18.10: Long-term Depression

La depressione a lungo termine, o LTD, è uno dei modi con cui la plasticità sinaptica – cambiamenti nella forza delle sinapsi chimiche- può verificarsi nel cervello. LTD è il processo di indebolimento sinaptico che si verifica nel tempo tra le connessioni neuronali pre e post-sinaptiche. L’indebolimento sinaptico del LTD funziona in opposizione al rafforzamento sinaptico da potenziamento a lungo termine (LTP) e insieme sono i principali meccanismi che sono alla base dell’apprendimento e della memoria.

Meccanismo di concentrazione degli ioni di calcio

Se nel corso del tempo, tutte le sinapsi sono rafforzate al massimo attraverso LTP o qualche altro meccanismo, il cervello raggiungere un plateau in efficienza rendendo l’apprendimento e la formazione di nuovi ricordi difficile. LTD è un modo per potare sinapsi più deboli liberando così risorse e ristabilendo la flessibilità nel sistema nervoso centrale. Un meccanismo con cui si verifica LTD dipende dal numero di ioni di calcio nel neurone post-sinaptico dopo la stimolazione presinaptica. Livelli resigui o bassi di stimolazione pressiratica portano a un basso afflusso di ioni di calcio e, di conseguenza, bassa concentrazione di ioni di calcio nel neurone post-sinaptico.

La bassa concentrazione di ioni di calcio avvia una cascata di segnalazione che culmina nell’endocitosi o la rimozione di recettori dell’acido-3-idrossico-5-metilicio-4-isoxazolepropionici (AMPA) del glutammato dalla membrana plasmatica. Di conseguenza, la risposta post-sinaptica alla stessa stimolazione presinaptica sporadica è ulteriormente indebolita, poiché ci sono meno canali per gli ioni caricati positivamente per entrare e depolarizzare la membrana. Il neurone riutilizza i recettori AMPA in un secondo momento e/o li separa nelle loro sottounità costituenti.

LTD è stato descritto per la prima volta come avvenuto nell’ippocampo, dove si pensa cancelli vecchi ricordi. Successivamente, è stato dimostrato che LTD si verifica in molte regioni del cervello come il cervelletto, lo striato e la corteccia. La presenza ubiquitaria di LTD è alla base del suo coinvolgimento nel corretto funzionamento del cervello.

LTD e malattia

Meccanismi di malfunzionamento di LTD sono pensati per contribuire a numerosi disturbi neurologici e cognitivi come la dipendenza, ritardo mentale, e il morbo di Alzheimer. La ricerca è in corso per comprendere meglio i meccanismi di LTD, come si verificano i disturbi neurologici, e per sviluppare trattamenti.