Una cellula cromaffíne ha nel suo interno molte vescicole cromaffini,«sacchetti» contenenti adrenalina o noradrenalina e una varietà diproteine e peptidi. Il grosso corpo ovale al centro è il nucleo. Lamorfologia subcellulare è stata esaltata con la tecnica del criodeca-paggio. Una cellula cromaffine isolata è stata congelata rapidamente

e quindi rotta. Platino e carbonio, uniformemente distribuiti sullasuperficie di frattura, hanno formato una replica del rilievo dellasuperficie stessa; una volta dissolto il tessuto, la replica è stata foto-grafata al microscopio elettronico a trasmissione da Wolfgang Schmidtdell'Università di Innsbruck. L'ingrandimento è di 15 300 olte.

I

n condizioni di paura o di forte ten-sione, un flusso improvviso di a-drenalina mobilita l'organismo per

una risposta fisica della massima inten-sità. Riversato nel circolo sanguigno inconcentrazione pari a 300 volte la con-centrazione normale, questo ormone in-teragisce con i recettori presenti sullecellule di vari organi, aumentando il bat-tito cardiaco e la pressione sanguigna einducendo il fegato a liberare una quan-tità supplementare di zucchero per ali-mentare il lavoro muscolare. Insieme,queste reazioni costituiscono la rispostache prepara l'organismo a lottare controun'avversità o a fuggire da un pericolo.Sono il risultato finale di un evento se-cretivo che si svolge nella sostanza mi-dollare delle ghiandole surrenali, cioènella porzione interna delle due ghian-dole situate immediatamente sopra i re-ni. Nella midollare cellule specializzate,note come cellule cromaffini, sintetizza-no, accumulano e secernono un com-plesso miscuglio di ormoni, dei quali ilpiù importante è l'adrenalina.

Le cellule cromaffini sono interessantinon solo come punto di origine dellareazione di lotta o fuga, ma anche perchépermettono di intuire l'attività di altrecellule secernenti, come le cellule nervo-se o neuroni. La midollare delle surre-nali è una ghiandola endocrina (cioè sen-za sbocchi verso l'esterno) che influiscesu tessuti e organi, riversando vari ormo-ni nel circolo sanguigno. La si può, tut-tavia, considerare anche parte del siste-ma nervoso simpatico che coopera nellaregolazione di funzioni involontarie co-me il battito cardiaco, i movimenti inte-stinali e la dilatazione della pupilla. Allostesso modo dei neuroni del suddettosistema, la midollare delle surrenali ècontrollata da nervi che hanno originenel midollo spinale; infatti, l'adrenalina,che è il suo ormone primario, è affinealla noradrenalina, il caratteristico neu-rotrasmettitore dei nervi simpatici. Inol-tre, la midollare delle surrenali secerneanch'essa noradrenalina e sostanze atti-

ve sul sistema nervoso, che sono notecome neuropeptidi.

La secrezione di ormoni da parte dellecellule cromaffini scatena una rispostadiffusa. I neuroni, invece, che possiedo-no sottili assoni che si estendono negliorgani bersaglio, esercitano un controllolocalizzato in corrispondenza delle ter-minazioni. Quando, tuttavia, le cellulecromaffini sono coltivate in vitro emet-tono dei prolungamenti simili agli asso-ni, il che sta a indicare la loro strettaaffinità con i neuroni. Le cellule cromaf-fini delle surrenali sono disponibili inuna forma relativamente pura, diversa-mente dai neuroni del sistema nervososimpatico, che sono diffusi in tutto l'or-ganismo; esse sono dunque accessibiliall'analisi chimica. Di conseguenza, sonostate utili come modello di neuroni, inlaboratorio, e molte delle attuali cono-scenze sulla produzione e la secrezionedei neurotrasmettitori si sono potute sta-bilire tramite studi su di esse.

T e cellule cromaffini devono il loro no--1-1 me alla colorazione prodotta da unareazione chimica dell'adrenalina. NelXIX secolo è stato scoperto che una so-stanza non identificata presente nellamidollare delle surrenali reagisce con ilcloruro ferrico, dando luogo a una colo-razione verdastra, e con i sali di cromo,dando luogo a una colorazione bruno--giallastra. All'inizio del nostro secolo,Alfred Kohn, che lavorava a Praga, co-niò il termine «cromaffine» per la cellulacolorata dal cromo. All'incirca nellostesso periodo, è stata isolata e sintetiz-zata in laboratorio l'adrenalina, respon-sabile della reazione.

Il primo indizio su come la cellula cro-maffine accumuli adrenalina è emersonel 1953. In quell'anno, Hermann Bla-schko e Arnold Welch dell'Università diOxford e Nils-Ake Hillarp e collabora-tori del Karolinska Institut di Stoccolma,servendosi di speciali omogeneizzatori,hanno rotto cellule di midollare dellesurrenali e hanno ricercato, nel risultan-

te miscuglio, l'adrenalina e la noradre-nalina. Queste sostanze non risultaronopresenti nel citosol (la sostanza acquosain cui sono dispersi gli elementi intracel-lulari), ma erano presenti in una formache sedimentava sul fondo della provettaquando il miscuglio veniva centrifugato.

Era evidente che adrenalina e nor-adrenalina venivano immagazzinate nel-le cellule non come molecole libere nelcitosol, bensì all'interno di organellisubcellulari. Jeffrey D. Lever, oggi alloUniversity College di Cardiff, e altri ri-cercatori hanno ottenuto microfotogra-fie al microscopio elettronico, le qualihanno rivelato la presenza di tali orga-nelli. Si tratta di piccole vescicole, o sac-chetti delimitati da membrane, del dia-metro di circa 0,3 micrometri. Una sin-gola cellula cromaffine contiene - comeha calcolato John H. Phillips dell'Uni-versità di Edimburgo - circa 30 000 gra-nuli, o vescicole, cosiddetti cromaffini.La scoperta delle vescicole cromaffini hapermesso di stabilire per la prima voltain una ghiandola endocrina una modali-tà di immagazzinamento che oggi si saessere comune a quasi tutte le cellule chesecernono ormoni o neurotrasmettitori.

Come vengono sintetizzati gli ormonicontenuti nelle vescicole cromaffini? Nel1939 Blaschko ha avanzato l'ipotesi chel'adrenalina sia sintetizzata dall'organi-smo a partire dall'amminoacido tirosinain un processo in quattro fasi, in cui ognifase è catalizzata da un diverso enzima.Dopo di lui altri ricercatori hanno rico-struito nei particolari questa biosintesi.

La prima fase, cioè la conversione del-la tirosina in dopa, è catalizzata dallatirosinidrossilasi, un enzima presente nelcitosol delle cellule cromaffini. Un se-condo enzima, la dopadecarbossilasi,presente anch'essa nel citosol, converterapidamente la dopa in dopammina.L'enzima necessario per trasformare ladopammina in noradrenalina nella terzafase del processo, la dopammina-beta-i-drossilasi, si trova solo all'interno dellevescicole cromaffini; pertanto, la do-

Le cellule cromaffini dei surreniSintetizzano, accumulano e secernono un miscuglio complesso di sostanzecontenente adrenalina, proteine e peptidi: lo studio di questi processichiarisce i meccanismi di altre cellule secernenti, tra cui i neuroni

di Stephen W. Carmichael e Hans Winkler

54

55

La reazione cromaffine dà luogo a una colorazione bruno-giallastra.Essa compare quando i sali di cromo, messi in presenza di tessutoestratto dalle ghiandole surrenali, reagiscono con l'adrenalina ossida-ta, che è contenuta all'interno delle cellule cromaffini. In questa mi-crofotografia di ghiandola surrenale di ratto, ottenuta al microscopioottico, la colorazione bruno-giallastra consente di distinguere la so-

stanza midollare, cioè la sede delle cellule cromaffini, dalla sostanzacorticale delle ghiandole surrenali, che è la porzione periferica checirconda la sostanza midollare ed esibisce una caratteristica colorazio-ne azzurra. La cavità ovale visibile sulla destra corrisponde alla venacentrale, nella quale vengono riversati i secreti. La microfotografia èstata realizzata da Rex E. Coupland dell'Università di Nottingham.

CiTface hunulfue RQiunce

n•~Iiii ce,

In questa xilografia del 1611, opera dell'anatomista danese Caspar Bartholin, si notano leghiandole surrenali (A, B ) . A quell'epoca la midollare, cioè la parte centrale delle surrenali,contenente le cellule cromaffini, non era stata ancora riconosciuta come entità distinta: Bar-tholin descrisse le ghiandole come organi a forma di capsula, ripieni di «bile nera». Solo duesecoli dopo il naturalista francese Georges Cuvier stabilì che la ghiandola surrenale contieneuna sostanza midollare compatta. Il liquido scuro notato da Bartholin deriva dalla rapidademolizione della midollare dopo il decesso. Le strutture indicate con G nella xilografia sonoi reni, rappresentati in scala sproporzionatamente piccola; le altre strutture sono vasi sanguigni.

pammina deve essere trasportata in esseperché la sintesi possa procedere.

Torgeir Flatmark dell'Università diBergen, in Norvegia, ha dimostrato as-sieme ai suoi collaboratori che le vesci-cole cromaffini sono ricche di una secon-da sostanza, di importanza cruciale perla produzione della noradrenalina: l'aci-do ascorbico o vitamina C. Questa so-stanza fungerebbe probabilmente da co-fattore per la beta-idrossilasi. Con tuttaprobabilità, essa agisce donando elettro-ni; in questo processo, come hanno di-mostrato E. J. Diliberto e collaboratoridei Wellcome Research Laboratories,l'acido ascorbico si modifica in semidei-droascorbato. L'enzima necessario perricostituire l'acido ascorbico e mantene-re in atto la sintesi della noradrenalinasi trova, tuttavia, soltanto nel citosol edesige pertanto un collegamento biochi-mico tra interno della vescicola e citosol.Si ritiene che il citocromo b561, una delleproteine più abbondanti nella membra-na delle vescicole, trasferisca attraversodi essa gli elettroni al semideidroascor-bato, rinnovando così la riserva di acidoascorbico.

In alcune cellule della midollare dellesurrenali (il 10 per cento del totale nelleghiandole umane) il processo sinteticotermina con la noradrenalina, propriocome succede nei nervi del sistema sim-patico. In gran parte delle cellule dellesurrenali, peraltro, la noradrenalina sitrasforma in adrenalina grazie all'enzi-ma feniletanolammina-N-metiltransfe-

rasi, che si trova solo nel citosol. Lanoradrenalina deve fuoriuscire pertantodalle vescicole per essere trasformata inadrenalina, che torna poi all'interno del-le vescicole per essere immagazzinata.

I meccanismi che controllano la velo-cità con la quale l'adrenalina viene sin-tetizzata in questo processo a quattrostadi agiscono principalmente nel primostadio, in cui la tirosina è trasformata indopa dalla tirosinidrossilasi. Sia il nume-ro di molecole di questo enzima sia illoro stato di attivazione determina la ve-locità di sintesi. Quando l'organismoviene a trovarsi in condizioni di tensioneimprovvisa, il livello di attività del com-plemento enzimatico della cellula au-menta, portando a un aumento dellaproduzione di adrenalina. Norman Wei-ner e collaboratori della School of Me-dicine dell'Università del Colorado aDenver hanno dimostrato che in un rat-to in stato di tensione acuta circa il 50per cento della tirosinidrossilasi è nellaforma attivata, mentre soltanto il 5 percento circa dell'enzima risulta attivato inun ratto in condizioni normali.

Quando la tensione è sostenuta, e dàluogo a una prolungata stimolazione del-la midollare delle surrenali tramite ilnervo splancnico, un differente processoconduce a un aumento a lungo terminedella velocità di sintesi dell'adrenalina.Nel laboratorio di Julius Axelrod al Na-tional Institute of Mental Health, HansThoenen (che oggi lavora al Max PlanckInstitut ftir Psychiatrie di Monaco di Ba-

viera) ha stabilito che la prolungata sti-molazione delle cellule cromaffini dàluogo alla sintesi di una quantità supple-mentare di tirosinidrossilasi. Questo di-spositivo di adattamento a lungo termi-ne, accoppiato con il meccanismo a bre-ve termine dell'attivazione enzimatica,significa che la midollare delle surrenalinon ha bisogno di immagazzinare un ec-cesso di ormone, che basti a soddisfareogni fabbisogno. Oggi si sa che mecca-nismi analoghi controllano la sintesi del-la noradrenalina nei neuroni del sistemanervoso simpatico. La sintesi dell'adre-nalina nella midollare delle surrenali èanche soggetta all'influenza biochimicadella corticale delle surrenali, cioè dellostrato periferico delle ghiandole surre-nali. Dato che il sangue, dopo aver at-traversato la corticale, passa nella midol-lare, la maggior parte delle cellule cro-maffini è esposta a elevate concentrazio-ni di corticosteroidi, gli ormoni prodottiappunto dalla corticale delle surrenali.Quando mancano questi steroidi, l'enzi-ma che catalizza la conversione dellanoradrenalina in adrenalina - come han-no trovato Roland Ciaranello e DonaWong della School of Medicine dellaHarvard University - viene degradato auna velocità insolitamente elevata; lasua concentrazione nella cellula dimi-nuisce, rallentando la sintesi dell'adre-nalina. L'intima relazione anatomica tracorticale e midollare si estende così an-che a livello molecolare. La tensione in-duce la secrezione di ormoni sia dallacorticale sia dalla midollare delle ghian-dole surrenali. Gli ormoni della cortica-le, chiaramente, assicurano che sia man-tenuta la sintesi dell'adrenalina.

T n due circostanze, nel processo di sin-I- tesi dell'adrenalina, vengono sintetiz-zate nel citosol delle cellule cromaffinisostanze d'importanza cruciale, che de-vono essere trasportate all'interno dellevescicole cromaffini. La dopammina de-ve entrare nelle vescicole per potersi tra-sformare in noradrenalina; l'adrenalina,prodotto terminale della sintesi, devepassare dal citosol all'interno delle vesci-cole per essere immagazzinata. Nelle ve-scicole la concentrazione di adrenalina èalmeno 25 000 volte più elevata di quan-to non sia nel citosol, testimoniando cosìl'efficacia del meccanismo di trasporto.In che modo gli ormoni vengono «pom-pati» attraverso la membrana?

Nel 1962, Arvid Carlsson e collabo-ratori dell'Università di Góteborg eNorman Kirshner della School of Medi-cine della Duke University hanno accen-nato a un indizio preliminare sulla natu-ra del meccanismo di trasporto, dimo-strando che le vescicole cromaffini iso-late possono accumulare e concentrareadrenalina da una soluzione diluita. Essihanno anche scoperto che l'accumulo haluogo solo quando gli ioni di magnesio eil composto adenosintrifosfato (ATP), iltrasportatore di energia della cellula, so-no inclusi nella soluzione. Peter Banks,

oggi all'Università di Sheffield, notandoche la membrana della vescicola cromaf-fine contiene l'enzima ATP-asi, che de-grada l'ATP quando è attivato dal ma-gnesio, ha avanzato l'ipotesi che l'assun-zione di adrenalina dipenda dalla scissio-ne dell'ATP da parte della ATP-asi, unprocesso che libera energia. Ma il ruoloeffettivo dell'ATP-asi nel processo, do-po l'ipotesi di Banks, è rimasto evasivoper vent'anni. Solo alla fine degli annisettanta, George K. Radda, David Njuse collaboratori a Oxford e Robert J.Johnson e Antonio Scarpa della Schoolof Medicine dell'Università della Penn-sylvania hanno dimostrato in un'elegan-te serie di esperimenti che la ATP-asidella membrana delle vescicole cromaf-fini, allorché degrada l'ATP, trasportadei protoni (ioni di idrogeno) dal citosolall'interno delle vescicole. L'accumulodi protoni in questa sede conferisce al-l'interno delle vescicole una carica posi-tiva e lo rende più acido del citosol. Ladifferenza di carica e di acidità nellospessore della membrana è detto gra-diente elettrochimico di protoni.

Questo gradiente rappresenta energiaimmagazzinata, che alimenta l'assunzio-ne di catecolammine (un gruppo di so-stanze che include adrenalina, noradre-nalina e dopammina) allorché i protonisi propagano lungo il gradiente e ritor-nano nel citoplasma. Resta da determi-

nare l'esatto meccanismo con cui il gra-diente dirige il processo di trasporto.

È evidente che, per essere trasportatiall'interno delle vescicole, gli ormoni de-vono combinarsi con una speciale pro-teina trasportatrice. Shimon Schuldinere Ruth Gabizon dell'Università ebraicadi Gerusalemme hanno ricercato questaproteina servendosi di una sonda mole-colare, marcata con elementi radioattivie funzionalmente correlata con le cate-colam mine. Questa sonda si è legata conuna proteina della membrana delle ve-scicole cromaffini non ancora caratteriz-zata nei particolari, ma che si presumesia la proteina trasportatrice.

T l trasporto delle catecolammine all'in-terno delle vescicole cromaffini è sta-

to il primo caso descritto di un processoalimentato da un gradiente di protoniall'interno di un organello di cellula ani-male che non sia il mitocondrio. Nei mi-tocondri il processo è stato descritto nel1961 da Peter Mitchell del Glynn Re-search Institute in Inghilterra, ed è sta-to da lui chiamato meccanismo che-miosmotico. Nei mitocondri, l'ossidazio-ne del piruvato (prodotto dalla demoli-zione del glucosio) e di altre sostanzegenera un gradiente di protoni, che a suavolta fornisce energia alla sintesi del-l'ATP. Nelle vescicole cromaffini, il rap-porto tra ATP e gradiente di protoni è

normalmente invertito: invece di ali-mentare la sintesi dell'ATP il gradientedi protoni è mantenuto dalla scissionedell'ATP. (Jean-Pierre Henry e DanielScherman dell'Institut de Biologie phy-sico-chimique di Parigi e Gabriele Tau-gner del Max Planck Institut fiir Medi-zinische Forschung di Heidelberg hannotuttavia dimostrato che, se un gradientedi protoni viene imposto artificialmenteattraverso la membrana della vescicolacromaffine, il flusso di protoni verso l'e-sterno può indurre la sintesi di ATP.)

Le ATP-asi, enzimi d'importanza cru-ciale per i gradienti di protoni nelle ve-scicole cromaffini e nei mitocondri, sonocostituite di subunità proteiche distinte,come illustrato da David K. Apps, chelavorava a Edimburgo, e Nathan Nelsone Shulamit Cidon del Technion-IsraelInstitute of Technology. Gli enzimi so-pra citati hanno, però, un'analoga strut-tura in due parti: una componente sullasuperficie della membrana, che parteci-pa alla sintesi o alla scissione dell'ATP,e un'altra componente che serve a con-durre i protoni attraverso la membrana.

Sembra che il meccanismo di assun-zione descritto per le catecolammine siacomune a numerose cellule secernenti.Così, un gradiente di protoni concentrala serotonina, una sostanza che viene li-berata durante la coagulazione del san-gue, nelle vescicole delle piastrine che

56

57

CI

IROSIN--DROSSILASI

• DOPA

DOPADECARBOSSILASI

• ATP

RETICOLO

• • • • • EN/DOPLASMATIO0

RIBOSOMA

CROMO-GRANINE B

ENCEFALINE

APPARATO DI GOLGI

LISOSOMA

Le vie di trasformazione all'interno delle cellule cromaffini includonole sequenze biochimiche attraverso le quali la cellula sintetizza ilcontenuto delle vescicole cromaffini e il meccanismo attraverso cuiogni vescicola è svuotata e la sua membrana recuperata per esseresuccessivamente riutilizzata. Il secreto primario della maggior partedelle cellule cromaffini, l'adrenalina, viene sintetizzato dalla tirosinain quattro stadi successivi, ciascuno dei quali catalizzato da un diffe-rente enzima. La tirosina %iene trasportata all'interno della cellula,modificata in dopa e quindi in dopammina. Questa è trasferita all'in-terno delle vescicole cromaffini e trasformata in noradrenalina che poifuoriesce dalle vescicole nel citosol ed è trasformata in adrenalina.L'adrenalina è quindi ripompata nelle vescicole per esservi immagaz-zinata. Una seconda sostanza che si accumula nelle vescicole, l'adeno-sintrifosfato (ATP), viene sintetizzata dall'adenosina, che è trasfor-mata dapprima in adenosinmonofosfato (AMP) e quindi in adenosin-difosfato (ADP). L'ADP penetra nei mitocondri e si trasforma inATP. Gli amminoacidi sono la materia prima per la sintesi dei pre-cursori delle encefaline e per quella delle cromogranine A e B. La

DOPAM MINA

T---A DOPAMMINA--IDROSSILA

BETA-SI

U • • • \)NORADRENALINA • • ADRENALINA

• ••

VESCICOLA

FENILETANOLAMMINA--N-METILTRANSFERASI

ENDOCITOSI

ESOCITOSI

preproencefalina, una lunga catena polipeptidica contenente le se-quenze encefaliniche, viene sintetizzata sui ribosomi che si trovano incorrispondenza del reticolo endoplasmatico. La preproencefalina, en-trando nel reticolo, perde un corto peptide segnale. La molecola cosìraccorciata (nota come proencefalina) passa al complesso di Golgi eviene confezionata in vescicole cromaffini neoformate, dove vienescissa in segmenti più piccoli, tra i quali alcune encefaline libere. Lecromogranine sono anch'esse sintetizzate come grosse proproteine, lamaggior parte delle quali viene poi demolita. Le stesse vescicole sonosoggette a un ciclo di eso- e di endocitosi (frecce spesse in nero). Nel-l'esocitosi esse si spostano verso la superficie cellulare, si fondono conla membrana plasmatica e scaricano il proprio contenuto. La mem-brana delle vescicole assume, allora, un aspetto lanuginoso, come sefosse rivestita da qualcosa, segno dell'imminente endocitosi. Si staccae si trasforma in una vescicola endocitica e quindi ritorna all'apparatodi Golgi, dove è riciclata nella produzione di nuove cellule cromaffini.Parte della membrana recuperata non completa però il ciclo, ma vienedemolita all'interno di organelli con funzione digerente, i lisosomi.

CIRCOLOSANGUIGNO

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67

45

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22

14

Uno stato di tensione provoca la secrezione sia delle cellule cromaffini nelle ghiandole surre-nali, che si trovano immediatamente sopra i reni (a sinistra), sia dei neuroni del sistema nervososimpatico, che si infiltrano in una gamma di tessuti e organi. Gli impulsi arrivano ad ambeduei tipi di cellula attraverso i nervi che prendono origine dal midollo spinale (a destra). Le cellulecromaffini secernono nel sangue adrenalina, noradrenalina e altre sostanze, esercitando cosìun ampio controllo su organi e tessuti; i neuroni del sistema nervoso simpatico scaricano,invece, la noradrenalina localmente. La midollare delle surrenali è considerata parte del sistemanervoso simpatico proprio per le affinità nell'attivazione delle cellule cromaffini e dei neuronidel sistema nervoso simpatico, nelle secrezioni e negli effetti delle une e degli altri, oltre cheper l'origine dalle stesse cellule staminali (nella cresta neurale) durante l'embriogenesi.

Le proteine presenti nelle vescicole cromaffini sono state separate per elettroforesi bidimen-sionale su gel, in cui le proteine incluse nel gel venivano distinte in base a carica elettrica(indicata conpH) e dimensione molecolare (peso molecolare). A sinistra è mostrato il gel dopol'applicazione di un colorante che ha rivelato le posizioni delle proteine. Sono stati poi aggiuntianticorpi contro proteine specifiche per risolvere il contenuto delle vescicole nei gruppi diproteine rappresentati a destra: la cromogranina A (macchie nere), le cromogranine B (con-torni continui), i precursori delle encefaline (contorni punteggiati) e l'enzima dopammina-be-ta-idrossilasi. L'analisi è stata eseguita da Reiner Fischer-Colbrie dell'Università di Innsbruck.

fungono da riserva. Di recente, numero-si ricercatori hanno stabilito che l'accu-mulo di acetilcolina nelle vescicole si-naptiche dei neuroni dipende anch'essada un gradiente di protoni.

Assieme ai nostri colleghi dell'Uni-versità di Innsbruck, abbiamo dimostra-to una seconda funzione per il gradientedi protoni nelle cellule cromaffini. Laconcentrazione di ATP è almeno 30 vol-te più elevato nelle vescicole cromaffiniche nel citosol. Il nostro gruppo ha sta-bilito che il gradiente elettrochimico, ac-coppiato a una proteina trasportatriceben distinta, trasporta l'ATP all'internodelle vescicole. Ricerche effettuate daEdward W. Westhead, Jr., e collabora-tori dell'Università del Massachusetts adAmherst, suggeriscono che, in questa se-de, l'ATP serva a mantenere la stabilitàosmotica. Di solito una soluzione con-centrata, separata da una soluzione di-luita da una membrana, assorbe acquaper osmosi. All'interno delle vescicolecromaffini, le catecolammine formanouna soluzione molto concentrata; se nonfosse controllata, l'osmosi finirebbe perfarle scoppiare. L'interazione dell'ATPcon esse ne abbassa la concentrazioneeffettiva e quindi previene la reazione.

Te vescicole cromaffini non immagaz-4 zinano soltanto catecolammine e

ATP, ma anche un eterogeneo miscugliodi proteine che possono avere ampi ef-fetti sul sistema nervoso e su altri organi.La presenza di proteine nelle vescicole èstata riconosciuta da Hillarp negli annicinquanta; da allora la tecnica dell'elet-troforesi bidimensionale su gel, che per-mette di separare proteine sia in basealla dimensione sia in base alla caricaelettrica, ha permesso ai ricercatori dirisolvere le proteine nelle vescicole inalmeno 30 componenti. Il componentepiù abbondante è una proteina acidachiamata cromogranina A.

La cromogranina A è stata isolata ecaratterizzata, ma la sua funzione restaoscura e la sua distribuzione deve ancoraessere delucidata. Si pensava dapprimache fosse limitata alla midollare dellesurrenali e ai nervi del sistema nervososimpatico. Ma la collaborazione tra igruppi diretti da David Cohn del Vete-rans Administration Medical Center diKansas City e da uno di noi (Winkler)ha rivelato una proteina simile, se nonidentica, nelle paratiroidi; da allora lacromogranina A è stata trovata anche inaltri tessuti endocrini e nel cervello.

Quali che siano le perplessità che lacromogranina A fa insorgere, la sua pro-duzione all'interno delle cellule cromaf-fini è ben compresa. La cromogranina Aviene sintetizzata come proproteina, unprecursore di altre proteine, nel reticoloendoplasmatico, la struttura subcellula-re in cui vengono prodotte molte protei-ne. Passa quindi nell'apparato di Golgi,l'organello in cui si formano contenitoriintracellulari come le vescicole cromaf-fini, e viene poi confezionata nelle vesci-

58 59

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SEMIDEIDR0ASCORBATO-

DOPAM MINA

cole. All'interno delle vescicole cromaf-fini la proproteina viene scissa dagli en-zimi proteolitici che liberano molecolepiù piccole.

Le caratteristiche della cromograninaA (la sua ampia diffusione nei tessutiendocrini e nervosi e la sua trasforma-zione proteolitica) sono comuni a ungruppo di proteine affini, ma meno ab-bondanti, caratterizzate di recente daReiner Fischer-Colbrie di Innsbruck: lecromogranine B. Le stesse caratteristi-che distinguono anche i neuropeptidi,corte catene di amminoacidi, alcune del-le quali fungono da neurotrasmettitoriquando vengono emesse dai neuroni eda ormoni quando sono secrete dalleghiandole endocrine. Attualmente su-scitano notevole interesse a causa delleloro funzioni straordinariamente elabo-rate e variate, che possono includere laregolazione della pressione sanguigna, lasoppressione del dolore e il controllo delcomportamento (si veda l'articolo I neu-ropeptidi di Floyd E. Bloom in «LeScienze» n. 160, dicembre 1981).

L'affascinante storia dei neuropeptidinella midollare delle surrenali ha avutoinizio nel 1978, quando sono stati trovatiin questa sede da Marianne Schultzberge Tomas G. M. ~eli, assieme ai lorocollaboratori del Karolinska Institut. Es-si hanno utilizzato la tecnica immu-noistochimica, nella quale un anticorpocontro una particolare molecola serve adeterminare la distribuzione di quellamolecola nei tessuti. Essi hanno così di-mostrato che la midollare delle surrenalicontiene sostanze che ricordano le ence-faline, gruppo di neuropeptidi costituitida cinque amminoacidi già identificatonell'encefalo, dove ha proprietà analge-siche. Poco dopo, O. Humberto Viverose collaboratori dei Wellcome Research

ATP

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Attraverso

Laboratories, assieme ad altri gruppi,hanno stabilito che, nella midollare dellesurrenali, le encefaline sono immagazzi-nate nelle vescicole cromaffini. Mentrele caratterizzavano, Sidney Udenfrienddel Roche Institute of Molecular Bio-logy e Jean Rossier del Laboratoirede Physiologie du système nerveux delCentre National de la Recherche Scien-tifique a Gif-sur-Yvette, in Francia, as-sieme ai loro collaboratori, hanno trova-to peptidi più lunghi che sembrano es-serne i precursori.

Ricerche successive hanno indicatocome vengono prodotte le encefalinenelle cellule cromaffini. Facendo ricorsoalle tecniche della donazione molecola-re, Michael Comb dell'Università del-l'Oregon, Ueli Gubler del Roche Insti-tute e Masaharu Noda e Shosaku Numadell'Università di Kyoto hanno trovatoche, nella midollare delle surrenali, laproteina iniziale, nota come preproence-falina, consiste di 267 amminoacidi econtiene sette sequenze encefaliniche.La proteina, allorché viene sintetizzata,entra nel reticolo endoplasmatico, doveè trasformata in una proencefalina perrimozione di un peptide segnale iniziale(il che rende possibile l'ingresso dellaproteina nel reticolo). La proencefalinasi trasferisce quindi nella zona di Golgie viene racchiusa nelle vescicole cromaf-fini, dove gli enzimi proteolitici la tra-sformano, producendo encefaline libere.

Come nel caso della sintesi delle cate-colammine, la velocità con cui le cellulecromaffini producono le encefaline è va-riabile. Quando cellule cromaffini isola-te dalla ghiandola surrenale di una vaccasono stimolate artificialmente, il livellomisurato di attività encefalinica aumentaassieme a quello delle catecolammine.Lee E. Eiden ed Erminio Costa e colla-

boratori del National Institute of MentalHealth hanno dimostrato che quella sti-molazione fa aumentare la quantità diRNA messaggero che codifica per lapreproencefalina. Nel ratto, la stimola-zione delle cellule cromaffini ha l'effettoopposto: Ira Black e collaboratori dellaCornell University hanno dimostratoche fa diminuire decisamente il contenu-to di encefalina anche quando aumentala sintesi delle catecolammine.

Benché si sappia molto sulla sintesi deineuropeptidi nelle ghiandole surrenali e,per estensione, in altri tessuti, siamo benlungi dal capire in che modo queste so-stanze funzionano dopo essere state li-berate. James Lewis e John C. Liebes-kind dell'Università della California aLos Angeles hanno dimostrato che i pro-dotti secreti dalla midollare delle surre-nali possono avere un certo effetto anal-gesico in uno stato di tensione, un effettodel quale le encefaline sono probabil-mente responsabili. Nel complesso, tut-tavia, la presenza di neuropeptidi di va-rie dimensioni nel «cocktail» di sostanzeaccumulate nella midollare rimane av-volta da un mistero che, una volta svela-to, potrà aiutare a chiarire la secrezionedi miscugli analoghi da parte di altreghiandole endocrine e da parte dei nervi.

T e cellule cromaffini non solo imma-i gazzinano, ma anche liberano le loro

caratteristiche sostanze sotto forma diun miscuglio. La scoperta ottenuta neglianni sessanta, secondo la quale la midol-lare delle surrenali secerne le cromogra-nine e altre grosse molecole contempo-raneamente alla liberazione di adrenali-na, ha fatto pensare che la secrezioneavvenisse per esocitosi. In questo pro-cesso una vescicola si sposta verso la su-perficie della cellula, la sua membrana si

RIDUTTASI

fonde con la membrana plasmatica (lamembrana esterna della cellula) e la ve-scicola stessa si apre all'esterno. L'interocontenuto è quindi riversato nello spazioextracellulare.

La prima prova convincente, sul pianodella morfologia, che le cose stesseroproprio così si è avuta nel 1967 con mi-crofotografie al microscopio elettronicoottenute con ghiandola surrenale di cri-ceto da Odile Grynszpan-Winograd (na-ta Diner) dell'Università di Parigi. In es-se si vedeva che le vescicole cromaffinisi aprivano direttamente nello spazioextracellulare dopo essersi fuse con lamembrana plasmatica. Da allora l'esoci-tosi è stata considerata il meccanismoprimario di liberazione di tutti i neuro-trasmettitori e ormoni, a esclusione deglisteroidi secreti dalla corticale delle sur-renali e dalle gonadi.

L'esocitosi dalle vescicole consente diriversare composti all'esterno della cel-lula a una concentrazione molto più ele-vata di quella che sarebbe possibile sequei composti venissero secreti dal cito-sol. Rende inutile un meccanismo spe-cializzato per il trasporto di grosse mo-lecole attraverso la membrana plasmati-ca e permette a una cellula di liberaresostanze diverse altrettanto facilmenteche se la membrana fosse rotta, ma senzaperdita di citosol. Uno di noi (Winkler)ha calcolato di recente che, quando unavescicola si fonde con la membrana pla-smatica delle cellule cromaffini di vacca,libera circa tre milioni di molecole dicatecolammine, 800 000 molecole dicomposti nucleotidici come l'ATP, 5000molecole di cromogranina A, 80 mole-cole di cromogranina B e parecchie mi-gliaia di molecole di precursori delle en-cefaline e di encefaline libere.

Come si innesca l'esocitosi nelle cellu-le cromaffini? Quando i neuroni che

innervano la midollare delle surrenali sieccitano, liberano un neurotrasmettito-re, l'acetilcolina, che interagisce con irecettori delle cellule cromaffini, avvian-do un processo in cui i canali peri! calciosi aprono e permettono un aumento del-la concentrazione di ioni di calcio all'in-terno delle cellule. Segue la secrezione.

Non si sa ancora come un aumento dicalcio intracellulare porti alla secrezioneper esocitosi. Un passo verso la defini-zione del ruolo del calcio è stato quellodi separare gli eventi associati con l'in-gresso degli ioni di calcio dagli effetti delcalcio nelle cellule cromaffini. L'opera-zione è diventata possibile quando Bru-ce G. Livett, oggi all'Università di Mel-bourne, assieme ai suoi collaboratori hautilizzato tecniche pionieristiche per iso-lare le cellule cromaffini. La perforazio-ne della membrana cellulare permette dimodificare il livello del calcio intracellu-lare senza aprire i canali della membra-na. Peter F. Baker e Derek E. Knight delKing's College di Londra sono riusciti aprovocare una rottura selettiva con l'ap-plicazione di brevi e intensi campi elet-

Il messaggio della preproencefalina nelle cellule cromaffini di bovino coltivate in vitro estimolate artificialmente è stato reso visibile da Ruth E. Siegel del National Institute of MentalHealth mediante tecniche istochimiche applicate dopo ibridazione in situ. Una sequenza diDNA complementare all'RNA messaggero (m-RNA), che codifica per la preproencefalina, èstata preparata e marcata con un isotopo radioattivo. Quando questo DNA (c-DNA) è statointrodotto nelle cellule cromaffini, si è ibridato (legato) con l' m-RNA. Le cellule sono statequindi rivestite con un'emulsione fotografica per ottenere un'autoradiografia nella quale puntineri rivelano la localizzazione di c-DNA radioattivo legato all'm-RNA. (Alcuni di questi puntisono visibili anche all'esterno delle cellule perché le particelle radioattive, prima di interagirecon l'emulsione, si sono portate oltre il bordo della cellula.) La microfotografia mostra unnumero di punti tre volte superiore a quello che si avrebbe in immagini di cellule non stimolate.Questi risultati fanno pensare che l'incremento nella sintesi della preproencefalina che si svolgein cellule cromaffini stimolate derivi da un aumento in m-RNA che codifica per la proteina.

La spettroscopia della perdita di energia da parte degli elettroni rivela l'abbondanza relativadegli elementi in una vescicola cromaffine e nel circostante citosol. Essa sfrutta le variazioninella perdita di energia da parte degli elettroni che attraversano un campione al microscopioelettronico per ricostruire la distribuzione degli elementi nel tessuto. In quest'immagine gene-rata al calcolatore, l'azoto è rappresentato in rosa e il carbonio in blu. Il colore rosa diffusonella vescicola rivela l'alta concentrazione di sostanze contenenti azoto, come adrenalina,noradrenalina, dopammina e ATP. L'alone blu attorno alla vescicola deriva forse dal contenutodi carbonio della membrana. L'immagine, realizzata da Richard Ornberg e Richard D.Leapman dei National Institutes of Health, ha un ingrandimento di 300 000 diametri.

la membrana delle vescicole cromaffini, ponti proteicitrasportano catecolammine, protoni ed elettroni. L'enzima ATP-asidemolisce nel citosol l'ATP in ADP e fosfato inorganico (Pi), libe-rando l'energia che serve a pompare i protoni (H +) nella vescicola.Allorché i protoni fluiscono di nuovo nel citosol, una proteina traspor-tatrice trasferisce la dopammina all'interno della vescicola. Uno stadiodella sintesi dell'adrenalina, la trasformazione della dopammina in

noradrenalina, si svolge in questa sede. È catalizzato da un enzimatetramero, la dopammina-beta-idrossilasi, che ha come cofattore l'a-cido ascorbico. Questo acido perde un elettrone e diventa semidei-droascorbato. Una terza proteina nella membrana della vescicola, ilcitocromo b561, trasferisce elettroni (e - ) nelle vescicole, ricavandolida un processo complementare che si svolge nel citosol, rinnovandocosì l'acido ascorbico e permettendo la sintesi della noradrenalina.

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Il riciclaggio della membrana è documentato nelle microfotografie di Alexandra Patzak del-l'Università di Innsbruck. L'immagine in alto a sinistra al microscopio ottico, mostra la mem-brana superficiale, ingrandita 5150 volte. di una cellula stimolata a secernere. Essa è statatrattata con un anticorpo fluorescente contro una proteina specifica della superficie internadelle vescicole cromaffini. Zone della membrana emettono una fluorescenza verde, mostrandocosì che sono frammenti della membrana della vescicola rimasti incorporati nella membranasuperficiale della cellula in seguito a un'esocitosi. La marcatura dell'anticorpo con oro colloi-dale opaco agli elettroni permette di seguire il riciclaggio di queste zone di membrana nellemicrofotografie ottenute al microscopio elettronico. In primo luogo, la membrana della vesci-cola, che porta anticorpi marcati con oro (visibili come punti neri), appare come se fosserivestita e forma una invaginazione (in alto a destra) che successivamente diventerà unavescicola endocitica. All'interno di questa sarà visibile una membrana marcata (in basso asinistra). Una microfotografia ottenuta in un diverso esperimento registra la conclusione delciclo: l'ex membrana della vescicola è evidente all'interno di un organello che risulta essereuna nuova vescicola cromaffine (in basso a destra). L'ingrandimento delle prime due micro-fotografie elettroniche è di 104 000 diametri e quello dell'immagine finale è di 58 900 diametri.

Nell'esocitosi la membrana di una vescicola cromaffine si fonde con la membrana superficialedella cellula, aprendo la vescicola verso l'esterno e liberandone il carico di ormoni e altresostanze. Il processo relativo a una vescicola è illustrato a un ingrandimento di 400 000 diametriin una fotografia al microscopio elettronico (a sinistra) di Odile Grynszpan-Winograd e in unamicrofotografia di un preparato sottoposto a criodecapaggio (a destra) di Wolfgang Schmidt.

trici; Jack Brooks della Marquette Uni-versity, Ronald W. Holz della MedicalSchool dell'Università del Michigan e al-tri ricercatori hanno trovato che si pos-sono ottenere fori un poco più grandiusando detergenti. Dato che la membra-na perforata è permeabile agli ioni, l'ag-giunta di calcio al liquido nel quale sonoimmerse le cellule provoca direttamenteun aumento del calcio intracellulare.

Queste tecniche hanno permesso airicercatori di determinare che non sol-tanto il calcio ma anche l'ATP e il ma-gnesio dovevano necessariamente esserepresenti nella soluzione che bagna le cel-lule perché si potesse svolgere l'esocito-si. Sembra probabile che una ATP-asiattivata dal magnesio scinda l'ATP perricavarne energia per questa reazione. Èaltrettanto chiaro che l'effetto del calciosi esercita all'interno della cellula. Conche cosa questo elemento interagisce peraccelerare i tempi dell'esocitosi?

Come la maggior parte delle cellule, lecellule cromaffini hanno un cito-

scheletro, cioè una rete interna di micro-tubuli e di microfilamenti costituiti daproteine strutturali e contrattili. Per uncerto periodo si è pensato che in presen-za di calcio e probabilmente di ATP l'in-treccio di proteine sospinga le vescicolecromaffini verso il bordo della cellula,facendo in modo che si fondano con lamembrana plasmatica. Questo scenarioappare oggi improbabile. DominiqueAunis e collaboratori dell'Institut Natio-nal pour la Santé et la Recherche Médi-cale di Strasburgo hanno avanzato di re-cente l'ipotesi che, in presenza di calcio,l'intreccio che costituisce il citoscheletroliberi semplicemente le vescicole, per-mettendo loro di spostarsi verso la mem-brana plasmatica. Con un risultato chesi correla a questo, Velia M. Fowler eHarvey B. Pollard del National Instituteof Arthritis, Diabetes and Digestive amiKidney Diseases hanno dimostrato che

il calcio fa diminuire la viscosità dellesoluzioni contenenti vescicole e proteinecontrattili come, ad esempio, quelle delcitoscheletro. La concentrazione di cal-cio necessaria era paragonabile a quellamisurata nella cellula cromaffine duran-te la secrezione.

Una volta che le vescicole hanno rag-giunto la superficie della cellula altreproteine, presumibilmente, mediano laloro fusione con la membrana plasmati-ca. Pollard e Carl E. Creutz, assieme ailoro collaboratori, hanno dimostrato chevescicole cromaffini, isolate dalla cellu-la, si fondono quando sono messe in pre-senza di calcio e di proteine estratte dalcitoplasma. Essi hanno isolato una diqueste proteine, particolarmente effica-ce nel promuovere la fusione, e l'hannochiamata sinexina, da una parola grecache significa «incontro». Da allora altresinexine sono state identificate, ma ri-mane incerto il ruolo di queste proteinenell'esocitosi: la fusione delle vescicolecromaffini in vitro può non essere unmodello valido per la fusione in vivo del-le vescicole con la membrana plasmati-ca. Sono state identificate anche altreproteine che si legano con le vescicolecromaffini in presenza di calcio e chesono state chiamate cromobindine (dal-l'inglese to bind, legare). Il loro signifi-cato per l'esocitosi è altrettanto oscuro.

Le tecniche immunologiche possonostabilire il ruolo di queste o di altre pro-teine nell'esocitosi. Una di esse introdu-ce un anticorpo in una cellula cromaffi-ne, dove si lega a un proteina specifica,neutralizzandola. Da questo momento,determinando il punto in cui l'esocitosiviene interrotta, si dovrebbe poter defi-nire l'esatta funzione della proteina neu-tralizzata. Marcando l'anticorpo con uncolorante fluorescente o con piccole par-ticelle d'oro, si dovrebbe poter indivi-duare la distribuzione della proteina al-l'interno della cellula cromaffine.

Non è semplice introdurre questa son-

da immunologica nella cellula cromaffi-ne. Una soluzione è stata progettata daJose M. Trifarò e collaboratori dellaMcGill University, i risultati dei qualihanno messo in evidenza l'importanzadel calcio nell'esocitosi. Essi hanno rottoi globuli rossi e hanno permesso loro diriformarsi in un mezzo contenente l'an-ticorpo contro la calmodulina, una pro-teina che è di cruciale importanza perl'attività degli ioni di calcio all'internodelle cellule. I globuli rossi venivano ineffetti trasformati in contenitori cellularidell'anticorpo. Nelle cellule cromaffini,fondendole con i globuli rossi, è stataquindi introdotta l'anticalmodulina. Neè risultata una inibizione della secrezio-ne da parte delle cellule cromaffini, il cheindica un ruolo diretto nell'esocitosi perla calmodulina e, quindi, per il calcio.

Sembrerebbe che la liberazione di un

L" ormone o di un neurotrasmettitoreper esocitosi presenti un problema mec-canico. Quando una vescicola scarica ilproprio contenuto, la sua membranaviene incorporata nella membrana su-perficiale della cellula. Con il procederedella secrezione e con l'aggiungersi diqueste membrane di vescicole alla su-perficie della cellula, si potrebbe pensareche quest'ultima si ingrossi fino a rag-giungere dimensioni insostenibili. Inve-ce, durante la secrezione, le cellule cro-maffini mantengono sostanzialmente lestesse dimensioni.

Da tempo si sospettava che una partedella membrana superficiale in eccessoritornasse all'interno della cellula. EricHoltzman e collaboratori alla ColumbiaUniversity e William W. Douglas e col-laboratori alla School of Medicine dellaYale University hanno dimostrato chequesto recupero ha effettivamente luo-go. Essi hanno introdotto molecole trac-cianti nel mezzo che circonda le cellulecromaffini e in seguito le hanno indivi-duate all'interno delle cellule. Essi han-no concluso allora che le cellule cromaf-fini rimuovono per endocitosi l'eccessodi membrana. L'endocitosi inverte la se-quenza dell'esocitosi: parte della mem-brana superficiale forma una sacca chesi stacca e viene inglobata in una vesci-cola endocitica, trasferendosi all'internodella cellula e portando con sé una partedel mezzo extracellulare.

In seguito, Erwin Neher e Alain Mar-ty del Max Planck Institut ffir Biophysi-kalische Chemie di Gottinga hanno mo-dificato la tecnica elettrofisiologica delpatch-clamping (bloccaggio a zone), a-dattandola alla ricerca di eventi singolisia di endo- sia di esocitosi. Una micro-pipetta piena di fluido conduttore dielettricità viene attaccata a una cellula ecostituisce un sigillo elettrico ermetico.Si possono così misurare gli eventi elet-trici che si svolgono nella zona circoscrit-ta dalla pipetta. Il frammento di mem-brana può anche essere rotto, permet-tendo di registrare gli eventi elettrici nelresto della membrana. Questa tecnica

rivela minuti cambiamenti (dell'ordinedi 10 -15 farad) nella capacità elettrosta-tica della membrana plasmatica. In certecondizioni questi eventi elettrici possonoessere associati all'aggiunta o alla rimo-zione di un piccolo frammento di mem-brana, ad esempio quella di una vesci-cola cromaffine.

Rimanevano due interrogativi. L'en-docitosi seleziona per il recupero quellache era stata la membrana di una vesci-cola invece di assorbire semplicementeuna zona equivalente di membrana pla-smatica? In caso di risposta positiva,quanto dura il ciclo dell'esocitosi e dellasuccessiva endocitosi? Per rispondere aqueste domande, diversi gruppi, tra cuiil nostro a Innsbruck, hanno messo lecellule cromaffini in presenza di anticor-pi contro proteine note per essere esclu-sive della superficie interna della mem-brana della vescicola. Questi anticorpierano marcati con un colorante fluore-scente, il che ha permesso di identificarela membrana dopo l'esocitosi. Quandocellule cromaffini isolate sono state sti-molate, le membrane marcate delle ve-scicole sono risultate evidenti come mac-chie distinte sulla membrana plasmatica,indicando che l'esocitosi aveva avutoluogo. Cessata la stimolazione, le chiaz-ze fluorescenti corrispondenti alle mem-brane delle vescicole sono scomparsedalla superficie cellulare, in quanto por-tate all'interno per endocitosi. Il recupe-ro si è completato nell'arco di 30 minuti.

Per determinare il destino delle mem-brane delle vescicole dopo il recuperoavevamo bisogno di una sonda immuno-logica che potesse essere risolta al micro-scopio elettronico, al livello dei singoliorganelli cellulari. Al posto degli anti-corpi fluorescenti, abbiamo utilizzatoanticorpi contrassegnati da particelled'oro, opache agli elettroni, per marcarele membrane delle vescicole durante laloro permanenza sulla superficie cellula-re. Abbiamo quindi seguito il recuperodi tali membrane su una serie di micro-fotografie elettroniche. Dapprima le zo-ne marcate hanno assunto un aspettolanuginoso, caratteristico delle «fossetterivestite», zone della membrana cellula-re che stanno per affrontare l'endocitosi.Le fossette rivestite marcate con orohanno poi formato invaginazioni e si so-no staccate per diventare vescicole en-docitiche all'interno della cellula. Conl'andar del tempo, le membrane dellevescicole hanno perso il rivestimento: al-cune hanno potuto essere notate nell'ap-parato di Golgi, dove si formano nuovevescicole. Infine, abbiamo trovato unamembrana marcata con oro in quelle chesembravano vescicole neoformate.

Precedenti studi su diverse ghiandoleendocrine, effettuati da Marilyn Far-quhar della Yale University, VolkerHerzog dell'Università di Monaco diBaviera, e Berton C. Pressman e RobertW. Rubin della School of Medicine del-l'Università di Miami, avevano fatto ri-corso a marcatori non specifici per dimo-

strare che la membrana viene riciclatatra la regione dell'apparato di Golgi e lasuperficie cellulare. L'utilizzazione dianticorpi specifici ci ha permesso di sta-bilire che nella cellula cromaffine lamembrana della vescicola secernenteviene riciclata attraverso la formazionedella vescicola, l'esocitosi e l'endocitosi.

e cellule cromaffini delle ghiandolei surrenali hanno dimostrato la loroimportanza come modello di laboratoriodi neuroni e altre cellule secernenti. Benpresto potranno anche dimostrarsi sosti-tuti validi per i neuroni in un quadroclinico. Nel 1982, Lars Olson e collabo-ratori del Karolinska Institut hanno ef-fettuato i primi trapianti nervosi su esse-ri umani trasferendo cellule cromaffinidella midollare delle surrenali nell'ence-

falo di pazienti affetti da morbo di Par-kinson grave. Nel parkinsonismo, i neu-roni contenenti dopammina di una certaarea del tronco cerebrale degenerano.Da una messe di dati ricavati da ricerchedi base, i citati ricercatori hanno conclu-so che le cellule cromaffini, che produ-cono dopammina come precursore dellanoradrenalina, potevano compensare lamancanza di dopammina.

Dei due pazienti sottoposti a chirurgiasperimentale, uno ha mostrato un signi-ficativo miglioramento e l'altro non èpeggiorato. La possibilità che le cellulecromaffini delle ghiandole surrenali fi-gurino un giorno nella terapia del morbodi Parkinson è un esempio di come laricerca biologica di base, realizzata peril puro piacere della scoperta, possa of-frire all'umanità benefici inattesi.

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