamata emicrania emiplegica familiare di tipo 2 (FHM2).

Il glutammato è un neurotrasmettitore essenziale che viene rilasciato come segnale tra le cellule nervose. Ma troppo glutammato può sovreccitare le cellule e danneggiarle, quindi il cervello ha sviluppato modi per limitarne gli effetti.

Precedenti lavori in Italia hanno scoperto che la mutazione FHM2 rallenta la velocità di rimozione del glutammato dallo spazio extracellulare, portando a un’eccessiva attività delle reti cerebrali. Ma ciò che Parker e il suo team hanno scoperto in questo studio attuale è stato sorprendente: grandi pennacchi, o sbuffi di rilascio di glutammato, che apparivano spontaneamente e sembravano diffondersi da una posizione centrale.

“Tutto quello che avevo letto sulla segnalazione del glutammato neurale mi diceva che i pennacchi di glutammato non dovrebbero essere lì“, dice Parker. “Non è stato esattamente un momento ‘eureka’, ma più come, ‘che diavolo è questo?”.

Incuriositi, i ricercatori hanno approfondito, scoprendo che i pennacchi derivavano da un’interazione disfunzionale tra neuroni e astrociti. Gli astrociti sono cellule cerebrali specializzate che, tra le altre cose, aiutano a controllare i livelli di glutammato. I ricercatori hanno stabilito che un rilascio neuronale eccessivo di glutammato o un assorbimento insufficiente degli astrociti potrebbe portare ai pennacchi.

“Il denominatore comune è uno squilibrio tra il rilascio e la ricaptazione e un eccesso di glutammato nello spazio extracellulare“, dice Brennan.

Una volta che i ricercatori hanno compreso meglio come sono stati generati i pennacchi di glutammato, volevano sapere come questi pennacchi hanno influenzato le malattie del cervello. Hanno scoperto che una raffica di pennacchi ha preceduto l’inizio della diffusione delle depolarizzazioni.

Per comprendere la diffusione delle depolarizzazioni, immagina una reazione a catena, avviata da una cellula nervosa che si attiva in modo massiccio. Quando si attiva, la cellula rilascia grandi quantità di glutammato (e altre sostanze), sufficienti a provocare l’attivazione dei neuroni vicini. A loro volta provocano “il fuoco dei vicini e un’ondata di spari (o depolarizzazione ) attraversa il cervello”, spostandosi verso l’esterno come un’increspatura in uno stagno o uno tsunami causato da un terremoto.

Le depolarizzazioni diffuse non sono così note come le convulsioni, il più famoso evento eccitabile del cervello. Ma sono altrettanto comuni e in determinate condizioni, come ictus, emorragia subaracnoidea e lesioni cerebrali traumatiche possono essere altrettanto dannose.

Parker e colleghi hanno scoperto che i pennacchi predicevano l’inizio della diffusione delle depolarizzazioni e che la prevenzione dei pennacchi li inibiva.

“Questo dimostra che i pennacchi non coincidono solo con la diffusione delle depolarizzazioni”, dice Parker. “Sono coinvolti nella loro generazione”.

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È importante sottolineare che gli scienziati hanno osservato i pennacchi prima di diffondere le depolarizzazioni non solo nei topi FHM2, ma anche nei normali animali di controllo. “Ciò significa che i pennacchi sono probabilmente rilevanti ben oltre l’emicrania, dove la diffusione delle depolarizzazioni è alla base dell’aura e scatena il mal di testa”, afferma Parker.

Andando avanti, il team vuole approfondire la sua comprensione dei pennacchi di glutammato nell’emicrania. “C’è un tema emergente di controllo del glutammato  alterato con vari mezzi nell’emicrania”, dice Parker.

Ma i ricercatori vogliono anche testare direttamente se i pennacchi di glutammato sono coinvolti in altri disturbi neurologici, con un occhio verso i trattamenti che potrebbero essere rilevanti per più malattie.

Fonte:Neuron