Long-Term Potentiation (NO retrogrado)

A livello del sistema nervoso centrale l’Ossido Nitrico (NO) funziona come messaggero retrogrado, documentato in particolare nell’ippocampo. È alla base della long-term potentiation (LTP), un meccanismo di potenziamento sinaptico di lunga durata.

Meccanismo

  1. La cellula presinaptica libera glutammato.
  2. Il glutammato attiva i recettori NMDA post-sinaptici, molto permeabili al calcio.
  3. L’aumento di Ca²⁺ attiva il sistema Ca/calmodulina e quindi la nNOS del neurone post-sinaptico, che produce NO.
  4. L’NO diffonde a ritroso verso il terminale presinaptico, dove attiva le guanilato ciclasi → cGMP → PKG.
  5. La PKG fosforila le vescicole presinaptiche, aumentando il rilascio di neurotrasmettitore.

Il risultato è un rinforzo duraturo della trasmissione sinaptica. Le basi biochimiche della LTP risiedono probabilmente nell’ippocampo: apprendimento e memoria dipenderebbero da questo tipo di meccanismi di potenziamento dell’attività sinaptica.

Questa catena non è teorica: è il punto d’attacco di farmaci di tre ambiti diversi, tutti sul passo 2 (il recettore NMDA), perché è lì che il segnale diventa calcio.

  • La memantina lo blocca in modo debole e voltaggio-dipendente, frenando l’eccitotossicità cronica dell’Alzheimer senza abolire la trasmissione fisiologica — cioè senza cancellare la LTP.
  • La ketamina lo blocca in modo massiccio: da qui l’anestesia dissociativa e, a dosi sub-anestetiche, l’effetto antidepressivo rapido, che si ritiene passi proprio da un rimodellamento sinaptico (vedi Ipotesi Glutammatergica della Depressione).
  • Nel midollo spinale lo stesso recettore, alla sinapsi spinale, media il wind-up: una LTP del dolore.

Il filo comune: quando un NMDA lascia entrare troppo Ca²⁺, la stessa nNOS che qui serve la memoria diventa una fonte di danno — è il ponte con l’eccitotossicità.

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