Salute e malattia
Il sistema nervoso è un organo altamente adattivo. Anche in una singola vita, la capacità di rispondere a cambiamenti ambientali è cruciale per la fitness. Adattamenti a livello molecolare avvengono regolarmente; cambiamenti nei pattern di espressione genica in risposta a circostanze ambientali sono il pane quotidiano della biologia cellulare. La denervazione è la perdita dell'innervazione motoria che controlla l'attività muscolare; il muscolo scheletrico non è più controllato dal sistema nervoso centrale. I cambiamenti in cellule nervose e muscolari che risultano in supersensibilità da denervazione avvengono a livello molecolare — e coinvolgono principalmente modifiche nell'attività dei neurotrasmettitori e nella densità dei loro recettori.
Il cervello è un insieme di neuroni organizzati per lavorare insieme in modo incredibilmente preciso. Poiché queste cellule non condividono citoplasma comune, richiedono un metodo extracellulare di comunicazione per propagare segnali elettrici nello spazio. L'evoluzione ha adottato il neurotrasmettitore — classe di chimici prodotti e rilasciati dalle cellule nervose — per comunicare con i neuroni vicini. Il neurotrasmettitore diffonde nello spazio tra terminazioni nervose (fessure sinaptiche) e contatta recettori proteici sulla membrana della cellula "post-sinaptica". Questi recettori subiscono cambiamento conformazionale e inducono una cascata di segnali biochimici nella cellula ricevente. Eventi che avvengono in millisecondi, substrato di pensieri, comportamenti, percezione dell'esistenza.
Comunemente abbreviata ACh, l'acetilcolina è un neurotrasmettitore critico nella patologia della supersensibilità da denervazione. Prodotta e rilasciata sia nel sistema nervoso periferico che centrale; nota per l'azione nella giunzione neuromuscolare, dove agisce come trasmettitore eccitatorio capace di innescare contrazione muscolare. La supersensibilità da denervazione è ampiamente attribuita ad adattamenti patologici nella chimica di questo trasmettitore neuromuscolare dopo denervazione del muscolo scheletrico.
Secondo studio 1992 Università California San Francisco, la supersensibilità da denervazione è parzialmente causata da riduzione dell'attività dell'acetilcolinesterasi nella sinapsi nervosa. Questo enzima normalmente degrada l'acetilcolina rilasciata nella fessura sinaptica. La sua attività assicura che il tempo di attività del neurotrasmettitore sia un valore finito, strettamente controllato. Quando l'attività enzimatica diminuisce, il periodo di presenza di ACh nella sinapsi si prolunga, contribuendo alla sindrome da supersensibilità.
Le fibre muscolari denervate cambiano prevedibilmente le proprietà cellulari, in particolare up-regolando la sensibilità all'acetilcolina. Specificamente, queste cellule muscolari vengono indotte a sintetizzare nuovi recettori per l'acetilcolina e inserirli nella membrana plasmatica. Secondo studio 1984 "Journal of Cell Biology", i livelli di RNA codificante per recettori ACh aumentavano 100 volte in muscoli denervati di topo. L'aumento dell'RNA incrementa la produzione di proteine recettoriali, amplificando conseguentemente la sensibilità del muscolo al rilascio di acetilcolina.
Malattie neurologiche