La cocaina in gravidanza altera la maturazione cerebrale dopo la nascita

                                                                                                                                           

 

DIANE RICHMOND

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno IX - 15 ottobre 2011.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo staff dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

L’assunzione di cocaina da parte di una donna in gravidanza ha sul cervello del nascituro effetti lesivi, la cui natura è oggetto di studio da parte di vari gruppi di ricerca che hanno già ottenuto alcuni risultati di rilievo. In particolare, è noto che anche dosi non estremamente elevate possono determinare conseguenze di lunga durata nei processi di sviluppo che hanno luogo nell’encefalo dopo la nascita.

La cocaina (benzoilmetilecgonina, C17H21NO4) è un alcaloide estratto dalle foglie di coca, noto da lungo tempo come stimolante del sistema nervoso centrale con sede prevalentemente corticale, come inibitore dell’appetito ed anestetico locale. Intensamente studiata per le gravi conseguenze che determina il suo consumo come sostanza d’abuso, la cocaina è considerata una reinforcing drug inclusa nella classe degli stimolanti psicomotori[1]. L’azione della cocaina si esplica principalmente attraverso l’interazione con le proteine trasportatrici (DAT, SERT, NET) dei neurotrasmettitori monoamminici dopamina, serotonina e noradrenalina, con inibizione della ricaptazione ed aumento extracellulare del mediatore[2]. L’incremento della quota delle amine biogene che si possono legare al recettore post-sinaptico è determinato anche da altri effetti dell’alcaloide, fra cui l’internalizzazione del DAT. E’ nozione farmacologica consolidata che le dosi basse e moderate di cocaina inducono incremento di attività, loquacità, euforia, sensazione di benessere, resistenza alla fatica e riduzione dell’assunzione di cibo, anche se l’interferenza con i meccanismi fisiologici della fame può, in alcuni casi e alcune circostanze, determinare l’effetto paradosso dell’iperfagia. Con il crescere delle dosi si ha induzione di attività motoria ripetitiva e comportamenti stereotipati; a dosi ancora maggiori si ha ipertermia, convulsioni, coma e morte[3]. [Per ulteriori dati si veda Note e Notizie 26-02-11 Destabilizzazione da cocaina del genoma cerebrale e le numerose altre recensioni di lavori su questo argomento (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito)].

La cocaina attraversa facilmente la placenta e la barriera ematoencefalica del feto ed entra rapidamente nel sistema nervoso centrale, dove può agire sui suoi bersagli molecolari. Penetrata nel cervello, la benzoilmetilecgonina esercita un’azione farmacologica che causa effetti tossici anche a distanza di tempo: è stato documentato lo sviluppo di alterazioni comportamentali di lungo termine in vari periodi post-natali.

Camilla Bellone, Manuel Mameli e Christian Lüscher del Dipartimento di Neuroscienze di Base della Facoltà di Medicina dell’Università di Ginevra, hanno studiato al livello dei meccanismi fisiologici e dei processi di circuito le conseguenze sull’encefalo dell’esposizione all’alcaloide in corso di sviluppo intrauterino, rilevando un difetto di maturazione sinaptica post-natale che interessa l’input eccitatorio ai neuroni dopaminergici nell’area tegmentale ventrale (VTA) (Bellone C., et al. In utero exposure to cocaine delays postnatal synaptic maturation of glutamatergic transmission in the VTA. Nature Neuroscience [Epub ahead of print doi:10.1038/nn.2930], 2011).

Numerosi studi hanno dimostrato che l’esposizione della madre alla cocaina durante la gestazione può perturbare lo sviluppo fetale e causare alterazioni della maturazione sinaptica nella prole, ma non hanno ancora fornito dati sufficienti a definire i meccanismi molecolari di tali danni. Per cercare di comprendere quali processi-chiave sono alterati, i tre ricercatori hanno concentrato l’attenzione sulla maturazione sinaptica post-natale dei neuroni eccitatori glutammatergici che forniscono l’input al sistema dopaminergico della VTA del topo.

Lo studio delle sinapsi dei roditori in condizioni fisiologiche ha mostrato che, durante la prima settimana dopo la nascita, la trasmissione sinaptica era dominata dai recettori del glutammato AMPA permeabili al calcio e da recettori NMDA contenenti la subunità GluN2B. Successivamente, i recettori mGluR1 guidavano l’inserzione sinaptica di recettori AMPA impermeabili al calcio e di NMDA contenenti GluN2A. La sperimentazione ha rivelato che questa commutazione molecolare, basata sul cambiamento dei tipi recettoriali del glutammato, è specificamente ritardata nella prole delle topine che durante la gestazione sono state esposte alla cocaina. I tre ricercatori hanno accertato che il ritardo è un effetto diretto della cocaina sul trasportatore fetale della dopamina (fDAT) e di un’alterata funzione di mGluR1.

In vivo, la modulazione positiva di mGluR1, è risultata sufficiente per recuperare il processo di maturazione delle sinapsi eccitatorie rilascianti glutammato sui neuroni dopaminergici della VTA.

Nel complesso i dati ottenuti in questo studio, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura del lavoro originale, sono sufficienti per identificare il bersaglio molecolare sul quale agisce la cocaina in utero causando il ritardo nella maturazione sinaptica dopo la nascita, per rivelare il sottostante meccanismo di espressione di questa alterazione e proporre una potenziale strategia di recupero funzionale.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle numerose recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

 

Diane Richmond

BM&L-15 ottobre 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Alla classe degli stimolanti psicomotori appartengono anche le amfetamine, considerate meno tossiche della cocaina.

[2] In passato si riteneva la cocaina un inibitore della ricaptazione della sola dopamina, poi numerosi esperimenti con topi knockout per gli altri trasportatori, hanno dimostrato l’importanza, per il rinforzo, dell’inibizione anche di SERT e NET (si ricorda che l’acronimo deriva dalla “E” di epinephrine, equivalente di adrenaline).

[3] A questi ben noti effetti acuti si devono aggiungere quelli cronici, che si identificano con i sintomi del danno causato ai vari distretti dell’organismo: ipersomnìa/insonnia, letargia, fame insaziabile, riduzione dell’attenzione, aumentato rischio di ictus cerebrale; rinorrea, congestione nasale, disturbi della voce, dispnea, broncospasmo, asma, emottisi; dolori anginoidi, aumentato rischio di infarto del miocardio, aumentato rischio di morte in cardiopatici, febbre, eosinofilia; abrasione dentale; disturbi cutanei associati a prurito.