sabato 9 aprile 2011

Il nucleo spinale del Trigemino

Si ringrazia Vobberto per l'articolo.

"Ogni dolore viene scritto su lastre di una sostanza misteriosa al paragone della quale il granito è burro. E non basta un'eternità a cancellarlo."        Dino Buzzati 

La radice suprema del nervo trigemino, arrivata a livello del ponte, piega inferiormente formando il fascio spinale del trigemino: esso manda assoni fino al terzo mielomero cervicale ricevendo varie afferenze dai nervi faciale, vago e glossofaringeo, cruciali per riflessi vari (starnuto, riflesso lacrimale, corneale ecc). La maggioranza degli assoni (sensitivi primari) però restano nel tronco encefalico terminando nel nucleo spinale del trigemino, localizzato nel bulbo davanti ai nuclei vestibolari, medialmente al fascio omonimo. Anche in questo caso sono presenti numerosi collaterali provenienti dai nervi faciale glossofaringeo e vago: si tratta di un omologo funzionale del fascicolo dorso laterale del Lissauer presente nel midollo spinale. Esso è tradizionalmente diviso in tre parti: caudalis(dal midollo fino all’obex), interpolaris(fino alla giunzione pontobulbare) e oralis(fino al nucleo pontino del trigemino). La pars caudalis ha una struttura lamellare simile a quella del corno dorsale del midollo: la lamina I riceve afferenze somatiche generali accoppiate a rilascio di sostanza P, la lamina II presenta enkefaline e funzionalmente è assimilabile alla sostanza gelatinosa, le lamine III e IV sono magno cellulari. Si tratta del sottonucleo maggiormente coinvolto nella trasmissione del dolore. E’ presente una somatotopia caudo rostrale che corrisponde ad una rappresentazione somatica sempre più profonda (pertanto la pars oralis è relativa al dolore buccale, mentre la interpolaris a quello cutaneo).

I neuroni sensitivi secondari formano il fascicolo tegmentale dorsale (noto anche come fascio trigemino-talamico ventrale) che passa vicino alla formazione reticolare decussando la linea mediana e terminando a livello della divisione mediale del nucleo ventrale posteriore del talamo. Il nucleo spinale proietta inoltre anche direttamente alla formazione reticolare, collaborando alla via spinoreticolotalamica per la regione della testa. Numerosi studi recenti sono stati compiuti per descrivere la presenza di un vasto repertorio di molecole(soprattutto cotrasmettitori) all’interno di questo nucleo.
In uno di questi sono state valutate le concentrazioni extracellulari di GABA nel nucleo spinale del trigemino durante il formalin test, su campioni di 30 microlitri ognuno, ottenuti da microdialisi e studi farmacologici su due gruppi di 6 ratti, valutando la risposta comportamentale all’iniezione di formalina (gruppo1) o soluzione salina (gruppo 2). Successivamente ad altri 3 gruppi di ratti sono stati iniettati soluzione salina, muscimolo (agonista del recettore del GABA) o bicullina (antagonista dello stesso recettore) sempre a livello del nucleo spinale, prima di iniziare il formalin test. L’iniezione di formaldeide induce una risposta comportamentale bifasica e incrementa i livelli di GABA dopo 15-45 minuti. L’iniezione di bicullina (e non muscimolo o soluzione salina) diminuisce notevolmente la risposta comportamentale al formalin test. Tali risultati suggeriscono che i neuroni gabaergici del nucleo spinale del trigemino siano coinvolti nella trasmissione di informazioni nocicettive.
Altri esperimenti sono stati condotti per investigare il possibile coinvolgimento delle specie reattive dell’ossigeno nella nocicezione nel sub nucleo caudalis del nucleo spinale trigeminale. Nel primo il livello extracellulare di perossido di idrogeno è stato valutato tramite microdialisi del sub nucleo di due gruppi di sei ratti prima di iniezione al labbro superiore di soluzione salina (gruppo 2) o formalina (gruppo 1). Nel secondo esperimento il formalin test è stato condotto su 3 gruppi di 6 ratti dopo microiniezione rispettivamente di 2-ME (2metossiestradiolo, un inibitore della superossido-dismutasi) o NAC (Nacetilcisteina, uno scavenger degli intermedi dell’ossigeno) o soluzione salina. Nel terzo esperimento è stato effettuato un saggio istochimico per l’attività della superossido dismutasi su 2 gruppi di 4 ratti dopo 2h dal’iniezione (rispettivamente di formalina o soluzione salina). I risultati mostrano che i livelli di perossido di idrogeno aumentano all’interno del sub nucleo durante il dolore facciale (134% rispetto ai livelli base); l’inibizione della superossido dismutasi o la rimozione di intermedi dell’ossigeno diminuiscono la sensibilità a stimoli di dolore facciale; stimoli persistenti di dolore facciale diminuiscono l’attività del superossido (fino al 90% del nucleo contro laterale). Tali dati suggeriscono che specie reattive dell’ossigeno siano prodotte dal sub nucleo caudalis durante dolore trigeminale persistente e sono necessari per la trasmissione del dolore. L’anione superossido è stato rilevato anche dopo un sovraccarico meccanico funzionale dei denti dovuto alla preferenza per la masticazione su un solo lato indotta nei ratti tramite piccola abrasione di un molare, in modo tale che la lateralizzazione della masticazione venisse confermata per elettromiografia. La produzione di superossido è stata valutata tramite microscopia a fluorescenza dopo iniezione di diidroetidio. I risultati mostrano che vi è un aumento della sua produzione a livello del sub nucleo oralis del nucleo spinale del trigemino nello stesso lato in cui la masticazione viene preferita. Questo dimostra che un’aumentata attività di neuroni sensitivi non-nocicettivi può stimolare la produzione di specie reattive dell’ossigeno all’interno dei neuroni di secondo ordine di tale nucleo. Tramite ulteriori esperimenti è però stato chiarito che un significativo incremento della produzione di superossido nei nuclei omolaterali avviene dopo 45 minuti e l’attività di SOD (superossido dismutasi) non ha significative differenze tra i nuclei dei due lati. Pertanto lo ione superossido è coinvolto nei processi dolorifici indotti dall’infiammazione, e non dal dolore acuto.

Un’altra analisi ha riguardato neuroni enkefalinergici, proposti come aventi ruoli cruciali nella modulazione del dolore nella pars caudalis. Le enkefaline fanno parte del sistema degli oppiati endogeni, tutti accoppiati a G protein di tipo inibitorio, il cui effetto è spesso quello di inibire la sensibilità elettrica dei neuroni adiacenti, giocando quindi un ruolo importante nella modulazione della nocicezione. Per marchiare tale neurotrasmettitore è stata utilizzata proenkephalina-gree fluorescent protein (PPE.GFP) in topi transgenici. E’ stata applicata una FISH combinata a tecniche di immunofluorescenza, quindi è stata esaminata la diversità fenotipica di neuroni PPE-GFP con immunostaining per vari marker che caratterizzano i sottotipi di neuroni ENKergici. Circa il 26% dei neuroni GFP positive erano contemporaneamente immunoreattivi per la GAD(acido glutammico decarbossilasi) e 15% positivi per il GABA. Le proporzioni di cellule positive a calbindina o calretinina tra i neuroni ENKergici sono 8% e 7%. Solamente 1% di tali neuroni è positivo per la parvalbumina, mentre nessuno coesprime l’ossido nitrico sintasi (NOS). E’ stato quindi iniettato un tracciante retrogrado nelle regioni talamiche,, osservando che un piccolo numero di neuroni ENKergici della pars caudalis restano marchiati dal tracciante. Tutti questi dati sperimentali dimostrano che il controllo delle vie dolorifiche è esercitato da molecole molto eterogenee, la cui conoscenza può essere cruciale per lo sviluppo di terapie efficaci contro malattie come la nevralgia del trigemino(in passato nota come “malattia del suicida”).

References:

Thomas C. Pritchard, Kevin Douglas, Alloway; Medical Neuroscience.

Viggiano A et al. PMID: 15288579
Viggiano A, PMID: 15979588
Viggiano A, PMID: 20045451
Viggiano E, PMID: 20058053

Huang J PMID: 20974201