Sviluppo e Differenziamento della Piastra Sottocorticale

Negli esperimenti visti finora, sono stati selezionati due organismi modello e gli sono state indotte delle disfunzioni nelle cellule neuronali che costituiscono la piastra sottocorticale (SPN) (Volpe, 1996). In questo modo è stato possibile dimostrare che la attività anormale delle SPN provoca specifiche alterazioni nello sviluppo del sistema nervoso centrale (SNC) ed impedisce la trasmissione del segnale verso i tessuti nervosi che costituiscono la neocorteccia (Volpe, 1996).

Le alterazioni delle SPN che sono state indotte nel topo e nel gatto simulano le disfunzioni a cui è soggetto l'uomo, vale a dire: i) la inattivazione delle funzioni prenatali, ii) la inattivazione delle funzioni postnatali (Volpe, 1996). In molti dei casi studiati, i feti che vanno incontro all'aborto spontaneo presentano una malformazione dei tessuti nervosi che costituiscono il SNC, perchè le SPN non hanno attuato le funzioni prenatali (Volpe, 1996).

Da questi studi è emerso che determinate mutazioni genetiche compromettono il differenziamento cellulare delle SPN e provocano le stesse anomalie che sono state osservate nel primo esperimento sul topo (Volpe, 1996). Questo tipo di mutazione genetica non viene ascritta come patologia, ma è ritenuta la principale causa delle interruzioni spontanee nella gravidanza dell'essere umano (Volpe, 1996). Invece, la inattivazione delle funzioni postnatali che sono attuate dalle SPN è associata ad una specifica patologia neonatale, che si verifica nei casi di parto prematuro e che è acritta come leucomalacia periventricolare (PVL) (Vasung et al., 2010).

La PVL consiste in una lesione dei tessuti nervosi che costituiscono la materia bianca cerebrale (CWM) e provoca la necrosi di queste regioni del proencefalo (Vasung et al., 2010). Questa patologia è tuttora oggetto di numerose ricerche e corrisponde alla disfunzione delle SPN che è stata riprodotta sia nel secondo esperimento sul topo sia nella sperimentazione sul gatto (Vasung et al., 2010). Le dinamiche che causano la comparsa della PVL nel neonato prematuro sono ascrivibili in tre fasi: i) fase di ipossia-ischemia, ii) fase di necrosi, iii) fase di cicatrizzazione (McQuillen et al., 2003).

La prima fase, ossia di ipossia-ischemia, corrisponde ad una riduzione della quantità di ossigeno che raggiunge i tessuti cellulari del feto (McQuillen et al., 2003). Questa carenza dell'ossigeno disponibile (ipossia) può essere provocata da numerose cause diverse, ad esempio: i) il distacco della placenta, ii) un aumento del liquido amniotico (polidramnios), iii) una alimentazione errata della madre, iv) alcune malattie infettive, v) lo stress, vi) alcune malformazioni uterine, vii) un trauma di tipo meccanico, viii) alcune reazioni del sistema immunitario (McQuillen et al., 2003).

Ciascuna di queste cause pone il feto in una condizione critica e può provocare due esiti diversi: i) Se la concentrazione di ossigeno permette al feto di sopravvivere, allora si verifica una riduzione nella durata della gestazione ed il parto avviene prima della quarantesima settimana, ii) se la concentrazione di ossigeno non permette al feto di sopravvivere, allora la gravidanza si interrompe e si verifica un aborto spontaneo (McQuillen et al., 2003). Nel primo esito, in cui il feto sopravvive, la ipossia provoca la morte dei tessuti cellulari più attivi, perchè richiedono un maggiore apporto di ossigeno rispetto alle cellule adiacenti (McQuillen et al., 2003). Numerose ricerche su questa prima fase della PVL hanno dimostrato che le cellule più vulnerabili ad una carenza di ossigeno sono le SPN, perchè sono costrette a cessare ogni attività biologica che permette la loro sopravvivenza (McQuillen et al., 2003).

La seconda fase della PVL, ossia di necrosi, corrisponde alla morte dei tessuti nervosi che costituiscono la piastra sottocorticale (SP) (McQuillen et al., 2003). A causa di questa degradazione, le SPN interrompono le loro funzioni e provocano una alterazione patologica dei tessuti nervosi che costituiscono la neocorteccia (Kinney et al., 2012). In questa situazione, infatti, la neocorteccia non completa la organizzazione funzionale delle colonne corticali (CC) (Kinney et al., 2012). Successivamente, la necrosi delle SPN provoca delle anomalie anche in altri tessuti cellulari del SNC, vale a dire: i) nel talamo provoca la degenerazione degli assoni che sono stati inviati alla neocorteccia, ii) nella zona ventricolare (VZ) provoca la apoptosi di una porzione delle cellule che la costituiscono (Kinney et al., 2012). Tutte queste anomalie stimolano la proliferazione di alcune cellule che sono distribuite nei tessuti nervosi e che sono ascritte come neuroglia (Kinney et al., 2012).

Durante la terza fase, ossia di cicatrizzazione, la necrosi delle SPN induce alcune cellule della neuroglia ad attivare degli specifici processi cellulari, che sono deputati alla rigenerazione dei tessuti nervosi (Kinney et al., 2012). Attraverso questi processi viene formato un tessuto cicatriziale che sostituisce i tessuti nervosi deteriorati e che arresta l'avanzamento della necrosi nelle cellule prossime alla lesione (Kinney et al., 2012). Le dinamiche della PVL che sono state viste finora provocano delle alterazioni nello sviluppo fetale, che riducono la durata della gestazione ed anticipano il momento del parto (Kinney et al., 2012). Infatti, numerose analisi statistiche hanno dimostrato che i feti soggetti a questa patologia nascono prima della quarantesima settimana di gestazione e sono ascritti nella categoria dei neonati pretermine (Kinney et al., 2012).

A tuttoggi sono state scoperte numerose patologie che inducono la nascita di un neonato pretermine, ma recenti ricerche hanno dimostrato che la PVL è responsabile del trentasei percento dei casi osservati finora (Vasung et al., 2010). I neonati prematuri che sono affetti dalla PVL esprimono una forte disabilità neurologica, vale a dire una serie di incapacitazioni del SNC come ad esempio: i) la perdita della regolazione volontaria nelle attività motorie, ii) la perdita della capacità sensoriale visiva, iii) la perdita della capacità sensoriale uditiva, iv) la riduzione delle facoltà cognitive (Vasung et al., 2010). In molti casi, inoltre, questa patologia aumenta la probabilità di sviluppare ulteriori malattie neurologiche, come ad esempio la epilessia farmacoresistente e la paralisi cerebrale (Vasung et al., 2010).