L azione delle droghe sul cervello

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Marcellino Valli
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1 Aspettando le Olimpiadi delle Neuroscienze Trento 16 gennaio 2012 in collaborazione con il Museo delle Scienze di Trento L azione delle droghe sul cervello Yuri Bozzi, PhD Laboratorio di Neuropatologia Molecolare, CIBIO, Università di Trento Istituto di Neuroscienze del CNR bozzi@science.unitn.it

cervello Yuri Bozzi, PhD Laboratorio di Neuropatologia Molecolare, CIBIO,

2 Droghe ECCITANTI Cannabis ( 9THC: hashish, marijuana) Alcool TRANQUILLANTI Cocaina, crack Allucinogeni (LSD, mescalina, fenciclidina) Anfetamine Metilfenidato (Ritalin) Ecstasy (MDMA) Euforia seguita da stanchezza Forte dipendenza psicologica Lieve dipendenza fisica Oppiacei (morfina, eroina, metadone) Sedativi, ipnotici, ansiolitici (benzodiazepine/valium, barbiturici) Antidepressivi (Prozac) Nicotina Solventi e sostanze inalanti Sensazione di benessere Dipendenza fisica e psicologica Crisi di astinenza 2

Lieve dipendenza fisica Oppiacei (morfina, eroina, metadone) Sedativi, ipnotici, ansiolitici (benzodiazepine/valium,

3 Dipendenza da droghe: definizioni Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-IV) Quando un individuo persiste nell uso duna sostanza a dispetto dei problemi correlati all uso della sostanza stessa, si può diagnosticare una dipendenza. L uso compulsivo e ripetuto può causare tolleranza agli effetti della sostanza, e sintomi di astinenza quando l uso viene ridotto o interrotto La dipendenza è causata da numerose sostanze e da specifici comportamenti (gioco d azzardo, sesso, comportamenti alimentari, computer, internet, videogames) 3

L uso compulsivo e ripetuto può causare tolleranza agli effetti della sostanza, e sintomi di astinenza quando l uso viene ridotto o

4 Dipendenza da droghe: definizioni TOLLERANZA: ridotto effetto in seguito ad un uso costante di droga SENSITIZZAZIONE: maggiore effetto in seguito ad un uso costante di droga DIPENDENZA: bisogno di una continua assunzione di droga, per evitare gli effetti negativi della crisi di astinenza CRISI di ASTINENZA: insieme di disturbi psichici e/o fisici che derivano dall improvvisa interruzione dell uso di droga 4

continua assunzione di droga, per evitare gli effetti negativi della crisi di astinenza CRISI di

5 Le droghe agiscono sul cervello VTA: area ventro-tegmentale NAc: nucleo accumbens PFC: corteccia prefrontale Amy: amigdala (sistema limbico) 5

6 Diverse aree cerebrali si attivano in fasi diverse della dipendenza Intossicazione ( binge ) Astinenza ( withdrawal ) Preoccupazione/anticipazione ( craving ) 6

7 Come agiscono le droghe Le droghe si legano a recettori presenti sulle cellule nervose, che mediano l azione di messaggeri chimici prodotti dal cervello. 7

8 Come agiscono le droghe Oppiacei DROGHE Endorfine RECETTORI Cocaina, crack, anfetamina, Ritalin Allucinogeni (LSD, ecstasy) Antidepressivi (Prozac) Nicotina Cannabis Dopamina Serotonina Serotonina Acetilcolina Cannabinoidi/anandamide Le droghe si legano a recettori presenti sulle cellule nervose, che mediano l azione di messaggeri chimici prodotti dal cervello. 8

Serotonina Serotonina Acetilcolina Cannabinoidi/anandamide Le droghe si legano a recettori

9 Tutte le droghe agiscono attraverso la dopamina Tutte le droghe determinano - direttamente o indirettamente - un aumento di dopamina nel nucleo accumbens Il nucleo accumbens è una regione del cervello che controlla l induzione del piacere da parte di stimoli naturali Durante una crisi di astinenza il livello di dopamina nel nucleo accumbens diminuisce L aumento di dopamina prodotto dalle droghe in quest area del cervello è alla base del fenomeno della dipendenza Le droghe occupano i centri del piacere e cortocircuitano i normali comportamenti regolati da questi centri 9

di astinenza il livello di dopamina nel nucleo accumbens diminuisce L aumento di dopamina prodotto dalle droghe in quest area del cervello è

10 Modelli sperimentali a) Preferenza condizionata per un luogo L animale sceglie di andare dove ha precedentemente ricevuto la droga b) Auto-somministrazione L animale impara ad autosomministrarsi la droga 10

11 Le droghe danneggiano il cervello: effetti dell ecstasy UOMO SCIMMIA normale 2 settimane dopo ecstasy 7 anni dopo ecstasy Metabolismo del glucosio (= attività cerebrale) 11

12 Le droghe danneggiano il cervello: effetti acuti della cocaina Le aree colorate indicano un cambio di attività in precise regioni del cervello 12

dopo 10 giorni cocainomane dopo 100 giorni

13 Le droghe danneggiano il cervello: effetti a lungo termine della cocaina soggetto normale cocainomane dopo 10 giorni cocainomane dopo 100 giorni Metabolismo cerebrale del glucosio (= attività cerebrale) 13

14 Parlare di droga ad un drogato accende le aree su cui la droga agisce! 14

15 Un breve riassunto Le droghe agiscono sui centri del piacere, sia nell uomo che negli animali Mimano e spiazzano l azione dei mediatori chimici del cervello Hanno effetti acuti sul cervello Determinano dipendenza psichica e fisica Hanno effetti a lungo termine sul cervello: degenerazione delle cellule nervose e alterazione delle funzioni cerebrali 15

acuti sul cervello Determinano dipendenza psichica e fisica Hanno effetti a lungo

16 Le droghe alterano l espressione genica Le droghe cambiano il nostro cervello perché modificano la risposta a lungo termine dei neuroni Le droghe determinano cambiamenti sia rapidi che a lungo termine nell espressione genica Queste modificazioni trascrizionali sono alla base dei cambiamenti plastici (= modificazioni delle connessioni neurali) indotte dalle droghe 16

rapidi che a lungo termine nell espressione genica Queste modificazioni trascrizionali sono

17 Le droghe modificano le connessioni neurali Esposizione ripetuta alle droghe Risposta normale alle droghe Sensitizzazione alle droghe e a stimoli ambientali: plasticità dipendente dall uso 17

18 Lo sviluppo delle connessioni dipende dall attività neuronale 18

19 Sviluppo e plasticità delle connessioni: formazione ed eliminazione di sinapsi La struttura adulta del sistema nervoso viene raggiunta con un processo di maturazione ed eliminazione di connessioni. Anche il sistema nervoso adulto cambia continuamente, modificando le proprie connessioni Sviluppo e plasticità Lo sviluppo e la plasticità del cervello dipendono sia da etichette molecolari (geni e loro regolazione) che dall ambiente (attività cerebrale dipendente dall esperienza sensoriale) L effetto delle droghe può essere considerato come un esempio di plasticità aberrante 19

Anche il sistema nervoso adulto cambia continuamente, modificando le proprie connessioni Sviluppo e plasticità Lo sviluppo e la plasticità del

20 Le droghe alterano la plasticità di diverse aree cerebrali 20

21 La dipendenza dalle droghe dipende dai geni o dall ambiente? 1. Fattori intrinseci (geni): struttura delle connessioni e delle aree cerebrali, comportamenti innati 2. Fattori estrinseci (ambiente): maturazione delle funzioni cerebrali, comportamenti acquisiti Geni = potenzialità Ambiente = espressione delle potenzialità Senza i geni, l ambiente non può agire, senza la stimolazione ambientale le potenzialità dei geni restano inespresse Geni e ambiente (= epigenetica) determinano la dipendenza dalle droghe 21

22 Come funziona un gene (dicembre 2011) 22

23 Cosa fa una mutazione (dicembre 2011) 23

24 Cosa sono i segnali epigenetici (dicembre 2011) 24

25 Cosa fanno i segnali epigenetici (dicembre 2011) 25

26 Cosa fanno i segnali epigenetici (dicembre 2011) 26

27 Trasmissione epigenetica dello stress e della dipendenza dalle droghe (dicembre 2011) 27

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