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).
[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.