La modulazione dei recettori oppioidi MU e DELTA sul rilascio di dopamina nel Nucleo Accumbens. Differenze tra core e shell.

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una regione denominata shell. Per certi aspetti, il core è quasi indistinguibile dal 
caudato-putamen. Al contrario, la regione shell presenta alcune caratteristiche che 
non sono proprie di una struttura striatale. Per esempio, invia fibre verso regioni 
atipiche come il BNST (Bed Nucleus of Stria Terminalis) e l’ipotalamo laterale. Core 
e shell possono essere differenziate anche in base al tipo di afferenze che ricevono, 
per esempio dalle diverse aree della corteccia cerebrale (McKrittick e Abercrombie, 
2007). 
La regione shell del NAc viene generalmente considerata come una componente 
dell’amigdala estesa e sembra avere un ruolo preminente nel comportamento 
motivato. Al contrario, la regione del core sembra essere più coinvolta nelle funzioni 
motorie (Kalivas et al, 1993).  
Attualmente il NAc viene suddiviso in almeno tre regioni chiaramente differenziate: 
il core, lo shell e il polo rostrale. Anche le zone di transizione tra queste regioni 
sembrano presentare caratteristiche differenti, a dimostrazione del fatto che il NAc 
rappresenta un’area molto eterogenea sia dal punto di vista anatomico che funzionale. 
In questi ultimi anni, numerosi studi hanno dimostrato l’esistenza di differenti 
risposte comportamentali provocate da farmaci somministrati localmente nei diversi 
subterritori del NAc (una buona raccolta di questi si può trovare in Zahm, 2000). Allo 
stesso modo, diversi studi hanno segnalato che le differenze anatomiche e funzionali 
tra le aree del NAc si traducono in modificazioni neurochimiche diverse in seguito a 
manipolazione farmacologia. Per esempio, la somministrazione di alcune sostanze 
d’abuso provoca una modificazione nei livelli di dopamina (DA) più accentuata nella 
regione dello shell rispetto a quella del core (Di Chiara, 2002). 
 
 
1.2 Dopamina e Nucleo Accumbens 
 
Tra i neurotrasmettitori più studiati in relazione al NAc spicca senza dubbio la DA. Il 
NAc riceve una densa innervazione dopaminergica che deriva dall’area tegmentale 
ventrale (VTA) (Fig. 1.1). Si stima che la massima parte dei neuroni del NAc (che nel 
ratto è costituita da neuroni GABAergici spinosi di media grandezza 
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approssimativamente per il 95%) riceva innervazione di natura dopaminergica. Ciò 
deriva in parte dall’ampia ramificazione che gli assoni dopaminergici subiscono a 
livello terminale. Inoltre, poichè i neuroni dopaminergici del VTA in risposta a 
diversi stimoli sono in grado di liberare DA dalle loro numerose ramificazioni e 
varicosità terminali, si può ipotizzare che i neuroni del NAc si trovino immersi in un 
mezzo extracellulare in cui la concentrazione di DA è molto elevata. 
 
 
 
Figura 1.1. Circuito del sistema dopaminergico mesolimbico. 
Schema semplificato del sistema dopaminergico mesolimbico nel cervello di ratto. Si evidenziano le 
maggiori afferenze del Nucleo Accumbens (NAc) e dell’Area Tegmentale Ventrale (VTA): le 
proiezioni glutammatergiche sono di colore blu, le dopaminergiche di rosso e le GABAergiche di 
arancione e le orexinergiche di verde. AMG: amigdala, BNST: bed nucleus of the stria terminalis, 
LDTg: nucleo tegmentale laterodorsale, LH: ipotalamo laterale, PFC: corteccia prefrontale, VP: 
ventral pallidum. Immagine tratta da Kauer e Malenka (2007). 
 
 
Le diverse regioni del NAc sembrano differire nell’innervazione dopaminergica e 
sono numerose le evidenze che lo suggeriscono: ad esempio l’innervazione 
dopaminergica della regione dello shell tende ad essere più resistente agli effetti 
distruttivi prodotti da neurotossine monoammino-selettive come la MPTP (Turner et 
al, 1988), la metanfetamima (Broening et al, 1996) o la 6-OH-DA (Zahm, 1991). In 
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altre parole, nel caudato-putamen e nel core del NAc l’innervazione dopaminergica è 
rapidamente eliminata da queste tossine mentre nello shell si dimostra più resistente; 
questo risultato, secondo l’opinione di alcuni autori, suggerisce l’ipotesi che nelle 
diverse regioni del NAc  sia presente una differente densità di terminali 
dopaminergici. 
Diversi studi, effettuati usando la microdialisi come tecnica di lavoro, hanno inoltre 
dimostrato che i livelli basali di DA nel mezzo extracellulare differiscono 
chiaramente in funzione della regione considerata, essendo maggiori nel core 
piuttosto che nello shell (Mckittrick e Abercrombie, 2007; Pierce e Kalivas, 1995; 
King et al, 1997; Heidbreder e Feldom, 1998), anche se per altri autori non esistono 
differenze significative (Kalivas e Duffy, 1995; Pontieri et al, 1995; Sokolowski et al, 
1998; Cadoni et al, 2000). Le differenze tra i diversi laboratori potrebbero essere 
attribuite, così come viene proposto da McKrittick e Abercrombie, a differenze nella 
localizzazione delle sonde secondo l’asse rostrocaudale, dal momento che in alcuni 
casi si sono riscontrati livelli di DA nello shell maggiori nella zona rostrale rispetto a 
quella caudale (Heidbreder e Feldom, 1998).  
Nell’insieme, le prove disponibili sembrano suggerire differenze significative tra i 
livelli di DA all’interno del NAc. Queste differenze potrebbero essere il risultato di 
una diversa densità nell’innervazione dopaminergica in funzione della regione 
considerata, ma potrebbero anche essere il risultato di una diversa modulazione, a 
livello terminale, della liberazione di DA. 
 
 
1.3  Modulazione della liberazione di DA nel NAc: interazioni con altri sistemi 
neurochimici 
 
Come già detto in precedenza, nel NAc confluiscono varie afferenze provenienti da 
diverse aree del cervello. Oltre alle fibre dopaminergiche che originano dal gruppo 
A10 (il VTA) e si distribuiscono in tutto lo striato ventrale (Roberts et al, 1997; 
Parsons, 2007; Ford, 2006), al NAc giungono anche proiezioni glutammatergiche che 
originano nella corteccia cerebrale, nel talamo, nell’amigdala e nel subicolum 
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ventrale dell’ippocampo. Nel NAc queste fibre prendono contatto sinaptico con le 
terminazioni dopaminergiche modulando così i livelli extracellulari di DA. Le 
evidenze sperimentali che dimostrano tale modulazione sono molte. Per esempio, 
l’applicazione nel NAc di N-metil-D-Aspartato (agonista del recettore NMDA per il 
glutammato) o di PCD (un inibitore della ricaptazione intraneuronale di glutammato), 
induce aumenti significativi e reversibili dei livelli extracellulari di DA (Cano-
Cebrián et al, 2003). Inoltre anche la stimolazione chimica o elettrica del subicolum 
ventrale dell’ippocampo induce notevoli incrementi della liberazione di DA nel NAc 
come conseguenza della liberazione di glutammato nella regione dello shell (Zornoza 
et al, 2005; Brudzynski e Gibson, 1997; Legault e Wise, 1999; Legault et al, 2000; 
Floresco et al, 2001; Cano-Cebrián et al, 2003). 
Oltre alle proiezioni glutammatergiche, al NAc arrivano anche proiezioni 
noradrenergiche (Delfs et al, 1998) e serotoninergiche (Brown e Molliver, 2000) che 
sembrano interagire con le terminazioni dopaminergiche modulando i livelli di DA. 
Pertanto, l’applicazione localizzata di inibitori selettivi della ricaptazione di 
noradrenalina incrementa i livelli tanto della noradrenalina quanto della DA nel NAc, 
anche se non altera i livelli di DA nello stirato dorsale, area nella quale l’innervazione 
noradrenergica è scarsa (Li et al, 1996; Yamamoto e Novotney, 1998). 
Un altro sistema neurochimico che potenzialmente può interagire con il sistema 
dopaminergico è il sistema oppioidergico. Sono molteplici le evidenze 
neuroanatomiche che dimostrano l’esistenza di recettori oppioidi di tipo δ e µ nel 
NAc. Probabilmente gli studi più importanti sono quelli di Svingos et al (1996, 1998 
e 1999) che hanno mostrato l’esistenza di questi recettori localizzati in terminazioni 
nervose tanto di tipo dopaminergico quanto non dopaminergico (probabilmente 
GABAergiche e colinergiche). Anche negli ultimi anni sono emerse evidenze a 
favore dell’esistenza di un controllo oppioidergico della liberazione di DA nel NAc. 
Tra i lavori più importanti spiccano gli studi di microdialisi pubblicati dal gruppo di 
Koshikawa (Yoshida et al, 1999; Murakawa et al 2004; Hirose et al, 2005) che hanno 
dimostrato come l’applicazione localizzata di agonisti dei recettori oppioidi di tipo δ 
e µ nel NAc provocano un aumento significativo dei livelli extracellulari di DA in 
questa regione. Tuttavia un’analisi dettagliata di questi esperimenti indica che le 
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sonde di microdialisi impiegate dagli autori sono localizzate per intero a livello della 
regione del core del Nac. Questi risultati devono essere interpretati tenendo conto che 
il Nac è un’area estremamente eterogenea dal punto di vista morfo-funzionale e, di 
conseguenza i dati relativi ad una sottoarea (in questo caso il core) in linea generale 
non possono essere estrapolati ed estesi ad altre regioni del Nac.  
Il gruppo di ricerca presso il quale ho svolto gli esperimenti per questa tesi ha 
recentemente realizzato studi con Salsolinol (Hipólito et al, 2006), un composto che 
apparentemente interagisce con i recettori oppioidi di tipo µ (Matsuzawa et al, 2000) 
e ciò ha suggerito la possibilità che gli agonisti dei recettori oppioidi modulino i 
livelli extracellulari di DA in modo differente, a seconda dell’area in cui vengono 
somministrati. Il salsolinol somministrato mediante retrodialisi nello shell porta a una 
diminuzione significativa e dose-dipendente dei livelli extracellulari di DA, mentre la 
sua somministrazione nel core provoca un aumento, prima rapido e transiente e 
successivamente più lento e duraturo, dei livelli di DA. 
Nella presente tesi ho esteso e approfondito questa linea di ricerca, studiando gli 
effetti sui livelli di DA della somministrazione localizzata nel core, nello shell e nella 
zona di transizione tra queste due, di DPDPE (un agonista dei recettori oppioidi del 
tipo δ1) e DAMGO (un agonista dei recettori oppioidi di tipo µ). Per raggiungere 
questo obiettivo ho utilizzato la microdialisi in vivo accoppiata all’analisi dei 
campioni mediante HPLC come tecniche sperimentali.