lunes, 12 de diciembre de 2022

Jugando con la adicción: Droga y su funcionamiento químico en el cerebro.

Se consumen diariamente, pero ¿sabemos como funcionan?

Actualmente está en boca de todos, ya sea a un nivel más superficial o más profundo, pero todos las conocemos, desde series en televisión, hasta formas parte del día a día de miles de millones de personas: las sustancias adictivas, conocidas comúnmente como droga

Y es que conocemos mucho de los efectos recreativos, y parte de los dañinos que pueden acarrear su consumo, pero no tanto de como funcionan estas mismas sustancias en nuestro cuerpo, y desde este análisis vamos a profundizar en algunas de las drogas más comunes de nuestro panorama, y cómo afectan en nuestro día a día.

Figura 1: Cigarrillo consumiéndose [1]
                                                                    

¿CÓMO SE PUEDEN CLASIFICAR LAS DISTINTAS DROGAS?

A la hora de clasificar las drogas se pueden utilizar un sinfín de formas, ya sea mediante sus grupos químicos, sus formas de dañar el cuerpo, la raíz común de la que parten... Pero para este análisis hemos querido clasificarla según como funcionan en el sistema nervioso humano (a pesar de que muchos estudios y pruebas se han realizado en animales).

Dentro de esta categoría podemos encontrar 3 categorías:

· Depresoras del sistema nervioso central: Son drogas que afectan al sistema nervioso de manera que lo ralentizan, produciendo efectos analgésicos y somnolencia.

Ejemplos --> Cannabis, alcohol, metadona.

· Estimulantes del sistema nervioso central: Son drogas que son capaces de estimular el sistema nervioso central, produciendo efectos de euforia.

Ejemplos --> Nicotina, cafeína, cocaína, anfetamina.

· Alucinógenos: Se trata de drogas con la capacidad de producir un estado de conciencia alterado, deformando la percepción llegando a las alucinaciones.

Ejemplos --> LSD, éxtasis, drogas de diseño.

En este punto cabe destacar que esta entrada no se centrará ni se hablará de todas las drogas existentes en la actualidad, ya que conllevaría un trabajo extremadamente extenso, y lo que se busca es plasmar la parte de la adicción, por tanto se centrará en las dos primeras categorías, las drogas depresoras (alcohol y cannabis), y las drogas estimulantes (nicotina y cocaína).

¿CÓMO FUNCIONAN LAS DROGAS EN EL CEREBRO?

Para que todas las personas puedan partir de la misma base, se tendrá que dar una definición de droga, siendo "Las drogas son sustancias que afectan al cerebro, ya que son capaces de penetrar en el mismo e interferir en la manera en la que las neuronas normalmente envían información".

Existen dos mecanismos principales por los cuales las drogas son capaces de afectar nuestras funciones cerebrales, y en ambos se involucran algunas sustancias analizadas en el punto anterior:

Por un lado, las drogas pueden afectar a las neuronas gracias a que poseen una estructura química semejante a la del neurotransmisor, esto quiere decir que el la droga, y el compuesto al que sustituye, el neurotransmisor, que básicamente es un mensajero entre neuronas, son parecidos hasta tal punto que pueden confundirse en el cerebro. Un claro ejemplo de esto sería el cannabis (THC), que posee un gran parecido molecular con la anandamida.

Figura 2: Comparación entre Anandamida (Andadamida) y THC [2]

La anandamida se trata de un compuesto químico creado naturalmente en el cerebroy desenvuelve una actividad importante en la concreción de la memoria y en sensaciones tales como la del hambre, los patrones de sueño y el alivio del dolor. Además este neurotransmisor es fundamental en el embarazo, ya que ayuda a implantar el embrión en el útero.

Cuando se consume THC, este sustituye a la anandamida, adhiriéndose a los sitios diseñados para este neurotransmisor se una, provocando que se impida la liberación de GABA, un neurotransmisor que rebaja la actividad del cerebro. Al no poder liberarse GABA, aumenta la liberación de dopamina u hormona del placer, provocando que el THC produzca un refuerzo positivo, y por tanto, de donde viene su poder adictivo.

Un caso similar es el que se da con el alcohol, ya que esta droga afecta a los neurotransmisores de la dopamina, y también de la serotonina, y también impide que estos se unan con sus receptores, igual que con el receptor NMDA (relacionado con la memoria y el aprendizaje).

Figura 3: Funcionamiento del alcohol en las neuronas [3]

En la Figura 3 podemos observar muy fácilmente cómo el alcohol inhibe el receptor de NMDA, es a partir de este que ejerce su efecto ansiolítico y sedativo.

En la figura se ve claramente como el receptor está operativo, y permite el paso de calcio (Ca) y sodio (Na) hacia la célula postsináptica, siendo este proceso el cómo funcionan nuestras neuronas, transmitiendo estos compuestos sodio y calcio cargados (por eso el +) a través de unos "túneles" conocidos como bombas de calcio y sodio. Pero por otro lado, en la parte de la derecha de la figura vemos que esos "túneles" quedan cerrados por el alcohol (ALC), impidiendo que las neuronas puedan comunicarse entre sí, siendo los síntomas de la embriaguez.

Por otro lado, otra de las formas que tienen las drogas de afectar al cerebro es generando una gran cantidad de neurotransmisores y produciendo una respuesta desmesurada en el cerebro, los ejemplos más claros serían los de la cocaína y los de la nicotina.

En el caso de la cocaína  uno de los sistemas neuronales que parece ser más afectado se origina en una región del cerebro medio llamada el área ventral del tegmento (AVT), siendo una de las áreas clave del cerebro involucrada en la gratificación.

La cocaína impide que la dopamina, se elimine de la zona existente entre las neuronas, que es dónde se produce la sinapsis. De esta manera, se produce una amplificación de la señal en las neuronas receptoras de dopamina, y se produce los efectos típicos de esta droga, como son la euforia desmesurada y la activación física.

Figura 4: Funcionamiento de la cocaína en las neuronas [4]

La nicotina en cambio, aunque guarda relación, posee ciertas particularidades.

La nicotina se trata de un compuesto con cierto parecido al neurotransmisor acetilcolina, este proceso guarda relación con el THC, ya que provoca que se inhiba la libración del GABA, pero se vuelve mucho más adictivo ya que las propias células se adaptan a largo plazo a la propia nicotina. Un aumento de la cantidad de nicotina en el cuerpo provoca que al mismo tiempo se aumenten los receptores de esta sustancia, aumentando la secreción de dopamina, pero provocando a su vez que las neuronas reaccionen de forma menos inmediata a la nicotina, desencadenando el efecto de tener que aumentar la dosis de la misma para alcanzar los mismos niveles

Todo esto desencadena una respuesta desmesurada en el cerebro con la nicotina.

Figura 5: Comparación entre la nicotina y el acetilcolina [5]

PERO, ¿CUÁLES SON LOS EFECTOS SOBRE EL CEREBRO?

Es ciertamente conocida la gran afección que sufre nuestra sociedad con las sustancias de abuso y la adicción de las mismas, aunque mostrando siempre una clara inclinación hacía un tipo que otras, como puede ser el alcohol, sobre el que a pesar de conocerse sus aspectos tan adversos en el resto del cuerpo, no se profundiza tanto a nivel cerebral, y también repercute en gran medida.

Y es que el alcohol ha demostrado que tanto en la intoxicación moderada como en el consumo crónico se produce un daño en las estructuras neuronales. Además, también conlleva el aumento de calcio entrando a las células neuronales, lo que causa procesos que llevan a la muerte neuronal.

Pero obviando esta sustancia, sobre la que se conocen gran cantidad de daños y prejuicios, profundicemos más en aquellas de las que se desconoce más, y sobre las que hemos podido esclarecer cierto conocimiento sobre su funcionamiento en el cerebro, pero no tanto sus daños.

Los efectos de la cocaína en el cerebro se rigen por este esquema, y comienza conociendo que dentro del proceso normal de la comunicación, las neuronas liberan la dopamina dentro de la sinapsis, donde se une a los receptores de dopamina en las neuronas adyacentes. Normalmente, una proteína especializada llamada transportadora de dopamina recicla la dopamina devolviéndola a la neurona transmisora, pero cuando se ha consumido cocaína, ésta se adhiere a la proteína transportadora de dopamina y bloquea el proceso normal de reciclaje, resultando en una acumulación de dopamina, lo que magnifica o exagera los efectos placenteros de la cocaína.

Todo este proceso desencadena en afecciones de los vasos sanguíneos del cerebro, llevando a alteraciones de diversa índole en la densidad de neuronas , afecciones en la expresión de ciertos factores cerebrales, y en la funcionalidad de la barrera hematoencefálica.

Con el THC la reacción afecta a múltiples niveles, y los efectos causados en el cerebro llegan desde temporales hasta irreversibles. Entre ellos podemos encontrar desde problemas para el aprendizaje  y memoria, llegando a afectar al mismo tiempo sobre los sistemas de recompensa del cerebro. Este deterioro cognitivo tiene relación con la modificación estructural y funcional del hipocampo, demostrándose en ciertos estudios la modificación del mismo asociándolo con modificaciones en la conectividad, y un volumen reducido de ciertas regiones específicas, aunque existen estudios que no presentan relación, llegando a tener que tener en cuenta tanto la edad con la que se empezó a consumir, la cantidad que se consumió, y la duración del consumo.

Esto se demostró gracias a estudios que indicaron que personas que habían consumido cannabis de forma intensa durante su adolescencia habían perdido puntos de coeficiente intelectual (de 6 a 8 puntos), mientras que aquellos que la consumieron en etapas más adultas no presentaron esta variación. 
GENÉTICA Y ADICCIÓN
Figura 6: Cadena de ADN [6]

Actualmente la adición está fuertemente estudiada desde todos los ámbitos para tratar de alcanzar su erradicación, aunque es un aspecto como poco complicado. Una de las principales vías de estudio que presenta, es como de relacionado está la adicción con nuestros propios genes, y existen ciertos estudios plasmados desde el alcoholismo que sugieren que podrían estar estrechamente relacionados.

Por ejemplo, la degradación del alcohol (metabolismo) en el ser humano está comandado por la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH), cuya disponibilidad en el cuerpo está regida por los genes, como los ADH1B y el ADH1C. Estos genes son los que dictan la cantidad y el subtipo de ADH presente en el cuerpo, es por eso mismo que dependiendo de tus propios genes, ya seas asiático, americano, caucásico… La cantidad de esta enzima será distinta, y por tanto, tu tolerancia al alcohol, y tu dependencia al mismo variará, demostrando que en poblaciones afroamericanas, presentaban una asociación menor al alcoholismo que con las nativo-americanas, igual que la presencia de ADH1C*1 en poblaciones chinas, taiwanesas y japonesas, demostraron un menor riesgo a sufrir de alcoholismo.

Todos estos puntos que tan solo se han comentado de manera superficial también ocurren con la aldehído deshidrogenasa y sus genes (ALDH2), la monoamina oxidasa A (MAOA), y la catecol O-metiltransferasa

¿PORQUÉ ESTUDIAR LA QUÍMICA DE LAS DROGAS?

Prácticamente desde que el mundo es mundo la raza humana ha estado en contacto continuo con algún tipo de sustancia denominada droga, ya sea de una forma más natural o más sintética, las sustancias adictivas han estado conviviendo con nosotros y modificándose conforme el evolucionar de la humanidad, siempre con sus constantes problemas para la salud humana, pero, ¿porqué se sigue estudiando hoy en día estas sustancias de abuso? Simple, por necesidad.

El estudios de las drogas ha estado relacionado desde por el simple placer de llenar la insaciable hambre por conocimiento del ser humano, como para proveernos de una forma de protección (o al menos de control) frente a estas sustancias. Además, todas las drogas nos proporcionar cierto tipo de placeres o ventajas (a nivel recreativo de relajación, activación...) pero siempre estando ligadas a sus efectos extremadamente nocivos, como lo es la adicción, y por tanto estudiarlas puede proporcionarnos todos sus beneficios sin necesidad de soportar todo el daño que acarrean (o al menos reducirlo). 

El estudio de las sustancias adictivas y las sustancias de abuso proseguirá por muchos años, y esperemos que todo sea en pro de la ciencia, para conseguir eliminar de nosotros una lacra como es la adicción, que mantiene esclavos a millones de personas día a día de algo que es, simplemente, una sustancia.

Vídeo (1): "La química de las drogas de abuso" Facultad de Química y de Farmacia UC [7]
REFERENCIAS

[1] y [6] de PIXABAY

[2] de CANNABITY

[3] y [4] de ALILA MEDICAL MEDIA



[·] "Trastornos adictivos" Elsevier:https://www.elsevier.es/es-revista-trastornos-adictivos-182-articulo-cocaina-cerebro S1575097310700258 (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·]"Estudios recientes esclarecen porqué la nicotina es tan adictiva" National institute on Drug Abuse:https://nida.nih.gov/es/acerca-del-nida/blog-de-nora/2018/09/estudios-recientes-esclarecen-por-que-la-nicotina-es-tan-adictiva (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·] "La marihuana y la salud pública" Centro para el control y prevención de enfermedades:https://www.cdc.gov/marijuana/health-effects/es/brain-health.html (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·]"Efectos neuropsicológicos del consumo de cannabis" Elsevier:https://www.elsevier.es/es-revista-trastornos-adictivos-182-articulo-efectos-neuropsicologicos-del-consumo-cannabis-X1575097311981426 (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·]"Addictive Behaviors":https://archive.org/details/sim_addictive-behaviors_2003-10_28_8/page/n164 (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·]"Cannabis chemistry":http://www.erowid.org/plants/cannabis/cannabis_chemistry.shtml (Fecha de acceso: 09/12/2022)

[·]"Microdeletion in a FAAH pseudogene identified in a patient with high anandamide concentrations and pain insensitivity" British Journal of Anaesthesia:https://dx.doi.org/10.1016%2Fj.bja.2019.02.019 (Fecha de acceso: 09/12/2022)

Además de una parte importante de la entrada se nutre de los trabajos publicados de:
  • Leslie Iversen, en Department of Pharmacology, University of Oxford, cuyo título es "Cannabis and the brain"
  • Mary Jeanne Kreek, David A. Nielsen, y K. Steven LaForge, en Laboratory of the Biology of Addictive Diseases, The Rockefeller University, New York, cuyo título es "Genes Associated With Addiction".

No hay comentarios:

Publicar un comentario