Cellule di Purkinje, enigmi di cuore e cervello

Secondo quando scoperto da un gruppo di ricercatori dell'Università di Harvard, le cellule di Purkinje potrebbero essere in qualche modo correlate all'autismo. Questa ipotesi fa sperare sull'arrivo di possibili trattamenti.

Scritto e verificato la psicologa Valeria Sabater.

Ultimo aggiornamento: 15 novembre, 2021

Viste al microscopio le cellule di Purkinje sembrano piccoli alberi di natale. I neuroscienziati le definiscono una sfida e un mistero per la ricerca. Si trovano nel cervelletto e anche nel cuore, e secondo quanto svelato da diversi studi molto recenti, potrebbero essere in qualche modo associate alla comparsa del disturbo dello spettro autistico (DSA).

L’universo della neurologia è affascinante quasi quanto l’universo vero e proprio. Viste al microscopio, queste cellule attirano l’attenzione per la loro curiosa forma e per le loro notevoli dimensioni. Le cellule di Purkinje ricevono fino a dieci volte più connessioni di tutti gli altri neuroni.

Gli scienziati osservano da anni queste strutture perché, a differenza di altri neuroni inibitori, sono anche in grado di “spegnere” il funzionamento di altre cellule esterne al cervelletto. La loro attività elettrofisiologica è così particolare da aprire le porte a possibili trattamenti e approcci destinati a diverse condizioni. Ma c’è bisogno di tempo.

L’università di Tokyo, insieme ad altre, svolge da anni studi e osservazioni in laboratorio sul pesce danio zebrato nel tentativo di comprendere le funzioni di queste cellule, ma anche il loro possibile coinvolgimento nello sviluppo di determinate anomalie neurologiche.

Cellule di Purkinje: cosa sono e dove si trovano

Le cellule di Purkinje sono neuroni gabaergici (ovvero, dall’azione inibitrice). Ne esistono circa 30 milioni nel cervelletto e altrettanti nel cuore. E grazie a esse, di fatto, che si produce e viene trasmesso l’impulso elettrico nel muscolo cardiaco.

A scoprirli fu Jan Evangelista Purkyně, neurologo presso l’Università di Breslau, in Prussia. Nel 1832 li osservò per la prima volta grazie al microscopio acromatico. Cinque anni dopo presentò la sua scoperta alla Comunità scientifica della vecchia Boemia, oggi Repubblica Cieca.

Anni dopo, Camillo Golgi, dell’Università di Pavia, esaminò le cellule di Purkinje tingendole di nitrato di argento per fare luce sul loro ruolo nell’organismo. Anche Santiago Ramón y Cajal, dell’Università di Barcellona, avrebbe condotto le sue ricerche di lì a poco. In seguito, nel 1906, entrambi gli scienziati avrebbero ricevuto il Premio Nobel per la Medicina per il loro contributo allo studio della struttura del sistema nervoso.

Come sono?

Come già detto, le cellule di Purkinje sono neuroni inibitori. Sappiamo anche che sono molto grandi e che ricevono un gran numero di connessioni. Il Dottor Thomas Launey, direttore del dipartimento di ricerca molecolare dell’Istituto Riken, Giappone, è uno dei massimi esperti di queste strutture cerebrali.

• Come lui stesso ci spiega in diversi studi, queste cellule sono a forma di albero, con dendriti molto ramificati e con solo un assone dal quale inviano gli impulsi elettrici.

• Ognuno di questi corpi cellulari ha un diametro di circa ottanta micron. Inoltre, sono potenzialmente in grado di inibire i neuroni eccitatori del midollo spinale.

• Questi neuroni consentono di “spegnere altri neuroni localizzati al di fuori della corteccia cerebrale.

• D’altra parte, dobbiamo anche dire che esistono due tipi di neuroni di Purkinje: le fibre muscoidi (che provengono dal tronco encefalico) e le fibre rampicanti (che discendono dal midollo allungato).

Le funzioni inibitrici delle cellule di Purkinje

Le cellule di Purkinje intervengono nei processi motori e dell’apprendimento. Non possiamo dimenticare poi l’elevato numero di scoperte degli ultimi anni sul funzionamento del cervelletto, proprio dove queste cellule avranno senza alcun dubbio un’importanza determinante.

• La maggior parte delle cellule di Purkinje libera un neurotrasmettitore noto come GABA (acido gamma-aminobutirrico), che esercita un’azione inibitrice sugli altri neuroni. In tal modo si riducono gli impulsi nervosi per poter, in questo modo, regolare e coordinare i nostri movimenti motori.

• Questa regolazione elettrofisiologica si ottiene in due modi. Attraverso i dendriti (o spighe) semplici, che esercitano un’azione elettrica che oscilla da i 17 e i 150 Hz. Ma possono generare impulsi elettrici più intensi, dal potenziale compreso tra 1 e 3 Hz.

• Favoriscono la concentrazione durante i processi di apprendimento.

Le cellule di Purkinje e l’autismo

All’inizio del 2018 la rivista Molecular Psychiatry ha pubblicato un interessante studio condotto dalla Facoltà di Medicina di Harvard. Secondo la ricerca, una disfunzione delle cellule di Purkinje del cervelletto potrebbe mediare nell’insorgenza del disturbo dello spettro autistico (DSA). Si tratta di una nuova ipotesi, elaborata solo di recente.

Questa anomalia sembra essere di natura genetica e il nome con il quale viene indicata è sclerosi tuberosa (ST). Come si è potuto notare, molti pazienti con autismo presentano livelli molto bassi delle cellule di Purkinje. Ciò provoca disturbi del comportamento, del movimento, continua iperstimolazione, con conseguenti deficit sociali.

Al giorno d’oggi è in fase di studio la produzione di neuroni Purkinje a partire dalle cellule staminali. Al tempo stesso, gli scienziati stanno tentando di elaborare una proteina che potrebbe aiutare i bambini a riattivare la funzionalità e la produzione di queste strutture così importante, persino fondamentali. Siamo dunque in attesa di ulteriori dati e informazioni che apriranno la strada a innumerevoli opportunità.