Influenze trigeminali sul Locus Coeruleus: aspetti molecolari, neurofisiologici e comportamentali

È noto che, negli animali da esperimento, l’asportazione di elementi dentali e la malocclusione inducono fenomeni neurodegenerativi a livello dell’ippocampo e della corteccia cerebrale, con diminuzione dell’attività neuronale e sviluppo di deficit cognitivi. D’altra parte, nell’uomo, la correzione di occlusioni scorrette, che generano asimmetrie nell’attività delle afferenze trigeminali, aumentano la prestazione cognitiva e la midriasi indotta da un compito tattile. Questi effetti trigeminali sul Sistema Nervoso Centrale possono coinvolgere il sistema noradrenergico del Locus Coeruleus (LC) che controlla le funzioni sensoriali, motorie e cognitive, la plasticità neuronale e i processi neuroinfiammatori e neurodegenerativi. L’attività di questa struttura è strettamente correlata al diametro pupillare, che ne costituisce una vera e propria misurazione indiretta. Abbiamo voluto studiare: A) se le variazioni nell’asimmetria dell’attività sensorimotoria trigeminale inducano nell’uomo variazioni nella prestazione cognitiva significativamente correlate all’attività del LC, valutata mediante pupillometria; B) se la rimozione unilaterale delle cuspidi dei denti molari nel ratto (malocclusione) possa influenzare l’espressione bulbo-pontina dell’enzima di sintesi della noradrenalina (dopamina--idrossilasi), marcatore dei neuroni del LC. Lo studio A è stato condotto su 20 soggetti sani (7 maschi e 13 femmine, fra i 18 e i 56 anni), che mostravano, durante il morso, un’asimmetria dell’attività elettromiografica (EMG) dei masseteri uguale o maggiore al 24% della media dei due lati. In questi soggetti sono stati misurati: 1) con le arcate semi-aperte, i diametri pupillari a riposo e durante lo svolgimento di un compito tattile, come pure la differenza fra questi due valori (midriasi indotta dal compito) per ogni pupilla e la differenza dei diametri pupillari tra i due lati (anisocoria); 2) la prestazione cognitiva, valutata mediante il test delle matrici numeriche di Spinnler e Tognoni. L’anisocoria (a riposo e durante il compito tattile) era significativamente correlata con l’asimmetria dell’attività EMG: il diametro pupillare era maggiore sul lato di maggiore attività EMG. A questo punto, mediante stimolazione transcutanea bilaterale delle branche motorie del nervo trigemino, la mandibola veniva portata in una nuova posizione di equilibrio, mantenuta attraverso la realizzazione di un bite, indossato quotidianamente dai soggetti (eccetto durante il sonno) per almeno 7 giorni. Nella nuova posizione occlusale, l’asimmetria dell’attività EMG, osservata durante il morso in occlusione abituale, era annullata o notevolmente ridotta, al pari dell’anisocoria. Passato il periodo di 7 giorni, le valutazioni 1-2 venivano ripetute prima con le arcate semiaperte, poi con i denti a contatto e poi nuovamente con le arcate semiaperte. Le tre prove erano effettuate prima senza bite e poi con il bite posizionato fra le arcate. Abbiamo osservato che, se le arcate venivano a contatto con il bite, la prestazione cognitiva migliorava; mentre, se il contatto era diretto, la prestazione cognitiva peggiorava. Analoghe modificazioni si osservavano anche per la midriasi indotta dal compito tattile. Inoltre, le variazioni della prestazione cognitiva correlavano positivamente con quelle della midriasi, mentre erano negativamente correlate con quelle del diametro pupillare medio e dell’anisocoria osservate a riposo. Ciò suggerisce che la correzione occlusale aumenta l’attività fasica del LC con conseguente incremento della prestazione cognitiva e, al contempo, diminuisce l’attività tonica del LC ed il suo sbilanciamento fra i due lati. Lo studio B è stato condotto su 12 ratti Wistar, suddivisi in un gruppo sperimentale, in cui è stata indotta una malocclusione unilaterale molando le cuspidi dei molari del lato sinistro, e in un gruppo di controllo, con le cuspidi intatte. L’ipotesi di lavoro era che l’asimmetria nell’attività delle afferenze trigeminali, indotta dalla malocclusione, alterasse in modo asimmetrico l’attività del LC e, di conseguenza, i livelli dell’RNA messaggero per la dopamina-β-idrossilasi (DBH), marker dei neuroni noradrenergici. Dopo un periodo di osservazione di 75 giorni, gli animali sono stati sacrificati. L’encefalo è stato prelevato, dissezionato nelle varie aree di interesse, separando il lato sinistro da quello destro, e conservato. Successivamente è stata effettuata l’estrazione dell’RNA messaggero per la DBH, la cui espressione è stata determinata attraverso la tecnica della “quantitative Polimerase Chain reaction” (qPCR). Sui dati ottenuti sono state eseguite due valutazioni: nella prima è stato confrontato il lato destro con quello sinistro sia nel gruppo sperimentale che in quello di controllo; nella seconda valutazione, invece, sono stati confrontati i due gruppi su ognuno dei due lati. Entrambe le analisi non hanno evidenziato differenze significative nell’espressione della DBH