Una ricerca condotta dal laboratorio Lippincott-Schwartz, in Virginia, ha scoperto che i neuroni utilizzano un meccanismo simile a quello muscolare per trasmettere segnali, un processo cruciale per apprendimento e memoria. Il team ha identificato una rete di strutture subcellulari all’interno dei dendriti, le ramificazioni delle cellule nervose, che amplificano e propagano i segnali del calcio, proprio come accade nei muscoli durante la contrazione. Questo studio fornisce nuove informazioni su come il cervello elabora e trasmette i segnali, aprendo prospettive per comprendere meglio patologie come l’Alzheimer.
Se avete presenta la forma dei neuroni, somigliano a delle stelle con dei “raggi” che si propagano, i dendriti, e un corpo fatto quasi con dei salsicciotti (gli assoni). Ebbene, muscoli e neuroni, per quanto diversi possano essere condividono la stessa struttura di un elemento chiamato reticolo endoplasmatico che, tra le altre cose, serve a sintetizzare le proteine. Gli scienziati hanno notato che l’ER nei dendriti dei neuroni forma una struttura a “scala” sorprendentemente simile a quella già nota nei muscoli, dove regola la contrazione. Questa scoperta ha portato i ricercatori a ipotizzare che il sistema nervoso potesse utilizzare un meccanismo analogo per amplificare i segnali.
L’elemento chiave di questo processo è il calcio, uno ione essenziale sia per la contrazione muscolare che per la trasmissione neuronale. Nei muscoli, il rilascio di calcio permette la contrazione delle fibre. Nei neuroni, invece, il reticolo endoplasmatico nei dendriti rilascia calcio per propagare il segnale nervoso. I ricercatori hanno individuato speciali siti di contatto tra l’ER e la membrana plasmatica dei dendriti, regolati da una proteina chiamata junctophilin. Questi siti agiscono come ripetitori, permettendo ai segnali di viaggiare lungo tutto il dendrite fino al corpo cellulare del neurone.
Il rilascio di calcio ai siti di contatto attiva una proteina cruciale per la memoria, chiamata CaMKII. Questa proteina rinforza o indebolisce, in caso di patologie, le connessioni sinaptiche. Proprio questa capacità di rafforzare o indebolire le connessioni tra i neuroni è alla base dell’apprendimento e della memoria.
Ora sappiamo che il reticolo endoplasmatico e i suoi siti di contatto con la membrana plasmatica non solo facilitano la trasmissione del segnale, ma ne amplificano la potenza. Questo nuovo modello potrebbe offrire spunti fondamentali per comprendere meglio le malattie neurodegenerative. Nei pazienti con Alzheimer, ad esempio, il malfunzionamento della plasticità sinaptica è una delle principali cause del declino cognitivo.
