Che un dito sia in grado di distinguere la consistenza del raso dal quella del camoscio è una squisita discriminazione sensoriale in gran parte basata su piccoli organi sensoriali delle dita chiamati dischi di Merkel, il recettore epidermico specializzato per il tatto. Jianguo Gu, della University of Alabama a Birmingham, ha svelato come l’informazione sensoriale viene elaborata nei dischi di Merkel e ulteriormente convogliata al fine di un nervo sensitivo, l’inizio del suo viaggio verso il cervello.
Tale conoscenza molecolare della trasmissione delle informazioni sensoriali tra le cellule di Merkel e le terminazioni nervose può gettare le basi per trattare il dolore intenso noto come allodinia tattile, aiutare a comprendere come i pazienti diabetici perdono il senso del tatto e può anche portare allo sviluppo di cure preventive. ( Per allodinia si intende un impulso doloroso avvertito dalla persona in seguito a uno stimolo innocuo -spesso capita che il semplice toccare la parte interessata provochi una sensazione di dolore-).
( Vedi anche:Nuovo studio esplora le influenze epigenetiche del dolore cronico).
“I malati di cancro hanno spesso questo tipo di dolore indotto dalla chemioterapia”, ha detto Gu, della UAB Department of Anesthesiology and Perioperative Medicine. “Il dolore che si avverte toccando una qualsiasi cosa è comunemente osservato in condizioni cliniche come la fibromialgia, lesioni traumatiche e nell’infiammazione causata dalle scottature. I nostri nuovi risultati possono avere profonde implicazioni in queste condizioni”.
Un disco di Merkel è costituito da una cellula di Merkel e una terminazione nervosa strettamente associata che si dirama da un singolo nervo sensitivo. Fino a poco tempo fa, non era chiaro come avvenie la trasduzione di una forza meccanica da pressione fisica, in un segnale nervoso elettrico nei dischi di Merkel.
Nel 2014, il team di ricerca di Gu ha ribaltatato il presupposto comune che la trasduzione della forza meccanica avviene a livello delle terminazioni dei nervi sensoriali nei dischi Merkel. Invece, come ha riferito sulla rivista Cell, la trasduzione meccanica nei dischi Merkel si avvia principalmente nelle cellule di Merkel. Il team ha scoperto inoltre, che un nuovo canale ionico nelle cellule di Merkel-chiamato Piezo2– è la molecola di trasduzione meccanica.
Gu e colleghi hanno scoperto come il segnale trasdotto da Piezo2 passa dalle cellule di Merkel alle terminazioni nervose. Essi riferiscono in Proceedings of the National Academy of Sciences che che il trasduttore Piezo2 induce le cellule di Merkel a rilasciare il neurotrasmettitore serotonina che attraversa il piccolo divario della terminazione nervosa dove attiva i recettori 5-HT e scatena impulsi nervosi. I ricercatori hanno anche scoperto che le sinapsi, che sono presenti convenzionalmente nella comunicazione neuronale, si verificano anche nelle cellule nervose finali delle cellule di Merkel. Questa scoperta è unica! Dice Gu: ” Questa scoperta è unica perchè è l’unico esempio di una sinapsi che si forma tra una cellula non-neuronale e una cellula nervosa ed è la prima sinapsi scoperta sotto la pelle”.
Altri tipi di nervi sensoriali della pelle che rilevano sensazioni come calore, freddo o dolore hanno le prime sinapsi nel punto in cui il nervo sensorio incontra la colonna vertebrale.
“La trasmissione serotoninergico nell’epidermide, probabilmente come nel sistema nervoso centrale, può essere regolata da fattori che influenzano il rilascio e l’assorbimento della serotonina”, scrivonoGu e colleghi in PNAS.
“Questa scoperta solleva anche una riflessione interessante sul fatto che gli inibitori della ricaptazione della serotonina, come la cocaina, metanfetamine e altre droghe possono agire nelle sinapsi epidermiche serotoninergiche per alterare le sensazioni tattili. Sarebbe anche interessante sapere se la trasmissione epidermica serotoninergica può essere modificata in condizioni patologiche in pazienti con diabete, l’infiammazione dei tessuti e o in pazienti sottoposti alla chemiotepia o con disfunzioni tattili tra cui l’allodinia o ridotta sensibilità tattile comunemente osservata in questi pazienti “.
Negli esseri umani e altri primati, i dischi di Merkel si concentrano nella punta delle dita e in numero minore si trovano anche in altre zone della pelle. “Possono percepire il vento che soffia sulla pelle”, ha detto Gu.
Curiosamente, i dischi di Merkel nei mammiferi non primati sono concentrati nei follicoli piliferi e nei baffi. Così, un baffo di topo può fungere da modello per un dito umano, nelle sperimentazioni.
“Animali non primati possono utilizzare i loro baffi per rilevare la consistenza, forma e altre proprietà fisiche di un oggetto”, ha spiegato Gu. “Un lamantino ha baffi su tutto il corpo e i pipistrelli hanno baffi, per rilevare modifiche aerodinamiche in volo”.
Fonte: Università di Alabama
