Le fibre nervose sono circondate da una guaina mielinica. Gli scienziati della Technical University of Munich (TUM) hanno per la prima volta osservato “in diretta” come si forma questo strato protettivo. Il team ha scoperto che i pattern caratteristici dello strato di mielina sono determinati in una fase iniziale. Tuttavia, questi modelli possono essere regolati secondo necessità in un processo apparentemente controllato dalle stesse cellule nervose.
La guaina mielinica che circonda gli assoni o le fibre nervose, può essere paragonata all’isolamento che copre un filo elettrico. Senza di esso, la rapida propagazione dei segnali elettrici non sarebbe possibile. Danni a questo strato isolante possono causare malattie come la sclerosi multipla.
( Vedi anche: La mielina si ripara naturalmente per ripristinare la funzione del sistema nervoso).
I segmenti della mielina determinano la velocità di trasmissione
La mielina non forma un rivestimento continuo lungo l’assone, ma un rivestimento diviso in segmenti che possono variare in lunghezza e sono separati da lacune note come nodi di Ranvier. Perché la complessa rete del sistema nervoso centrale funzioni correttamente, la velocità delle connessioni non è l’unica considerazione. Il fattore cruciale è la messa a punto: i segnali devono raggiungere il posto giusto al momento giusto. La velocità di trasmissione delle informazioni attraverso un assone è in parte determinata dal numero e dalla lunghezza dei segmenti.
I modelli rimangono stabili
I corpi di umani e animali hanno la capacità, almeno in una certa misura, di riparare le guaine mieliniche danneggiate. Il Dr. Tim Czopka, neuroscienziato della TUM, è riuscito a fare le prime osservazioni “in diretta” di questo processo. Czopka e il suo team hanno utilizzato marcatori di nuova concezione per visualizzare la formazione dei segmenti di mielina che circondano gli assoni nel midollo spinali di zebrafish.
Video in tempo reale di un pesce zebra che mostra una rapida crescita di due guaine mieliniche nascenti. Questo video fa parte del materiale supplementare di Auer et al., “Evidence for Myelin Sheath Remodeling in CNS Revealed by In Vivo Imaging”, Current Biology (2018). Https://doi.org/10.1016/j.cub. 2018.01.017. Credit: Czopka / TUM.
I ricercatori hanno concluso: i pattern caratteristici costituiti da segmenti di mielina con diverse lunghezze lungo un assone sono definiti entro pochi giorni dopo l’inizio della formazione della mielina. Sebbene i segmenti continuino a crescere da quel momento in poi – mentre il corpo del pesce zebra cresce – il modello rimane preservato.
Seguendo questa osservazione, i ricercatori hanno distrutto segmenti selezionati. “Quello che è successo dopo ci ha sorpreso”, dice Tim Czopka. “Dopo la distruzione dei segmenti, le guaine mieliniche hanno cominciato a rimodellarsi dinamicamente e alla fine il danno è stato riparato e nella maggior parte dei casi il modello originale è stato ripristinato”. La rigenerazione seguiva una sequenza fissa: in primo luogo, i segmenti adiacenti si espandevano per colmare il divario, mentre un nuovo segmento si è formato tra essi e si è contratto alla loro dimensione originale.
Gli assoni influenzano la formazione dei segmenti
Ciò solleva una domanda importante: chi controlla l’emergenza e il ripristino del modello di segmento?
“Le nostre osservazioni suggeriscono che non sono gli oligodendrociti – le cellule che formano la mielina – che decidono dove si formano i segmenti, ma piuttosto gli assoni“, afferma Tim Czopka. “Si potrebbe dire che gli assoni sanno meglio quale schema è necessario per i segnali da trasmettere a velocità ottimale”.
Il team sta ora studiando come i pattern dei segmenti sono influenzati dalla stimolazione mirata dell’attività delle cellule nervose e dai neurotrasmettitori rilasciati di conseguenza.
“Se riuscissimo a capire il ruolo degli assoni nella generazione e nel rimodellamento della mielina, si potrebbero produrre nuovi approcci per controllarlo”, spiega Czopka. ” E questo sarebbe importante per il trattamento di malattie come la sclerosi multipla”.
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