Neurotrasmissione in omeopatiaFecondo punto di partenza

Premessa

• Il neurone svolge, essenzialmente, tre funzioni:

• propagazione del potenziale d'azione (quindi dell’impulso) lungo il proprio assone;

• trasmissione di questo segnale da un neurone all'altro;

• trasmissione dell’impulso a un effettore cellulare (muscoli, ghiandole, etc.).

Impulso

• La conduzione di impulsi lungo un assoneè di tipo elettrico ed è provocata dagli scambi di ioni Na+ e K+ attraverso la membrana neuronale.

• La trasmissione da un neurone a un altro neurone o a un effettore cellulare dipende dall'azione di specifici neurotrasmettitori su specifici recettori.

Conduzione• Un neurone, sotto stimolo, genera sempre

lo stesso potenziale d'azione e lo conduce a una velocità fissa lungo l'assone.

• La velocità dipende dal diametro assonale e dalla mielinizzazione.

• Per le fibre mieliniche, la velocità (m/s) ècirca 3,7 volte il diametro (m); p. es., per una grande fibra (20 m), la velocitàraggiunge quasi i 75 m/s. Per una fibra non mielinica, la velocità è di 1-4 m/s.

Trasmissione

• Un neurone riceve simultaneamente molti stimoli positivi e negativi da altri neuroni e li integra in vari tipi di scariche. Gli impulsi nervosi viaggiano lungo gli assoni fino alla sinapsi successiva.

• Una volta iniziata la propagazione assonale, i farmaci o le tossine sono in grado di modificare la quantità del neurotrasmettitore rilasciato dall'assoneterminale. Per esempio, la tossina botulinica blocca il rilascio di acetilcolina.

• Altri fattori chimici possono inoltre influenzare l'effetto della trasmissione mediante modificazioni di un recettore. Nella miastenia gravis, gli anticorpi bloccano il recettore nicotinico dell'acetilcolina.

Sinapsi• Le sinapsi si formano tra neurone e neurone e,

perifericamente, tra neurone ed effettore (p. es., un muscolo).

• Il contatto funzionale tra due neuroni può avvenire tra assone e corpo cellulare, assone e processo dendritico, corpo cellulare e corpo cellulare o fra dendrite e dendrite.

• L'entità della neurotrasmissione varia a seconda delle condizioni fisiologiche. Molte malattie neurologiche e psichiatriche sono causate da iperattività o ipoattività patologiche della neurotrasmissione.

Sintesi

• Il corpo della cellula nervosa produce gli enzimi per la sintesi della maggior parte dei neurotrasmettitori a partire da precursori molecolari.

• Nella parte terminale del nervo, il neurotrasmettitore è immagazzinato in vescicole, le quali contengono quanta di molecole (dell’ordine di migliaia).

Esocitosi e non• Alcuni neurotrasmettitori sono liberati

continuamente, ma in modo insufficiente a generare una risposta.

• Ma, se un potenziale d’azione raggiunge la parte terminale del nervo, può attivare le correnti di calcio e determinare il rilascio di molte vescicole contemporaneamente, mediante la fusione della membrana vescicolare con quella della parte terminale dell'assone.

• In questo modo, si forma un'apertura e il neurotrasmettitore è espulso per esocitosi nel solco sinaptico.

Recettori

• I neurotrasmettitori diffondono attraverso il solco sinaptico, si legano per breve tempo ai recettori, li attivano e provocano una risposta fisiologica.

• A seconda del recettore, la risposta può essere eccitatoria (cioè, che provoca un nuovo potenziale d'azione) o inibitoria (cioè, che inibisce un nuovo potenziale d'azione).

Interazione recettoriale

• L'interazione tra neurotrasmettitore e recettore deve essere rapidamente interrotta, in modo che gli stessi recettori possano essere attivati in modo ripetuto.

• Il neurotrasmettitore è prontamente riassorbito all'interno dei terminali nervosi presinaptici mediante un processo attivo (reuptake) e successivamente distrutto per via enzimatica o inattivato.

• Le anomalie di sintesi del neurotrasmettitore, del suo immagazzinamento, rilascio e degradazione, oppure le alterazioni del numero e dell'affinità dei recettori, compromettono la neurotrasmissione e sono responsabili di patologie cliniche.

Neurotrasmettitore

• Un neurotrasmettitore è una molecola selettivamente rilasciata da un terminale nervoso a seguito di un potenziale d'azione.

• Essa interagisce con uno specifico recettore posto su di una struttura adiacente, generando una risposta fisiologica specifica, qualora la sua quantità sia sufficiente.

Patologie da neurotrasmettitori

• Malattia di Alzheimer, caratterizzata da perdita di neuroni nel sistema limbico, incluso l'ippocampo e nell'area corticale associativa; alcune di queste aree sintetizzano e utilizzano l'acetilcolina.

• Ansia, la quale può riflettere una ridotta attivitàdel GABA, probabilmente per lo squilibrio degli inibitori endogeni o degli stimolatori del recettore GABA.

• Autismo, per una possibile iperserotoninemia, presente nel 30-50% dei soggetti autistici, senza evidenti anomalie della 5-HT centrale.

Patologie da neurotrasmettitori• Danno cerebrale, associato a crisi comiziali

prolungate, trauma o ipossia-ischemia. Il danno stimola un rilascio eccessivo di glutammato, che comporta aumenti del calcio e del sodio e morte neuronale.

• Depressione, caratterizzata da ridotti livelli di norepinefrina e di 5-HT nonché da un aumento del numero dei recettori �- adrenergici e 5-HT2. I recettori presinaptici α2-adrenergici, che regolano il rilascio della norepinefrina, possono essere iperattivi, riducendo il livello di norepinefrina nel solco sinaptico. Sono stati implicati nella genesi della depressione l'acetilcolina e alcuni ormoni.

Patologie da neurotrasmettitori

• Epilessia, con crisi dovute a scariche sincrone ad alta frequenza, da parte di gruppi di neuroni in determinate aree cerebrali, anche per ridotta attivitàdel GABA.

• Dolore, che implica vari induttori (come bradichinine e prostaglandine) e neurotrasmettitori nei tratti neuronali; i neurotrasmettitori possono stimolare (come la sostanza P, che trasmette lo stimolo) o inibire (come encefaline e endorfine, che interferiscono con l’impulso nervoso)

• Parkinsonismo, per inibizione del sistema dopaminergico dovuta al blocco dei recettori dopaminergici da parte di farmaci antipsicotici.

Patologie da neurotrasmettitori

• Malattia di Parkinson, per degenerazione dei neuroni dopaminergici della substantia nigra (pars compacta) e di altre aeree, con riduzione dei livelli di dopamina e metionina-encefalina, con iperfunzione conseguente del sistema colinergico.

• Schizofrenia, per aumento del rilascio presinapticoo della sintesi di dopamina e/o aumentata sensibilità o densità dei recettori postsinaptici per la dopamina.

• Discinesia tardiva, dovuta a recettori dopaminergici ipersensibili per il blocco cronico mediante farmaci antipsicotici.

Patologie da disfunzione recettori

• Myastenia gravis, la quale riflette l'inattivazione dei recettori per l'acetilcolinae alterazioni istochimiche post-sinaptichea livello della giunzione neuromuscolare, a causa di risposte immuno-mediate.

Patologie da ridotta ricaptazione

• Sclerosi laterale amiotrofica, con possibile distruzione dei motoneuroni per aumentata stimolazione da glutammato, che induce la produzione di ossido d'azoto e conseguente tossicità neuronale.

Patologie da disfunzione dei canali• Atassia episodica, dovuta a difetti dei canali voltaggio-

dipendenti per il potassio, con miochimie distali e incoordinazione motoria.

• Paralisi periodica iperkaliemica, per diminuita inattivazione dei canali del sodio, con conseguente ipostenia episodica.

• Paralisi periodica ipokaliemica, per canali voltaggio-dipendenti per il calcio difettosi, con prolungata depolarizzazione di membrana.

• Sindrome di Lambert-Eaton, per la presenza di anticorpi, frequentemente generati dal carcinoma polmonare a piccole cellule, i quali antagonizzano i canali del calcio della parte presinaptica della giunzione neuromuscolare, con conseguente riduzione del rilascio di acetilcolina.

Avvelenamenti

• Botulismo, con inibizione del rilascio di acetilcolinadai motoneuroni da parte della tossina delClostridium botulinum.

• Amanita muscaria, con inibizione dell’anticolinesterasi e blocco dei recettori per Ach, da parte dei derivati di isossazolo.

• Organofosfati, con inibizione irreversibile dell'acetilcolinesterasi e notevole aumento dei livelli di acetilcolina nel solco simpatico.

• Veleno di serpente (α-bungarus), con blocco dei recettori di Ach nella giunzione neuromuscolare, per mezzo della tossina.

Neurotrasmettitori• Un neurotrasmettitore è una molecola

selettivamente rilasciata da un terminale nervoso a seguito di un potenziale d'azione, la quale interagisce con uno specifico recettore posto su una struttura adiacente, generando una risposta fisiologica specifica, qualora la sua quantità sia sufficiente.

• Si ritiene che dal 25 al 40% delle sinapsi cerebrali riconosca una neurotrasmissione da aminoacidi, ossia una quantità molto più elevata, rispetto a quella colinergica o monoaminergica(6,5-11,5% del totale).

Neurotrasmettitori inibitori

• β-alanina, concentrata soprattutto nel tronco cerebrale;

• γ-aminobutirrato (GABA), concentrato maggiormente nell’amigdala, globus pallidus, ipotalamo, substantia nigra; basse concentrazioni nel liquor;

• glicina, nel midollo spinale e bulbo;

• taurina, nella pineale, retina, bulbi olfattori, corpi ginecolati, striato, molto poco nel midollo; alte concentrazioni periferiche nel cuore.

Neurotrasmettitori eccitatori

• glutammato, molto diffuso e con basse concentrazioni nel liquor;

• aspartato, concentrato maggiormente nel midollo spinale.

• Gli aminoacidi glutammato e aspartatosono i principali neurotrasmettitori eccitatoridel SNC. Essi sono presenti nella corteccia, nel cervelletto e nel midollo spinale.

GABA e glicina

• L'acido gamma-aminobutirrico (GABA) è il principale neurotrasmettitore inibitorio nell'encefalo. Il GABA deriva dall'acido glutammico, il quale è decarbossilato dalla glutammato decarbossilasi.

• Dopo l'interazione con i propri recettori, il GABA è riassorbito attivamente nei terminali assonali e quindi metabolizzato.

• La glicina, che presenta un'azione simile al GABA, si trova principalmente negli interneuroni del midollo spinale.

Sintesi e accumulo del GABA• Il GABA si forma per decarbossilazione

dell'acido glutammico. Questa reazione ècatalizzata dalla GAD (Glutamico Acido Decarbossilasi), enzima altamente specifico che ha come cofattore il piridossal-fosfato (vitamina B6)

• L'accumulo vescicolare del GABA è effettuato da un trasportatore specifico che utilizza, come fonte di energia, sia il gradiente elettrico, sia il gradiente di pH presente tra lume vescicolare e citoplasma e generato dalla H+-ATPasi (pompa protonica) vescicolare.

Degradazione del GABA

• Il GABA è degradato dall'enzima GABA-�-chetoglutaricotransaminasi (GABA-T), che lo deamina a semialdeide succinica, la quale èossidata ad acido succinico per una semialdeide-succinico-deidrogenasi NAD-dipendente e infine entra a far parte del ciclo di Krebs.

• Il gruppo aminico è trasferito dalla GABA-T a una molecola di �-chetoglutarato per formare l'acido glutammico, riutilizzato per la sintesi di nuovo GABA.

Anti-epilettici

• Il catabolismo del GABA può essere bloccato da sostanze che inibiscono l'attività dell'enzima GABA-T, quali il �-vinil-GABA o vigabatrina, l'acido valproico, il valproato di sodio e la valpramide.

• Queste sostanze, prolungando l'emivita del GABA, sono provviste di attivitàantiepilettica.

Liberazione e ricaptazione GABA

• Studi in vitro hanno dimostrato che il GABA èliberato sia spontaneamente, sia in seguito a stimolazione nervosa. La liberazione di GABA indotta dalla depolarizzazione, a differenza di quella spontanea, è Ca2+-dipendente.

• A livello delle sinapsi GABAergiche esistono specifici processi di ricaptazione, che rimuovono rapidamente il GABA dallo spazio sinaptico, ponendo così fine alla sua azione inibitoria postsinaptica.

5-HT• La serotonina (5-idrossitriptamina o 5-HT)

è generata a livello dei nuclei del rafe e dai neuroni mediani del ponte e del tronco encefalico alto.

• Il triptofano è idrossilato dalla triptofanoidrossilasi in 5-idrossitriptofano e quindi decarbossilato in serotonina.

• I livelli di serotonina sono controllati mediante la captazione del triptofano e dalla monoamino ossidasi intraneuronale.

Acetilcolina• L'acetilcolina rappresenta il principale

neurotrasmettitore dei motoneuroni bulbospinali, delle fibre autonome pregangliari, delle fibre colinergiche postgangliari (parasimpatiche) e di molti neuroni del SNC (p. es., gangli della base, corteccia motoria).

• È sintetizzata dalla colina e dall'acetil coenzima A di derivazione mitocondriale, per mezzo della colina transferasi.

• Una volta rilasciata, l'acetilcolina stimola specifici recettori colinergici, un'interazione che èrapidamente interrotta mediante l'idrolisi locale dell'acetilcolina in colina e acetato da parte dell'acetilcolinesterasi.

• I livelli di acetilcolina sono regolati dalla colina acetiltransferasi e dalla captazione della colina.

EVENTI SINAPTICI

ACETILCOLINA

• Sintetizzata dalla COLINA+CoA

• Contenuta in vescicole(5000-10000 molecole di Ach ogni vescicola)

• Viene liberata in QUANTA

• Ogni PdA si liberano 200-400 quanta di Ach che rappresenta il 0.2-0.5% delle vescicole presenti all’interno della terminazione dell’assone. Questo meccanismo è di sicurezza per assicurare la liberazione di Ach nella contrazione sostenuta.

EVENTI VALLO SINAPTICO

• All’interno del vallo sinapticosi trova una membrana basale sulla quale si trova adeso l’enzima ACETICOLINESTERASI

• Tale enzima è prodotto dai miotubuli delle cellule nevose

• Idrolizza rapidamente la molecola di acetilcolina

• I prodotti di degradazione vengono riassorbiti dalle terminazioni nervose e riutilizzate per la risintesidell’ACh

EVENTI MUSCOLARI

Il legame dell’ACh con il recettore nicotinico post-sinapticodetermina l’insorgenza di depolarizzazione della placca motrice con conseguente e progressiva depolarizzazione della fibra muscolare striata anche per attivazione dei canali Na+voltaggiodipendente localizzati al di fuori della placca motrice;

questo determina mobilizzazione del Ca++ dai tubuli T e dal reticolo sarcoplasmatico e conseguente contrazione per legame del Ca++

con le proteine contrattili muscolari (actina, miosina….)

IL RECETTORE ACETILCOLINERGICO

RECETTORE NICOTINICO

PLACCA NEUROMUSCOLARE

SNC

GANGLI AUTONOMI

RECETTORE IONOTROPICO: la sua

attivazione causa un rapido aumento della

permeabilità al Na+

RECETTORE MUSCARINICO

SNA: fibre pregangliari simpatico

fibre pre e postgangliari parasimpatico

SNC

RECETTORE METABOTROPICO: sono

accoppiati alle proteine G e quindi ad un

secondo messaggero intracellulare

RECETTORE MUSCARINICO• M1 terminazioni nervose: miosi per costrizione del muscolo sfintere pupillare, blocco riflesso dell’accomodazione, dolore oculare, congestione congiuntivale, riduzione della vista, spasmo ciliare.

• M2 cuore : effetto cronotropo negativo sul nodo seno atriale, negativo suvelocità di conduzione e periodo refrattario.

marcata vasodilatazione ms. liscia, per liberazione di edrf (fattore rilassante derivante dall’endotelio=no).

albero bronchiale: contrazione muscolatura liscia e secrezione ghiandolare.

gastrointestinale: anoressia, nausea e vomito, crampi addominali e diarrea secrezioni e motilità. rilassamento degli sfinteri.

• M3 ghiandole e muscolatura liscia: estrema salivazione, sudorazione, lacrimazione stimola attività secretoria delle ghiandole sudoripare, lacrimali e nasofaringee.

• M4-5 snc: i circuiti colinergici centrali sono implicati nelle funzioni cognitive superiori come la memoria, la regolazione del sonno-veglia, per cui la stimolazione dei recettori provoca sonnolenza e depressione generale del snc.

RECETTORE NICOTINICO

• giunzione neuromuscolare: affaticabilita’ e debolezza, contrazioni involontarie, fascicolazioni sparse e paralisi.

eccitazione asincrona e fibrillazione del muscolo, per distruzione

del sincronismo tra la depolarizzazione della placca e lo sviluppo

dei potenziali d’azione, fino al blocco della trasmissione dovuto a

depolarizzazione protratta.

• snc: stato confusionale, atassia, confusione verbale, perdita dei riflessi, respiro di cheyne-stokes, convulsioni generalizzate, coma.

Dopamina• La dopamina rappresenta il neurotrasmettitore di

alcuni nervi periferici e di molti neuroni centrali (p. es., nella sostanza nera, nel mesencefalo, nell'area tegmentale ventrale e nell'ipotalamo).

• L'aminoacido tirosina viene captato dai neuroni dopaminergici e convertito dalla tirosino idrossilasi in 3,4-diidrossifenilalanina (dopa), la quale viene decarbossilata dalla l-aminoacido-decarbossilasiaromatica in dopamina.

• Dopo il rilascio, la dopamina interagisce con i rettori dopaminergici; le molecole residue vengono riassorbite attivamente (reuptake) nei neuroni presinaptici. La tirosino idrossilasi e la monoaminoossidasi regolano i livelli di dopamina nei terminali assonali.

Noradrenalina• La noradrenalina è il neurotrasmettitore della

maggior parte delle fibre simpatiche post-gangliari e di molti neuroni centrali (p. es., nel locus caeruleus e nell'ipotalamo).

• Il precursore tirosina è convertito in dopamina, la quale viene idrossilata dalla dopamina g-idrossilasiin noradrenalina.

• Quando viene rilasciata, la noradrenalina interagisce con i recettori adrenergici, un processo interrotto mediante il suo riassorbimento all'interno dei neuroni presinaptici e degradazione successiva ad opera della monoamino ossidasi e mediante l'azione della catecol-O-metiltrasferasi (COMT), che èlocalizzata principalmente al di fuori dei neuroni.

• La tirosino idrossilasi e la monoamino ossidasi regolano i livelli intraneuronalici della noradrenalina.

βendorfina

• βendorfina e altre endorfine sono polipeptidi attivanti un gran numero di neuroni centrali (p. es., nell'ipotalamo, nell'amigdala, nel talamo e nel locus caeruleus).

• Nei corpi cellulari è presente il precursore di molti neuropeptidi (p. es., a-, b- e g-endorfine), un grande polipeptide, denominato pro-opiomelanocortina.

• Questo polipeptide è trasportato lungo l'assone e diviso in frammenti specifici; uno di questi è la βendorfina, costituita da 31 aminoacidi.

• Questa, dopo il rilascio e l'interazione con i recettori oppiodi, viene idrolizzata dalle peptidasi in peptidi più piccoli, non attivi e quindi in aminoacidi.

Encefaline• La metencefalina e la leucoencefalina sono piccoli

peptidi presenti in molti neuroni centrali (p. es., nel globo pallido, nel talamo, nel caudato e nel grigio centrale).

• Il loro precursore, la proencefalina, viene prodotto nel corpo cellulare e quindi suddiviso da peptidasi specifiche in peptidi più piccoli. I frammenti risultanti comprendono due encefaline, ognuna composta di cinque aminoacidi e contenente terminali di metionina o leucina.

• Dopo il rilascio e l'interazione con i recettori peptidergici, le encefaline sono idrolizzate in peptidi più piccoli, non attivi e aminoacidi, quali le dinorfinee la sostanza P.

Altri

• Le dinorfine sono un gruppo di sette peptidi con sequenze aminoacidiche simili. Coesistono geograficamente con le encefaline.

• La sostanza P è un peptide, che si trova nei neuroni centrali (abenula, sostanza nera, gangli della base, bulbo e ipotalamo) e in alta concentrazione nei gangli delle radici dorsali.

• Viene rilasciata mediante gli stimoli afferenti di dolore intenso.

E altri ancora

• Neurotrasmettitori aventi un ruolo meno specifico sono l'istamina, la vasopressina, il peptide vasoattivo intestinale, la carnosina, la bradichinina, la colecistochinina, la bombesina, la somatostatina, il corticotropin releasingfactor, la neurotensina e l'adenosin a.

Recettori• I recettori per i neurotrasmettitori sono complessi

proteici disposti lungo la membrana cellulare.• I recettori accoppiati a un secondo messaggero sono

generalmente monomerici e sono costituiti da tre parti: la parte extracellulare, dove avviene la glicosilazione; la parte transmembranosa, che forma una tasca dove sembra che agisca il neurotrasmettitore e la parte intracitoplasmatica, dove avviene il legame G-proteicoo la regolazione mediante la fosforilazione del recettore.

• I recettori dei canali ionici sono multimerici. In alcuni casi, l'attivazione del recettore comporta la modificazione della permeabilità del canale ionico. In altri casi, l'attivazione di un secondo messaggero provoca alterazioni della conduttanza dei canali.

Conseguenze• I recettori stimolati continuamente dai

neurotrasmettitori o da farmaci (agonisti) diventano iposensibili (down-regulated); quelli non stimolati dai propri neurotrasmettitori o cronicamente bloccati da farmaci (antagonisti) diventano ipersensibili (up-regulated). La up- o down-regulation dei recettori condiziona fortemente lo sviluppo della tolleranza e la dipendenza fisica.

• L'astinenza consiste in genere in un fenomeno di rimbalzo dovuto all'alterata affinità o concentrazione recettoriale.

• Questi concetti sono particolarmente importanti nei trapianti d'organo o di tessuti, nei quali i recettori sono privati dei neurotrasmettitori fisiologici a causa della denervazione.

Localizzazione

• La maggior parte dei neurotrasmettitori interagisce principalmente con i recettori postsinaptici.

• Alcuni recettori si localizzano sui neuroni presinaptici, per consentire un fine controllo del rilascio del neurotrasmettitore.

Recettori colinergici

• I recettori colinergici sono classificati come nicotinici N1 (nella midollare surrenale adrenergica e nei gangli del sistema autonomo) o N2 (nel muscolo scheletrico);

• oppure muscarinici M1 (nel sistema nervoso autonomo, nello striatum, nella corteccia e nell'ippocampo) o M2 (nel sistema nervoso autonomo, nel cuore, nel muscolo liscio intestinale, nel rombencefalo e nel cervelletto).

Adrenergici e dopaminergici

• I recettori adrenergici sono classificati come α1(postsinaptici nel sistema simpatico), α2(presinaptici nel sistema simpatico e postsinaptici nell'encefalo), β1 (nel cuore) o β2 (in altre strutture a innervazione simpatica).

• I recettori dopaminergici vengono classificati come D1, D2, D3, D4 e D5. D3 e D4 hanno un ruolo nel controllo del pensiero (limitano i sintomi negativi nei processi schizofrenici), mentre l'attivazione dei recettori D2 controlla il sistema extrapiramidale.

Recettori GABA

• I recettori per il GABA sono classificati come GABAA (attivanti i canali del cloro) e GABAB(potenzianti la formazione dell'AMPc).

• Il recettore per il GABAA comprende diversi polipeptidi specifici e rappresenta il sito d'azione di molti farmaci neuroattivi, compresi le benzodiazepine, gli anticonvulsivanti di recente introduzione (p. es., la lamotrigina), i barbiturici, la picrotossina e il muscimolo.

Recettori serotoninergici• I recettori serotoninergici (con almeno 15 sottotipi)

sono classificati come 5-HT1 (con quattro sottotipi), 5-HT2 e 5-HT3.

• I recettori 5-HT1A, localizzati in sede presinapticanei nuclei del rafe (inibenti la reclutazionepresinaptica del 5-HT) e nell'ippocampo in sede postsinaptica, modulano l'adenilciclasi.

• I recettori 5-HT2, localizzati nel quarto strato della corteccia, vengono coinvolti nell'idrolisi della fosfoinositide. I recettori per il 5-HT3 risiedono in sede presinaptica nel nucleo del tratto solitario.

Recettori glutammato• I recettori per il glutammato vengono classificati

come recettori NMDA ionotrofici (N-metil-d-aspartato), che legano l'NMDA, la glicina, lo zinco, il Mg++ e il fenciclide (il PCP, conosciuto anche come polvere degli angeli) e condizionano l'afflusso di Na+, K+, Ca++ e dei recettori non NMDA, che legano il quiscolato e il cainato. I canali non NMDA sono permeabili al Na+ e al K+ ma non al Ca++.

• Questi recettori eccitatori mediano importanti effetti tossici mediante l'aumento del calcio, dei radicali liberi e delle proteinasi.

• Nei neuroni, in risposta al glutammato, aumenta la sintesi del monossido di azoto (NO), con coinvolgimento della NO sintetasi.

Recettori oppiacei

• I recettori per le endorfine encefaline (oppiacei) sono classificati come m1 e m2 (condizionanti l'integrazione sensorimotoria e l'analgesia), d1 e d2 (influenzanti l'integrazione motoria, la funzione cognitiva e l'analgesia) e k1, k2, e k3(condizionanti la regolazione dell'equilibrio idrico, l'analgesia e l'assunzione di cibo).

• I recettori σ, attualmente classificati come non oppiacei e principalmente localizzati nell'ippocampo, legano la PCP.

I°trasportatore

• Il carrier di raccolta, localizzato nei neuroni presinaptici e nelle cellule plasmatiche, spinge i neurotrasmettitori dallo spazio extracellulare all'interno della cellula.

• Garantisce il rifornimento di neurotrasmettitori, aiuta a interrompere l'azione del neurotrasmettitore e, per quanto riguarda il glutammato, mantiene la quantità del neurotrasmettitore al di sotto dei livelli tossici.

• L'energia richiesta da queste pompe è fornita dall'ATP.

II°trasportatore

• L'altro tipo di trasportatore, localizzato sulla membrana delle vescicole, concentra il neurotrasmettitore all'interno delle vescicole stesse, rendendolo disponibile per la successiva esocitosi.

• Questi trasportatori sono potenziati dal pH citoplasmatico e dal gradiente elettrico della membrana vescicolare.

• Durante l'anossia o l'ischemia, si altera il gradiente ionico transmembranoso e il glutammato viene trasportato dalle vescicole all'interno del citoplasma, aumentando la concentrazione intracellulare di glutammato a livelli letali.

II°messaggero

• I sistemi a secondo messaggero sono rappresentati da proteine G regolanti e da proteine catalitiche (p. es., l'adenilatociclasi, la fosfolipasi C), che si legano ai recettori e agli effettori.

• Un secondo messaggero può rappresentare il trigger per una reazione a catena o il bersaglio di un sistema di regolazione.

Informazioni

• Lo scambio di informazioni tra cellule è alla base del funzionamento di organi e apparati. Il segnale inviato da una cellula, mediante una molecola denominata 1°messaggero, è recepito dalla cellula bersaglio con un recettore esterno.

• Una volta attivato, il recettore invia una risposta, all’interno della membrana, chiamata “trasduzione”. Nonostante l’elevata varietà di segnali, le risposte si realizzano con processi relativamente poco numerosi.

1°messaggero

• Le molecole che funzionano da 1° messaggero sono molteplici, quali ormoni, neurotrasmettitori e sostanze paracrine.

• La risposta, indotta dal legame tra 1°messaggero e recettore, permette di trasferire (trasdurre) il segnale dall’esterno all’interno della membrana, il cui risultato finale è spesso rappresentato dalla fosforilazione di una proteina, specifica per una specifica funzione, mediante un enzima denominato proteinchinasi. Le proteinfosfatasi, invece, catalizzano la perdita di fosforo dalle proteine.

Diversi 1°messaggeri

• Sono i molteplici ligandi naturali extracellulari, che attivano i recettori di membrana, cui si legano, all’esterno della cellula.

• Possono avere molteplici funzioni: ormoni, neurotrasmettitori, neuropeptidi, fattori di crescita, mediatori dell’infiammazione, sostanze vasoattive, etc.

2°messaggero

• La trasduzione del segnale comporta, subito all’interno della membrana, l’attivazione dei cosiddetti 2° messaggeri, quali AMPc, GMPc, GTP, Ca++, inositolo trifosfato, calmodulina(lega 4 ioni C) e alcuni di-gliceridi.

• I 2° messaggeri attivano, a loro volta, le proteinchinasi, mediante una serie di passaggi successivi. Ad esempio: le proteinchinasi C sono attivate dal carbonio (C, appunto), dai di-gliceridi e dai prodotti di degradazione di alcuni fosfolipidi.

Altri

• Le proteine G, invece, legano GTP come 2° messaggero, a seguito della trasduzione dovuta a gran parte degli ormoni e dei neurotrasmettitori.

• I sistemi di trasduzione possono essere integrati fra loro, ricevendo segnali molteplici, pur producendo una risposta univoca.

Esempi• la somatostatina , identificata dapprima come agente

ipotalamico, che sopprime la secrezione di ormone della crescita, da parte dell’ipofisi, agisce nel sistema nervoso centrale come neurotrasmettitore, oltre a essere un agente paracrino del pancreas e un ormone per il fegato;

• il coenzima ATP e il metabolita cellulare del glutammato sono neurotrasmettitori, quando secreti a livello delle sinapsi;

• gli ormoni gastrina, colecistochinina e secretina , prodotti dall’intestino, sono presenti anche nel sistema nervoso centrale, agendo come modulatori di vari neurotrasmettitori;

• la trombina è un fattore di crescita, ma è coinvolta anche nella coagulazione e nella attivazione delle piastrine.

Trasduzione diretta• Una classe a parte di 1° messaggeri è

rappresentata da alcuni ormoni, tiroidei e steroidei, i quali, per la componente idrofobica, sono in grado di passare la membrana e legarsi a recettori intracellulari.

• Tale legame permette la trascrizione di particolari segmenti di Dna, che si esprime con produzione di enzimi. In questi casi, il processo è lento e richiede ore, per avere un effetto.

• Questo paradigma è valido anche per altre sostanze, come l’acido retinoico e la vitamina D, proprio per le loro caratteristiche lipofiliche.

Legami deboli

• Il legame del 1° messaggero con il recettore non è mai covalente e, per questo, è sempre reversibile.

• Ciò si realizza per concentrazioni estremamente basse, dell’ordine di 1x10-12/litro e anche più.

Trasduzione del segnale

• È il passaggio di informazione dall’esterno all’interno di una cellula.

• Nel caso dell’immunità innata, la trasduzione si verifica, ad esempio, quando i fagociti entrano in contatto con i batteri, coinvolgendo aree distinte della membrana plasmatica, denominate microdomini lipidi o lipid rafts (zattere lipidiche).

• Queste zone sono ricche in sfingolipidi e colesterolo e hanno la funzione di concentrare le molecole coinvolte nella trasduzione del segnale.

Molecole coinvolte• Le molecole coinvolte sono, in genere, proteine

che contengono residui di tirosina, treonina, serina e istidina, i quali possono essere fosforilati o defosforilati.

• L’aggiunta o la perdita di fosforo inducono diverse attività enzimatiche e permettono il legame della proteina coinvolta con altre proteine.

• Le molecole proteiche in grado di fosforilare altre proteine sono chiamate chinasi (ad esempio: tirosin-chinasi), mentre quelle che permettono la defosforilazione sono definite fosfatasi. Di conseguenza, si determina un processo a cascata all’interno della cellula, che permette al segnale di propagare ulteriormente.

2°messaggero

• La trasduzione del segnale comporta, subito all’interno della membrana, l’attivazione dei cosiddetti 2° messaggeri, quali AMPc, GMPc, GTP, Ca++, inositolo trifosfato, calmodulina(lega 4 ioni C) e alcuni di-gliceridi.

• I 2° messaggeri attivano, a loro volta, le proteinchinasi, mediante una serie di passaggi successivi. Ad esempio: le proteinchinasi C sono attivate dal carbonio (C, appunto), dai di-gliceridi e dai prodotti di degradazione di alcuni fosfolipidi.

Proteine G

• Le proteine G, invece, legano GTP come 2° messaggero, a seguito della trasduzione dovuta a gran parte degli ormoni e dei neurotrasmettitori.

• I sistemi di trasduzione possono essere integrati fra loro, ricevendo segnali molteplici, pur producendo una risposta univoca.

Recettori

• Sono proteine di membrana, in grado di legare selettivamente i 1° messaggeri, con interazioni chimiche deboli, ma con alta affinità di legame, la quale permette di trasdurre il segnale anche con una concentrazione di ligando molto bassa.

• La trasduzione si interrompe per desensibilizzazione del recettore, la quale èprovocata dalla inibizione retroattiva (feedback) di un enzima della cascata.

Fasi della trasduzione

• il 1°messaggero lega lo specifico recettore;

• il recettore attivato invia il segnale all’interno della cellula, che modifica la sua attività;

• il segnale termina quando il recettore non risponde più al 1°messaggero;

• la cellula torna alle condizioni precedenti il segnale.

3 famiglie di trasduttori

• recettori canale (anche chiamati ionotropi);• recettori accoppiati a proteine G;• recettori della tirosinchinasi.

Recettori ionotropi

• Sono costituiti da un canale ionico interno, il quale si apre quando il 1° messaggero forma il legame, permettendo il flusso di ioni, che garantiscono alla cellula di modificare la sua funzione.

• Le loro sub-unità costitutive racchiudono un poro, attraverso il quale si verifica il flusso di ioni. In assenza di legame mostrano una conformazione strutturale chiusa, che impedisce il flusso.

• Il legame con il 1° messaggero, invece, determina un cambiamento di tale conformazione, il quale apre il canale e permette il flusso.

Recettori ionotropi• recettori pentamerici, costituiti da 5 sub-

unità, che circoscrivono il canale (GABA-R e glicina-R, entrambi con flusso di anioni; 5-HT3-R, nAch-R, entrambi con flusso di cationi);

• recettori tetramerici per il glutammato (NMDA-R, AMPA-R, kainato-R), solo con flusso di cationi;

• recettori trimerici, cui appartiene solo quello per le purine.

Recettori metabotropi

• Sono costituiti da strutture eterogenee, le quali, una volta legato il 1°messaggero, avviano una serie di reazioni a cascata intracellulari, mediate da un 2°messaggero.

• Recettori accoppiati a proteine G• Recettori tirosino chinasi• Recettori per le citochine• Recettori guanilil ciclasi

Recettori accoppiati a proteine G

muscarinico adrenergico

GABA/B serotonina

dopamina cannabinoidi

angiotensina leucotrieni

oppioidi rodopsina

Recettori tirosino chinasi

• EGF• eritropoietina• IGF-1

Recettori guanilil ciclasi

• recettore per il peptide natriuretico• recettore per la guanilina

Classificazione farmacodinamica dei ligandi

• agonista pieno: il legame modifica la funzione cellulare;

• agonista parziale: minore attività intrinseca rispetto all'agonista pieno, ma con effetti opposti visibili solo in presenza dell'agonista pieno;

• antagonista: il legame non altera la funzione cellulare e gli effetti sono visibili solo in presenza di agonisti, i quali sono impossibilitati a svolgere la loro funzione;

• agonista inverso parziale: induce effetti contrari a quelli dell'agonista parziale;

Claasificazione farmacodinamica dei ligandi

• agonista inverso pieno: induce effetti contrari a quelli dell'agonista pieno;

• antagonista competitivo: si lega reversibilmente allo stesso recettore dell’agonista e ne diminuisce l’affinità (aumentando la concentrazione di agonista è possibile ottenere un effetto massimale);

• antagonista non competitivo: il legame èirreversibile (anche aumentando la concentrazione di agonista, non si ottiene alcun effetto).

GABA

• Il GABA è un aminoacido non costituente di proteine, ma solo di piccoli peptidi.

• È stato calcolato che il 30% delle sinapsi centrali utilizzi questa molecola come neurotrasmettitore, mentre scarse quantitàextracerebrali si trovano nella retina, reni, tube e ovaie, dal significato incerto.

Inibizione GABA

• Il GABA media la cosiddetta inibizione pre-sinaptica, ossia agisce sulle terminazioni nervose di altre vie, inibendo la liberazione di neurotrasmettitori diversi.

• Esiste anche una inibizione GABAergicapost-sinaptica, mediata da 1° messaggeri endogeni ed esogeni, come le benzodiazepine.

Isotipi

• Si distinguono due tipi di recettori GABA, denominati A e B.

• A questi si deve aggiungere un terzo, chiamato C, il quale fa parte, in realtà del GABA A ed è chiamato ρ.

Localizzazione

• Il GABA, identificato per la prima volta nel 1950, è il neurotrasmettitore inibitorio piùdiffuso.

• La sua distribuzione, nel cervello e nel midollo spinale, non è uniforme.

• Le massime concentrazioni si trovano nella substantia nigra, globus pallidus, ipotalamo, corpi quadrigemini, corteccia cerebrale, cervelletto e ippocampo.

Recettori GABA

• Sono caratterizzati da una elevata sensibilità alla bicucullina e al muscimolo, rispettivamente antagonista selettivo e agonista selettivo ad alta affinità per il sito di legame del GABA, e contengono siti specifici di legame per le benzodiazepine ed i barbiturici che ne modulano la funzione.

• Il recettore GABA/A è un recettore-canale permeabile agli ioni cloro. Poiché il cloro è l'unico ione permeante attraverso il recettore GABA/A, la sua attivazione fissa il potenziale di membrana a quello d'equilibrio, che normalmente è circa -70 mV. L'attivazione di questo recettore riduce quindi l'eccitabilità cellulare.

Siti per agonisti e antagonisti

• Sito di legame per il GABA, per i farmaci GABA mimetici (muscimolo) e GABA-antagonisti(bicucullina). Questo sito di legame è situato sulla subunità β del complesso macromolecolare.

• L'interazione con il GABA o con un GABA mimetico si traduce nell'apertura del canale ionico con conseguente iperpolarizzazione della membrana.

• La bicucullina blocca con meccanismo competitivo l'interazione GABA-recettore.

Bicucullina

• La bicucullina è un alcaloide isochinolonico, estratto da una pianta, la dicentra cucullaria.

• Agisce come antagonista competitivo dei recettori GABA-A nel sistema nervoso centrale, provocando convulsioni epilettiche.

Epilessia

• Somministrata a ratti, la bicucullina induce uno stato epilettico, che si accompagna a edema e alterazioni neuronali anche persistenti nella corteccia cerebrale.

• Molto interessante, sotto questo aspetto, che le convulsioni epilettiche provocate dalla sostanza sono soppresse in modo specifico dagli alcaloidi di aconitumnapellus.

Aconitum e bicucullina

• La songorina, un alcaloide diterpenico, isolato dall’Aconitum aumenta la trasmissione eccitatoria sinapricanell’ippocampo dei ratti.

• Ciò si verifica per azione antagonista non competitiva della sostanza sui recettori GABA-A.

Aree cerebrali interessate

• Le zone cerebrali particolarmente suscettibili sono la corteccia piriforme anteriore e posteriore, definite “area tempesta”, soprattutto nelle convulsioni della circonvoluzione limbica.

• Tali osservazioni derivano dalla iniezione intracerebrale di bicucullina su ratti Sprague-Dawley.

Corea e bicucullina

• Il disturbo ipercinetico della corea, caratterizzato da continui e irregolari movimenti involontari è dovuto ad alterazioni dei gangli basali.

• Nei primati, le microiniezioni di bicucullinanel globus pallidus esterno, provoca disturbi molto simili, peraltro associati ad evidenti anomalie nel comportamento

Iperalgesia

• Infine, l’iniezione di kaolino nel ginocchio provoca una infiammazione acuta, con gonfiore e aumento della temperatura dell’articolazione.

• Tale fenomeno è inibito in modo significativo da una precedente infusione di bicucullina nel midollo spinale.

• Molto interessante è l’osservazione che l’antagonista del recettore GABA-A non riduce la severità della flogosi, ma solo la iperalgesia.

Benzodiazepine

• Sito di legame per le benzodiazepine e altre molecole benzodiazepino-mimetiche(ciclopirroloni, imidazopiridine, triazolopiridine, β-carboline, ecc.).

• Questo sito è posto sulla subunità α ed èriconosciuto anche da ligandi ad azione agonista inversa (β-carboline) cioè molecole capaci di ridurre l'interazione del GABA col proprio sito di riconoscimento ed indurre effetti (ansia-convulsioni) opposti alle benzodiazepine.

Anta- agonisti benzodiazepine

• Il sito di legame delle benzodiazepine èriconosciuto anche da farmaci antagonisti competitivi (flumazenil), privi di attività intrinseca, ma capaci di antagonizzare sia l'azione degli agonisti che quella degli agonisti inversi.

• Questo sito, oggi denominato recettore centrale per le benzodiazepine, ha la capacità di mediare effetti opposti (ansiolitico-ansiogenico; anticonvulsivante-convulsivante; ipnotico-sonnolitico), quando è attivato rispettivamente dagli agonisti o dagli agonisti inversi.

Siti allosterici

• Questi effetti opposti sono dovuti alla modulazione allosterica dell'interazione del GABA col proprio sito di riconoscimento (facilitazione per gli agonisti, inibizione per gli agonisti inversi) e la conseguente attivazione o riduzione di attività del canale ionico.

Barbiturici e altro

• Sito di legame per i barbiturici e per il loro antagonista, la picrotossina e siti di legame per alcuni derivati organofosforiciquali, ad es., il t-butilbiciclofosfotionato(TBPS).

• I siti di legame per i barbiturici e per il TBPS si trovano all'interno del canale per lo ione cloro.

Agonisti e antagonisti

• I barbiturici, al contrario delle benzodiazepine, sono perciò capaci di indurre influsso di cloro indipendentemente dal legame del GABA con il recettore.

• Invece, la picrotossina ed il TBPS (farmaci ad azione antagonistica rispettivamente diretta e allosterica sui barbiturici), sono in grado di bloccare la funzione del canale e produrre effetti farmacologici opposti (ansia, convulsioni).

Altri ligandi

• Il recettore GABA/A è un importante sito d'azione anche per molti anestetici generali sia solubili che volatili, per l'etanolo e per numerosi derivati steroidei. In particolare, questi ultimi composti sembrano possedere dei siti di legame specifici a livello del canale ionico.

• I siti di legame per il GABA, le benzodiazepine, i barbiturici e gli steroidi pur essendo entitàdistinte sono legati tra loro in modo funzionale.

Modulazione

• L'attivazione e l'inibizione di uno di questi siti da parte di uno specifico agonista o antagonista determina una variazione nella capacità degli altri siti ad interagire con i propri ligandi specifici.

• Il risultato finale è una modulazione positiva (facilitazione) o negativa (inibizione) dell'attività del recettore-canale.

Isoforme e varianti

• Nel corso degli ultimi anni, sono state identificate, mediante clonazione del DNA complementare (cDNA) specifico, diverse classi di subunità (α, β, γ, δ, ε, π e ρ) dal SNC dei mammiferi.

• Queste subunità presentano circa il 30-40% di omologia nella loro sequenza aminoacidica e si ritiene siano derivate da un gene ancestrale comune.

• Esistono, inoltre, varianti multiple o isoforme delle diverse classi di subunità: α−�β−�γ−�ρ−�le quali sono codificate da geni distinti e localizzati su differenti cromosomi.

Configurazioni

• Studi recenti hanno evidenziato che la piùprobabile configurazione o stechiometria dei recettori GABA/A neuronali sia quella formata da 2 subunità α, 2 β e 1 γ.

• Sembra inoltre che le subunità δε e πpossano sostituire la subunità γ in questi recettori, mentre la subunità ρ potrebbe sostituire una subunità β.

Combinazioni• Un numero notevole di combinazioni recettoriali

funzionali è stato ricostruito in vitro, anche se solo un numero limitato di sottotipi recettoriali èeffettivamente espresso in vivo nelle diverse popolazioni neuronali.

• Questi studi hanno mostrato come le diverse combinazioni recettoriali differiscono in modo marcato per la loro sensibilità al GABA, per la cooperatività dell’azione del GABA, per la conduttanza a livello dei singoli canali al Cl- e per la loro sensibilità ai diversi agenti modulatori allosterici.

Diversi farmaci

• Numerose classi di farmaci d’importanza terapeutica hanno un sito d’azione specifico a livello di questo complesso recettoriale.

• Benzodiazepine, ciclopirroloni, imidazopirimidine, pirazolopirimidine, barbiturici, anestetici generali, alcooli, β- carboline, agenti convulsivanti (picrotossina, TBPS) e i neurosteroidi, che rappresentano i più efficaci e potenti modulatori endogeni della funzione dei recettori GABAA e l’etanolo, che si comporta come un modulatore positivo.

Interazione

• Questi farmaci producono almeno parte dei loro effetti clinicamente rilevanti, interagendo con siti distinti di legame allosterici presenti sul complesso recettoriale.

• Tali siti di legame, pur essendo entità distinte, sono accoppiati funzionalmente fra loro e al sito di riconoscimento per il neurotrasmettitore (GABA) in modo allosterico; perciò, l’attivazione o l’inibizione di uno di questi siti modulatori determina una variazione nella capacità degli altri ad interagire con i propri ligandispecifici e questo si traduce, a sua volta, in una modulazione positiva (facilitazione) o negativa (inibizione) dell’azione del GABA sul proprio sito recettoriale.

Azione farmacologica

• In particolare, una facilitazione o un’inibizione dell’interazione del GABA con il proprio recettore determina una modificazione conformazionale di quest’ultimo, con la conseguente maggiore apertura o chiusura del canale al Cl- e quindi un aumentato o diminuito flusso di cariche negative all’interno della membrana postsinaptica.

• L’azione inibitoria del GABA, infatti, si realizza con una iperpolarizzazione della membrana post-sinaptica, mediata da un aumento della permeabilità al cloro, in conseguenza della regolazione allosterica.

Azioni fisiologiche GABA

• Sulla base delle loro azioni fisiologiche, si è concluso che i recettori GABAA sono coinvolti nel controllo dell’eccitabilitàneuronale (epilessia), nella modulazione dell’ansia, delle sensazioni emotive, dei ritmi circadiani, della cognitività, vigilanza, memoria, apprendimento e nella farmacologia dell’etanolo.

Segnali inibitori

• Uno stimolo adeguato può indurre le cellule nervose a rispondere con una manifestazione caratteristica e stereotipata come il potenziale d’azione.

• Il sistema GABAergico ha il ruolo di mediare segnali sinaptici inibitori attraverso l’innalzamento della soglia di eccitazione, cioè di allontanare il neurone dalla soglia in cui insorge un potenziale d’azione.

• Il GABA è liberato dal terminale presinaptico di un neurone GABAergico con diverse modalità:

Quanti e minis

• l’insorgenza di un potenziale d’azione induce una massiccia fusione di vescicole presinaptichecontenenti il neurotrasmettitore, il quale verràquindi liberato nello spazio sinaptico;

• rilascio di quanti, ossia poche vescicole, che si fondono spontaneamente con la membrana presinaptica. In questo caso, l’esocitosi èindipendente dall’attività elettrica e genera correnti postsinaptiche inibitorie spontanee di piccola ampiezza, anche chiamate correnti post-sinaptiche in miniatura (minis).

Inibizione tonica

• Esistono anche recettori extrasinaptici, ossia localizzati al di fuori della sinapsi.

• L’attivazione transitoria dei recettori GABA/A sinaptici (dovuta al rilascio locale di GABA dai terminali presinaptici) é responsabile della classica inibizione fasica (i recettori hanno la classica struttura: αn/βn/γn), mentre la persistente attivazione dei recettori GABA/A extrasinaptici genera una forma d’inibizione chiamata tonica.

Extrasinaptici

• i recettori sinaptici sono costituiti da differenti subunità come α1, α2, α3, α5, le varie β e le varie γ;

• gli extrasinaptici sono formati dalle subunità α4/β/δnei neuroni granulari del giro dentato dell’ippocampo e dalle subunità α6/β/δ nei neuroni granulari del cervelletto di ratto;

• gli extrasinaptici presentano una affinità per il GABA circa 50 volte superiore rispetto a quelli sinaptici.

• Questa peculiarità è in accordo col fatto che questi recettori sono deputati a legare quelle basse concentrazioni di GABA minis che fuoriescono dalla sinapsi;

Extrasinaptici• i recettori extrasinaptici sono insensibili alle

benzodiazepine in quanto mancanti della subunitàγ e quindi del sito di legame per questi modulatori positivi, ma sono molto sensibili ai neurosteroidi, per la presenza della subunità δ.

• i recettori extrasinaptici mostrano un tempo di desensitizzazione molto lungo a differenza dei recettori sinaptici che hanno una desensitizzazione rapida.

• i recettori extrasinaptici mediano correnti toniche che costituiscono circa il 90% di tutto il tono inibitorio GABAergico del SNC.

Noise

• Anche se l’ampiezza delle correnti toniche è relativamente bassa, tale da renderle confondibili con la cosiddetta noia elettrica (noise) di background, si evince che l’attività tonica rappresenti un controllo inibitorio del livello di eccitabilità neuronale più efficace rispetto a quello mediato dall’attività fasica (come già ricordato, la componente tonica rappresenta circa l’90% dell’attività inibitoria complessiva).

Thujone

• Presente in diverse piante, come l’assenzio, è in grado di esercitare effetti importanti sul SNC.

• Tali azioni farmacologiche sono dovute a una diretta inibizione dei recettori GABA-A, del tutto analoga a quella esercitata dalla picrotossina.

• Alterazioni comportamentali simili alla schizofrenia sono state indotte mediante infusione di picrotossina nella amigdala basolaterale di topi, ossia la regione piùcoinvolta in questo tipo di psicosi.

materiale didattico riservato

Effetto epilettogeno• Numerose osservazioni confermano la

possibilità di una azione epilettogena, dovuta alla assunzione di olio, in assenza di altre cause accertate.

• In un bambino di 7 mesi, peraltro in buona salute, l ’ assunzione della preparazione omeopatica di thuja ha determinato la comparsa di convulsioni tonico-cloniche ripetute, in un quadro elettroencefalografico e radiologico (RMN cerebrale) del tutto normale, le quali sono scomparse a seguito della sospensione del trattamento. materiale didattico riservato

Neurotossicità cumulativa

• È stato anche dimostrato un effetto cumulativo per dosi ponderali subcliniche di olio essenziale nei ratti.

• La cui neurotossicità è stata evidenziata con la comparsa di convulsioni tonico-cloniche.

• Tali convulsioni possono essere associate ad alterazioni elettroencefalografiche.

materiale didattico riservato

Sperimentazione pura

• Pur essendo stato studiato nell ’ ambito degli effetti dell’assenzio, il thujone, essendo presente anche nella thuja, può fornire valide informazioni sull’azione dell’arbor vitae.

• La somministrazione di alte concentrazioni di thujone in alcool ha dimostrato importanti conseguenze sull’attenzione in 25 individui sani, insieme a un’aumentata reattività ansiosa agli stimoli, correlata a un effetto antagonista sui recettori A del GABA

materiale didattico riservato

Chamomilla/disturbi bipolari

• Nei disturbi bipolari, invece, è stata osservata una condizione diversa. A livello dell’area 9 di Brodmann, si nota un aumento nella densitàdelle sub-unità di GABA(A), che legano le benzodiazepine, ma non di quelle che legano il muscimolo.

• Secondo una visione omeopatica si potrebbe orientare la scelta di un rimedio verso chamomilla, in quanto uno dei suoi costituenti, l’apigenina, è un ligando delle sub-unitàrecettoriali GABA(A) delle benzodiazepine.

Agaricus muscariusAmanita muscaria, il simile GABAergico e colinergico

Costituenti principali• Contiene sostanze neurotrope e psicoattive, usate

in passato per le cerimonie religiose.• Acido ibotenico e muscimolo sono composti

isoxazolici in grado di legare i recettori GABA. Questo legame è responsabile di non tutti gli effetti psicoattivi.

• Contiene anche muscarina a basse concentrazioni.• Infatti, la somministrazione su volontari sani di

quantità variabili di acido ibotenico e muscimolosintetici non ha portato alle allucinazioni strutturate di solito descritte nell’avvelenamento del fungo in toto.

Isoxazoli

• Il muscimolo è fino a 10 volte più potente dell’acido ibotenico, per l’induzione degli effetti tossicologici.

• Ambedue le sostanze sono presenti in maggiore concentrazione nel cappello, piuttosto che nel gambo e soprattutto nei campioni giovani estivi.

• L’acido ibotenico si trasforma in muscimolo per decarbossilazione, quando il fungo è essiccato prima della ingestione, al fine di avere maggiori effetti psicoattivi.

Muscarina

• La muscarina è stata considerata per molto tempo il principale responsabile dell’azione di amanita muscaria sul sistema nervoso centrale, ma la sua ridotta concentrazione e l’impossibilità di passare la barriera emato-encefalica non giustifica il suo contributo agli effetti psicoattivi.

• Molto più importanti, invece, sono gli effetti somatici colinergici.

Sintomi da isoxazoli

• I volontari che ingeriscono 7,5 mg di muscimoloo 50-90 mg di acido ibotenico sviluppano, entro un’ora, sintomi che durano 3-4 ore, con malessere e cefalea il giorno dopo.

• Tra questi sintomi troviamo: affaticamento e inattività, lieve nausea e vomito, spasmi muscolari alle estremità, vari disturbi emozionali (euforia o paura), percezione spazio-temporale alterata, raramente allucinazioni.

Sintomi da muscimolo

• Il muscimolo è un importante agonista dei recettori GABA, con una potente azione sui recettori post-sinaptici reattivi alla bicucullina.

• I sintomi da ingestione compaiono dopo 20-90 minuti, con sonnolenza e vertigini, che si alternano a euforia, iperattivitàmotoria, tremori, eccitazione maniacale.

• Nei bambini possono subentrare coma e convulsioni.

Un caso descritto• In letteratura viene riportato un caso di psicosi

paranoide, durata 5 giorni, in un uomo di 48 anni, che assunse il fungo per sbaglio. Dopo un’ora e mezza dalla ingestione ebbe vomito e successivo addormentamento. Fu trovato in coma, in preda a un episodio convulsivo.

• Ricoverato d’urgenza ebbe un rialzo del CPK e al risveglio (circa 10 ore dopo l’intossicazione) bene orientato. Dopo 8 ore, tuttavia divenne confuso, manifestando allucinazioni visive e uditive, che persistettero per 5 giorni, per poi scomparire del tutto.

Identificazione

• Le sostanze tossiche contenute in amanita muscaria (acido ibotenico, muscimolo e muscarina) possono essere identificate e dosate nelle urine, al fine di arrivare a una diagnsi tossicologica.

• I metodi usati prevedono la cromatografia liquida e la spettrometria di massa, le quali offrono specificità e sufficiente sensibilità.

Sintomi della pianta intera

• I sintomi da ingestione della pianta intera provocano: salivazione, sudorazione, bradicardia, midriasi, euforia, senso di leggerezza, visione colorata e allucinazioni visive.

• Sebbene la muscarina sia uno dei costituenti del fungo, non si verifica miosi.

• La midriasi, in questo caso, sarebbe dovuta a un’azione simpatica sul SNC, dovuta al muscimolo (e in grado minore all’acido ibotenico)

Frutti psicotropi• L’assunzione di funghi psicotropi è un

atteggiamento diffuso nella popolazione giovanile.

• Cinque ragazzi (da 18 a 21 anni) mangiarono i frutti secchi di Amanita muscaria a una festa, per provare le allucinazioni.

• Quattro di loro ebbero allucinazioni visive e uditive, mentre una ragazza di 18 anni perse conoscenza per alcune ore.

• Il giorno dopo andò in Ospedale, dove venne ricoverata per 5 giorni in osservazione, ma senza altri disturbi residui.

Altro caso

• In un altro caso descritto, un uomo di 41 anni fu trovato in coma nel suo appartamento.

• Dopo un trattamento di emergenza fu trasferito in ospedale con sospetto di intossicazione da cannabis.

• Dalle analisi risultò solo un lieve aumento del CPK, mentre l’ECG mostrò una bradicardia.

• Una volta stabilita la vera causa (ingestione di amanita muscaria per errore), mediante le urine, fuimpostata una terapia anti-colinergica con atropina, che portò a completa risoluzione.

Schizofrenia

• Considerando gli effetti allucinatori del fungo, alcuni Autori hanno cercato di evidenziare una possibile correlazione tra schizofrenia, stimolazione colinergica e circuito GABA.

• Il giro temporale superiore della corteccia, in particolare, sembra implicato nella patofisiologia delle allucinazioni nei soggetti schizofrenici, nei quali è stato dimostrato un aumento nella densità dei recettori GABA(A), proprio nel sito di legame con il muscimolo.

Regolazione cardiovascolare

• Acetilcolina e GABA sono entrambi coinvolti nella regolazione cardiovascolare del SNC.

• A fronte delle interazioni anatomiche ed elettrofisiologiche tra i due neurotrasmettitori, sono stati condotti interessanti esperimenti su ratti Sprague-Dawley, iniettando carbacolo(agonista colinergico) nei ventricoli cerebrali, al fine di aumentare la pressione arteriosa (misurata con catetere nella arteria iliaca).

Ach e GABA• Tale aumento deriva dalla stimolazione dei

recettori colinergici. Il pretrattamento con muscimolo, invece, previene l’effetto ipertensivo del carbacolo, mediante stimolazione GABAergica, la quale mostra un’azione inibitoria sui neuroni colinergici coinvolti nella regolazione della pressione.

• In altre zone del cervello, invece, i ligandi dei recettori GABA(A) stimolano la secrezione di acetilcolina, come si verifica nei neuroni del corpo striato. Il muscimolo è in grado di indurre un aumento di acetilcolina del 300%, nei ratti adulti maschi.

131

Acido ibotenico – muscimolo

• Spasmi muscolari, vertigini, vomito

• Sonno profondo, sogni intensi

132

AZIONI MUSCARINICHE E NICOTINICHE DELL’ACh SUGLI ORGANI PERIFERICI

Organo Organo AzioniAzioni

Occhio:Occhio:Iride (muscolo sfintere della pupilla)Iride (muscolo sfintere della pupilla)Muscolo ciliareMuscolo ciliareGhiandole salivari e lacrimaliGhiandole salivari e lacrimaliBronchiBronchiCuoreCuoreAlbero vascolare (endotelio)Albero vascolare (endotelio)Stomaco e intestinoStomaco e intestinoVescica urinariaVescica urinariaGhiandole sudorifereGhiandole sudorifereSistema riproduttivo (maschio)Sistema riproduttivo (maschio)

Mediate da recettori muscariniciMediate da recettori muscariniciContrazione e miosiContrazione e miosiContrazione e accomodazione della lente alla Contrazione e accomodazione della lente alla visione vicinavisione vicinaSecrezione sottile e acquosaSecrezione sottile e acquosaCostrizione; aumento delle secrezioniCostrizione; aumento delle secrezioniBradicardia, rallentata conduzione, debole azione Bradicardia, rallentata conduzione, debole azione inotropainotropanegativanegativaLiberazione di ossido nitrico e vasodilatazioneLiberazione di ossido nitrico e vasodilatazioneAumento del tono, aumento secrezione gastrica, Aumento del tono, aumento secrezione gastrica, rilasciamento degli sfinteririlasciamento degli sfinteriContrazione del detrusore, rilasciamento sfinteriContrazione del detrusore, rilasciamento sfinteriDiaforesiDiaforesiErezioneErezione

Muscoli scheletriciMuscoli scheletriciGhiandole surrenaliGhiandole surrenaliGangli simpatici perifericiGangli simpatici periferici

Mediate da recettori nicotiniciMediate da recettori nicotiniciContrazioneContrazioneLiberazione di adrenalina e noradrenalinaLiberazione di adrenalina e noradrenalinaAttivazione del sistema simpatico con liberazione di Attivazione del sistema simpatico con liberazione di noradrenalinanoradrenalina

TipoTipo M1M1 M2M2 M3M3 M4M4 M5M5

LocalizzazionLocalizzazionee

Cervello Cervello GhiandoleGhiandole

Gangli simpaticiGangli simpatici

CuoreCuoreCervelloCervelloMuscolatura Muscolatura liscialiscia

Muscolatura Muscolatura liscialiscia

GhiandoleGhiandoleCervelloCervello

CervelloCervello CervelloCervelloOcchioOcchio

Proteine GProteine G GqGq//1111 GiGi//oo GqGq//1111 GiGi//oo GqGq//1111

Meccanismo Meccanismo di di trasduzionetrasduzione

IP3,DAGIP3,DAG↑↑conduttanzaKconduttanzaK++

depolarizzazionedepolarizzazioneeccitazioneeccitazione

cAMPcAMPconduttanze:conduttanze:K+K+↓↓ CaCa2+2+

IP3,DAGIP3,DAG↑↑cAMPcAMPconduttanza:conduttanza:

↑↑ CaCa2+2+

cAMPcAMPconduttanze:conduttanze:K+K+↓↓ CaCa2+2+

IP3,DAGIP3,DAG↑↑cAMPcAMPconduttanza:conduttanza:↑↑ Ca2+ Ca2+

AgonistiAgonisti AChAChmuscarinamuscarinapilocarpinapilocarpinacarbacolocarbacoloMCNMCN--A343A343

AChAChmuscarinamuscarinapilocarpinapilocarpinacarbacolocarbacolo

AChAChmuscarinamuscarinapilocarpinapilocarpinacarbacolocarbacolobetanecolobetanecolo

AChACh AChACh

Antagonisti Antagonisti selettivoselettivo

AtropinaAtropinaScopolaminaScopolaminaDicicloverinaDicicloverinaTolderodinaTolderodinaOxibutininaOxibutininaIpratropioIpratropio

PirenzepinaPirenzepinaMT7MT7

TripitraminaTripitramina, , AFDX384AFDX384AtropinaAtropinaScopolaminaScopolaminaDicicloverinaDicicloverinaTolderodinaTolderodinaOxibutininaOxibutininaIpratropioIpratropio

44--DAMPDAMPAtropinaAtropina

ScopolaminaScopolaminaDicicloverinaDicicloverinaTolderodinaTolderodinaOxibutininaOxibutininaIpratropioIpratropio

AtropinaAtropinaScopolaminaScopolaminaDicicloverinaDicicloverinaTolderodinaTolderodinaOxibutininaOxibutininaIpratropioIpratropio

MT3MT3

AtropinaAtropinaScopolaminaScopolaminaDicicloverinaDicicloverinaTolderodinaTolderodinaOxibutininaOxibutininaIpratropioIpratropio

GABA-A• I fiori secchi della matricaria chamomilla L. sono

diffusamente utilizzati per indurre effetti sedativi.• Una frazione di estratto alcoolico della pianta, un

flavonoide denominato apigenina (5,7,4 ’ -triidrossiflavone), mostra la capacità di legarsi a uno specifico ligando, localizzato nel sito di legame centrale delle benzodiazepine.

• Studi elettrofisiologici, su cellule cerebellari, dimostrano una riduzione dose-dipendente di GABA, la quale può essere bloccata dalla utilizzazione di uno specifico antagonista del recettore delle benzodiazepine.

• Ciò significa che il ligando implicato nella azione della apigenina è proprio il recettore GABA-A .

Tossicologia

• Le intossicazioni botaniche sono molto frequenti nei ruminanti.

• Tra le piante maggiormente responsabili della morte accidentale, negli animali, va considerata la cicuta virosa.

• La molecola più importante, nelle manifestazioni più gravi, è la cicutossina, la quale agisce sul sistema nervoso centrale, provocando violente convulsioni e morte.

Evoluzione tossica

• I primi segni di avvelenamento si verificano entro 15 minuti dalla ingestione letale e si manifestano con eccessiva salivazione, irrequietezza, tremori, debolezza muscolare e crisi convulsive, intervallate a periodi di rilassamento.

• La morte sopraggiunge a seguito di una violenta crisi epilettica.

• In questi casi si osserva una aumentata attivitàda parte di lattico deidrogenasi, aspartatoaminotransferasi e creatinchinasi, indicativa di un danno muscolare.

Nell’uomo• Le proprietà tossiche della cicuta virosa

sono state indagate fin dal XVII secolo, riportando un gran numero di casi negli animali e nell’uomo.

• Da allora sono stati riportati, come sintomi tossici, la nausea, i dolori e le convulsioni.

• All ’ esame autoptico è stata descritta la congestione dei polmoni e del sistema nervoso centrale, con infiammazione del canale alimentare.

I°caso

• Anni fa, venne descritto il caso di un uomo avvelenato con cicuta.

• I sintomi principali furono: convulsioni, perdita di coscienza, cianosi con tinta rossastra, pupille dilatate e acidosi metabolica.

• Il paziente riuscì a sopravvivere, mediante emodialisi, emoperfusione, diuresi forzata e ventilazione artificiale

II°caso

• In un altro soggetto di 54 anni, si utilizzò l’infusione venosa continua di tiopentonesodico, per controllare i movimenti grossolani e irregolari, l’acidosi metabolica e le crisi colinergiche, caratteristiche di questo genere di avvelenamenti.

• I fenomeni clinici più importanti, conseguenti all’avvelenamento da cicuta, sono, pertanto: convulsioni e paralisi respiratoria.

Cicutossina

• Oltre alla cicutossina, che appartiene alla classe dei C(17)-poliacetileni, è stata identificata un ’ altra molecola fortemente tossica, denominata virol A (VA), la quale agisce sul sistema nervoso centrale dei mammiferi, inibendo selettivamente i complessi di canale Cl nei recettori GABA(A).

• La cicutossina, d ’altra parte interferisce sulle correnti del K+ nei linfociti T attivati, bloccando, in tal modo, la proliferazione clonale delle cellule naive e di memoria.

Husemann, picrotossina• Provoca dapprima crampi parossistici, prima di origine

cerebrale, poscia dalla midolla allungata e finalmente dalla midolla spinale, i quali hanno per lo più il carattere epilettiforme e sono congiunti a forte secrezione di saliva schiumosa.

• Qualche volta sono del tutto tetanici come gli avvelenamenti per stricnina, senza però che sia aumentata la eccitabilità riflessa.

• Negl ’ intervalli che intercedono tra le convulsioni, la coscienza è alterata e si trova per lo più lo stato comatoso.

• La morte ha luogo in conseguenza di paralisi secondaria del centro respiratorio in principio fortemente eccitato, o per asfissia in un accesso convulsivo, ovvero per esaurimento

Tamburrini, 1881

• I fenomeni immediati che seguono all’amministrazione di 2 cgr di picrotossinae dei coccoli di levante sono sapore amaro, rutti, salivazione, la nausea ed il vomito (più facilmente con i secondi che con la prima), che fa stabilire in casi di avvelenamenti un pronostico tanto piùfavorevole, quanto è più pronto; segue una debolezza muscolare, sonnolenza e talvolta convulsioni.

Tamburrini, 1881• Gli esperimenti eseguiti su diverse specie di animali

hanno dimostrato costantemente la comparsa della salivazione, tremori, spasmi estensori, movimenti circolari, disturbi della respirazione consistenti in una grande frequenza ed in ingrandimento inspiratorio del torace per l’eccitamento del vago e lo spasmo della glottide, rarità estrema del polso ed infine paralisi.

• Le convulsioni presentano forme svariate, ma a differenza degli spasmi stricnici non sono di natura riflessa, e non vengono destate da impressioni sensitive.

Bernatzik, picrotossina (1886)• Produce, per eccitazione del centro del vago, rallentamento

dell’azione cardiaca, per eccitazione del centro vasomotorio aumento della pressione sanguigna, disturbi della respirazione per violenta eccitazione del centro respiratorio, aumenta l’eccitabilità riflessa dopo iniziale abbassamento e aumenta la secrezione della glandole salivari e delle mucose.

• Nell’uomo… si osservarono variazioni della frequenza del polso che diventa piccolo e debole, formicolio all’estremitàinferiore di un lato, senso di tensione alla testa e al viso, tremore degli arti, gravezza del capo, sonnolenza, diminuzione dell ’ udito, aumentata secrezione di saliva, senso alternante di caldo e di freddo con abbassamento oggettivamente dimostrabile della temperatura.

Picrotossina

Tossicologia

• La pianta e il suo principio attivo aumentano la secrezione e la persitalsidell’intestino.

• A dosi fisiologiche (non tossiche) aumentano la pressione arteriosa e stimolano l’attività respiratoria.

• A forti dosi determinano sonnolenza, tremore muscolare, nausea, vertigini, incoordinazione, convulsioni tonico-cloniche.

Menière

• Interessante la proposta empirica di utilizzare le supposte di picrotossina nel trattamento e nella profilassi delle crisi di malattia di Menière.

• In uno studio condotto su 41 pazienti, 18 vennero trattati con betaistina (idrocloride, Serc, Betaserc) e 23 con supposte di picrotossina 1 mg tre volte a settimana.

• Confrontando le terapie, si è osservata una maggiore efficacia sulla frequenza e sulla intensità degli attacchi di vertigine, nel gruppo trattato con picrotossina, senza notare, peraltro, significativi effetti collaterali.

• Essa è classificata nell ’ ambito dei convulsivanti e degli stimolanti respiratori ed èin grado di antagonizzare i recettori GABA-A, a livello dei canali cloro-ionici, mentre la bicucullina determina un effetto analogo a livello del sito recettoriale vero e proprio.

Cardiopatia ischemica

• L ’ infusione venosa di 2 mg/kg di picrotossina nei gatti vagotomizzati comporta sempre una costrizione coronarica, peraltro verificabile con un aumento della resistenza vascolare e del tracciato elettrocardiografico, mediata dalla stimolazione degli α-recettori.

Sessualità

• Gli effetti della esposizione materna alla picrotossina (iniettata per via sottocutanea, alla dose di 0.75 mg/kg, per 4 giorni), durante la gravidanza, condizionano i successivi comportamenti sessuali dei ratti maschi, nel periodo post-natale.

• I risultati ottenuti mostrano una più intensa attività riproduttiva, con un maggior numero di eiaculazioni, a parità di livelli di testosterone, rispetto ai gruppi di controllo.

Tendenza sessuale

• La somministrazione della picrotossina nel periodo perinatale (19° giorno di gestazione, 1°giorno di vita e 5° giorno di allattamento) alle stesse dosi, nei ratti maschi wistar, sembra alterare il dimorfismo sessuale, nello sviluppo cerebrale, determinando un cambiamento nella tendenza sessuale.

• Questo fenomeno può essere spiegato con una iposensibilità dei recettori GABA, come emerge dalle osservazioni sui topi allattati da madri trattate durante l ’ allattamento, nelle aree cerebrali correlate al comportamento e agli aspetti sessuali.

Stereotipie

• La somministrazione intracerebrale della picrotossina, nel nucleo caudato dei ratti, induce un interessante comportamento stereotipato, che può essere inibito dalla somministrazione, nella stessa area, di sostanze GABA-ergiche, quali alloperidolo, diazepam e litio.

• Un fenomeno analogo si verifica per la iniezione della sostanza, mediante cannula impiantata permanentemente nel globus pallidus dei ratti, con il risultato di indurre, non solo stereotipie, ma anche catalepsia e iperattività motoria.

Psicosi maggiori

• La disfunzione GABA può, inoltre, avere un importante ruolo nella fisiopatologia della schizofrenia. Infondendo picrotossinanell’amigdala dei ratti, è possibile osservare un aumento del flusso eccitatorio nello stratumoriens dei settori CA3/2 dell’ippocampo.

• Tale manipolazione farmacologica comporta una selettiva riduzione degli interneuroni GABA-ergici in CA3/2, come si verifica nelle psicosi maggiori, insieme a una marcata riduzione delle correnti nei neuroni piramidali di questa regione.

Ippocampo e schizofrenia• Sui topi maschi CD1, inoltre, la paura

condizionata da fonti traumatiche viene attenuata, fino ad essere completamente estinta, dalla picrotossina.

• Studi funzionali molto recenti hanno messo in evidenza la iperattività dell’ippocampo nei pazienti schizofrenici.

• I dati neuropatologici indicano il ruolo degli afferenti ippocampali eccitatori e della diminuzione nella trasmissione GABA.

Modelli psicotici

• Nei ratti, la stimolazione dell’ippocampo ventrale comporta la iperreattività e la rottura delle uscite sensitivo-motorie, che possono essere studiate tramite la risposta della partenza acustica, molto simile peraltro agli effetti sul comportamento correlati ai sintomi psicotici umani.

• La disinibizione dell’ippocampo centrale con la picrotossina determina, anch ’ essa, una condizione simile alla psicosi, che può spiegare almeno alcuni meccanismi patogenetici della schizofrenia.

Iperattività

• Le microiniezioni multiple bilaterali di 1 grammo di picrotossina, nel neostriato rostrale dei ratti, inducono ipercinesi coreomioclonica nelle zampe, nella testa e nel corpo.

• Gli effetti più pronunciati sono osservati quando si posiziona la cannula nelle regioni più anteriori del neostriato rostrale, con irradiazione della sua azione nella sostanza bianca (corpo calloso), o anche quando si posiziona in maniera asimmetrica a destra o a sinistra dello striato.

Dolore “centrale”

• In un altro interessante studio, si riportano gli effetti della picrotossina iniettata nel nucleo reticolare talamico, i quali si manifestano con un comportamento “da dolore” del ratto.

• Tale comportamento è caratterizzato, principalmente, da sollevamenti ripetitivi delle zampe controlaterali al sito di iniezione, talvolta accompagnati da estensione della gamba e da separazione massimale delle dita.

Chelidonium

• Interessante l ’ affermazione di Husemann, secondo il quale il celidonio sarebbe un veleno cerebrale, in grado di provocare stupore, atassia ed analgesia. Anche il Cantani riprende l ’ argomento, quando dice che la pianta possederebbe pure delle proprietà narcotiche e sarebbe capace di produrre paralisi sensitiva e motoria.

• Sotto questo aspetto, va menzionata l ’azione inibitoria del celidonio sul GABA, tale da attivare un importante meccanismo analgesico.

Recettori GABA/B

• a differenza dei GABA/A, sono recettori metabotropici accoppiati a proteine G inibitorie, sono attivati selettivamente dal derivato del GABA, β-p-clorofenil GABA (baclofen) e, al contrario dei recettori GABAA, sono insensibili alla bicucullina e al muscimolo. Sono accoppiati a canali permeabili al Ca2+ e al K+.

Localizzazione

• La loro localizzazione a livello del SNC èubiquitaria come anche la localizzazione a livello sinaptico.

• Troviamo infatti recettori GABA/B sia a livello presinaptico, dove grazie all’interazione col GABA regolano il rilascio di GABA e glutammato, promuovendo una inibizione della loro liberazione, sia a livello postsinaptico dove l’attivazione di tali recettori media l’apertura di canali al K+ con conseguente iperpolarizzazionepostsinaptica.

Funzione GABA/B• I recettori GABA/B sono i recettori metabotropici del

neurotrasmettitore inibitore GABA. L’interazione del GABA con questo complesso recettoriale attiva un sistema dei secondi messaggeri che modulano l’attività di canali al Ca2+ e al K+, controllando in tal modo il rilascio presinaptico di neurotrasmettitore e riducendo quindi la neurotrasmissione a livello post- sinaptico.

• Quindi, la funzione principale dei recettori GABA/B a livello presinaptico è quella di autoregolare il rilascio di GABA quando le concentrazioni sinaptiche del neurotrasmettitore diventano eccessivamente alte.

Controllo della inibizione• I recettori GABA/B sono quindi importanti per tenere

sotto controllo l’eccitabilità neuronale. Una riprova scientifica di questa importante funzione fisiologica èevidenziata da esperimenti in topi Balb/c che sono privi della subunità GABA/B1 (knok-out GABAB1).

• Questi topi sono vitali ma mostrano convulsioni spontanee e alterazioni della memoria. Sotto l’applicazione di un agonista GABAB, non mostrano né il tipico rilassamento muscolare, né ipotermia o modificazioni delle onde δ di un tracciato elettroencefalografico EEG se comparati con topi wild-tipe.

Evidenze

• Queste recenti scoperte, ottenute sia grazie a esperimenti comportamentali sia grazie alla neuropsicofarmacologia, hanno permesso di dimostrare che la mancanza della subunitàGABA/B1 comporta una perdita di tutte le riposte biochimiche ed elettrofisiologiche del GABA/B nei topi privi di subunità GABA/B1.

• Da queste evidenza si può concludere che il GABA/B1 è un componente essenziale dei recettori GABA/B pre e post-sinaptici.

Effetti GABA/B

• effetti ormonali, quali la produzione di MSH, secrezione gastrica, rilascio di prolattina, LH e androgeni;

• effetti comportamentali, quali epilettogenesi, attacchi di panico, catatonia, ipotensione, memoria, motilitàgastrica, sintomatologia da astinenza di diazepam ed etanolo;

• effetti cellulari, quali conduttanza di K+ e Ca++, inibizione adenilato-ciclasi, inibizione idrolisi dei fosfoinositidi.

GABA/C

• sono espressi in molte zone del cervello (midollo spinale, colliculus superior, ipofisi e tratto gastro-intestinale), ma la loro localizzazione principale è nella retina.

• Sono recettori ionotropi accoppiati a un canale Cl-, ma distinguibili dai recettori GABA/A e GABA/B in quanto insensibili alla bicucullina e al baclofen. Sono invece molto sensibili al blocco della picrotossina così come i GABA/A.

• Sono formati unicamente da 5 subunità ρ (solo 1-3 nell’uomo).

Funzioni

• I recettori GABA ρ sono coinvolti nella visione, in alcuni aspetti della memoria e nel comportamento veglia/sonno.

• Un nuovo e selettivo antagonista di questi recettori (cis- and trans-3-ACPBPA), iniettato nel vitro di ratti, previene lo sviluppo della miopia sperimentale e inibisce l’allungamento del vitreo associato, con azione dose-dipendente.

• Inoltre, la somministrazione intraperitoneale nei ratti Wistar aumenta l’apprendimento e la memoria.

GABA(C)ρ-1

• La fosforilazione della proteinchinasi C, da parte della mezereina, conduce anche a un disturbo neurologico: l’inibizione dei recettori GABAρ, ossia una sotto-unità dei GABA(C), presente soprattutto a livello della retina.

• Tale inibizione comporta dei cambiamenti nella permeabilità vascolare, simili a quelli indotti sulla retina da condizioni di ipossia, come si verifica nella retinopatia diabetica.

Recettori adrenergici

• L’adrenalina è un ormone secreto dalla midollare surrenalica, per anticipare o contrastare un pericolo.

• Ciò si verifica aumentando il tono vascolare, la contrazione cardiaca e la forza muscolare, mediante la mobilizzazione dello zucchero nel fegato.

Sintomi da stimolazione

• Sudorazione; orripilazione;

• Midriasi;• broncodilatazione (aumenta il fabbisogno di

ossigeno); effetto cronotropo e inotropo positivo;• mobilizzazione del sangue nei muscoli

scheletrici (riduzione negli organi viscerali e nella cute);

• mobilizzazione di glicogeno nel fegato e nei muscoli (riserva e produzione di energia);

• catabolismo dei grassi (riserve energetiche).

Catecolamine

• L’adrenalina, insieme alla dopamina e alla noradrenalina (prodotta dalla midollare surrenalica e dai neuroni simpatici), è inserita nel contesto di ormoni e neurotrasmettitori, denominato, nel suo insieme: catecolamine.

• I recettori che rispondono alla adrenalina e noradrenalina sono denominati adrenergici e suddivisi in due classi maggiori: α(1-2)-adrenergici e β (1-2)-adrenergici.

Effetti α-adrenergici

• vasocostrizione negli organi viscerali (ad eccezione del fegato);

• contrazione del miometrio (α1);• midriasi (α1);• glicogenolisi nel fegato (α1);• inibizione della lipolisi nel tessuto adiposo

(α2);• inibizione della secrezione di insulina (α2);• inibizione dell’aggregazione piastrinica (α2).

Effetti β-adrenergici

• vasodilatazione nei muscoli scheletrici e nel fegato (β2)

• broncodilatazione (β2);• rilassamento del miometrio (β2);• effetto inotropo e cronotropo positivo (β1);• diminuzione della pressione intraoculare

(β2);• glicogenolisi nei muscoli scheletrici e nel

fegato (β2);• lipolisi nel tessuto adiposo (β1);• secrezione di insulina (β2).

Diversità dei recettori

• Ciò che caratterizza i differenti recettori èla differenza nella struttura molecolare.

• La maggior parte delle informazioni, in questo senso, deriva dallo studio di sostanze agoniste e antagoniste delle catecolamine, le quali hanno permesso di suddividere i recettori in sub-tipi: α1 e α2, β1 e β2.

Recettori β-3

• In realtà, la biologia molecolare ha confermato l’esistenza di recettori adrenergici β3, i quali sono legati alla adenil-ciclasi, tramite la proteina G, anche se non sono soggetti a fosforilazione dalla protein-chinasi o dalla chinasi del recettore di proteina G.

• I β3 sono espressi prevalentemente nel tessuto adiposo, ove regolano il metabolismo dei grassi.

Agonisti adrenergici

• Gli agonisti adrenergici sono numerosi e specifici per i singoli recettori.

• Tra gli altri consideriamo alcune molecole, che non specificano i sub-tipi, come isoprenalina (vasocostrittore α), fenilefrina(vasodilatatore β), adrenalina (stimola vasocostrizione o vasodilatazione).

• Altre, invece, hanno una maggiore specificità, quali clonidina (α2) e salbutabolo (β2).

Antagonisti adrenergici

• Uno degli antagonisti più conosciuti è il propanololo, il quale inibisce i β-recettori, soprattutto a livello renale, impedendo la secrezione di renina dalle cellule iuxta-glomerulari e, quindi, la formazione di angiotensina dall’angiotensinogeno.

• Altri β-bloccanti, quali practololo e metoprolo, mostrano un’azione diversa a seconda del dosaggio.

• A basse concentrazioni, infatti, antagonizzano in modo specifico i recettori β1, mentre ad alte dosi tale selettività non è così perfetta, impedendone l’uso terapeutico.

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178

Aconitum• Tachiaritmia e BAV di II e III grado• Tropismo nervoso degli alcaloidi• Legame sito 2 α-unità dei canali proteici con inattivazione (inibizione del riassorbimento di noradrenalina)

• Attività modulatoria dei canali Na+voltaggio-dipendenti

• Morte per tachicardia ventricolare e paralisi respiratoria

• Gli alcaloidi sono: aconitina, isoaconitina, lycaconitina e napellina

Canali del Na+

• Tali componenti (aconitina e diterpenoidi) mostrano un notevole tropismo per il sistema nervoso centrale, a livello del quale si legano nel sito 2 delle α-unità dei canali proteici, inattivandoli e inibendo il riassorbimento della noradrenalina.

• La conseguenza di questo meccanismo sarebbe la eccessiva depolarizzazione dei canali del Na+, la quale sopprimerebbe la trasmissione del dolore.

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Aconitum ed epilessia• non va dimenticata la prolungata azione epilettogena dell ’ aconitina, per interessamento diretto della corteccia cerebrale.

• Tale azione è calcio-dipendente, ma coinvolge anche i canali ionici del sodio e i canali NMDA (N-methyl-D-aspartate).

• Anche in questo caso dobbiamo menzionare l ’ effetto omeopatico dell ’ aconito, come dimostrato dalla sua azione anti-epilettogena, quando le crisi convulsive siano indotte, su topi, dalla bicucullina

materiale didattico riservato

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Struttura dei recettori

• Molti effetti delle catecolamine, inclusa la dopamina, sono mediati dal legame con una famiglia di recettori, che attraversano 7 volte la membrana cellulare (7TM, TimesMembrane), il cui risultato finale èrappresentato dalla attivazione o dalla inibizione del 2° messaggero, quale l’adenilciclasi o la fosfolipasi C.

Recettori di acetilcolina• L’identificazione dei due tipi di recettore per Ach

risale all’inizio del XX secolo, quando Henry Dalediede la definizione di muscarinico e nicotinico, in base alla capacità legante della muscarina e della nicotina, insieme alla capacità inibente dell’atropina e del curaro, rispettivamente.

• Molti effetti delle catecolamine, inclusa la dopamina, sono mediati dal legame con una famiglia di recettori, che attraversano 7 volte la membrana cellulare (7TM, Times Membrane), il cui risultato finale èrappresentato dalla attivazione o dalla inibizione del 2°messaggero, quale l’adenilciclasi o la fosfolipasi C.

Recettori Ach

Due tipi di recettore• Circa il 60% dei farmaci usati nella pratica clinica

sono diretti verso i 7TM. In contrasto, l’acetilcolina interagisce con due distinti recettori completamente distinti tra loro: nicotinici (canali ionici o recettori ionotropi) e muscarinici (7TM o recettori metabotropi).

• L’acetilcolina si trova tra le terminazioni nervose e le cellule bersaglio (muscolari), ossia nella giunzione neuro-muscolare. Nel sistema nervoso autonomo è anche il neurotrasmettitore delle terminazioni pre-gangliari e di molti nervi post-gangliari.

Variabile Utero

Costrizione; ↑ secrezioniBronchi

ErezioneTratto riproduttivo (maschio)

DiaforesiGhiandole sudoripare

Contrazione del muscolo detrusore; rilassamento dello sfintere

Vescica

↑ Tono e secrezioni; rilassamento degli sfinteriTratto GI

Bradicardia; ↓ velocità di conduzione; blocco AV ad alte dosi; lieve ↓ forza contrattile

Cuore

Secrezione fluida e acquosaGhiandole salivari e lacrimali

Contrazione e accomodazione del cristallino alla visione ravvicinata

Muscolo ciliare

Contrazione e miosiIride (m. sfintere della pupilla)

Liberazione di NO e vasodilatazioneVasi (cellule endoteliali)

Effetti dell’acetilcolinaTESSUTO

EFFETTI DELL’ACETILCOLINA SUI TESSUTI PERIFERICI

Sistema autonomo• Il sistema nervoso autonomo controlla,

involontariamente, il funzionamento del muscolo cardiaco, della muscolatura liscia (vasi sanguigni, peli, occhi, cuore, bronchi, digerente, vescica, genitali, etc.), delle ghiandole endocrine (midollare surrenale) e di quelle esocrine (salivari, lacrimali e sudoripare).

• Regola anche le variazioni termiche, cardiovascolari, bronchiali, metaboliche ed endocrine associate agli stati emozionali (ansia, paura, rabbia, stupore, amore, eccitazione sessuale, etc.) e adattano l’organismo alla esplorazione, interazione sociale, concentrazione, sforzo fisico, dolore, freddo/caldo, attacco, difesa, fuga, riposo, riproduzione, etc.

Simpatico e parasimpatico• Il sistema nervoso autonomo agisce in via riflessa dopo

stimoli adeguati (es. costrizione della pupilla alla luce), oppure su comandi di centri integratori troncoencefalici, ipotalamici, limbici e neocorticali, responsabili del comportamento finalizzato e della regolazione della temperatura, della sete, della fame, della minzione, del respiro, delle funzioni cardiorespiratorie e della riproduzione.

• La suddivisione del sistema in simpatico e parasimpatico si basa sugli effetti contrapposti degli organi innervati, dovuti alle due fibre effettrici in serie, una fibra pre-gangliare colinergica nel sistema nervoso centrale (midollo, troncoencefalo) e una fibra post-gangliare colinergica o noradrenergica nel sistema nervoso periferico.

Fibre simpatiche

• Le fibre simpatiche pre-gangliari colinergiche originano nel midollo toracico e lombare e si connettono a fibre post-gangliari colinergiche (solo ghiandole sudoripare e muscoli lisci dei vasi dei muscoli scheletrici) o noradrenergiche, localizzate nei gangli paravertebrali o nei plessi celiaco e mesenterico.

• La midollare surrenale è un ganglio simpatico specializzato, che riversa nel circolo adrenalina (80%) e noradrenalina con effetti generalizzati.

Fibre parasimpatiche

• Le fibre parasimpatiche pre-gangliaricolinergiche originano nei nuclei dei nervi cranici troncoencefalici (III oculomotore, VII facciale, IX glossofaringeo, X vago) o nel midollo sacrale e si connettono a fibre post-gangliari colinergiche localizzate in gangli vicini o dentro l’organo innervato.

Effetti…simpatici

• ammiccamento e allargamento della pupilla

• incremento della frequenza cardiaca e della pressione

• broncodilatazione• riempimento della vescica, eiaculazione• blocco della digestione

• mobilitazione di riserve energetiche in situazioni stressanti/emozionanti di interazione sociale, concentrazione, sforzo fisico, freddo, dolore, attacco, difesa, fuga e riproduzione.

Effetti…parasimpatici

• costrizione della pupilla• riduzione della frequenza cardiaca e della

pressione sanguigna• broncocostrizione• svuotamento della vescica, erezione• processo di digestione• deposito di riserve energetiche in

situazioni di riposo, recupero e riproduzione.

Effetti coordinati

• I due sistemi autonomi possono coordinarsi tra loro per alcune funzioni, come quella vescicale.

• Il riempimento della vescica si basa sul rilasciamento del rivestimento muscolare e sulla contrazione dello sfintere interno (simpatico), mentre lo svuotamento si basa sulla contrazione del rivestimento muscolare e sul rilascio dello sfintere interno (parasimpatico) ed esterno (volontà su muscolo scheletrico).

Effetti esclusivi

• All’opposto, l’innervazione èesclusivamente simpatica per le ghiandole sudoripare, muscolatura liscia dei vasi sanguigni, muscoli piloerettori, cellule epatiche (mobilizzazione di glucosio: gluconeogenesi e gliconeogenesi), cellule adipose (mobilizzazione di grassi: lipolisi) e renali (secrezione di renina per il riassorbimento di acqua e sodio).

Ach e recettori periferici

• Quanto alla trasmissione dell’impulso nervoso autonomo, le fibre pre-gangliari simpatiche e parasimpatiche riversano acetilcolina sui recettori nicotinici post-sinaptici, collegati a canali ionici (Na+, K+) analogamente ai recettori colinergici della giunzione neuromuscolare.

• La fibra post-gangliare riversa sull’organo bersaglio acetilcolina (recettori muscarinici simpatici e parasimpatici) o noradrenalina (recettori noradrenergici simpatici alfa e beta).

Ach e recettori centrali

• Neuroni colinergici sono diffusi anche in tutto il SNC (cervello, cervelletto, tronco cerebrale e midollo), sia con circuiti locali o di interconnessione tra diverse regioni, sia con diramazioni al di fuori, come gangli autonomi e muscolatura striata.

Stimolazione vagale parasimpatica

• vasodilatazione;• aumento delle secrezioni fluide (es.:

pancreas, ghiandole salivari, etc.);• diminuzione della frequenza cardiaca.

Giunzione neuromuscolare

• A livello della giunzione neuromuscolare l’acetilcolina è rilasciata dalla membrana pre-sinaptica, per poi diffondere attraverso la fessura giunzionale e interagire con i recettori nicotinici e muscarinici, posti sulla membrana post-sinaptica.

• Molte funzioni colinergiche sono state studiate mediante l’uso di agonisti, quali il carbacolo e altri.

Inibitori colinesterasi

• Gli inibitori delle colinesterasi impediscono l’idrolisi dell’acetilcolina, determinando una continua stimolazione dei recettori nel sistema nervoso centrale, depressione nei gangli neurovegetativi e paralisi dei muscoli scheletrici.

• Tale fenomeno è seguito da una depressione secondaria dei recettori stessi, per desensibilizzazione, soprattutto a livello nicotinico, mentre le risposte muscariniche tendono a persistere.

Anti-colinesterasi

• Molte piante mostrano una intensa attività inibitoria sulla acetilcolinesterasi, soprattutto quando si usano estratti metanolici, piuttosto che acquosi.

• Semecarpus anacardium rientra in questo insieme, il cui risultato èrappresentato dalla induzione di sintomi colinergici.

Recettori nicotinici

• I recettori muscolari sono localizzati a livello della giunzione neuromuscolare del muscolo scheletrico

• I recettori gangliari sono responsabili della trasmissione a livello dei gangli simpatici e parasimpatici

• I recettori del SNC sono ampiamente diffusi a livello cerebrale.

Recettori ionotropi

• I nicotinici appartengono a un gruppo di canali ionici, che comprendono anche altri recettori, come quello della serotonina, della glicina e di GABA/A e GABA/C.

• Quando l’acetilcolina secreta dalla membrana presinaptica si lega ai recettori posti sulla membrana postsinaptica il Na+ extracellulare fluisce attraverso i canali nicotinici, sotto gradiente di concentrazione e di voltaggio, nella cellula muscolare, provocando una depolarizzazione locale, che arriva alla contrazione della cellula muscolare.

Canali ionici

• A livello della giunzione neuromuscolare l’acetilcolina agisce, mediante i recettori nicotinici, stimolando la contrazione dei muscoli scheletrici e trasmettendo segnali ai gangli del sistema autonomo.

• Tali recettori sono canali cationici (recettori ionotropi), che conducono il trasporto di Na+ e K+, presenti all’interno della cellula e nel fluido extracellulare.

Agonisti e antagonisti• La tubocurarina (costituente del curaro, un

alcaloide ottenuto da Chondrodendron tomentosumo Strychnos toxifera) è un antagonista selettivo, che non agisce sui recettori muscarinici, così come la nicotina.

• La muscarina e l’atropina, rispettivamente agonista e antagonista selettivo dei recettori muscarinici, non agiscono su quelli nicotinici.

• L’α-bungarotossina è un piccolo peptide di 8 kDache blocca la trasmissione neuromuscolare, legando selettivamente il recettore nicotinico (antagonista ad alta affinità: agisce per concentrazioni di 1x10-12 m/L).

Struttura pentamerica

• Tale recettore ha una struttura pentamerica, con subunità denominate α, αβ, β γ, δ. La subunità α rappresenta il sito di legame preferenziale per il 1°messaggero.

• Quando esso è sottoposto a una stimolazione prolungata, da parte dell’acetilcolina, si desensibilizza, per cui un successivo stimolo diventa inefficace.

Inefficacia dello stimolo

• Questo fenomeno è regolato dalle subunità β, γe δ.

• Studiando l’azione degli inibitori delle colinesterasi, infatti, si è visto che l’acetilcolinarimane legata alle subunità α per un tempo di secondi, invece che millisecondi, estendendo la fosforilazione mediata dalle proteinchinasi A e C.

• Ciò comporta una graduale chiusura dei canali ionici, che non possono essere riaperti, proprio a causa della prolungata fosforilazione.

Sub-unità

• Il recettore colinergico nicotinico (nAChR) appartiene alla famiglia dei recettori-canale cationici (insieme al recettore serotoninico di tipo 3, al recettore del GABA di tipo A e al recettore glicinergico di tipo A).

• È quindi un eteropentamero di cui sono state clonate diverse subunità (α1-9, β1-4, γ, δ, ε), le quali possono assemblarsi tra loro a formare diverse isoforme con hanno proprietà biologiche e farmacologiche diverse.

Affinità per ligandi• Quando due molecole di acetilcolina si legano

ai siti recettoriali presenti sulla subunità α, si apre un canale ionico che permette il passaggio all’interno della cellula di ioni Na+ e Ca++, con conseguente depolarizzazione ed eccitazione cellulare.�Il recettore nicotinico ècosì chiamato perché ha alta affinità per il ligando non endogeno nicotina, affinità media per l’acetilcolina e bassa per la muscarina.

Recettore nicotinico muscolare

• (NM) si trova sulla placca neuromuscolare e, quando attivato dal ligando, determina l’apertura del canale del Na+, provocando la serie di eventi che portano alla contrazione muscolare.

• Nell'embrione, esso ha una struttura del tipo 2α1/1β1 /1γ/1δ.

• Nell'adulto, invece, la subunità γ è sostituita da una ε, che modifica le proprietà ioniche dato che la subunità γ è responsabile di una bassa conduttanza del recettore-canale. Nell'adulto la conduttanza è alta.

Siti di legame

• Le subunità del recettore nicotinico muscolare sono disposte in maniera tale che una subunità α continui con la subunità γ (ε nell’adulto) e che l'altra subunità α confini con la subunità δ.

• Gli aminoacidi che partecipano al legame con l'ACh ed altri farmaci sono localizzati nell'interfaccia tra la subunità α e la subunità γ adiacente.

Altro sito

• Un'altra molecola di acetilcolina può riconoscere siti di legame dati da aminoacidi posti nell'interstizio tra la subunità α e la subunità δ.

• Nel sito di legame che riconosce la molecola di ACh è stato identificato un sito principale che lega la testa cationica dell'ACh (testa cationica ad azoto quaternario).

Sito di legame• Questo sito è formato da un aminoacido

fondamentalmente presente sulla subunitàα1; il legame con la testa cationica con tale aminoacido non fa altro che attirare aminoacidi carichi negativamente e posti sulla subunità γ o sulla subunità δ.

• In ultima analisi si crea un avvicinamento di queste subunità tra di loro determinando una slittamento di α-eliche transmembranaresponsabili dell'aumento della dimensione del poro-canale.

Recettore nicotinico neuronale

• (NN) ha sede nel SNC, nei gangli del sistema nervoso autonomo e nella midollare del surrene. Le sue funzioni, quando lega l’ACh o agonisti, sono:

• coinvolgimento nei processi di attenzione, con ruolo poco definito, nel SNC;

• depolarizzazione dei neuroni postgangliari, necessaria alla trasmissione gangliare;

• stimolo alla secrezione di catecolamine da parte del surrene.

Isoforme centrali

• Il recettore nicotinico del SNC ha una struttura del tipo 2α/3β, nella quale sono espresse tutte le isoforme, tranne quelle espresse dal recettore nicotinico muscolare.

• Infatti, le isoforme α possono essere presenti dalla 2 alla 10 tranne la 1, che ètipica del recettore muscolare come le subunità β, espresse in tutte le isoforme, da 2 a 4, tranne la 1 tipica del muscolare.

Isoforme centrali

• Il recettore ad alta densità, con isoforma α4 e β2(2α4/3β2), come il recettore nicotinico di placca, riconosce ed è sensibile alla nicotina, ma non lega l’α-bungarotossina.

• A livello del SNC ci sono altri due tipi di recettore, formati da 5 subunità uguali (5α7 o 5α9), la cui presenza conferisce un'elevata permeabilità al calcio, quindi una proprietàcontrocorrente, dato che i recettori nicotinici muscolari hanno spiccata permeabilità al sodio. Tali recettori, però, sono sensibili all’α-bungarotossina.

Siti per glucocorticoidi

• Il recettore colinergico oltre al sito principale, che riconosce l’ACh, gli agonisti selettivi come la nicotina e gli antagonisti competitivi specifici, i quali competono con l’ACh per legarsi sullo stesso recettore, presenta anche dei siti di modulazione.

• Due di questi sono in grado di legare farmaci e sono i siti per i glucocorticoidi.

Azione dei glucocorticoidi

• I glucocorticoidi sono usati nelle malattie autoimmunitarie, tra cui la myastenia gravis.

• Attraverso tale legame gli steroidi inibiscono l'attività del recettore nicotinico e sono importanti per comprendere gli effetti secondari dei glucocorticoidi a livello dei recettori nicotinici nei muscoli respiratori.

• Nel trattamento della myastenia si utilizzano anche inibitori delle colinesterasi, i quali potenziano la trasmissione colinergica.

Eserina (Ach-asi)

• inibizione delle colinesterasi e mantenimento di buoni livelli di ACh, con potenziamento della trasmissione colinergica;

• legame diretto con il recettore nicotinico in un sito di modulazione allosterica, che favorisce l'attività del recettore stesso.

Gli effetti clinici della stimolazione dei recettor i possono essere appresi dalla azione degli

inibitori delle colinesterasi

• fascicolazioni, contrazioni miotoniche, seguiti da debolezza e paralisi (sulla giunzione neuromuscolare);

• iperglicemia, glicosuria, chetosi, ipertensione, leucocitosi, midriasi (13%), sudorazione, tachicardia, tachiaritmia, ritenzione urinaria (stimolazione gangliare di adrenalina, per effetto sul sistema simpatico);

• ansia, labilità emotiva, depressione, sonnolenza e letargia, incubi, confusione, allucinazioni, irrequietezza, perdita di memoria areflessia, tremori, convulsioni (azione sul SNC, per un coinvolgimento di entrambi i recettori, sia nicotinici, sia muscarinici).

Recettori muscarinici• Mentre l’acetilcolina agisce attraverso i recettori

nicotinici per stimolare la contrazione dei muscoli scheletrici, al contrario riduce la frequenza e la forza di contrazione del muscolo cardiaco attraverso i recettori muscarinici.

• Questi appartengono alla superfamiglia di recettori 7TM, associati a proteina G e si distinguono in 5 sottotipi, denominati M1, M2, M3 (in maiuscolo, in quanto farmacologicamente definiti), m4 e m5 (in minuscolo, in quanto definiti solo per clonaggio molecolare), tutti presenti nel sistema nervoso centrale.

• Gli M1 sono anche espressi nei gangli del sistema nervoso autonomo e alcune ghiandole esocrine, M2 nel miocardio e muscolo liscio, M3 nella muscolatura liscia e ghiandole esocrine.

Carbacolo

• Per comprendere gli effetti della stimolazione di muscarinici, utilizzeremo le informazioni relative agli agonisti, quali il carbacolo.

• È un estere sintetico della colina, parasimpaticomimetico diretto, in quanto agisce legandosi ai recettori colinergici muscarinici, differendo strutturalmente dall’AChper la presenza di un gruppo amminico (-NH2) sul terminale carbamilico (è anche definito, per questo, carbamilcolina).

Azioni

• Come altri parasimpaticomimetici, il carbacolo determina ipotensione transitoria alle dosi necessarie per ottenere gli effetti gastroenterici e urinari. Inoltre mantiene un'attività nicotinica rilevante, in particolare sui gangli autonomi.

• Sia la sua azione periferica, sia quella a livello dei gangli sembrano dovute, almeno in parte, al rilascio di ACh endogena dalle terminazioni nervose colinergiche.

Effetti del carbacolo

• vasodilatazione (arrossamento, cefalea), effetti cronotropo, inotropo e dromotropo negativi (M2;

• aumento del tono, ampiezza e contrazioni di stomaco e intestino (nausea, vomito, crampi addominali, diarrea, evacuazione involontaria), anche con aumento dell’attività secretoria (M1);

• broncocostrizione e stimolazione dei chemocettori dei glomi aortico e carotideo (M3)

• contrazioni del muscolo detrusore della vescica (sensazione di difficoltà nella minzione) (M3);

Effetti del carbacolo

• aumento dell’attività delle ghiandole esocrine stimolate dal parasimpatico (sudorazione, scialorrea, secrezioni mucose, lacrimazione) (M3);

• miosi (disturbi da accomodazione visiva) (M3);• contrazione muscolatura scheletrica (crampi)

(M3)

• erezione (priapismo) (M3)• stimolazione surrenalica (liberazione di

adrenalina) (M3).

Terapie con carbacolo• Il carbacolo è utilizzato in terapia come miotico sotto

forma di collirio nella terapia del glaucoma e il suo uso, come quello della pilocarpina, è basato sul fatto che, applicato localmente, causa la contrazione del muscolo costrittore della pupilla e del muscolo ciliare, sotto controllo parasimpatico.

• La loro contrazione induce accomodazione della lente alla visione vicina, miosi e allargamento del canale di Schlemm, attraverso i quali defluisce l’umor acqueo, con conseguente abbassamento della pressione intraoculare nei soggetti con glaucoma.

• Avendo maggiore affinità per i recettori M3 rispetto agli altri sottotipi, il carbacolo è utilizzato anche per via sistemica per il trattamento della ritenzione urinaria postoperatoria o da vescica neurogenica e ipotonica.

Tossicologia

• La Drosera rotundifolia contiene diversi glicosidi naftochinoni, tra cui il 7-methyljuglone, la plumbagina, la quale sembra essere la principale componente della pianta, oltre al menadione e al rossoliside.

• Sono presenti anche dei flavonoidi, quali iperoside, quercitina e iso-quercitina, i quali sembrano responsabili degli effetti anti-infiammatorio e anti-spasmodico, osservati nell ’ ileo dei maiali Guinea, probabilmente interferendo sui siti di legame dei recettori muscarinici M3.

• In particolare, la quercitina, come estratto fluido della pianta, è in grado di antagonizzare tali recettori M3, le cui funzioni sono: contrazione del muscolo liscio, incremento delle secrezioni di ghiandole endocrine ed esocrine, accomodazione visiva, vasodilatazione, induzione dell' emesi.

Danno anatomico strutturale delle ghiandole esocrine mediato dall’infiltrazione cellulare delle ghiandole stesse

Manifestazioni di esordio

0 10 20 30 40 50

xeroftalmia

xerostomia

tumefazione parotidi

IVU/secchezza vaginale

s. costituz

artralgie

F Raynaud

polmone

rene

Modello patognetico Sjogren

1. Innesco infettivo2. Le cellule epiteliali esprimono nel contesto di

molecole HLA II autoantigeni e divengono il bersaglio della risposta immunune cellulare

3. Le ghiandole subiscono un ’ infiltrazione linfocitaria progressiva e destruente

4. I linfociti B attivati producono autoanticorpi (Ro/SSA, La/SSB, antirecettore muscarinico M3

5. Gli anticorpi anti-recettore muscarinico M3 ostacolerebbero la trasmissione colinergica secretiva bloccando i recettori dell’Acetilcolinasulle cellule acinari (danno funzionale)

Impegno Oculare

• Sensazione di corpo estraneo, di irritazione, bruciore, prurito, dolorabilità

• Senso di secchezza, visione annebbiata• Fotofobia, arrossamento• Alterazioni della immagine corneale• Secrezione purulenta• Opacamento della congiuntiva,

ulcerazione della cornea

Keratoconjunctivitis sicca (rose bengal test) in SS

Sintomi oculari di drosera• 35. come un velo davanti gli occhi; leggendo le lettere corrono

insieme• 38. Bruciore tensivo di traverso nell’occhio sx e nelle palpebre• 39. le palpebre agglutinano, come per secrezione• 40. le palpebre prudono (dopo 24 ore)• 41. Dolore ulcerativo nella palpebra inferiore dx, peggiore alla

pressione (dopo 11 ore)• 43. Lacerazione ottusa attraverso il globo oculare sx (dopo 32

ore)• 47. Dolore bruciante nel globo oculare dx, e lievi fitte

nell'orecchio interno sx (dopo 9 ore)

Schirmer’s test

IMPEGNO GHIANDOLE SALIVARI

• Xerostomia con difficoltà alla deglutizione di cibi secchi, cambiamento della percezione dei sapori, difficoltà a parlare a lungo, bruciore nel cavo orale, candidiasi secondaria, incremento delle carie dentali.

• Tumefazione parotidea e delle ghiandole salivari maggiori: nella maggior parte dei pazienti è episodica, ma può diventare persistente nel 60% dei casi.

La tumefazione può essere unilaterale ma più spesso è bilaterale.

Parotite

Alcaloidi

Atropina HyoscyaminaScopolamina

C17H23NO3 C17H23NO3C17H21NO4

Componenti attive di belladonna

Neurologia

• Tra i molti sintomi che, nel tempo, sono stati descritti, occorre evidenziare l’azione diretta sul sistema nervoso centrale.

• In un caso di ingestione accidentale della pianta, peraltro su un soggetto in buona salute, si manifestò un quadro clinico molto simile al delirium tremens, accompagnato a contrazioni miocloniche e segni di coinvolgimento extrapiramidale, che suggerivano l’inizio di una demenza subacuta

materiale didattico riservato

Psichiatria• In una intossicazione collettiva di 9

ragazzi, che avevano ingerito un infuso di belladonna, oltre ai ben conosciuti sintomi anticolinergici, si manifestarono stati di delirio e allucinazioni visive, per una dose stimata intorno ai 3 mg/persona di atropina.

• In effetti, i seri avvelenamenti con la pianta determinano conseguenze, che possono facilmente essere confuse con una psicosi delirante acuta, o addirittura con il quadro clinico di un danno cerebrale post-traumatico.

materiale didattico riservato

Un caso• Un uomo di 36 anni si presentò al pronto

soccorso oftalmico per offuscamento della vista, scotomi, disorientamento, perdita dell ’equilibrio e agitazione, che duravano da 24 ore.

• Alla visita si riscontrò midriasi e paresi dell’accomodazione.

• Sospettando una intossicazione anticolinergica, i medici appresero dal paziente, che aveva assunto delle bacche di mirtillo, le quali, in realtà, altro non erano che atropa belladonna, come ebbe modo di constatare, mediante fotografie della pianta e dei suoi frutti.

materiale didattico riservato

Altri casi• Una donna di 52 anni, dopo un ingestione

accidentale di bacche della pianta, manifestò, oltre al ben noto stato confusionale, anche difficoltà nel deambulare, disfagia e disartria.

• Un bambino di 3 anni, invece, manifestò vomito, difficoltà a deambulare e temperatura corporea elevata (39°), con agitazione, cute calda e arrossata e pupille dilatate.

• Il quadro classico, è evidente, di una forma molto simile alla scarlattina. materiale didattico riservato

Pubmed.com

materiale didattico riservato

Quadro clinico simile al delirium tremens

Contrazioni miocloniche e coinvolgimento extrapiramidale

Delirio e allucinazioni visive

3 mg/persona di atropina

Psicosi delirante acuta

Quadro clinico simile a un danno cerebrale post-traumatico

Disfagia e disartria

Febbre, agitazione, cute calda e arrossata, midriasi (bambino di 3 anni)

midriasi

Goodman & Gilman• Antagonista competitivo di acetilcolina e

agonisti muscarinici (blocco secrezioni di ghiandole esocrine, ms, liscia e cardiaca, gangli e neuroni intramurali)

• Dosi subterapeutiche: forte eccitazione del vago

• Dosi terapeutiche: effetto vagolitico(tachicardia, per M2 blocco, secchezza mucose, per M1)

• Dosi tossiche: irrequietezza, disorientamento, irritabilità, allucinazioni, delirio

• Dosi eccessive: depressione, collasso, arresto della respirazione

materiale didattico riservato

Cinetica

• Assorbita rapidamente– Assorbimento prolungato per

sovradosaggio• Grande e rapido volume di distribuzione• Bassa clearance epatica

Sindrome anti-colinergica

• Sindrome anti-colinergica centrale– Delirium (iperattivo o ipoattivo)

– Convulsioni

• Sindrome anti-colinergica periferica– sete, bocca secca, pupille dilatate,

tachicardia, flusso al volto, svuotamentogastrico rallentato e diminuita peristalsi, secchezza della pelle, ipertermia, ritenzioneurinaria.

Delirium anti-colinergico

• Stato confusionale acuto• Blocco dei recettori muscarinici

– Farmaci– allucinogeni– Piante

• Fisostigmina antidoto

Tossicologia

• L’ingestione del giusquiamo nero provoca effetti anticolinergici, conosciuti fin dai tempi antichi.

• La pianta è molto conosciuta per la sua azione allucinogena, con sintomi che assomigliano a quelli anti-colinergici della atropina e possono arrivare fino alla morte.

• Gli intossicati manifestano, infatti, midriasi, tachicardia, aritmia, agitazione, convulsioni e coma.

Avvelenamento• Insieme ad altre piante è stato utilizzato, in passato,

come antidepressivo.• Nell’Anatolia centrale i bambini si “dilettano” con un

gioco popolare, per il quale vengono mangiate diverse parti della pianta. Nel periodo 1982-1983, fu condotto uno studio su 76 bambini che, durante tale gioco, mangiarono porzioni di hyoscyamus.

• La maggior parte di loro (81,6%) riferì sensazioni piacevoli, anche se in 20 (26,3%) risultarono fortemente intossicati. Cinque bambini erano in stato comatoso e due addirittura morirono.

• Sono stati descritti anche casi di masticazione deliberata dei fiori, con tutti i sintomi di avvelenamento.

Snc e cuore

• Gli effetti sul sistema nervoso centrale sono conosciuti da molti anni. Nei topi, èstata dimostrata un ’ azione anticonvulsivante, nella epilessia indotta da picrotossina.

• È stata, inoltra, dimostrata una interessante attività cardiovascolare, con effetti ipotensivi e vasodilatatori, con un meccanismo calcio-antagonista, come dimostrato nei maiali Guinea.

Azione anti-colinergica

• Nei conigli, l’estratto crudo di Hyoscyamusniger determina un effetto spasmolitico e anti-diarroico, con azione inibitoria sulla secrezione mucosa, bronco-dilatazione e un interessante effetto mio-rilassante sulla vescica, che potrebbe essere sfruttato nella iperattività urinaria.

• Tali effetti sono dovuti all ’ azione anti-colinergica.

Sindrome anti-colinergica• L ’ abuso di datura stramonium provoca una

intossicazione anticolinergica potenzialmente letale. La pianta, infatti, contiene una varietà di alcaloidi, tra cui hyoscyamina, scopolamina e atropina. I sintomi conseguenti includono: arrossamento cutaneo, midriasi, ritenzione di urina, convulsioni e depressione respiratoria, oltre a disorientamento, agitazione e allucinazioni.

• I suoi composti anticolinergici contribuiscono a produrre delirio e stupore, raramente coma profondo. Un errore diagnostico comune consiste nel confondere il coma da avvelenamento con quello da infarto cerebrale, masse sopratentoriali, disordini metabolici, ipossia.

Un caso clinico• Citiamo il caso di un 30nne, ricoverato in terapia

intensiva, a causa di una acuta perdita di coscienza, accompagnata a rigidità del corpo.

• Alla visita neurologica, il paziente mostrava una postura da decorticazione: gli arti superiori erano in flessione paratonica, con aumento del tono di flessione agli stimoli nocicettivi, piùpronunciato sul lato destro.

• Le estremità inferiori, invece, non rispondevano agli stimoli, rimanendo in posizione di estensione, lievemente più pronunciata a destra. Tutti gli arti resistevano molto ai movimenti passivi.

Evoluzione e terapia• Gli occhi non potevano essere aperti con gli stimoli

verbali o dolorifici. Entrambe le pupille erano completamente dilatate e non reagenti alla luce. Globi oculari divergenti e risposte corneali assenti da ambo i lati. Erano anche presenti la tachicardia e la ritenzione di urina.

• Dopo aver verificato un ’ alta concentrazione di alcaloidi nel sangue e l ’assunzione dei semi di datura, venne impostato un trattamento adeguato, con il quale il paziente ottenne una remissione completa del quadro clinico e la dimissione dopo 36 ore.

• La fisostigmina, in questi casi, è il farmaco di scelta, poiché antidota la tossicità anticolinergica, anche se può produrre severe complicazioni, quali convulsioni e aritmia.

Altri sintomi• In altri casi, sono stati descritti sintomi aggiuntivi,

quali: secchezza della bocca, con sete intensa, febbre, evacuazioni soppresse e marcata amnesia nella fase di remissione dell’avvelenamento.

• In alcuni casi, l ’ intossicazione da datura stramonium deriva dalla medicina popolare, come ad esempio è accaduto in Corea, dove due donne anziane vennero ricoverate in emergenza, a causa di una sindrome anti-colinergica, dovuta alla ingestione dei semi, per curare la tosse e l’asma.

Intossicazioni

• Nel corso dell’estate 2006, 4 adolescenti furono ricoverati a causa della ingestione intenzionale della datura.

• Tutti ebbero una significativa diminuzione dello stato di coscienza, allucinazioni visive, delirio, pupille dilatate e agitazione.

• Per fortuna, ebbero una completa remissione in appena due giorni.

Altre osservazioni

• In un ’ altra osservazione, due adolescenti si avvelenarono con diverse centinaia di semi, manifestando allucinazioni visive, disorientamento, linguaggio incomprensibile e privo di senso, pupille dilatate.

• Nelle midriasi di origine sconosciuta, pertanto, va sempre presa in considerazione la ingestione di datura, così come negli stati di coma conseguenti all’uso di sostanze allucinogene.

Solanina

• La principale tossina della pianta SolanumDulcamara è la solanina, la quale è in grado di indurre, in caso di ingestione, una vera e propria crisi acuta anticolinergica.

• Tale crisi può rispondere bene alla somministrazione di fisostigmina.

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Dopamina• Il fatto che la distribuzione dei neuroni e delle fibre

dopaminergiche nel SNC fosse profondamente diversa da quella delle altre catecolamine (adrenalina e noradrenalina) suggerì che questa sostanza potesse non essere solo un precursore delle altre due. In realtà più della metà del contenuto in catecolamine del S.N.C. è costituito da dopamina.

• Grandi quantità si trovano nei gangli della base, soprattutto nel caudato-putamen, nell'accumbens, nel tubercolo olfattorio, nel nucleo centrale dell'amigdala, nell'eminenza mediana e in alcune zone della corteccia frontale.

Neuroni dopaminergici• La trasmissione dopaminergica, i cui neuroni

originano nel mesencefalo, è quella maggiormente coinvolta nelle ipotesi dei deficit sensomotori, nei disturbi affettivi e psicotici e nella fisiopatologia delle sostanze d'abuso.

• I neuroni dopaminergici del mesencefalo sono suddivisi in tre gruppi, denominati A8, A9 e A10, che si estendono dalla pars lateralis (A8), in direzione rostromediale verso la pars compacta(A9) della substantia nigra sino alla area tegentaleventrale VTA (A10) nella parte anteriore della formazione reticolare.

Recettori dopaminergici

• La dopamina si lega a recettori metabotropici associati alla proteina G, espressi prevalentemente nel sistema nervoso centrale.

• Tali recettori sono implicati in molti processi neurologici: motivazione, piacere, cognitività, memoria, memoria spaziale, emozioni, apprendimento, controllo motorio fine e modulazione del segnale neuroendocrino.

Isotipi di recettore

• A livello molecolare l'effetto della dopamina dipende dall'espressione di questi specifici recettori e dalla loro modulazione anche da parte di altri neurotrasmettitori.

• Due tipi di recettori dopaminergici, denominati D1 e D2 sono stati identificati sulla base delle loro differenti caratteristiche farmacologiche e biochimiche, con una diversa affinità di legame sia per la stessa dopamina, sia per molti altri agonisti ed antagonisti, naturali o di sintesi.

Nomenclatura

• Per ragioni di nomenclatura è stato recentemente proposto che le famiglie dei recettori dopaminergici siano identificate rispettivamente con la sigla D1 e D2, mentre i singoli recettori siano definiti come D1, D2, D3, D4, D5.

• I recettori D1 e D5 possiedono una farmacologia di tipo D1, mentre i recettori D2, D3 e D4 sono assimilabili da una farmacologia di tipo D2.

2°messaggeri• I recettori tipo D1 includono ovviamente i D1 ed i

D5 e attivano la adenilato ciclasi, attraverso la quale mediano la fosforilazione di una proteina denominata DARRP-32.

• I D2 includono due isoforme, distinte sulla base della lunghezza intracitoplasmatica e sono accoppiati a sistemi di trasduzione diversi tra cui l'inibizione della adenilato ciclasi, la soppressione di correnti Ca++, l'attivazione di correnti K+ e la modulazione del metabolismo del fosfoinositolo.

• La trasduzione del segnale dei recettori D3 e D4 non è stata ancora definita in modo certo.

Pre-e post-sinaptici

• In base della loro localizzazione i recettori dopaminergici possono essere distinti in recettori postsinaptici e recettori presinaptici.

• I primi sono sui dendriti, sul corpo cellulare o sulle terminazioni nervose di neuroni non dopaminergici (neuroni GABAergici, colinergici, glutaminergici, etc.).

• I recettori pre-sinaptici sono localizzati nelle terminazioni nervose, sui dendriti e sul corpo cellulare dei neuroni dopaminergici.

Effetti sul comportamento

• Una delle funzioni più importanti di queste molecole trasduttrici è il controllo del comportamento.

• I molteplici ruoli funzionali sono il riflesso della loro diversa struttura e della particolare densità nelle aree cerebrali.

• I farmaci antagonisti della dopamina sono utilizzati come anti-psicotici, mentre gli agonisti agiscono come psico-stimolanti.

Azioni periferiche

• Le arterie polmonari esprimono i sub-tipi D1, D2, D4 e D5, i quali permettono l’effetto di vasodilatazione della dopamina nel sangue.

• I D4 sono stati osservati negli atri e sono associati alla contrattilità del cuore e della frequenza cardiaca.

• Una densità alta è stata, inoltre, dimostrata nei tubuli prossimali, nei glomeruli e nelle fibre simpatiche dei reni, con segnali che influenzano la diuresi e la natriuresi.

Patologie associate

• In patologia il recettore D4 è stato associato al deficit di attenzione e iperattività (ADHD) e pure alla schizofrenia. La teoria di una amplificata trasduzione del segnale dopaminergico, nella psicosi delirante mantiene, tuttavia, una larga considerazione.

• Droghe, quali amfetamina e cocaina inducono drammatiche stimolazioni del recettore e, qualora le dosi siano eccessive, i sintomi che ne derivano sono molto simili a quelli della schizofrenia.

Gratificazione• Si ipotizza che la risposta dei neuroni

dopaminergici si attiva quando un premio inaspettato è presentato.

• Ciò si verifica alla comparsa di uno stimolo condizionato dopo abbinamenti ripetuti con la ricompensa. Inoltre, i neuroni dopaminergici sono depressi quando il premio previsto è omesso.

• In tal modo, i neuroni dopaminergici sembrano codificare l'errore di previsione dei risultati gratificanti, stimolando la ripetizione di comportamenti, che portano a massimizzare la ricompensa.

L’errore

• La dopamina, dunque, potrebbe essere il segnale per l'acquisizione di nuovi comportamenti, basati su un errore di previsione.

• Il sistema di ricompensa nel insetti utilizza octopamina, che è l'omologo artropodi presunto di noradrenalina, dopamina e non.

• Negli insetti, la dopamina agisce invece come un segnale di punizione ed è necessario formare ricordi spiacevoli.

Inoltre

• Tramite i recettori D 1-5, la dopamina e aumenta le azioni della via diretta all'interno dei gangli della base, permettendo un movimento fluido e controllato.

Attenzione e cognitività

• Nei lobi frontali, la dopamina controlla il flusso di informazioni provenienti da altre aree del cervello.

• Alterazioni della dopamina in questa regione possono provocare ridotte funzioni cognitive, quali soprattutto la memoria, l'attenzione e la soluzione di problemi.

• Ridotte concentrazioni di dopamina nella corteccia prefrontale contribuiscono al disturbo da deficit di attenzione, mediato da una ridotta espressione di recettori D1 e D4 recettori.

Prolattina

• La dopamina è il principale inibitore neuroendocrino della secrezione di prolattina dalla ipofisi.

• Quella prodotta dai neuroni nel nucleo arcuato dell'ipotalamo si diffonde nei vasi ipotalamo-ipofisari della eminenza mediana, che irrorano la ghiandola pituitaria.

• A questo livello inibisce direttamente la capacitàsecernente delle cellule lactotrope.

Motivazioni

• La dopamina è anche associata alle sensazioni di piacere e di rinforzo motivazionale nello svolgimento di determinate attività.

• Ad esempio, è rilasciata da esperienze gratificanti come il cibo, sesso e droga dal nucleo accumbens e dalla corteccia prefrontale.

• Recenti studi indicano che l'aggressività può anche stimolare il rilascio di dopamina in questo modo.

Deplezione di dopamina

• La deplezione di dopamina cerebrale è il segno distintivo della malattia di Parkinson e anche di altri stati patologici.

• Tra questi: schizofrenia, l'autismo, disturbo da deficit di attenzione e iperattività, dipendenza abuso di droga.

Comportamento sociale

• La socializzazione è strettamente correlata alla neurotrasmissione della dopamina.

• Una bassa espressione di recettori D2 si osserva nelle persone con fobia sociale, analogamente a quanto si verifica nei sintomi negativi della schizofrenia (ritiro sociale, apatia, anedonia).

• Al contrario una sovra-espressione di D2, in caso di disturbo bipolare, contribuisce allo sviluppo di comportamenti ipersociali e ipersessuali.

Dopamina e dolore

• La dopamina ha un ruolo molto importante nella elaborazione del dolore.

• La sua attività analgesica sembra mediata dai recettori D1 e D2 ed è ovviamente ridotta nella malattia di Parkinson, come in altre condizioni cliniche, quali la sindrome della bocca urente, la fibromialgia e la sindrome delle gambe senza riposo.

Importanti

• Una carenza di dopamina è implicata nel deficit di attenzione associato a iperattività, così come nella diminuzione della capacità creativa e di ideazione.

• Insieme ad altri neurotrasmettitori, inoltre, svolge un ruolo importante nella genesi della nausea e del vomito. Un effetto antiemetico si ottiene con antagonisti del recettore D2, quali la metoclopramide.

Psicosi

• Una elevata trasmissione dopaminergica è stata messa in relazione alla psicosi e alla schizofrenia, soprattutto nella via mesolimbico, si trova negli individui schizofrenici.

• Gli antipsicotici, sia tipici, sia atipici agiscono in gran parte inibendo il recettore della dopamina in maniera dose-dipendente.

• Psicostimolanti, quali amfetamina e cocaina aumentano i livelli di dopamina anche oltre le dieci volte, determinando, a volte, vere e proprie psicosi temporanee.

Regolazione

• I recettori della dopamina sono tipicamente stabili. Tuttavia, i diversi farmaci possono attenuare o amplificare la loro espressione funzionale.

• La sotto-regolazione (down regulation), dovuta agli psicostimolanti si associa a perdita di interesse nelle attività altrimenti piacevoli e attenzione diminuita.

• Gli anti-psicotici, invece, sovra-esprimono (up regulation) i recettori e inducono tardiva discinesia, con contrazioni involontarie.

Sindrome extrapiramidale

• La sindrome extrapiramidale è una della piùimportanti conseguenze dell’uso di neurolettici. Inizialmente si manifesta rigidità muscolare e acinesia, che arriva, in un trattamento prolungato, a una discinesia irreversibile.

• Tale condizione è molto simile alla perdita di recettori e dopamina nel Parkinsonismo, nell’area cerebrale più rappresentata del sistema dopaminergico, ossia la substantia nigradei gangli basali.

Avvelenamento acuto

• Il manganese è stato scoperto nel 1774 da Johann Gahn

• allucinazioni, amnesia, danno delle fibre nervose, parkinsonismo, embolia polmonare e bronchite (con asma)

• Il sistema nervoso centrale è molto colpito dall ’ avvelenamento cronico del manganese, producendo i seguenti sintomi: languore, insonnia, debolezza, disturbi emotivi, crampi alle gambe ricorrenti e paralisi.

• tremori.L’inalazione acuta di manganese può provocare polmonite, con temperatura elevata e dispnea, resistente alle terapie antibiotiche.

Avvelenamento cronico

• infertilità nell ’ uomo, alterazioni nel linguaggio, nella espressività facciale, nella personalità, coordinazione motoria, deambulazione, con crampi muscolari, sussulti e tremori.

• L ’ inalazione acuta di manganese può provocare polmonite, con temperatura elevata e dispnea, resistente alle terapie antibiotiche.

Parkinsonismo da manganese

• dovuto alla apoptosi delle cellule dopaminergiche, in relazione a uno stress del reticolo endoplasmico, a livello dei gangli della base

• Danno dei nuclei pallido e striato• alte concentrazioni, come quelle contenute nella

polvere delle zone industriali o nell’aria inquinata, per la sua presenza nel gasolio.

• stress ossidativo delle cellule, con conseguente disfunzione parkinsoniana

• La degenerazione dei neuroni dopaminergicidipenderebbe dalla inibizione della attività di un enzima, la ossido-nitrico sintetasi, soprattutto a livello cerebellare

Dopamina• La dopamina rappresenta il neurotrasmettitore di

alcuni nervi periferici e di molti neuroni centrali (p. es., nella sostanza nera, nel mesencefalo, nell'area tegmentale ventrale e nell'ipotalamo).

• L'aminoacido tirosina viene captato dai neuroni dopaminergici e convertito dalla tirosino idrossilasi in 3,4-diidrossifenilalanina (dopa), la quale viene decarbossilata dalla l-aminoacido-decarbossilasiaromatica in dopamina.

• Dopo il rilascio, la dopamina interagisce con i rettori dopaminergici; le molecole residue vengono riassorbite attivamente (reuptake) nei neuroni presinaptici. La tirosino idrossilasi e la monoaminoossidasi regolano i livelli di dopamina nei terminali assonali.

Sintomi di Parkinson(paralisi agitante)

• esordio con dolori profondi e mal localizzabili, lungo gli arti e specialmente nelle braccia

• tremore delle mani e leggera rigidità dei muscoli• la rigidità muscolare costituisce il sintomo più

costante e colpisce contemporaneamente i muscoli flessori ed estensori

• si attenua solo dopo ripetuti movimenti passivi• il corpo diventa rigido, con il capo flesso in

avanti, il tronco curvo, gli arti superiori addotti e semiflessi, le mani in posizione di scrittura, le ginocchia semiflesse

• faccia amimica, rigida, fissa, senza espressione

Movimenti parkinsoniani

• L’andatura è a piccoli passi e sono perduti i consueti movimenti pendolari, durante la deambulazione

• È molto difficile cominciare a camminare e fermarsi all’improvviso

• Il tremore ha un ritmo lento e può colpire uno o più arti, oltre al capo

• I malati si lagnano spesso di un senso di legatura agli arti e soprattutto di un calore sgradevole (dormono speso senza coperte, in inverno)

• Il parkinsoniano non può rimanere a lungo nella stessa posizione o su di una stessa sede: sintomo detto “acatisia”

Sintomi accessori

• Le parole sono pronunciate con voce poco alta e intonazione monotona e piagnucolosa

• Inoltre: eccessiva sudorazione, in rapporto al senso di calore, ipercrinia sebacea (faccia untuosa) e una certa scialorrea

• I sintomi psichiatrici sono piuttosto comuni e vanno dalla semplice ansia, fino a manifestazioni depressive o psicotiche

Recettori NMDA

• Rappresentano il principale dei tre tipi di recettori ionotropi glutamatergici. Sono cosìdenominati in base al ligando selettivo, l’N-metil-D-aspartato N-metil-D-aspartato e sono sempre postsinaptici, con una cinetica molto più lenta (centinaia di millisecondi), rispetto ai recettori AMPA e kainato.

• Mostrano una alta permeabilità al calcio, il cui flusso determina l’attivazione di secondi messaggeri.

Subunità• Si conoscono, per clonazione, le subunità di questo

recettore: NR1, NR2A-D e NR3A-B. La subunità NR1 si trova in maniera ubiquitaria in tutte le regioni cerebrali, mentre le subunità NR2A-D sono presenti preferenzialmente nella neocorteccia, nell’ippocampo e nel cervelletto. La subunità NR1 èsempre presente negli NMDA.

• La sua particolarità è data dalla sequenza di aminoacidi, che delimita la parete del poro-canale, nella quale sono presenti siti di asparagina. Tali siti rendono questo recettore altamente permeabile al Ca++ e gli conferiscono la proprietà di legare ioni Mg++ e glicina.

Eventi

• legame al recettore NMDA, da parte del 1°messaggero;

• entrata di Ca++ nel canale, con depolarizzazione della membrana;

• legame della glicina al sito allosterico e rimozione degli ioni Mg++.

AMPA• Ciò è reso possibile dalla presenza, sulla

membrana post-sinaptica, anche dei recettori AMPA a cinetica rapida i quali, una volta attivati, portano a un ingresso rapido del sodio e (meno) del calcio, inducendo una veloce depolarizzazione della membrana, che favorisce la rimozione degli ioni magnesio dal glutammato e permette il funzionamento dello ione.

• Il blocco dovuto al magnesio può essere rimosso anche da poliamine endogene, quali spermina, spermidina e putrescina, le quali, a basse e alte concentrazioni, potenziano e inibiscono, rispettivamente, l’attività del recettore.

Diversi siti di legame

• sito per i ligandi endogeni (L-glutammato, ma anche L-aspartato, Lomocistinato e chinolinato);

• sito per il legame con glicina (ma anche D-serina e D-alanina);

• sito per il legame con ioni Mg++;• sito per il legame con antagonisti non

competitivi;• sito per il legame con lo zinco (blocco voltaggio-

dipendente del canale);• sito per il legame con le poliamine;• sito per il legame con i protoni (blocco allosterico

del canale).

Attivazione NMDA• attivazione della fosfolipasi A2, che determina un

potenziamento del rilascio presinaptico e una inibizione della captazione gliale del glutammato.

• attivazione della nitrossido-sintetasi, la quale genera ossido nitrico che, a sua volta, attiva la sintesi di GMP-ciclico nelle terminazioni nervose e stimola la captazione del glutammato.

• attivazione della ornitina-decarbossilasi, che porta alla sintesi di poliamine, con il risultato finale di potenziamento del flusso di Ca++.

• Attivazione di una protein-chinasi C, che fosforila il recettore e regola il blocco del magnesio.

Effetti finali

• Più in generale, gli effetti finali sono di tipo trofico (durante la formazione di contatti sinaptici), di tipo regolatorio della trasmissione sinaptica nei processi di apprendimento e memorizzazione, potenziamento e depressione sinaptica di lunga durata)

• e, infine, di tipo tossico, tali da produrre necrosi neuronale.

NEUROTOXICITY RESEARCHVolume 8, Numbers 3-4, 245-258,

NMDA receptors as targets of heavy metal interaction and toxicityCarla Marchetti and Paola Gavazzo

• Divalent metal ions can affect the NR channel activity in a voltage-dependent (Mg2+-like) or voltage-independent (Zn2+-like) manner. Wehave studied the effect of two toxic metals, lead (Pb2+) and nickel (Ni2+) on recombinant NR1a-NR2A and NR1a-NR2B channels expressed in RNA-injected Xenopus laevis oocytes or in transiently transfectedmammalian HEK293 cells.

• Pb2+ caused a dose-dependent, but voltage-independent reversibleinhibition of NMDA-activated channel activity similar for NR2A- and NR2B-containing receptors; it did not modify the single channelconductance, indicating that its binding site is located out of the ionicpathway of permeation. On the contrary, Ni2+ had multiple and complexeffects on NR channels. It determined a voltage-dependent, Mg2+-like block by which the single channel amplitude and the mean open timewere reduced in both NR2A- and NR2B-containing channels.

Legame recettore/ligando

• Il glutammato si lega al recettore in particolari siti di legame.

• Da ciò dipende la eccitazione delle cellule, in quanto si verifica un flusso di ioni all’interno di queste, aumentando la carica elettrica delle loro membrana.

• La conseguenza dell’aumento di potenziale elettrico permette, in ultima analisi, il rilascio di molti neurotrasmettitori nelle terminazione neuronale.

Attivazione recettoriale

• permette il rilascio di grandi quantità di Ca2+ (tali ioni sono importanti mediatori degli effetti del glutammato);

• la suaapertura viene bloccata da un singolo ione Mg2+ (il quale è rimosso solo quando la carica elettrica all’interno delle cellula nervosa supera un determinato valore).

Eventi• Di norma, il glutammato è rilasciato dal primo

neurone della sinapsi e si lega al recettore (NMDA o non-NMDA) della cellula nervosa che riceve il segnale.

• Poiché i non-NMDA non sono bloccati, il legame del glutammato, da solo, è in grado di aprire tali recettori, permettendo agli ioni positivi di entrare nella cellula,

• Le pompe ioniche, presenti all’interno del neurone, rimuovono alcuni di questi ioni, prevenendo un aumento troppo veloce della carica elettrica interna.

Eventi

• Le pompe ioniche funzionano solo quando esiste una sufficiente quantità di energia nella cellula.

• Proprio per l’attività delle pompe, molte molecole di glutammato devono legarsi ai non-NMDA, prima che la carica cellulare aumenti fino al valore che permetta la rimozione di Mg2+ dagli NMDA.

• Qualora si verifichi tale rimozione, gli NMDA permettono a Ca2+ di entrare all’interno del neurone.

Alzheimer

• Nella malattia di Helzheimer, ad esempio, la bassa quota energetica della cellula non permette alle pompe ioniche di prevenire il rapido aumento di voltaggio all’interno della cellula, da cui consegue la rimozione di Mg2+ e il prematuro sblocco dei recettori NMDA.

• Ne risulta un aumento del flusso di Ca2+ all’interno del neurone. Tale fenomeno attiva diverse molecole, che sono in grado di degradare proteine essenziali e membrane, da cui deriva un forte incremento di radicali liberi nel citoplasma e l’eventuale morte della cellula.

Dolore neuropatico• I recettori NMDA svolgono una importante

funzione nella trasmissione nocicettiva di vari tipi di dolore neuropatico e infiammatorio, come si verifica, ad esempio, nella sciatalgia e nelle allodinie da esposizione e ipersensibilità al freddo, così come nelle varie forme di dolore neuropatico cronico, anche di quello conseguente a un danno periferico.

• Il dolore neuropatico, dunque, sarebbe l’espressione di un unico meccanismo patogenetico, che coinvolgerebbe i recettori NMDA, i quali determinerebbero una ipereccitazione centrale.

Atrofia muscolare

• Contrariamente al pensiero comune, anche la debolezza muscolare e la conseguente atrofia, almeno nei pazienti critici, non sembra dovuta a inattività, ma piuttosto a disordini neuromuscolari, che sono la diretta espressione di una polineuropatia, il cui processo è legato ancora ai recettori NMDA.

Gangli retinici

• Analoghe osservazioni sono state descritte a proposito della perdita dei gangli retinici, dai quali dipendono alcune forme patologiche, quali: glaucoma, ischemia retinica per occlusione dell’arteria centrale, neuropatia ischemica anteriore ottica, neurite ottica, trauma e AIDS

• In questi casi, la neurotossicità è correlata alla stimolazione dei recettori NMDA.

Ammoniaca e cuore

• L’intossicazione acuta di ammoniaca può manifestarsi con lesioni del miocardio, caratterizzate da un aumento della troponina, del CK e della sua frazione MB

• L’ammoniaca è stata anche associata alla malattia di Alzheimer, vista la sua produzione ubiquitaria, nell’organismo e la sua capacità di attivare i recettori NMDA (glutamatergici) e GABAergici

Ammoniaca e cervello

• È stata anche dimostrata una forte produzione di radicali liberi nel cervello di ratti esposti al tossico, con un meccanismo di inibizione della superossidodismutasi nel mitocondrio di neuroni non sinaptici.

• Tale meccanismo è correlato alla attivazione di recettori NMDA

Apprendimento e memoria• L'apprendimento e la memoria sono

processi dinamici, che influiscono molto sul comportamento. I meccanismi, che sono alla base di tali processi, vengono influenzati dai recettori NMDA (N-metil-D-aspartato), i quali possono rispondere in modo speciale ad eventi contemporanei su entrambi i lati di una sinapsi.

• Lavorando come 'rivelatori di coincidenze', i recettori NMDA possono aiutare i neuroni a formare fra loro connessioni più forti o piùdeboli. Tale fenomeno è chiamato “plasticitàsinaptica”, in quanto capace di modulare la forza delle connessioni sinaptiche sulla base dell’esperienza.

Recettori della glicina

• La glicina è sintetizzata mediante un enzima, denominato serinaidrossimetiltrasferasi (SHMT) e immagazzinata in vescicole sinaptiche. Dopo la sua liberazione, la ricaptazioneneuronale e gliale ne terminano l’azione.

• Il recettore per la glicina è un pentamero formato da subunità α (se ne conoscono 4 tipi) e subunità β. La proteina gefirinavincola il recettore al citoscheletro.

Strychnos

• Il recettore è associato a un canale ionico per il cloro.

• La glicina, aumentando la conduttanza al Cl, induce iperpolarizzazione di neuroni postsinaptici.

• Funziona anche da co-trasmettitore, insieme al glutammato, sul recettore NMDA.

• L’attività dei recettori per la glicina è modulata positivamente da anestetici ed alcoli, mentre èantagonizzata dalla stricnina.

Glicina e stricnina

• La stricnina e la brucina bloccano l’attivitàdella glicina sul rispettivo canale ionico, agendo come farmaci convulsivanti.

• La glicina agisce come neurotrasmettitore inibitorio nel sistema nervoso centrale, soprattutto a livello del midollo spinale.

• Attivando i canali ionici corrispondenti, i cloruri entrano nel neurone post-sinaptico, il quale, subendo una iperpolarizzazionerimane in uno stato quiescente (inibizione).

Localizzazione

• La glicina è un neurotrasmettitore inibitorio nel sistema nervoso centrale, specialmente nel midollo spinale e nel tronco encefalico, dove è cruciale per la regolazione dei motoneuroni.

• Interneuroni glicinergici sono stati trovati nella retina, nel sistema uditivo e in altre aree implicate nella funzione sensoriale.

• Come il GABA, la glicina è accoppiata alla modulazione degli ioni cloro intracellulari.

Gefirina

• Il recettore nativo è un complesso macromolecolare di circa 250 kilodalton composto da peptidi omologhi identificati come catene alfa e beta, che formano un pentamero transmembrana con un poro centrale.

• Un'altra proteina di 93 kilodalton è stata identificata con la gefirina. Nel cervello è essenziale al raggruppamento localizzato (clustering) dei recettori sia del GABA che della glicina, per un effetto biologico massimale subito dopo la stimolazione recettoriale.

• La gefirina, infatti, a valle si ancora al citoscheletrodi actina e dirige il fenomeno del clustering.

Inoltre

• Le subunità α e β sono glicosilate e nella subunità α si trova il sito di legame per la stricnina. Quando il recettore è composto da sole subunità α, esso diventa sensibile ad un altro composto naturale che bersaglia solo il recettore A del GABA, la picrotossina.

• Studi sperimentali separati hanno dimostrato che la glicina è anche un coregolatore del recettore NMDA del glutammato, un'azione che potrebbe essere importante nel dialogo tra fibre eccitatorie ed inibitorie a livello cerebrale.

Iper-ecplessia

• La mutazione delle subunità α o β del recettore della glicina, in particolare la sostituzione del residuo di arginina 271 con una glutammina o una leucina, è stata associata alla iper-ecplessia, un disordine genetico molto raro caratterizzato da risposte involontarie esagerate.

• La malattia è stata inizialmente identificata nel ratto, in cui un singolo tipo di mutazione ha originato dei fenotipi neurologici anche diversi, situazione analoga alla mutazione del gene SMA1 nella atrofia muscolare spinale.

Serotonina

• La serotonina (5-HT) è una triptamina, neurotrasmettitore monoaminicosintetizzato nei neuroni serotoninergici del sistema nervoso centrale, nonché dalle cellule enterocromaffini dell'apparato gastrointestinale.

Cellule enterocromaffini

• Le cellule enterocromaffini contengono circa il 90% della quantità totale di 5-HT presente nell'organismo.

• Derivano dalla cresta neurale, similmente a quelle della midollare del surrene e sono intraepiteliali, nella mucosa di stomaco e tenue (principalmente).

Intestino• La 5-HT determina aumento della motilità intestinale, in

parte per un effetto diretto sulle cellule muscolari lisce e in parte per un effetto indiretto di tipo eccitatorio sui neuroni enterici.

• La 5-HT stimola anche la secrezione di fluidi e provoca nausea e vomito, mediante la stimolazione del muscolo liscio e dei nervi sensoriali dello stomaco.

• Il riflesso peristaltico, evocato dall'aumento della pressione in un segmento d'intestino, è mediato, almeno in parte, dalla secrezione di serotonina da parte delle cellule enterocromaffini, in risposta allo stimolo meccanico. Le cellule cromaffini rispondono anche alla stimolazione vagale determinando la secrezione di 5-HT.

Piastrine e vasi

• La 5-HT è presente in elevate concentrazioni nelle piastrine, che la accumulano dal plasma attraverso un sistema di trasporto attivo e la rilasciano in seguito all'aggregazione, che si verifica nei siti di danno tissutale.

• Solitamente ha un'azione contratturante sui grandi vasi, sia arterie sia vene.

• L'attivazione dei recettori 5 − HT1D dà origine alla vasocostrizione dei grandi vasi intracranici, la cui dilatazione contribuisce all'emicrania.

Dolore• La 5-HT stimola le terminazioni nervose sensoriali

nocicettive, principalmente attraverso i recettori 5 −HT3. Se iniettata a livello cutaneo provoca dolore.

• Nel sistema nervoso centrale la 5-HT eccita alcuni neuroni e ne inibisce altri; inoltre agisce a livello presinaptico determinando inibizione del rilascio di neurotrasmettitori dalle terminazioni nervose.

• Svolge anche un ruolo importante nella regolazione dell'umore, del sonno, della temperatura corporea, della sessualità e dell'appetito. È inoltre coinvolta in numerosi disturbi neuropsichiatrici, come l'emicrania, il disturbo bipolare, la depressione e l'ansia.

Stupefacente

• Alcune sostanze stupefacenti (quali le amfetamine e l'MDMA in particolare) agiscono su questo neurotrasmettitore, inibendone l'assorbimento.

• Questo porta a un accumulo di serotonina nel cervello, generando, per il tempo di effetto della sostanza, uno stato di entusiasmo e benessere.

Anabolismo• La biosintesi della 5-HT endogena segue una via

simile a quella della noradrenalina, con la differenza che l'aminoacido precursore è il triptofano, invece della tirosina.

• Il triptofano è convertito in 5-idrossitriptofano grazie all'azione della triptofano-idrossilasi. Il 5-idrossitriptofano (5-HTP) è poi decarbossilato a 5-HT, a opera dell'aminoacido decarbossilasi.

• Le piastrine accumulano la 5-HT durante il loro passaggio attraverso la circolazione intestinale, dove la concentrazione locale è relativamente alta.

Catabolismo

• La 5-HT viene spesso immagazzinata nei neuroni e nelle cellule enterocromaffini come co-trasmettitore insieme a vari ormoni di natura peptidica, come la somatostatina, la sostanza P e il polipeptide vasoattivo intestinale.

• La degradazione della 5-HT avviene attraverso una deaminazione ossidativa, catalizzata dalle monoaminossidasi, seguita dall'ossidazione ad acido 5-idrossiindolacetico (5-HIAA) e dall'enzima solfotrasferasi, che porta alla formazione di triptamina-O-solfato.

Eiaculazione precoce

• La serotonina costituisce il freno naturale del riflesso dell'eiaculazione.

• Un basso livello di questo neurotrasmettitore è la causa costituzionale principale dell'eiaculazione precoce.

Recettori

• I recettori serotoninergici (o della serotonina) sono sette, fanno parte dei recettori accoppiati a proteine G e dei recettori dei canali ionici.

• Si trovano nel sistema nervoso centrale e periferico, sulla membrana cellulare delle cellule nervose e in altri tipi di cellule. Regolano sia l'eccitazione sia l'inibizione della trasmissione sinaptica.

Funzioni• Modulano il rilascio di neurotrasmettitori, tra cui

glutammato, GABA, dopamina, adrenalina/noradrenalina e acetilcolina, così come molti ormoni, tra cui l'ossitocina, prolattina, vasopressina, cortisolo, corticotropina, la sostanza P e altri.

• Influenzano vari processi biologici e neurologici, come l'aggressività, ansia, appetito, conoscenza, apprendimento, memoria, umore, nausea, sonno e termoregolazione.

• Sono il bersaglio di farmaci, come antidepressivi, antipsicotici, anoressizzanti, e allucinogeni.

Isoforme

• I recettori 5-HT1, 5-HT2, 5-HT4 e 5-HT fanno parte della superfamiglia dei recettori accoppiati alle proteine G. Il recettore 5-HT3, invece, è un recettore-canale che permette il flusso di Na+ e K+ e ha una struttura simile a quella del recettore colinergico nicotinico.

• Il recettore 5-HT1 possiede 5 sottotipi (A, B, D, E, F) tutti accoppiati a proteine Gi e proteine Go. Almeno uno dei sottotipi 5-HT1, il recettore 5-HT1A, attiva anche un canale al K+ ligando-dipendente e inibisce un canale per il Ca++ voltaggio-dipendente. Il recettore 5-HT2presenta 3 sottotipi (A, B, C) accoppiati alle proteine Gqe G11.

5-HT1A

• dipendenza, aggressione, ansia, appetito, pressione sanguigna, funzione cardiovascolare, emesi, frequenza cardiaca, impulsività, memoria, stato d'animo, nausea, nocicezione, erezione del pene, dilatazione delle pupille, respirazione, comportamento sessuale, sonno, socievolezza, termoregolazione, vasocostrizione (ippocampo, SNC, nuclei del rafe del midollo allungato, vasi sanguigni).

Altri

• 5-HT1B: dipendenza, aggressione, ansia, apprendimento, locomozione, memoria, stato d'animo, erezione del pene, comportamento sessuale, vasocostrizione (subiculum, sostanza nera, SNC, vasi sanguigni);

• 5-HT1D: ansia, locomozione, vasocostrizione (terminali assonici, vasi sanguigni cranici, sostanza nera, gangli della base);

Altri

• 5-HT1E: vasocostrizione (corteccia cerebrale, striato, SNC (vasi sanguigni);

• 5-HT1F:, sistema nervoso periferico, vasi sanguigni;

• 5-HT2A: dipendenza, ansia, appetito, cognizione, immaginazione, apprendimento, memoria, stato d'animo, percezione, comportamento sessuale, sonno, termoregolazione, vasocostrizione (SNC, assoni serotoninergici, corteccia cerebrale prefrontale, claustro, muscolatura liscia, piastrine, vasi sanguigni);

Infine• 5-HT2B: ansia, appetito, funzione cardiovascolare, sonno,

vasocostrizione (stomaco, SNC).• 5-HT3:dipendenza, ansia, emesi, apprendimento,

memoria;• 5-HT4: ansia, appetito, apprendimento, memoria, stato

d'animo, respirazione (sono ampiamente diffusi in tutto il corpo, particolarmente sui neuroni, muscoli lisci, cellule secretorie (SNC);

• 5-HT5A: locomozione, sonno (SNC)• 5-HT6: ansia, cognizione, apprendimento, memoria, stato

d'animo (SNC);• 5-HT7: ansia, memoria, stato d'animo, respirazione,

sonno, termoregolazione, vasocostrizione (vasi, SNC).

Recettori purinergici

• Nell'uomo, ci sono quattro recettori per l'adenosina ognuno con diverse funzioni, malgrado ve ne siano alcune in comune.

• Ad esempio, sia il recettore A1, sia il recettore A2A, regolano entrambi il consumo di ossigeno del miocardio e il flusso nelle arterie coronarie, mentre il recettore A2A media anche risposte anti-infiammatorie.

Isoforme

• Ambedue recettori regolano il rilascio di altri neurotransmettitori, come la dopamina ed il glutammato, a livello centrale.

• I recettori A2B e A3 sono distribuiti prevalentemente in periferia e sono coinvolti nei processi infiammatori e nella risposta immunitaria.

Azioni

• La gran parte delle vecchie molecole che agisce sui recettori per l'adenosina è non selettiva, come ad esempio l'adenosina stessa, usata tuttora per il trattamento delle tachicardie.

• I derivati della xantina, come la caffeina e la teofillina agiscono come antagonisti non selettivi sui recettori A1 e A2A, sia nel cuore, sia nell'encefalo, determinado un effetto stimolante e tachicardia. Queste molecole agiscono anche come inibitori delle fosfodiesterasi e producono effetti anti-infiammatori.

Cuore

• Generalmente l'adenosina esercita, tramite recettori di tipo A1, effetti cardiodepressivi quali un effetto dromotropo e cronotropo negativo, un'azione antiaritmica e una inibizione della risposta inotropa agli agonisti beta-adrenergici, diminuendo così il consumo di ossigeno.

Cuore

• A1: diminuzione della frequenza cardiaca;• A2A: arterie coronarie vasodilatazione;• A2B: broncospasmo;• A3: cardioprotezione durante ischemia

cardiaca; inibizione della degranulazionedei neutrofili.

Cuore• La stimolazione del recettore A1 deprime

la velocità di depolarizzazione delle cellule del nodo seno-atriale, determinando un calo della velocità di contrazione cardiaca (effetto dromotropo negativo) e rallentando l a conduz ione a t r i o - ven t r i co la re .

• Questi effetti sul recettore A1 spiegano anche il blocco atrioventricolare, che si verifica a seguito di una rapida infusione di adenosina.

Cuore

• La stimolazione del sottotipo recettoriale A2A determina vasodilatazione delle arterie coronarie di calibro più piccolo.

• L'adenosina viene utilizzata per valutare la riserva del flusso coronarico con l'ecodoppler delle singole arterie coronarie oppure con l'ecostress.

Cuore

• Come il recettore A1, il recettore A2A regola il consumo di ossigeno del miocardio e il flusso di sangue nelle arterie coronarie (vasodilatazione delle coronarie di piccolo calibro).

• Appartiene alla famiglia dei recettori accoppiati alle proteine G ed èabbondante nei gangli della base, nei vasi sanguigni e nelle piastrine.

Distribuzione

• Il recettore A1 è distribuito in tutto l'organismo e ha una funzione inibitoria su gran parte dei tessuti nei quali si trova.

• Nell'encefalo esso diminuisce l'attivitàmetabolica, in sede presinaptica riduce il rilascio di vescicole sinaptiche, mentre in sede post-sinaptica stabilizza il magnesio sul recettore per NMDA.

Metabotropo

• Il recettore A2B è una proteina di membrana accoppiata a una proteina G, che attiva l'adenilato ciclasi, come il precedente

• Interagisce anche con la netrina-1, che è coinvolta nella crescita degli assoni.

A3

• Analogamente, il recettore A3 per l'adenosina èaccoppiato a proteine G ed è coinvolto in numerosi processi, quali inibizione delle cicline e calo della crescita cellulare, citoprotezione e apoptosi nel sistema nervoso centrale, fino a un’azione anti-infiammatoria.

• Modelli sperimentali sostengono un ruolo dei recettori A3 nell'angiogenesi e quindi nella crescita dei tumori (aumento della densità di questi recettori in tessuti tumorali).

Inibitore colinesterasi

• Il metallo ha effetti tossici sul sistema colinergico, come è stato dimostrato da uno studio sul cervello di ratti albini, trattati con dosi letali e sub-letali (per 25 giorni consecutivi).

• L’acetilcolina e l’acetilcolinesterasi sono state rilevate in alcune zone del cervello, quali corteccia, ippocampo, ipotalamo, cervelletto e ponte midollare a intervalli giornalieri, sia nel trattamento acuto, sia in quello cronico.

Sindrome colinergica

• I risultati indicano una inibizione delle colinesterasi e un conseguente aumento dell’acetilcolina, con sintomi colinergici, quali:

• adipsia, afagia, ipocinesia, astenia, convulsioni, che nel trattamento acuto hanno condotto a morte gli animali, mentre in quello cronico sono rimasti fino alla somministrazione del farmaco.

Localizzazioni inibitorie

• Sono stati anche valutati gli effetti sul sistema nervoso centrale di una esposizione del metallo a lungo termine.

• Somministrando alluminio a un gruppo di ratti, si è visto che l’attivitàdell’acetilcolinesterasi si riduce in maniera significativa, rispetto ai controlli, in alcune regioni cerebrali, quali cerebellum, ippocampo e corteccia.

Caso clinico

• Una ragazza di 20 anni, con leucoencefalopatiaprogressiva, sviluppa disabilità mentali e motorie ed entra in coma, dopo aver sofferto di un trauma cranico ed episodi febbrili dall’infanzia.

• Le immagini cerebrali mostrano massivi segnali anomali nella materia bianca, mentre quelle spettroscopiche evidenziano depositi elettro-densi ferritino-positivi, come si riscontra nell’accumulo di alluminio nella guaina mielinica, responsabili della leucoencefalopatia.

Neurodegenerazione

• Nonostante l’alluminio sia particolarmente abbondante nell’ambiente, al punto di entrare nel ciclo alimentare, tuttavia il suo assorbimento non è essenziale per la vita di piante, animali e essere umano.

• Al contrario, essendo neurotossico è stato associato a numerose forme degenerative del sistema nervoso, come la encefalopatia del dializzato, la demenza nel parkinsonismo, la sclerosi laterale amiotrofica e la malattia di Alzheimer .

Drosophila

• In un modello che utilizza la Drosophila, l’eccesso di metallo con la dieta comporta importanti disturbi comportamentali, conseguenti alla neurodegenerazione, la quale sarebbe dovuta a un notevole accumulo di ferro e radicali liberi, associati a un aumento nella attività della SOD2 (super-ossido dismutasi 2).

Gliosi• In altri modelli sperimentali è stato dimostrato

che l’assunzione di alluminio con l’acqua, soprattutto nei campioni anziani, aumenta l’attivazione della glia, la secrezione di citochineinfiammatorie e l’accumulo dei precursori di amiloide nel cervello.

• Tali alterazioni non sono attribuibili ad altri stimoli apparenti e possono riflettere l’importanza del ruolo giocato dal sistema immunitario nella genesi di malattie neurodegenerative, sotto l’azione di un fattore innescante, quale l’alluminio.

Gliosi• L’attivazione della glia riveste una notevole

importanza nella spiegazione del fenomeno infiammatorio e immunoadattativo nella neurodegenerazione.

• Queste cellule dendritiche, infatti, presiedono alla immunità innata, ma sono anche in grado di processare e presentare antigeni.

• Nei ratti, cui è stata somministrata acqua trattata con alluminio per un periodo di 4 mesi, è stata dimostrata una intensa immuno-reattività della proteina acida fibrillare, associata a evidenti disturbi comportamentali.

Disturbi cognitivi

• In un altro studio condotto in Turchia, in una regione argillosa vulcanica della penisola di Biga, la concentrazione di alluminio nelle acque a uso potabile è particolarmente abbondante.

• In un campione di 273 persone, di età superiore ai 18 anni, che facevano uso di tali acque, èstato sottoposto un questionario MMSE (Mini-Mental State Examination), per valutare le capacità cognitive.

• I risultati hanno messo in evidenza una significativa riduzione di tali capacità nel 31,9% del campione.

Degenerazione fibrillare

• L’esposizione all’alluminio, come si è visto, determina una degenerazione neurofibrillare molto simile a quella che si verifica nella malattia di Alzheimer.

• Ciò è stato osservato nei modelli sperimentali dei ratti bianchi New Zeland, in cui si evidenziavano aggregati tau positivi, aggregati neurofilamentosiintraneuronali, con stress ossidativo e apoptosi.

Alzheimer

• Il più importante elemento istopatologico, osservabile nel cervello di pazienti con malattia di Alzheimer, è rappresentato dalla presenza di placche neuritiche contenenti β-amiloide, le quali interferiscono con la comunicazione inter-neuronale.

• In tali condizioni, risulta una significativa riduzione di GRP78, una proteina della risposta allo stress cellulare, indotta in condizioni avverse alla funzione del reticolo endoplasmico.

GRP78

• In un interessante studio, condotto su topi trattati con alluminio per un lungo periodo, è stata osservata una correlazione tra l’espressione di β-amiloide e GRP78.

• La somministrazione di alluminio nell’acqua, per un periodo di esposizione di 12 mesi, determina una deposizione di β-amiloide simile a quella riscontrata nei pazienti con Alzheimer, associata a una ridotta funzione del reticolo endoplasmico, per una ridotta induzione di GRP78.

Modello Alzheimer

• Gli effetti della somministrazione di basse dosi di alluminio sull’apprendimento spaziale e sulla neurogenesi sono stati valutati in topi transgenici (Tg 2576) di 5 mesi, al fine di evidenziare un modello animale della malattia di Alzheimer.

• Dopo 3 mesi di esposizione, è stato dimostrato un deficit di apprendimento e di memoria, associato alla presenza di beta-amiloide nel cervello dei soggetti sacrificati

Comportamento

• Le alterazioni sul comportamento sono molto interessanti, come si apprende dalla somministrazione del metallo, attraverso l’acqua, su ratti Wistar per 90 giorni, in condizioni di tossicità sub-cronica.

• I risultati indicano una significativa riduzione del peso corporeo e della memoria di ricognizione, rispetto ai controlli.

• In uno studio analogo, su ratti SD (Sprague-Dawley) di 40 giorni, l’iniezione intraperitoneale di alluminio a basse dosi mostra una importante azione sulla barriera emato-encefalica, la cui permeabilità risulta aumentata in modo significativo, rispetto ai ratti di controllo

Inibitore dopaminergico

• Gli effetti dell’alluminio sulla neurotrasmissione non sono ancora del tutto chiari.

• In un altro studio si è cercato di determinare le alterazioni sulla espressione dei recettori D1 e D2 della dopamina, con bassi e alti dosaggi del metallo, somministrato con iniezioni intraperitoneali nei topi.

• Si è visto che la densità dei recettori diminuisce in maniera dose-dipendente, sia a livello del bregma, sia a livello dello striato.

Inibitore GABA

• La somministrazione per 35 giorni di alluminio a ratti albini comporta interessanti alterazioni nella trasmissione nervosa.

• In particolare, si riscontra un marcato aumento nei livelli di glutammato e glutammina, associato a una significativa riduzione dei livelli di GABA.

• Negli astrociti, la via glutammato-glutammina previene l’accumulo di acido glutammico nello spazio extracellulare, modulando la funzione eccitatoria di questo neurotrasmettitore aminoacidico.

Riflesso oculo-vestibolare

• Gli effetti da esposizione cronica di alluminio sono stati analizzati sul riflesso oculo-vestibolare.

• Somministrando il metallo nell’acqua da bere per 90 giorni, i ratti mostrano una significativa riduzione del riflesso, che non dipende da un danno degli astrociti, né da depositi di amiloide nel tessuto cerebrale.

Vapori e polveri

• L’esposizione cronica ai vapori e alle polveri di alluminio è stata messa in relazione con la sclerosi laterale amiotrofica

• In un interessante studio, sono stati osservati 3 gruppi di ratti sugli effetti dell’alluminio nel sistema nervoso centrale, a confronto con un gruppo di controllo.

Lo studio

• Il metallo è stato somministrato nelle cisterne cerebrali a dosi crescenti (50, 100 e 300 microgrammi su 5 soggetti per ogni gruppo).

• La stessa dose è stata somministrata dopo 3 mesi dalla prima iniezione, mentre al gruppo di controllo è stata iniettata, nelle stessa zona, soluzione salina.

Motoneuroni

• Sacrificati gli animali dopo 3 mesi dalla seconda iniezione sono stati studiati campioni prelevati dal midollo lombare e cervicale, per un esame istologico.

• Lo studio microscopico mette in evidenza una degenerazione dei motoneuroni nei ratti trattati con 300 microgrammi, che risulta più lieve nei soggetti trattati con dose minore. L’elettromiografia, per le alte dosi, evidenzia una denervazione acuta di alto grado, che risulta minore alle base dosi

Conigli e SLA

• Analoghe osservazioni sono state descritte nei conigli.

• La somministrazione intra-cisternale di 100 microgrammi di alluminio induce aggregati di neurofilamentifosforilati, i quali mimano le inclusioni intraneuronali della sclerosi laterale amiotrofica.

Ricambio osseo

• La somministrazione cronica di alluminio mostra un effetto negativo sul ricambio osseo, alterando la sintesi del collagene e la mineralizzazione della matrice.

• 40 ratti in accrescimento, suddivisi in due gruppi equivalenti, sono stati trattati con iniezioni di alluminio e placebo, 3 volte la settimana, per 3 mesi, riproducendo una condizione di ipossia ipobarica, come si verifica in alta quota.

• I ratti trattati con farmaco hanno mostrato una significativa riduzione del ricambio osseo.

Anemia• L’alluminio altera la composizione ossea e

provoca alterazioni nei livelli di calcio e fosforo, evidenziati soprattutto nella osteomalacia.

• Il metallo, inoltre, si accumula nel fegato e determina colestasi. Ma uno dei fenomeni indotti più interessanti è rappre

• entato dall’anemia, dovuta a un disturbo di maturazione della serie rossa e della sintesi di eme.

Sintomi colinergici?

• L’assunzione cronica di alluminio, nei lavoratori esposti, è stato oggetto di studio sulla neurofisiologia. 67 soggetti, esaminati sulla base della concentrazione del metallo nelle urine, a confronto con 57 persone non esposte, hanno mostrato sintomi molto rilevanti, quali: cefalea (41,8%), irritabilità emozionale (56,7%, difficoltàdi concentrazione (22,4), insonnia (22,4%), labilità di umore (14,9).

• In molti casi sono stati osservati parossismi generalizzati all’EEG e anomalie nella latenza della risposta ai potenziali evocati.

Recettori oppiacei

• I recettori per le endorfine encefaline (oppiacei) sono classificati come m1 e m2 (condizionanti l'integrazione sensorimotoria e l'analgesia), d1 e d2 (influenzanti l'integrazione motoria, la funzione cognitiva e l'analgesia) e k1, k2, e k3(condizionanti la regolazione dell'equilibrio idrico, l'analgesia e l'assunzione di cibo).

• I recettori σ, attualmente classificati come non oppiacei e principalmente localizzati nell'ippocampo, legano la PCP.

oppio

• Dalla capsula matura del papavero sonnifero, immediatamente dopo la fioritura, mediante incisione, si ricava una sostanza lattiginosa

• quest'ultima, condensata e scurita (dall'ossidazione a contatto con l'aria), costituisce l'oppio.

oppio

• L'oppio contiene oltre venti alcaloidi (composti organici azotati) attivi sul sistema nervoso centrale umano.

• Di questi il principale e fondamentale é la morfina, responsabile delle proprietàfarmacologiche dell'oppio stesso.

oppio

• La morfina in genere costituisce il 10% circa della massa complessiva di oppio.

• Oltre la morfina, nell'oppio sono presenti, seppure in minore percentuale, codeina, narcotina, tebaina e varie altre sostanze di struttura simile o diversa, come la papaverina.

Eroina, Morfina

L'eroina è una sostanza semi-sintetica derivata dalla morfina, principale alcaloide dell’oppio in cui è contenuta e da cui viene ricavata.

Eroina

• Si scoprì ben presto che la diacetilmorfina (il nome tecnico dell'eroina) produce negli assuntori, per giunta con maggiore intensità e rapidità, gli stessi effetti farmacologici della morfina, ivi compresa la capacità di generare assuefazione, tolleranza e dipendenza

• Si è accertato che l'eroina agisce all'interno dell'organismo dopo essere stata riconvertita in morfina.

Morfina ed eroina

• L'attività analgesica della morfina (e dell'eroina) si esplica su due versanti: innalzamento della soglia del dolore e riduzione della risposta emozionale al dolore

• Morfina ed eroina producono sensibili ripercussioni sulla funzione respiratoria, riducendola complessivamente e alterandone sia il ritmo che il volume

• Altri effetti sono a carico della muscolatura dello stomaco e dell'intestino, in cui si produce rilassamento. Secrezioni e processi digestivi vengono notevolmente ridotti, producendosi inoltre stipsi.

• Nelle donne si riscontra di frequente la diminuzione dell'ovulazione e la mancanza di mestruazioni.

La sostanza

• Sugli oppiacei le informazioni sono notevolmente aumentate da quando la società contemporanea ne ha introdotto l’abuso.

• Eroina (diacetil-morfina), morfina e codeina sono le sostanze, derivanti dal papaver somniferum, maggiormente utilizzate per raggiungere uno stato di euforia, sedazione e benessere generale.

Informazioni utili sugli oppiacei

• tali farmaci si legano a specifici recettori del sistema nervoso centrale (µ), competendo, in tal modo, con i ligandi naturali, che sono i cosiddetti oppioidi endogeni (endorfine)

• sono assorbiti efficacemente dal sistema gastrointestinale, dai polmoni e/o dai muscoli

• coniugazione con acido glicuronico

• l’emivita plasmatica delle droghe varia da 2 a 3 ore)

Effetti puri

• diminuzione della motilità intestinale, con conseguente anoressia e costipazione;

• effetti diretti sul sistema nervoso centrale, per il legame con i recettori delle endorfine: nausea e vomito (midollo), diminuita percezione del dolore (talamo), euforia (sistema limbico), e sedazione(sistema reticolare e striato);

• modificazoni dei livelli ormonali (diminuzione di LH, testosterone e tireotropina; aumento di prolattina e GH);

• depressione respiratoria (onde la vecchia utilizzazione per la tosse, come citato da Hahnemann), che risulta da una diminuita risposta alla tensione di diossido di carbonio;

• ipotensione ortostatica, probabilmente secondaria alla dilatazione dei vasi periferici

Considerazioni• Si può notare, da questa rapida esposizione, che

tutti gli effetti descritti sono riproducibili e costanti (appartengono, perciò, agli effetti primari dell’omeopatia) e non derivano dall’abuso cronico delle sostanze (fenomeno della tossicodipendenza).

• Seguendo le parole di Hahnemann dovremmo intendere, tuttavia, che la reazione dell’organismo alla introduzione di queste droghe (fenomeno chiamato effetto secondario) comporta una maggiore virulenza dei sintomi per i quali il farmaco viene prescritto.

Indicazioni cliniche (farmacologia convenzionale)

• dolori di varia natura (traumi chirurgici e malati terminali, essenzialmente);

• agitazione e depressione (effetto sedativo ed euforizzante);

• tosse secca e stizzosa (inibizione dei centri nervosi);

• asma;• diarrea;• ipertensione arteriosa

Abuso• sindrome di Guillan-Barrè• morfina e LPS interagiscono nel modulare

negativamente la risposta immunitaria• le sostanze oppioidi regolano la genesi dei

neuroni e della glia, oltre che dei loro precursori nel sistema nervoso centrale

• la morfina favorisce la progressione di HIV-1 (attraverso l’espressione dei recettori CCR5

• i ligandi dei recettori oppioidi κ, d’altra parte, sembrano avere un ruolo neuroprotettivo

• differenziazione dei linfociti Th2, mediante l’aumento di espressione dei recettori µ e di IL-4

• stimola la produzione di IL-10 e IL-12, da parte dei macrofagi, a concentrazioni molto basse, ossia 10(-8) M

Tossicologia

• Nel nord-est dell’Iran (provincia del Golestan) l ’ oppio è diffusamente usato per la terapia popolare in alcuni disturbi dei bambini, da parte dei genitori.

• In uno studio epidemiologico, condotto per 5 anni, sulla tossicità dell’oppio in pediatria, sono stati reclutati, presso un centro di controllo, 67 bambini di età compresa fra 6 giorni e 5 anni.

• La sostanza era stata somministrata, in questi casi, dalle madri, soprattutto di basso livello socio-economico.

Sintomi

• Tra i sintomi sono stati osservati, con intensità variabile: depressione respiratoria, bradipnea e coma.

• Furono osservati 4 decessi, che hanno condotto le autorità sanitarie a impostare un programma di educazione sanitaria, volto alla eradicazione di questa pratica popolare.

CPK e creatinina

• In uno studio retrospettivo, condotto su 181 pazienti ospitalizzati in Iran, tra il 2004 e il 2005, con aumento considerevole del CPK (>975 IU/L) è stato notato anche un aumento della creatinina, nel 30% dei casi, indice di danno renale.

• In molti pazienti, la principale causa era riferita a intossicazione da oppi.

Morfina

• La morfina, uno dei principali alcaloidi attivi della pianta, induce frequenti reazioni avverse non sempre conosciute, quali la iperidrosi e le vampate di calore al volto, talvolta anche con serie reazioni cutanee.

• Tra queste, sono molto conosciute l ’orticaria, l ’eritema e il prurito, fino ad arrivare a vere e proprie reazioni pseudo-allergiche anafilattoidi.

Edgar Allan Poe

• Visse e descrisse numerosi episodi di stati alterati della coscienza, confusione e paranoia.

• Tali disturbi sono stati attribuiti all ’ alcool, all ’ abuso di droghe e alle conseguenze di ripetute crisi epilettiche (probabilmente a un insieme di questi fattori).

• Esiste ancora molta confusione sulla vita turbolenta del letterato, anche per ciò che concerne la morte.

• Una delle ipotesi più accreditate fu l ’abuso continuativo degli oppiacei.

Storia

• Da molti secoli si conoscono le proprietàanalgesiche del papaver somniferum.

• Fino al XIX secolo i costituenti di questa sostanza non erano conosciuti, ciò che rendeva impossibile applicare la terapia con le dosi adatte.

• Negli anni 1803/04, Friedrich Wilhelm Serturner (1783-1841) isolò il principio attivo della pianta, che denominò morphium.

Morfina

• Tale principio si identifica con la morfina e rappresenta il primo oppioide utilizzato per una terapia mirata del dolore, al quale, nel tempo, si sono aggiunte altre sostanze alcaloidi.

• Gli analgesici derivati dall’oppio inducono il loro effetto antinocicettivo attraverso il legame con i recettori specifici µ, a livello delle strutture nervose.

Tossicologia• È riportato uno studio condotto su 28 lavoratori di

una azienda farmaceutica, produttrice di derivato oppiacei, tipo morfina e altri alcaloidi.

• Sei di queste persone ebbero sintomi clinici da ipersensibilità, con test allergici cutanei e RAST (con allergene estratto fluido della pianta in toto) positivi.

• Quattro di loro manifestarono una significativa reazione al test di stimolazione bronchiale.

• L’asma era, in questi casi, il fenomeno indotto piùfrequente.

• L’abuso di alcuni di questi alcaloidi può avere effetti devastanti.

Un caso

• Molto indicativo è il caso di un ragazzo tossicodipendente, il quale sviluppò la neuropatia per l ’ uso della cosiddetta “Polish eroine” o “kompot”, contenente, oltre al principio noto, anche morfina, codeina e papaverina.

• Tale neuropatia era la sindrome di Guillain-Barrè.

Interessante• Il trattamento con lipopolisaccaridi (endotossine

batteriche) nel mesentere dei ratti, induce l’espressione dei recettori oppioidi µ.

• Tale induzione sarebbe mediata da IL-1 sui recettori stessi e dalla espressione di molecole di adesione, da parte dell’endotelio, nel microcircolo cerebrale.

• Questo fenomeno può essere stimolato dalla somministrazione di morfina, la quale amplifica l’azione delle endotossine sui recettori µ.

• L’aspetto clinico di queste osservazioni indica che morfina e LPS interagiscono nel modulare negativamente la risposta immunitaria.

Regolazione

• Molti dati sperimentali, ottenuti in vitro, per la gran parte, dimostrano che le sostanze oppioidi regolano la genesi dei neuroni e della glia, oltre che dei loro precursori nel sistema nervoso centrale.

• Molto interessante è l’osservazione per la quale gli oppioidi esogeni ed endogeni possono influenzare e modulare la funzione delle cellule nervose e gliali, mediante un meccanismo mediato dai recettori, con cui si arriva alla protezione o al danno cerebrale.

Azioni alterne

• È stato postulato che la morfina favorisce la progressione di HIV-1 (attraverso l’espressione dei recettori CCR5 del virus e lo sviluppo di infezioni opportunistiche secondarie.

• I ligandi dei recettori oppioidi κ, d ’altra parte, sembrano avere un ruolo neuroprotettivo.

• Questa azione ambivalente potrebbe essere sfruttata a scopi terapeutici.

Azione immunologica

• Il trattamento con la morfina, inoltre, favorisce la differenziazione dei linfociti Th2, mediante l’aumento di espressione dei recettori µ e di IL-4.

• Inoltre, stimola la produzione di IL-10 e IL-12, da parte dei macrofagi, a concentrazioni molto basse, di 10(-8) M.

Recettori muscarinici/purinici

• L’acido cloridrico, dunque, induce alterazioni vescicali molto simili a quelle riscontrate nell’uomo con la cistite interstiziale e come tale è stato utilizzato nei modelli sperimentali.

• È anche stato osservato che gli intervalli della minzione e il volume urinario diminuiscono, con un trattamento antagonista, in maniera significativa, per una inibizione dei recettori muscarinici e purinici.

• Dunque, HCl stimola i recettori muscarinici e purinergici

A2A

Antagonismo funzionale dei recettori D2 nel controllo della locomozione

con diminuzione dell’attività motoria; effetti trofici; immunosoppressione;

vasodilatazione; inibizione dell’aggregazione piastrinica

A1

Inibizione del rilascio di neurotrasmettitori; neuroprotezione; anti-

convulsivante; inotropismo e cronotropismo negativi; broncocostrizione;

inibizione della diuresi

A2B Effetti trofici; immunosoppressione; produzione di glucosio; inibizione del

rilascio di istamina

A3

Modulazione dell’astrogliosi reattiva; precondizionamento ischemico;

controllo della crescita di cellule tumorali; stimolazione della degranulazione

dei mastociti; broncocostrizione (roditore)

Azioni fisiopatologiche dei recettori per adenosina

Recettori purinergici• Nell'uomo, ci sono quattro recettori per l'adenosina. ognuno

di essi è codificato da un gene ed ha diverse funzioni, malgrado ve ne siano alcune in comune.

• Per esempio, sia il recettore A1 che il recettore A2Aesercitano un ruolo importante nella fisiologia cardiaca, regolando il consumo di ossigeno del miocardio ed il flusso nelle arterie coronarie, mentre il recettore A2A media anche risposte anti-infiammatorie nell'organismo.

• Questi due recettori rivestono ruoli importanti anche nella fisiologia dell'encefalo, regolando il rilascio di altri neurotransmettitori, come la dopamina ed il glutammato,] mentre i recettori A2B e A3 sono distribuiti prevalentemente in periferia e sono coinvolti in processi come l'infiammazione e la risposta immunitaria.

Recettore A1

• Il recettore A1 è distribuito in tutto l'organismo, quindi ha una funzione inibitoria su gran parte dei tessuti nei quali si trova.

• Nell'encefalo esso diminuisce l'attività metabolica: in sede pre-sinaptica esso riduce il rilascio di vescicole sinaptiche mentre in sede post-sinaptica stabilizza il magnesio sul recettore per NMDA.

• La stimolazione del recettore A1 deprime la velocità di depolarizzazione delle cellule del nodo seno-atriale, risultando in un calo della velocità di contrazione cardiaca (effetto dromotroponegativo) e rallenta la conduzione atrio-ventricolare, come dimostrato dall'allungamento dell'intervallo PR all'ECG.

• Blocco atrioventricolare, che si verifica a seguito di una rapida infusione di adenosina (usata nelle tachiaritmie).

• La stimolazione del sottotipo recettoriale A2A determina vasodilatazione delle arterie coronarie di calibro più piccolo.

Recettore A2a

• Come A1, il recettore A2A regola il consumo di O2 del miocardio e il flusso di sangue nelle coronarie.

• Appartiene alla famiglia dei recettori accoppiati alle proteine G che attivano l'adenilato ciclasi.

• Il recettore è abbondante nei gangli della base, nei vasi sanguigni e nelle piastrine ed è lo stesso per la caffeina.

• È responsabile della regolazione del flusso di sangue nelle arterie coronarie, mediante la vasodilatazione delle arterie coronarie di calibro più piccolo.

Recettore A2b

• Anch'esso è una proteina di membrana accoppiata ad una proteina G, che attiva l'adenilato ciclasi.

• Esso interagisce anche con la netrina-1, che è coinvolta nella crescita degli assoni.

Recettore A3

• La sua attivazione inibisce la crescita delle cellule di melanoma umano.

Agonisti• La gran parte delle vecchie molecole che agisce sui

recettori per l'adenosina è non selettiva, come ad esempio l'adenosina stessa, usata tuttora per il trattamento delle tachicardie e che interagisce con tutti i quattro recettori nel cuore, e che produce un effetto sedativo attraverso i recettori A1 e A2A distribuiti nell'encefalo.

• I derivati della Xantina, come la caffeina e la teofillina agiscono come antagonista non selettivo sui recettori A1 e A2A sia nel cuore che nell'encefalo, determinado un effetto stimolante e tachicardia.

• Queste molecole agiscono anche come inibitori delle fosfodiesterasi e producono anche effetti antiinflammatori, rendendosi utili nel trattamento farmacologico dell'asma, ma meno adatti a scopi di ricerca.

Antagonisti

• I nuovi agonisti ed antagonisti del recettore per l'adenosina sono molto più potenti e selettivi e hanno permesso di approfondire l'effetto del blocco o della stimolazione dei singoli sottotipi di recettori, dando luogo poi ad una nuova generazione di molecole utili in campo medico.

• Alcune di queste molecole sono ancora derivati dell'adenosina o della xantina, ma i ricercatori hanno scoperto altre molecole con struttura completamente diversa.

Anti-colinesterasi

• Tra le azioni più importanti degli alcaloidi di lycopodium clavatum dobbiamo considerare l ’ inibizione dell’acetilcolinesterasi.

• Per valutare meglio tale effetto, occorre studiare la capacità tossica di altri inibitori, quali i pesticidi organofosfati

Storia

• Cannabis è tra le più diffuse droghe al mondo.

• Le preparazioni a base di cannabis sativa sono state usate, nella pratica medica, per millenni.

• La scoperta del sistema recettoriale della droga e della conseguente presenza di sostanze cannabinoidi, ha permesso di allargare e focalizzare l’attenzione terapeutica su numerose condizioni patologiche.

Effetti acuti

• euforia,• ansia,• alterata percezione sensoriale,• deficit di memoria e della psicomotricità.

Effetti cronici

• ingrandimento del cuore,• variazioni della pressione arteriosa,• psicosi,• dipendenza

Alcuni casi

• Un ragazzo di 21 anni ha avuto un infarto a seguito dell ’ uso di marijuana, senza alcun fattore di rischio evidenziabile al momento.

• In un altro caso, si è osservata una tachiaritmia

Canapa e pensiero

• Gli effetti su abilità cognitive sono reversibili dopo astinenza, ad eccezione dell’abuso.

• Il cervello è suscettibile degli effetti di cannabinoidi nel periodo perinatale, per l’uso materno della cannabis.

• Gli effetti, nello sviluppo successivo del bambino, includono: impulsività, inattenzione e iperattività, depressione

δ 9-THC

• Il costituente psicoattivo, δ 9-tetrahydrocannabinol (δ 9-THC) produce una miriade di effetti farmacologici, nell’uomo e negli animali.

• Per molte decadi, il meccanismo d’azione dei cannabinoidi, composti strutturalmente simili al δ 9-THC, sono rimasti sconosciuti.

Recettori

• Recentemente sono stati identficati i recettori, sia centrali, sia periferici, oltre a individuare i sistemi del secondo messaggero a livello cellulare.

• Un ligando endogeno, denominato anandamide , è un composto degli acidi grassi, che possiede proprietà simili al δ 9-THC

• Il comportamento è mediato da questi specifici recettori e da altri sistemi neurochimici, tra i quali è menzionato il ceramide, uno degli acidi grassi più rappresentativi dei glicolipidi di membrana neuronale.

“Legame degli endocannabinoidi ai recettori”

Il legame degli endocannabinoidi con i recettori produce:

Inibizione dell’adenilciclasi (AC)Inibizione dei canali al calcio di tipo N

(canali associati al calcio e liberazione di neurotrasmettitore)

Stimolazione del release di acido arachidonico indipendentemente dall’AMPc

Stimolazione della cascata della MAP-CHINASI indipendente dall’ AMPc

Dal legame degli endocannabinoidicon i loro recettori si producono gli effetti biologici

Recettori per i cannabinoidi

• CB1 e CB2 appartengono alla superfamiglia delle proteine G accoppiate ai recettori di membrana

• Il recettore CB1 è stato localizzato principalmente nel cervello

• Il recettore CB2 è stato localizzato solo in periferia

Ruolo dei recettori CB1 nella trasmissione del dolore

I CB1 sono presenti:

1) nei terminali periferici dei neuroni di senso

2) nelle sinapsi nel midollo 3) nel cervello

I CB1 possono modulare la trasmissione dell’informazione nocicettiva presinapticamente (inibendo il release di neurotrasmettitori eccitatori) e/o postsinapticamente (riducendo l’eccitabilitàneuronale)

“Distribuzione dei recettori”

Il recettore CB2 è stato localizzato solo in periferia nelle cellule del sistema immunitario:

Linfociti BLinfociti TMonocitiOrgani del sistema immunitario (Milza-

Tonsille)

II°messaggero

• Il ceramide, interessato al legame con una specifica proteina G, che modula l’adenilciclasi, i canali ionici e le chinasi extracellulari, è un efficiente secondo messaggero;

• La sua generazione deriva da due diverse vie: idrolisi della sfingomielina e sintesi ex novo

Canapa terapeutica

• Il δ 9-THC e diversi analoghi possono dare importanti benefici nella cura di nausea e vomito, insieme alla stimolazione dell ’appetito nella sindrome da deperimento.

• Recenti evidenze dimostrano azioni analgesiche e antispastiche, insieme a una efficiente azione anticonvulsivante.

• Per tale azione è stato proposto un componente non psicoattivo della cannabis, il cannabidiolo, peraltro efficace, per via orale, nelle artriti indotte su topi.

Canapa e psichiatria

• L’alta prevalenza di abuso in sostanze psicoattive tra pazienti schizofrenici è un fenomeno ormai ben stabilito, soprattutto nei pazienti giovani di sesso maschile.

• Ciò comporta una durata di ospedalizzazione significativamente più lunga, rispetto a pazienti schizofrenici non dediti all’abuso di droga, nonchéuna maggiore incidenza di suicidi.

• D ’ altra parte, è ben accertata la modificazione indotta dalla cannabis sulle funzioni cognitive e di memoria, fra coloro che ne abusano per lunghi periodi.

Psicosi

• Il δ 9-THC può aumentare le concentrazioni cerebrali di molte altre droghe, mentre l ’ estratto della pianta inibisce la monoaminoossidasimitocondriale a livello del fegato e del cervello.

• Fin dagli anni ’30 del secolo scorso si discute sulla possibilità che l ’ uso della droga comporti un aumento del rischio di psicosi acute e croniche.

Psicosi cannabis-indotte• Secondo alcuni autori, il rapporto causa/effetto

sarebbe dose-dipendente.• In realtà, si dovrebbe parlare di psicosi cannabis-

indotte, come entità cliniche distinte, nell’ambito dei disturbi psichiatrici, probabilmente condizionate da fattori predisponenti familiari, molto simili a quelli di una vera e propria sindrome schizofrenica.

• Il periodo di maggiore vulnerabilità psicotica cannabis-indotta è rappresentato dalla pubertà, per il processo di maturazione neuronale, che comincia intorno alla nascita e si compie in questa età dello sviluppo.

• In più, l’adolescenza comporta un maggiore rischio di esposizione alla droga, per motivi sociali e individuali

Luogo della psicosi indotta

• L ’ ambito strutturale di questo elevato rischio, a livello cerebrale, dovrebbe essere situato nell ’ ippocampo e nell’amigdala, soprattutto a seguito di un forte abuso giornaliero.

• È stato anche osservato, per abuso di cannabis, un decremento nella densitàdella sostanza grigia della corteccia cingolata posteriore dx, particolarmente ricca in recettori CB1.

CB1

• L’identificazione del recettore CB1 (cannabinoidreceptor type 1) è stata la pietra miliare nella spiegazione delle risposte comportamentali ed emozionali indotte dalla cannabis sativa, nel meccanismo del Delta(9)-tetrahydrocannabinoid

• Ciò ha condotto, negli anni successivi a stabilire l’esistenza del sistema di endocannabinoidi, il primo dei quali, N-arachidonoyl ethanolamine, venne chiamato anandamide , dal sanscrito ananda, che significa “estasi”.

SISTEMA ENDOCANNABINOIDE E SCHIZOFRENIA (1)

Il coinvolgimento del sistema endocannabinoide nell ’ eziopatogenesi della schizofrenia sembra supportato da:

- Studi post-mortem: aumento dei recettori CB1 nella corteccia prefrontale, nel cingolo dorsolaterale e anteriore di soggetti schizofrenici.

- Reperti nel fluido cerebrospinale di livelli di endocannabinoidi due volte superiori nei soggetti schizofrenici rispetto ai controlli

- Studi genetici: associazione tra il gene codificante il recettore CB1 e la schizofrenia ebefrenica.

Effetti opposti

• La stimolazione di CB1, comunque, non comporta solo la sensazione di piacere, ma anche panico e ansia.

• Questi diversi effetti possono essere spiegati con la molteplice distribuzione neuro-anatomica dei recettori e dallo stato emotivo del momento, oltre alla regolazione di altri neurotrasmettitori, che hanno funzioni opposte, quali GABA e glutammato

Fumo lento

• Negli anni ’60 furono descritti i primi casi di arterite associata all’uso della marijuana.

• 10 nuovi casi sono stati descritti recentemente, i quali svilupparono ischemia distale subacuta delle estremità, che arrivò alla necrosi delle dita e, in alcuni casi, alla gangrena.

• Due di questi pazienti presentavano trombosi venosa e tre un recente fenomeno di Raynaud. La valutazione arteriografica metteva in evidenza un quadro compatibile con la malattia di Buerger.

Canapa e sistema immunitario

• Tra gli effetti nocivi della droga, si conosce l’insorgenza di una sintomatologia tipica, molto simile a quella del fumatore di tabacco, ossia: tosse, starnuti e produzione di muco).

• A ciò si aggiunga il sospetto che la marijuana possa agire anche indipendentemente in senso carcinogenetico, sulla mucosa laringea e bronchiale.

• Sotto questo aspetto, non bisogna dimenticare che il δ 9-THC è immunosoppressivo e diminuisce la resistenza alle infezioni da batteri, protozoi e virus, soprattutto inibendo la funzione di macrofagi, linfociti T e B e NK, nonché la produzione di citochine.

Tossicologia

• La pulsatilla contiene il glicoside ranuncolina per il 2,8% della pianta intera, la quale idrolizza in un lattone attivo, la protoanemonina (1%), che dimerizza in una forma inerte a secco, la anemonina.

• Tra gli altri costituenti troviamo i flavonoidi delfinidina e pelargonidina, oltre a triterpeni e carboidrati.

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Protoanemonina

• A supporto del suo uso analgesico, antidepressivo e sedativo, è stata dimostrata una interessante e analoga azione nei modelli sperimentali.

• La protoanemonina, inoltre, mostra una importante attività anti-fungina in vitro, soprattutto nei confronti di dermatofizie e lieviti.

• La tossicità della pulsatilla è attribuita alla presenza della protoanemonina, la quale sarebbe in grado di irritare i reni e il tratto urinario, per la sua attività alchilante.

• L ’ essiccamento della pianta trasforma la protoanemonina in anemonina, sprovvista di azione tossica.

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Dosi generose

• A dosi forti, la pulsatilla produce violenta gastrite, accompagnata a senso di costrizione toracica, con brividi e debolezza, seguiti da una diminuzione della funzione contrattile del cuore, della pressione arteriosa e della temperatura corporea.

• Aumentando ancora la dose, si produce paralisi dei nervi motori e sensitivi, midriasi, stupor e convulsioni. 430

TRPV1

• Tale recettore, denominato recettore vanilloidedi tipo 1 (vanilloid receptor type-1, o VR1, o TRPV1: transient receptor potenzial vanilloid 1), ha una struttura a canali cationici ed èlocalizzato in diversi tessuti.

• Nelle cellule polmonari eccitabili e nelle fibre nervose sensitive esso si attiva a seguito della stimolazione da irritanti di vario tipo.

• Questa ipotesi è suggestiva per proporre l’uso omeopatico di capsicum nella tosse cronica.

Ruolo del recettore

• Si è visto che le cellule dell’epitelio polmonare sono molto più suscettibili alla necrosi che quelle epatiche: ciò sarebbe dovuto a una maggiore espressione del TRPV1, mediante la produzione di IL-6.

• Tale recettore è stato recentemente clonato, confermando la sua attitudine funzionale allo stimolo polimodale del dolore, ossia al calore, alle sostanze acide, alla lipossigenasi e agli ingredienti pungenti del capsicum annum.

TRPV1

• Il TRPV1 è un canale cationico non selettivo, il quale è ampiamente distribuito nell’organismo ed espresso tipicamente dalle fibre nervose.

• La sua espressione, comunque, può essere evidenziata anche su altri tipi di cellule, tra cui i cheratinociti, i quali contribuiscono alla messa in atto della risposta infiammatoria acuta, in caso di danno cutaneo.

• La percezione del dolore è un fenomeno dovuto a molteplici fattori. Tra questi va citato, ancora, il recettore vanilloide di tipo 1, il quale aumenta la sua espressione in caso di insulto infiammatorio.

Stimoli di TRPV1• L ’ attivazione del recettore vanilloide 1 può

essere stimolata da numerosi fattori, quali le sostanze agoniste (capsaicina e resinifera tossina, fra tutte), le infezioni, le infiammazioni e l’ischemia.

• Tutti questi fattori attivano o sensibilizzano i nocicettori terminali, mediante molecole di ATP, le quali sono in grado di abbassare la temperatura corporea (da una condizione febbrile) e, quindi, stimolare i recettori TRPV1.

• È stato dimostrato che esiste un paradosso (che definiamo omeopatico) di desensibilizzazione, mediato dalla azione della capsaicina.

Orecchio interno

• Il ruolo di TRPV1 è stato recentemente chiarito in alcune condizioni patologiche, quali la ipersensibilità dell’8°paio dei nervi cranici, in corso di tinnitus, sindrome di Meniére e cefalea, che dipenderebbero dalla attivazione del recettore nei gangli dell’orecchio interno.

Coclea

• La capsaicina, d’altra parte, è in grado di indurre un aumento del flusso sanguigno cocleare, proprio mediante la attivazione di VR1 nell’organo del Corti.

• L ’ aumento del flusso sanguigno è dose-dipendente, rispetto alla stimolazione della capsaicina ed è mediato dall’ossido nitrico.

• In tutti questi casi si tratta di una forma infiammatoria neurogenica, la quale può essere all’origine della cefalea di tipo vascolare.

Componente vascolare

• I sintomi dell ’ orecchio interno, correlati alla cefalea, quali fotofobia, tinnitus, fluttuazione nella percezione uditiva e aumento della sensibilità olfattiva, mettono indirettamente in evidenza, che i vasi cocleari sono interessati dal meccanismo patogenetico.

• La connessione vasoattiva, tra la coclea e il sistema vertebro-basilare (interessato dalla cefalea vasomotoria), è mediata dai neuroni sensoriali del nervo trigemino.

• Tutto ciò è stato dimostrato dalla stimolazione della coclea con la capsaicina.

Neuropeptidi orecchio interno

• L ’ applicazione locale di quest ’ ultima provoca infiammazione neurogenica, con edema, nell ’ orecchio, mediato da importanti neuropeptidi, come la sostanza P, la neurochinina A e il peptide vasoattivo, i quali sono rilasciati dai neuroni sensibili alla capsaicina.

• In parte, anche la serotonina (5-HT) sembra coinvolta in tale processo.

Incontinenze• È stato ipotizzato che anche la incontinenza e

urgenza fecali possono essere dovute a un aumento della espressione di TRPV1, da parte delle fibre nervose sensitive polimodali.

• Di contro, sembra che la dispepsia migliori con l’uso del peperoncino, mediante una desensibilizzazione delle fibre C nocicettive gastriche, probabilmente con un meccanismo di tipo omeopatico.

• Anche l’ instillazione intravescicale della capsaicinasembra agire molto bene nella iperreflessianeurogenica della vescica, con dolori pelvici e instabilità dei muscoli detrusori.

Espansione dei linfociti

• L ’ estratto con etanolo di matricaria camomilla è in grado di stimolare la proliferazione di linfociti.

• Tale azione è attribuita alle proprietàimmunostimolanti degli eritrociti pesanti (macrociti), nonché alla attivazione delle cellule immunoregolatrici di sangue periferico e alla aumentata sensibilità delle cellule effettrici ai segnali helper .

Droga e alcool

• Un altro effetto potenzialmente utile èrappresentato dalla inibizione dei sintomi da dipendenza e da astinenza delle droghe, quali la morfina, come è stato dimostrato su topi.

• La somministrazione di una singola dose di estratto di matricaria, in questi casi, è sufficiente a eliminare i tipici sintomi di astinenza (tremore delle zampe, battito dei denti, scosse del corpo, ptosi, diarrea, etc.), così come quelli da dipendenza.

TRX e recettore vanilloide

• La resiniferatossina (TRX), un analogo estremamente potente della capsaicina, èpresente nella Euphorbia resinifera.

• Essa agisce su un sito specifico di membrana, denominato recettore vanilloide, il quale è maggiormente espresso sui neuroni sensitivi primari, che veicolano la percezione del dolore da infiammazione neurogena. 442

Dolore neuropatico

• La desensibilizzazione alla resiniferatossina rappresenta un valido approccio alla cura del dolore neuropatico e ad altre condizioni patologiche.

• In queste, i neuropeptidi sensoriali, rilasciati dai neuroni, giocano un ruolo cruciale.

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Storia

• Quantunque la RTX sia stata isolata solo negli anni ’ 70, tuttavia la Euphorbiaresinifera (generalmente denominata Euphorbium), è stata utilizzata a scopi medici, fin dai tempi dell ’ imperatore Augusto.

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TRPV1

• Il recettore specifico (recettore vanilloide, o TRPV1: transient receptor potenzial vanilloid 1), legandosi alla tossina e alla capsaicina, è direttamente implicato nella genesi nocicettiva e nella infiammazione neurogenica.

• Le fibre sensitive afferenti C dei neuroni utilizzano alcuni neuropeptidi, tra cui la sostanza P, per la trasmissione del dolore chemogenico e di quello infiammatorio, oltre che per le risposte alla termoregolazione (distruzione dei termorecettori.

• Il ligando, in tutti questi casi, è rappresentato dai recettori vanilloidi, i quali possono essere stimolati dalla capsaicina e dalla resiniferatossina.

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TRPV1 e agonisti

• I recettori TRPV1 sono canali cationici omotetramerici, non selettivi, abbondantemente espressi nelle fibre C nocicettive.

• Sono state studiate le differenze di risposta a capsaicina e resiniferatossina: la seconda è da 1.000 a 10.000 volte piùpotente della prima, per una maggiore affinità con il recettore vanilloide.

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Dolore e analgesici

• Il dolore è la risposta a moltisegnali, prodotti a diversi livelli del sistema nervoso centrale e periferico, generati da stimoli ambientali molteplici, sia interni, sia esterni.

• Una delle strategie adottate, per individuare nuove sostanze analgesiche, consiste nello studio sistematico delle basi molecolari, che permettono allo stimolo dolorifico di essere percepito, ossia i recettori.

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Dolore e infiammazione

• Tra questi, TRPV1 assume un ruolo fondamentale, in quanto è responsabile della percezione del dolore dovuto a stimoli meccanici, chimici e termici.

• La sua attivazione, nei neuroni sensitivi, genera segnali, che arrivano al sistema nervoso centrale e sono interpretati e percepiti come dolore, oltre a favorire il rilascio periferico di sostanze pro-infiammatorie, in grado a loro volta di rendere altri neuroni sensibili agli stimoli. 451

Dolore cronico

• Il dolore cronico è uno dei più importanti problemi, che la clinica deve affrontare.

• Spesso gli oppiacei rappresentano la prima e unica scelta terapeutica, con evidenti conseguenze collaterali poco sopportabili, quali la sedazione e la depressione respiratoria.

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Fenomeno paradosso

• La resiniferatossina provoca una lenta, ma irreversibile, attivazione dei recettori TRPV1 e aumenta la frequenza delle correnti post-sinaptiche eccitatoriespontanee (EPSCs: spontaneousexcitatory postsynaptic currents).

• D’altra parte, è anche in grado di indurre una significativa depressione di EPSC , per il blocco della depolarizzazione nei nervi terminali.

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Omeopatia paradossa

• La somministrazione intratecale di RTX, nei ratti, inibisce la trasmissione sinaptica nocicettiva nel breve periodo, mentre nel lungo periodo provoca una ablazione selettiva di TRPV1 espressi nei nervi sensitivi terminali, fino a raggiungere una prolungata analgesia nei modelli comportamentali degli animali, mantenendo intatte tutte le altre funzioni dei neuroni gangliari delle radici dorsali.

• Tale azione paradossa evidenzia una azione omeopatica molto interessante, la quale si esprime, in definitiva, inibendo la trasmissione nocicettiva a livello spinale.

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Ruolo della sostanza P• Infatti, la somministrazione perineurale degli

agonisti di TRPV1 (capsaicina e resiniferatossina) provoca, ad alte dosi, una degenerazione delle fibre amieliniche C, ove sono maggiormente espressi i recettori vanilloidi.

• A dosi molto piccole, invece, l’effetto corrisponde a un blocco selettivo della trasmissione nocicettiva.

• Questo effetto, essendo la trasmissione veicolata dalla sostanza P, il cui rilascio locale amplifica l ’ infiammazione, si manifesta anche con una spiccata azione anti-infiammatoria.

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Analgesia omeopatica

• È stato dimostrato che l ’ iniezione perineurale di basse dosi di RTX rappresenta un valido sistema di gestione e controllo del dolore infiammatorio loco-regionale.

• Un esempio affascinante è dato dalla terapia del nervo sciatico, con risultati notevoli, sia immediati, sia a due settimane dal trattamento, negli animali sottoposti a stimoli infiammatori.

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Indicazioni accertate

• Le molecole agoniste di TRPV1, quali capsaicina e RTX, pur stimolando il dolore, sono state utilizzate nel trattamento analgesico (e anche anti-infiammatorio).

• Tra cui: la cistite interstiziale, la neuralgia post-herpetica, il dolore chirurgico, la bunionectomia, la neuropatia diabetica, l ’ artrosi e il neuroma di Morton, con interessanti risultati. 457

Vie urinarie

• Il prurito uremico e la iperattività vescicale sono due condizioni importanti, nelle quali è stato dimostrato un ruolo patogenetico da parte dei recettori vanilloidi.

• Tali recettori sono espressi, infatti, a livello delle vie aeree e della vescica urinaria.

• Sotto questo ultimo aspetto, il ruolo della innervazione afferente, nella fisiopatologia della incontinenza urinaria, è stato oggetto di enorme interesse, negli ultimi anni.

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Afferenza e lesione• Nel soggetto in buona salute, la veicolazione

afferente è largamente mediata dalle fibre A-delta, le quali forniscono informazioni, circa lo stato di pienezza della vescica, al centro pontino della minzione, attraverso la sostanza grigia peri-acqueduttale.

• A seguito di una lesione spinale, invece, l’informazione afferente viene veicolata dalle fibre sensitive C, ossia quelle sensibili alla capsaicina e resiniferatossina, inducendo un riflesso segmentale spinale, con iperattività neurogenica del detrusore.

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Alcune applicazioni

• Tale recettore è implicato anche nell’aumento del flusso sanguigno della coclea, in quanto ben espresso nell’orecchio interno. Le conseguenze sugli acufeni sono facilmente immaginabili.

• L ’uso della resiniferatossina è stato proposto nella cura della cistite interstiziale, generalmente con una risposta ben tollerata e sostanzialmente priva di reazioni avverse.

• Il razionale terapeutico parte dalla nozione fisiopatologica del coinvolgimento delle fibre C e del recettore vailloide TRPV1, in questa malattia.

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Cistite• La RTX desensibilizza le fibre afferenti C

della vescica ed è stato dimostrato, che la sua instillazione intravescicale è efficace nella iperattività del muscolo detrusore.

• TRPV1, infatti, sono largamente espressi su tutto il tratto uro-genitale dei mammiferi.

• Queste considerazioni sono molto interessanti per il trattamento della cistite intravescicale, il cui trattamento tradizionale non conduce, di solito, a risultati confortanti.

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Cura intravescicale

• In uno studio prospettico, è stata valutata l ’ efficacia di instillazioni intravescicalimultiple di RTX, a dosi di 10 nM, una volta la settimana, per 4 settimane, su pazienti refrattari ad altre terapie.

• Il risultato è stato positivo nel 58% dei casi.

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Prostatodinia

• Un ’ altra potenziale condizione patologica, suscettibile di trattamento con resiniferatossina èrappresentato dalla prostatodinia, il quale èancora un disturbo clinico di non facile soluzione.

• L’iniezione intratecale della sostanza, nei ratti Sprague-Dawley, cui era stata indotta una infiammazione prostatica cronica con adiuvante di Freund, inibiva il rilascio locale di sostanza P, con un effetto analgesico e anti-infiammatorio significativo, rispetto agli animali non trattati.

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Piastrine

• TRPV1 è presente nelle piastrine umane.• Il suo ruolo funzionale è molto importante,

in quanto contribuisce alla loro attivazione, in corso di stimoli infiammatori, come si verifica nel processo di aterosclerosi.

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Tossicologia• La pianta, anche chiamata Rosa di Natale, risulta

tossica per l’uomo e gli animali. Rispetto alle altre ranuncolaceae, l ’helleborus niger ha un’azione meno rilevante sul cuore.

• Le sostanze tossiche, contenute nella pianta, includono, oltre ai glicosidi cardiaci elleborina, ellebrina e elleboreina, le saponine e la protoanemonina. L ’ avvelenamento da elleboro nero è raro.

• I glicosidi presenti sono responsabili di sintomi cardiaci, quali bradicardia, allungamento dell’intervallo P-R e disturbi di conduzione (meno evidenti di altre ranuncolaceae).

Costituenti• La presenza di ranuncolina o protoanemonina,

nelle foglie di elleboro nero, è responsabile di dermatite, irritazione degli occhi (in caso di accidentale applicazione) e disturbi gastro-intestinali, per ingestione (salivazione, pizzicore della bocca e della gola, dolore addominale, con vomito e diarrea). Alcuni autori riportano anche un polso irregolare e debole, astenia, respirazione difficile, battiti irregolari e disturbi del sistema nervoso, quali delirio, convulsioni e anche morte, dovuta a collasso respiratorio.

• Gli alcaloidi contenuti nella pianta, molti dei quali a struttura steroidea, sono responsabili di un significativo effetto ipotensivo dose-dipendente, come è stato dimostrato su ratti spontaneamente ipertesi.

Tossicologia

• Nella letteratura di ogni tempo sono stati sempre descritti casi di avvelenamento da elleboro bianco.

• All’esame autoptico di due persone decedute in un lago di montagna e ritrovate dopo un mese, fu riscontrata la presenza di un gran numero di piccoli granuli nerastri nello stomaco, identificati successivamente con i semi di veratrum album.

• Alla spettrometria di massa furono identificate la veratridina e la cevadina.

Ingestione accidentale

• La bradicardia (</= 40/minuto) e lo shock sono tra i sintomi di ingestione accidentale della pianta.

• Tali casi di avvelenamento sono dovuti, spesso, all’errore di individuazione con altre piante.

• Un episodio del genere è riportato da alcuni autori italiani.

• La confusione con la genziana lutea ha permesso a una persona di ingerire le foglie di elleboro bianco, lamentando, a seguito di ciò, sintomi di pirosi e vomito, associati a bradi-aritmia, dissociazione A-V e vasodilatazione.

Avvelenamento

• Molti casi di avvelenamento sono dovuti alla ingestione accidentale di veratrum, per la sua notevole somiglianza con la genziana.

• 5 persone svilupparono i seguenti sintomi: nausea, vomito, dolore addominale, ipotensione e bradicardia. 4 di loro mostrarono bradicardia sinusale, come evidenziato dall’ECG, mentre 1 ebbe un blocco atrio-ventricolare completo

Cuore• Studi elettrocardiografici, condotti su 12 pazienti

avvelenati da elleboro bianco, hanno mostrato le seguenti alterazioni del tracciato, in 10 persone: bradicardia 38-40/m, riduzione intervallo PQ e del QT, ritardo transitorio nella conduzione interventricolare dx e incompleto BBS; extrasistoli ventricolari; depressione di ST e onde T a punta.

• È stato ipotizzato che la bradicardia sia dovuta a un aumento del riflesso vagale, ma che le anomalie del tracciato dipendano dalla azione diretta degli alcaloidi sul miocardio.

• L’atropina, infatti, corregge la bradicardia, ma non tali alterazioni, le quali sono beneficamente influenzate dalla eliminazione delle tossine e dalla somministrazione di cocarbossilasi e vitamine del gruppo B

Sintomi da avvelenamento di oleander

• vertigini, cefalea, confusione;• nausea, vomito, crampi addominali;• bradicardia, con blocco AV, ipotensione,

disritmia, asistolia;• Letargia, convulsioni; astenia, agitazione.

Succinilcolina

• L’estratto acetil acetato della spigelia è stato valutato per la tossicità sui ratti albini Swiss.

• È stata notata una miotonia e una paralisi muscolare, a rapida insorgenza, con alte dosi somministrate per via orale e intraperitoneale, del tutto simili a quelle indotte dalla somministrazione di succinilcolina.

• Tali osservazioni sono confermate dalla azione tonica sui muscoli scheletrici, in vitro.