domenica 29 maggio 2011

La chimica del cervello: comportamento e trasmissione sinaptica

Recettori dopamina e oppioidi
Vi sono dei farmaci che hanno la capacità di modificare il comportamento nell'uomo come gli psicotomimetici che danno allucinazioni o altre manifestazioni psicotiche, i tranquillanti che riescono a sedare l'ansietà e gli energizzanti psichici, che sollevano dagli stati depressivi, migliorando l'umore e aumentando l'interesse.
Secondo la moderna psichiatria molti di questi farmaci agiscono modificando la trasmissione nelle giunzioni sinaptiche del cervello, stimolando l'interesse circa la natura e le proprietà dei mediatori coinvolti. Anche se di contro vi sono delle ricerche scientifiche che non attribuiscono a questi farmaci particolari risposte chimiche, esaminiamo ora alcuni neurotrasmettitori monoaminici, cioè trasmettitori che contengono un singolo gruppo amminico, i quali sono correlati a delle risposte emotive. La loro distribuzione è stata mappata impiegando tecniche istochimiche.

Serotonina
Serotonina
La serotonina è presente in concentrazione relativamente elevata in alcune aree del cervello; i neuroni contenenti serotonina hanno i corpi cellulari nei nuclei del rafe della linea mediana del tronco cerebrale e si proiettano a porzioni dell'ipotalamo, del sistema limbico, della neocorteccia e del midollo spinale.
L'LSD (dietilamide dell'acido lisergico) è un farmaco psicotomimetico, antagonista della serotonina. Le allucinazioni che produce vennero scoperte dal chimico che la sintetizzò quando la inalò accidentalmente. Sebbene l'LSD non abbia dei rapporti chiari con la serotonina cerebrale, la sua scoperta ha richiamato l'attenzione sul rapporto fra comportamento e concentrazione della serotonina nel cervello. Sono diverse le sostanze che, come la serotonina, sono derivanti dalla triptamina e che quindi hanno un'azione psicotomimetica come la psilocibina, un allucinogeno presente in alcuni funghi. Una deplezione selettiva della serotonina contenuta nel cervello può essere prodotta mediante la somministrazione di p-clorofenilalanina, un composto che blocca la conversione del triptofano a 5-idrossitriptofano. Questa è la tappa limitante la velocità di biosintesi della serotonina. Negli animali la p-clorofenilalanina determina insonnia prolungata, suggerendo che la serotonina svolga un ruolo del sonno. Tuttavia nell'uomo non compaiono insonnia né chiare modificazioni psichiche, anche in seguito a somministrazioni di dosi più grandi. I neuroni serotoninergici scaricano rapidamente nello stato di veglia, lentamente durante la sonnolenza, più lentamente con raffiche durante il sonno e per nulla durante il sonno REM. L'LSD deprime l'attività dei neuroni serotoninergici ed è stato ipotizzato che la risposta psicotomimetica alla LSD sia in realtà il sognare da svegli. La serotonina svolge un ruolo eccitatorio nella regolazione della secrezione di prolattina.

Noradrenalina
La distribuzione della noradrenalina, nel cervello, è parallela a quella della serotonina. I corpi cellulari dei neuroni contenenti noradrenalina si trovano nel locus ceruleus (o punto blu, nucleo situato nel tronco encefalico tra mesencefalo e ponte di Varolio, è coinvolto nelle risposte dello stress e del panico) ed in altri nuclei del ponte e del midollo allungato.
Studi con farmaci che influenzano la noradrenalina indicano che l'umore è correlato alla quantità di noradrenalina libera disponibile a livello delle sinapsi nel cervello. La depressione risulta da una quantità troppo bassa di noradrenalina disponibile; di contro, farmaci quali gli inibitori della monoaminossidasi e le amfetamine, che aumentano la noradrenalina libera migliorando l'umore. Sembra che gli antidepressivi triciclici, come la desipramina, agiscano allo stesso modo; essi riducono la ricaptazione di noradrenalina liberata. Questi farmaci deprimono anche la ricaptazione di serotonina ed hanno attività antiistaminica.
Nell'ipotalamo i neuroni contenenti noradrenalina sono coinvolti nella regolazione della secrezione di ormoni dell'ipofisi anteriore e pare che inibiscano la secrezione della vasopressina e dell'ossitocina.

Adrenalina
Esiste un sistema di neuroni contenenti feniletanolamina-N-metiltransferasi (PNMT) i cui corpi cellulari sono contenuti nel bulbo e si proiettano all'ipotalamo. Questi neuroni secernono adrenalina, ma la loro funzione è incerta. La feniletanolamina-N-metiltransferasi è un enzima appartenente alla classe delle transferasi e converte la noradrenalina in adrenalina.
In ambito clinico l'adrenalina (o epinefrina) viene impiegata nella terapia dello shock anafilattico, dell'arresto cardiaco ed aggiunta agli anestetici locali per ritardare l'assorbimento.

Dopamina
La dopamina è prodotta in diverse zone del cervello tra cui la substantia nigra e la zona ventrale tegmentale(VTA). Troviamo quantità notevoli nei gangli della base, in modo particolare nel telencefalo, nell'accumbens, nel tubercolo olfattorio, nel nucleo centrale dell'amigdala, nell'eminenza mediana e in alcune zone della corteccia frontale.
Attraverso la tomografia ad emissione di positroni (PET) si è capito che negli esseri umani normali vi è una perdita costante di recettori per la dopamina nei gangli basali con l'invecchiamento; la perdita è maggiore negli uomini rispetto alle donne. Esistono prove sempre maggiori che la dopamina è coinvolta nella patogenesi della schizofrenia. Le amfetamine le quali stimolano la secrezione di noradrenalina e di dopamina provocano una psicosi che ricorda la schizofrenia quando somministrate a grandi dosi, ed alcuni derivati della dopamina sono allucinogeni.
Gli antagonisti dopaminergici sono farmaci che trovano ampio utilizzo come neurolettico in ambito psichiatrico, mentre agonisti dopaminergici sono usati sia come terapia di prima scelta nel morbo di Parkinson, sia come antidepressivi e contro la dipendenza, anche se in misura minore.

Acetilcolina
L'acetilcolina è un estere di acido acetico e colina. La molecola fu inizialmente identificata nel 1914 da Henry Hallett Dale grazie alla sua azione sul tessuto cardiaco. Il suo ruolo di neurotrasmettitore fu confermato da Otto Loewi, che nominò inizialmente la molecola come vagusstoff, perché secreta dal nervo vago. Per questi studi, entrambi ricevettero nel 1936 il Premio Nobel.
L'acetilcolina si trova in tutte le parti del SNC, ma è particolarmente concentrata nella corteccia cerebrale, nel talamo ed in diversi nuclei del proencefalo basale. L'acetilcolina risulta essere un mediatore eccitatorio nei gangli della base, nei quali invece la dopamina è inibitoria. Nel parkinsonismo, la perdita della dopamina altera l'equilibrio colinergico-dopaminergico, e gli anticolinergici, insieme con la L-dopa, riescono di beneficio.
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