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La glicina come regolatore del recettore GPR158 responsabile della depressione maggiore

La glicina sembra essere un amminoacido implicato nella regolazione dell’attività dei neuroni corticali e potrebbe essere legata alla depressione maggiore

Di Eleonora di Carluccio, Simona Leone, Marco Tanini, Domizia Pasquetti

Pubblicato il 23 Mag. 2023

Introduzione

La glicina è un amminoacido non essenziale che molti esseri viventi, tra cui l’uomo, utilizzano per la sintesi delle proteine. Amminoacido non essenziale significa che il nostro organismo è in grado di sintetizzarlo nel fegato e nei reni a partire dall’amminoacido serina; al contrario gli amminoacidi essenziali devono obbligatoriamente essere introdotti con l’alimentazione.

La glicina è composta da un gruppo amminico ed uno carbossilico. La catena è costituita da un singolo atomo di idrogeno, caratteristica, questa, che la rende l’amminoacido più semplice e più piccolo.

La glicina è utilizzata in diverse funzioni fisiologiche tra cui: sintesi dell’emoglobina, proteine, peptidi e purine, purina e glutatione, oltre alla sintesi proteica.

L’intervento della glicina nella sintesi del glutatione è alla base del razionale nell’utilizzare tale amminoacido come integratore, nella speranza di ottenere un effetto anti-età.

La glicina come neurotrasmettitore

Gli amminoacidi sono i neurotrasmettitori presenti in maggior numero e sono utilizzati in maniera prevalente nei circuiti neuronali rapidi. Tra i neurotrasmettitori più importanti abbiamo quelli con funzione eccitatoria (aspartato e glutammato) e quelli con funzione inibitoria (glicina, taurina, acido gamma aminobutirrico). Tra questi, l’acido aminobutirrico (GABA) è l’amminoacido con funzione inibitoria più diffuso nei mammiferi, per cui si pensa che questo amminoacido sia coinvolto in maniera diretta o indiretta in numerose patologie quali: epilessia, schizofrenia, malattie neurodegenerative.

In comune con il GABA, la glicina, ha azione modulante degli ioni cloro intracellulari. Il recettore della glicina (GlyR o GLR, glycine receptor), quando si lega a questa, consente il passaggio, attraverso il poro cellulare, degli anioni cloruro. La corrente elettrica che si crea causa un potenziale post sinaptico inibitorio.

La glicina ha un ruolo fondamentale per la regolazione dei motoneuroni in quanto è un neurotrasmettitore inibitorio presente nel tronco encefalico e nel midollo spinale. A supporto di queste evidenze, sono ad oggi noti alcuni quadri patologici nell’uomo dovuti a mutazioni nei geni che regolano il complesso metabolismo della glicina, ad esempio il suo trasporto nel sangue (Kurolap et al., 2016) e la normale formazione dei recettori (Gupta et al., 2020). Questi ultimi sono infatti formati da diverse subunità, ognuna di esse codificata da un gene diverso; se questi geni sono mutati, il recettore è alterato e non è in grado di trasmettere correttamente l’impulso inibitorio.

La glicina e la depressione

Relativamente recente è la scoperta del recettore orfano GPR158 come un nuovo regolatore che opera nella corteccia prefrontale (PFC) che collega lo stress cronico alla depressione (Sutton et al., 2018).

GPR158 è altamente sovraregolato nei soggetti umani con disturbo depressivo maggiore. L’esposizione dei topi allo stress cronico ha anche aumentato i livelli di proteina GPR158 in modo glucocorticoide-dipendente. GPR158 esercita i suoi effetti modulando la forza sinaptica alterando l’attività del recettore AMPA.

GPR158 è altamente espresso nel sistema nervoso ed è implicato nei processi dalla cognizione alla memoria e all’umore (Patile et al., 2015).

Ancora più recente è l’identificazione del GPR158 come recettore metabotropico della glicina (Thibaut 2023). Nello specifico è un recettore transmembrana citoplasmatica che necessita di uno specifico legame con un neurotrasmettitore e di un secondo messaggero per dar vita ad una serie di reazioni a cascata intracellulari e alla trasduzione del segnale.

La glicina, quindi sembra essere implicata nella regolazione dell’attività dei neuroni corticali.

Conclusioni

L’osservazione che i topi da laboratorio a cui veniva somministrata la glicina erano meno sensibili all’induzione del “rallentamento” da parte del recettore GPR158 (Thibaut Laboute, 2023) induce a sperare che l’utilizzo della glicina possa essere utile nel contrastare la depressione. Attualmente sono stati compiuti studi solo su topi e non su esseri umani.

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RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
  • Sutton LP, Orlandi C, Song C, Oh WC, Muntean BS, Xie K, Filippini A, Xie X, Satterfield R, Yaeger JDW, Renner KJ, Young SM Jr, Xu B, Kwon H, Martemyanov KA. (2018). Orphan receptor GPR158 controls stress-induced depression. Elife. 2018 Feb 8;7:e33273. doi: 10.7554/eLife.33273.
  • N. Patel, T. Itakura, S. Jeong, C.-P. Liao, P. Roy-Burman, E. Zandi, S. Groshen, J. Pinski, G. A. Coetzee, M. E. Gross, M. E. Fini (2015). Expression and functional role of orphan receptor GPR158 in prostate cancer growth and progression. PLOS ONE 10, e0117758.
  • Thibaut Laboute, Stefano Zucca, Matthew Holcomb, Dipak N Patil, Chris Garza, Brittany A Wheatley, Raktim N Roy, Stefano Forli, Kirill A Martemyanov. (2023). Orphan receptor GPR158 serves as a metabotropic glycine receptor: mGlyR Science. 2023 Mar 31;379(6639):1352-1358. doi: 10.1126/science.add7150. Epub 2023 Mar 30.
  • Kurolap, A., Armbruster, A., Hershkovitz, T., Hauf, K., Mory, A., Paperna, T., Hannappel, E., Tal, G., Nijem Y., Sella, E., Mahajnah, M., Ilivitzki, A., Hershkovitz, D., Ekhilevitch, N., Mandel, H., Eulenburg, V., Baris, H. N. (2016). Loss of glycine transporter 1 causes a subtype of glycine encephalopathy with arthrogryposis and mildly elevated cerebrospinal fluid glycine. Am. J. Hum. Genet. 99: 1172-1180.
  • Gupta, N. P., Verma, V., Chopra, S., Choudhury, V. (2020). Abnormal neurodevelopment outcome in case of neonatal hyperekplexia secondary to missense mutation in GLRB gene. BMJ Case Rep. 13: e236152.
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