Immagine: di una giunzione neuromuscolare. I ricercatori della Università di Buffalo e della Johns Hopkins hanno dimostrato nei topi che il glutammato svolge un ruolo chiave nel processo di sviluppo della fibra muscolare che si verifica a livello della giunzione neuromuscolare. Credit: Society for Neuroscience
Per decenni, gli scienziati hanno pensato che l’acetilcolina fosse l’unico neurotrasmettitore responsabile del controllo del collegamento dei muscoli e nervi durante lo sviluppo. Si sbagliavano: il glutammato, il neurotrasmettitore più comune nel cervello, è anche necessario.
I ricercatori dell’Università di Buffalo e della Johns Hopkins University hanno riportato i loro risultati sui topi nel Journal of Neuroscience .
“Il team di ricerca ha utilizzato un nuovo approccio per risolvere il dilemma di come i collegamenti dal midollo spinale ai muscoli maturano”, dice Kirkwood Personius, autore principale dell’articolo e Prof. Associato di Scienze della riabilitazione presso la UB’s School of Public Health and Health Professions.
Ogni muscolo è fatto di molti fibre muscolari e, negli adulti, ciascuna di tali fibre muscolari viene contattata da un singolo motoneurone. Tuttavia, questa semplice disposizione non è quella osservata al momento della nascita. Infatti, al momento della nascita ogni fibra muscolare viene contattata da ben 10 nervi.
Il processo che permette a un neurone motore di rimanere mentre tutti gli altri vengono retratti sembra essere, secondo i ricercatori, il seguente: il nervo che è più efficace nell’attivazione del muscolo è quello che vince e rimane.
( Vedi anche: Scoperto un nuovo ruolo del motoneurone).
Ma cosa in particolare si verifica durante la stabilizzazione del nervo vincitore e il ritiro degli altri? Per molti decenni, si è ipotizzato che il processo di potatura dei nervi iniziava con il rilascio del neurotrasmettitore acetilcolina dal nervo. Questo processo sembrava logico, dicono gli autori dell’articolo, perché i neuroni motori effettivamente rilasciano molta acetilcolina.
“Tuttavia, ora abbiamo dimostrato che un trasmettitore importante, che nessuno aveva previsto in precedenza, in questo processo è il glutammato “, ha detto Personius, PT, PhD. “I nervi rilasciano una molecola che viene convertita in glutammato e in seguito, il glutammato attiva i suoi recettori, in particolare recettori NMDA, sul muscolo”.
Recettori NMDA (N-metil-D-aspartato) sono uno dei diversi tipi di molecole che rispondono al glutammato. Essi sono particolarmente importanti nel sistema nervoso centrale che controlla lo sviluppo del cervello, l’apprendimento e la plasticità sinaptica. “Nessuno pensava che i recettori NMDA potessero essere coinvolti nello sviluppo della innervazione del muscolo“, ha detto Personius.
I ricercatori hanno testato la loro ipotesi secondo la quale un recettore del glutammato modula l’attivazione dello sviluppo del sistema neuromuscolare in diversi modi. Inoltre, hanno dimostrato che la risposta del muscolo al glutammato è molto forte alla nascita, ma scompare rapidamente nei topi maturi.
“Il nostro lavoro riavvia un campo che è stato bloccato a causa della diffusa convinzione che il processo di innervazione muscolare dipendeva da un unico trasmettitore, l’acetilcolina,” ha dichiarato Susan Udin, PhD, co-autore dell’articolo e Prof. di Fisiologia alla UB’s Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences .
“Questo studio apre una vasta gamma di possibilità sperimentali perché molto si sa da diversi studi sul sistema nervoso centrale su come funzionano i recettori NMDA. Il nostro lavoro apre una possibile comprensione del perché il ripristino della funzione muscolare è spesso limitata dopo un trauma dei nervi periferici“.
Gli stessi processi che controllano lo sviluppo dell’innervazione del muscolo tendono a ripresentarsi dopo l’infortunio periferico negli adulti.
Ora, il team di ricerca sta testando l’ipotesi che gli scarsi risultati osservati spesso dopo un trauma del nervo periferico potrebbero essere migliorati manipolando i recettori NMDA.
Fonte:Journal of Neuroscience
