Effetto del corticosterone sulle correnti del sodio e del calcio nelle cellule cromaffini e di ippocampo murine

Il corticosterone è un analogo murino del cortisolo umano, un ormone prodotto dalle ghiandole surrenaliche coinvolto in diversi processi fisiologici, tra i quali la risposta adattativa a stimoli stressori. Studi precedenti hanno evidenziato come condizioni di stress quali l'ipossia cronica o la sostenuta stimolazione beta adrenergica siano in grado di modulare le correnti ioniche di calcio, in particolare di tipo T, nelle cellule cromaffini di ratto (Carabelli et al., 2007; Novara et al., 2004). Parallelamente è stato dimostrato come la diretta esposizione a basse concentrazioni di aldosterone e corticosterone (1μM) sia in grado di incrementare l'espressione dei canali del calcio di tipo T ed L nei cardiomiociti di ratto (Lalevee et al., 2005). Lo scopo del presente lavoro di tesi è stato quello di studiare l'eccitabilità e le proprietà biofisiche dei canali ionici permeabili al sodio e al calcio in cellule di ippocampo di topo e in cellule cromaffini di topo in condizioni di stress, ovvero sottoposte ad un trattamento con corticosterone alla concentrazione di 1 μM per 24 ore. Tramite l'utilizzo di tecniche di elettrofisiologia quali i dispositivi costituiti da microelettrodi planari (MEA-Multi Electrode Arrays) e il più classico patch clamp, è stato dimostrato in primo luogo come il trattamento con corticosterone 1 μM per 24 ore incrementi la frequenza, la durata e la sincronizzazione dei potenziali d'azione delle cellule di ippocampo murine. Successivamente, è stato evidenziato un incremento dell'espressione dei canali di tipo T, i quali sono normalmente poco espressi sulla membrana delle cellule cromaffini e come tale trattamento influenzi le proprietà biofisiche dei canali ionici del calcio, sia HVA sia LVA, e del sodio nelle cellule cromaffini di topo. In merito alle proprietà biofisiche è stato rilevato, in particolare, che il trattamento con corticosterone 1μM per 24 ore riduce la densità di corrente prodotta dall'apertura dei canali del calcio e del sodio. Inoltre, è stato osservato come il trattamento con corticosterone modifichi anche le cinetiche di attivazione dei canali del calcio (CaV) e al sodio (NaV) voltaggio dipendenti, influenzando anche l'esocitosi delle catecolamine e la risposta a condizioni di stress. Infatti, dato che è stato dimostrato in studi precedenti che i canali del calcio CaV 1.3, giocano un ruolo fondamentale nell'insorgenza dell'attività pacemaker delle cellule cromaffini (Marcantoni et al., 2007; Mahapatra et al., 2012), abbiamo ipotizzato che la riduzione delle correnti CaV e NaV in seguito a trattamento con corticosterone 1 μM per 24 ore possa ridurre l'eccitabilità della cellula, aumentando la soglia di attivazione del potenziale d'azione necessario per indurre l'esocitosi delle vescicole contenenti catecolamine. Al fine di completare la conoscenza degli effetti di questo ormone sull'elettrofisiologia delle cellule cromaffini,si prevede di proseguire gli esperimenti focalizzando l'attenzione sui canali del potassio, in particolare sui canali del K+ Ca2+-dipendenti (BK). Infatti, è stato proposto in uno studio precedente che alcuni canali BK siano strettamente associati all'isoforma dei canali del calcio voltaggio-dipendenti di tipo L CaV 1.3 e contribuiscano all'attività pacemaker delle cellule cromaffini a riposo e durante depolarizzazioni prolungate (Vandael et al., 2010).