Effetti degli amminoacidi a catena ramificata (BCAA) sull’eccitabilità di neuroni corticali in coltura primaria e confronto con il modello murino di sclerosi laterale amiotrofica, G93A

摘要

Recenti studi epidemiologici hanno accertato che, rispetto all’intera popolazione italiana, la categoria dei calciatori presenta una maggiore incidenza di casi di Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA). Una delle principali ipotesi relativa a questo dato è l’eccessivo utilizzo di integratori dietetici e farmaci che servono ad aumentare la performance sportiva ed a diminuire la sensazione di fatica. In particolare, è stato riscontrato che Valina, Leucina e Isoleucina (Branched Chain AminoAcids: BCAA) sono tra i supplementi maggiormente utilizzati tra gli atleti. udPer studiare i possibili effetti dei BCAA sulle proprietà elettriche neuronali sono stati effettuati esperimenti elettrofisiologici sui neuroni corticali primari provenienti da topi di controllo trattati con 200 µM di BCAA, ed i risultati ottenuti sono stati confrontati con quanto osservato nei neuroni di controllo non trattati. udQuesti esperimenti hanno dimostrato che il trattamento induce un significativo aumento nell’eccitabilità neuronale in maniera dose e tempo–dipendente, rispetto ai neuroni di controllo non trattati. Inoltre, altri amminoacidi dotati di una catena laterale non ramificata, come per esempio l’Alanina e la Fenilalanina, non causano alcuna alterazione come quella riscontrata in seguito all’esposizione ai BCAA. udStudi condotti in modalità voltage-clamp hanno inoltre dimostrato che i neuroni trattati con i BCAA possiedono correnti voltaggio-dipendenti del Sodio persistente e del Calcio maggiori di quelle dei neuroni di controllo. Ciò indica che le modifiche delle proprietà biofisiche dei potenziali d’azione sono probabilmente dovute all’aumento nella densità in membrana dei canali specifici per queste specie ioniche. udLa riscontrata ipereccitabilità e le alterazioni di funzionalità dei canali ionici di Sodio persistente e di Calcio indotte dai BCAA in cellule di controllo sono paragonabili a quelle riscontrate nei neuroni ottenuti da un modello murino di SLA, il topo G93A, evidenziando un’importante correlazione tra le due condizioni sperimentali. udInoltre, è stato dimostrato che la Rapamicina, farmaco in grado di bloccare il complesso mTOR, favorisce il ripristino di una frequenza di scarica confrontabile con i valori di controllo, sia in cellule trattate con i BCAA che in neuroni G93A. Ciò potrebbe indicare che il complesso mTOR è coinvolto nelle alterazioni indotte dai BCAA e nella patogenesi della SLA. udLa comprensione di come i BCAA influiscano sulle proprietà fisiologiche e funzionali dei neuroni corticali può permettere di stabilire un loro possibile coinvolgimento nell’eziopatogenesi della SLA contribuendo alla comprensione del probabile meccanismo d’azione interessato, al fine di individuare nuovi trattamenti terapeutici.