Mentre conosciamo bene l'importanza del calcio per ossa e denti, è molto meno definito il suo ruolo nei neuroni, in particolare i suoi effetti sui processi come apprendimento e memoria.
In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Cell Reports, gli scienziati del campus della Florida del The Scripps Research Institute (TSRI) offrono nuove informazioni sul modo in cui il calcio nei mitocondri (la centrale energetica di tutte le cellule) può influenzare lo sviluppo del cervello e la cognizione adulta.
In particolare, il team ha dimostrato nel moscerino della frutta (un modello ampiamente utilizzato) che il blocco di un canale che porta il calcio ai mitocondri, chiamato "uniporter del calcio mitocondriale", provoca disturbi della memoria, ma non altera la capacità di apprendimento.
"Quando abbiamo abbattuto l'attività dell'uniporter, abbiamo scoperto che le mosche avevano un deficit di memoria", ha detto Ron Davis, presidente del Dipartimento di Neuroscienze del TSRI. "La funzione intatta dell'uniporter è necessaria per avere una memoria piena e completa del moscerino adulto. Quello che ci ha sorpreso è che essi erano comunque in grado di imparare, anche se con un ricordo passeggero. Ma pensavamo che non sarebbero stati in grado di imparare del tutto".
La proteina «uniporter del calcio mitocondriale», identificata per la prima volta nel 2011, permette agli ioni di calcio di passare dall'interno della cellula ai mitocondri, come il carbone si muove da uno scivolo alla caldaia. E' regolata da altre proteine chiamate MICU1, MICU2 e EMRE. Davis ha osservato che i pazienti umani con mutazioni nel MICU1 possono presentare difficoltà di apprendimento.
"La conclusione del nuovo studio è che l'apporto di calcio mitocondriale durante lo sviluppo è necessario per stabilire la competenza neuronale a supporto della memoria adulta", ha detto Ilaria Drago, associata di ricerca al TSRI e prima autrice dello studio.
La Drago ha osservato che il team ha trovato l'evidenza che l'inibizione della funzione dell'«uniporter del calcio mitocondriale» porta ad una diminuzione del contenuto di vescicole sinaptiche (minuscole sacche all'interno della cellula, in cui vengono immagazzinati vari neurotrasmettitori) e un aumento nella lunghezza degli assoni (i filamenti sottili dei neuroni).
Anche se sono stati chiaramente osservati questi problemi strutturali, ha aggiunto, sarebbe interessante chiarire il loro significano in termini di sviluppo neuronale. "La scoperta di un ruolo nello sviluppo del complesso «uniporter del calcio mitocondriale», per regolare la memoria nei moscerini adulti, è particolarmente intrigante e merita di essere ulteriormente esplorato", ha detto Davis.
Fonte: The Scripps Research Institute (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Ilaria Drago and Ronald L. Davis. Inhibiting the Mitochondrial Calcium Uniporter during Development Impairs Memory in Adult Drosophila. Cell Reports, August 2016 DOI: 10.1016/j.celrep.2016.08.017
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