Neurotrasmettitori: come comunicano i neuroni?

LE SINAPSI E I NEUROTRASMETTITORI

I neuroni costituiscono l’unità fondamentale del sistema nervoso, essi riescono a processare e scambiare simultaneamente una moltitudine di informazioni necessarie per il funzionamento del nostro organismo. È grazie all’incessante attività neuronale, infatti, che possiamo svolgere le normali funzioni fisiologiche come muoversi a piacimento, parlare, pensare, provare piacere, percepire i suoni o vedere. Ma come riescono i neuroni, al fine di svolgere queste complesse funzioni, a connettersi e comunicare? Tutto ciò avviene tramite le sinapsi e i neurotrasmettitori. Le sinapsi sono connessioni neuronali, formate da un elemento presinaptico (di solito un neurone, deputato all’invio del segnale) e uno postsinaptico (un neurone o un’altra struttura anatomica bersaglio, ricevente il segnale) al fine di scambiarsi informazioni. Un singolo neurone è capace di stabilire un numero elevatissimo di contatti con altri neuroni, mantenuti e rinforzati tramite la continua ripetizione di stimoli inviati e ricevuti attraverso essi. È proprio a livello delle sinapsi (chimiche) che assumono un ruolo fondamentale i neurotrasmettitori.

I neurotrasmettitori possono essere inibitori o eccitatori, in base alle differenti risposte che sono capaci di indurre nell’elemento bersaglio. I neurotrasmettitori eccitatori stimolano l’attività dell’elemento postsinaptico, mentre quelli inibitori, contrariamente, la frenano. Queste molecole generalmente vengono rilasciate nel “vallo sinaptico”, lo spazio tra i neuroni formanti una sinapsi, ed innescano una risposta nell’elemento postsinaptico grazie al legame con appositi recettori presenti su esso, che sono in grado di riconoscere e legare il neurotrasmettitore. Alcuni recettori sono presenti anche sull’elemento secernente al fine di regolarne la secrezione ed evitarne una permanenza eccessivamente prolungata all’interno del vallo, altrimenti tossica.

 

 

Neurotrasmettitori eccitatori: glutammato

Il glutammato fa parte della classe dei neurotrasmettitori amminoacidici, essendo un amminoacido non essenziale. Costituisce il principale neurotrasmettitore eccitatorio nel nostro organismo, ed è implicato in alcuni dei principali circuiti alla base di importanti meccanismi cerebrali come l’apprendimento, la memoria e il comportamento. Nonostante esso sia estremamente importante per il nostro organismo, eccessi di glutammato nel vallo sinaptico possono portare ad eccito-tossicità, condizione alla base di gravi danni neuronali associati a patologie neurodegenerative ed epilessia. Al fine di evitare tali criticità, esistono recettori capaci di recuperare il neurotrasmettitore in eccesso rimanente nel vallo per destinarlo al riciclo. Oltre a neurotrasmettitori inibitori come il GABA, anche Il glutammato sembra essere implicato nei meccanismi alla base dei disturbi d’ansia. Infatti, alcune ricerche hanno evidenziato come, in modelli di studio, si osservi un miglioramento della sintomatologia ansiosa diminuendo livelli di attività di alcune strutture glutammatergiche. Da questa scoperta i recettori di questo neurotrasmettitore sono stati considerati un possibile target terapeutico per il trattamento di disturbi d’ansia.

Neurotrasmettitori inibitori: GABA

Il GABA (acido-gamma-amminobutirrico) è il principale neurotrasmettitore inibitorio nel sistema nervoso centrale, secreto prevalentemente da interneuroni. Esso svolge funzioni fondamentali anche durante lo sviluppo: la maturazione del sistema gabaergico è fondamentale per indurre plasticità cerebrale. L’importanza del GABA si denota anche dal fatto che questo neurotrasmettitore è associato ad un’ampia gamma di funzioni fisiologiche, nonché condizioni patologiche. Infatti, molti farmaci antiepilettici hanno come target d’azione i recettori del GABA, con scopo di inibire l’ipereccitazione corticale.

L’effetto dell’alcol è dovuto alla sua interazione con i recettori del GABA, L’etanolo è infatti un modulatore della trasmissione gabaergica, capace di alterarne i livelli in varie aree cerebrali. In letteratura viene riportato come assunzioni croniche di etanolo possano causare un’alterazione nell’espressione di suddetti recettori in varie regioni cerebrali associate alla dipendenza da alcol. Oltre all’alcol, anche sostanze come barbiturici o benzodiazepine agiscono sui recettori del GABA. Infine, essendo uno dei principali neurotrasmettitori implicati nella regolazione dei ritmi circadiani, il ruolo del GABA risulta fondamentale. Infatti, ad oggi è ben noto che l’incremento dell’attività gabaergica possa favorire il sonno, a questo si devono gli effetti sonnolenti dell’alcol, e delle altre sostanze citate in precedenza.

NEUROTRASMETTITORI: AMMINE BIOGENE

I neurotrasmettitori Dopamina Serotonina, adrenalina e noradrenalina fanno parte della classe delle ammine biogene, assieme, tra le altre, all’istamina. Questi neurotrasmettitori non sono classificabili univocamente come eccitatori o inibitori, in quanto hanno un effetto modulatore. Infatti, le risposte indotte da questi neurotrasmettitori nel terminale postsinaptico dipendono dai moltissimi e differenti recettori. La loro secrezione viene sempre finemente regolata, anche tramite degli auto-recettori capaci di recuperare il neurotrasmettitore rimasto in eccesso nel vallo sinaptico.

Dopamina e condizioni patologiche

I neuroni dopaminergici sono presenti in vari circuiti cerebrali, responsabili di movimento e funzioni cognitive. Tra i più importanti e studiati sistemi dopaminergici si ritrova il sistema di ricompensa, una complessa rete di strutture cerebrali la cui attivazione è implicata in funzioni come apprendimento associativo, provare piacere, ma anche nelle dipendenze.

Gravi alterazioni ai danni dei neuroni dopaminergici possono causarne la degenerazione, risultando in varie patologie a seconda del circuito implicato. Le malattie neurodegenerative più conosciute a carico del sistema dopaminergico sono la corea di Huntington, una malattia ereditaria sfortunatamente ancora senza una terapia particolarmente efficace, e il più conosciuto morbo di Parkinson. Per quest’ultimo, infatti, la terapia più comune consiste nella somministrazione di L-dopa, che, non a caso, è la sostanza precorritrice del neurotrasmettitore dopamina. Infine, anche la schizofrenia, nota patologia psichiatrica, si ipotizza essere causata da alterazioni a livello dei principali circuiti cerebrali a trasmissione dopaminergica. Riguardo le cause alla base di quest’ultima condizione esistono varie ipotesi, alcune delle quali riguardanti altri neurotrasmettitori come il glutammato e la serotonina.

Serotonina, umore e intestino

La serotonina, d’altro canto, è ancora strettamente associata a patologie depressive. Carenze di serotonina, infatti, sono state associate a depressione, e molti farmaci antidepressivi appartengono alla classe degli SSRI (inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina), che agiscono inibendo la ricaptazione della serotonina e perciò aumentando i livelli del neurotrasmettitore a livello delle sinapsi. L’esito positivo mostrato da molti trattamenti effettuati con questa classe farmacologica rende evidente un’implicazione, causale o casuale, della serotonina in suddetta patologia.
La serotonina riveste un importante ruolo anche a livello dell’asse intestino-cervello. Questo neurotrasmettitore, infatti, viene secreto anche dalle cellule enterocromaffini presenti a livello intestinale, dove può essere captato da alcuni componenti del microbiota. Quest’ultimo, in base al proprio stato di salute, è capace di influenzare la comunicazione tra questi due importanti organi, regolando anche i livelli di neurotrasmettitore secreto. Negli anni, infatti, è risultata sempre più evidente la presenza di un asse fisiologico tramite cui cervello e intestino sono capaci di comunicare e influenzarsi a vicenda.

 

Noradrenalina

La noradrenalina è il neurotrasmettitore tramite il quale le ramificazioni del sistema simpatico comunicano con gli organi bersaglio. Questo sistema è un importante regolatore di moltissime funzioni fisiologiche, tra le quali l’aumento della frequenza cardiaca, della pressione sanguigna, la dilatazione delle pupille e l’aumento della sudorazione, che compongono la tipica risposta combattimento-fuga, messa in atto dall’organismo in situazioni di pericolo. Recentemente, la noradrenalina è stata associata anche a funzioni cognitive sociali, come relazioni o problemi morali, oltre che a sensazioni più primitive come paura o rabbia. Sono stati effettuati esperimenti in cui ad una diversa somministrazione di propranololo (un beta-bloccante responsabile dell’inattivazione dei recettori noradrenergici) è corrisposta una diversa attitudine nel risolvere dilemmi morali, indicando una probabile implicazione del sistema noradrenergico in questo tipo di funzioni.