Mismunandi (jákvæð og neikvæð) áhrif nikótíns á heilann

Nikótín hefur mikið úrval af taugalífeðlisfræðilegum áhrifum, sem ekki eru öll neikvæð þrátt fyrir almenna skoðun á nikótíni sem einföldu skaðlegu efni. Nikótín hefur margvísleg vitsmunaleg áhrif og hefur jafnvel verið notað í forðameðferð til að bæta athygli, minni og skynhreyfihraða við væga vitræna skerðingu¹. Ennfremur er verið að rannsaka nikótínviðtakaörva til meðferðar við geðklofa og Alzheimer-sjúkdómur² sem sýnir að áhrif sameindarinnar eru flókin, ekki svarthvít eins og því er lýst í fjölmiðlum.

Nikótín er miðlæg taugakerfi örvandi³ með jákvæðum og neikvæðum áhrifum á Heilinn (ákvarðanir jákvæðar og neikvæðar skilgreindar af áhrifum á hegðun sem eru álitin félagslega afkastamikil fyrir velferð einstaklinga, með huglæg jákvæð áhrif sem tákna aukna vellíðan einstaklinga í samfélaginu). Nikótín hefur áhrif á boðefni ýmissa taugaboðefna í heilanum⁴, sem verkar fyrst og fremst í gegnum nikótínviðtaka taugaboðefnisins asetýlkólíns⁵ og ávanabindandi eiginleikar þess stafa af örvun þess á losun dópamíns í kjarnanum⁶ í þeim hluta heilans sem er þekktur sem grunnframheila sem skapar huglæga upplifun af ánægju (verðlaun) sem gerir kleift að skapa ávanabindandi hegðun⁷ eins og keðjureykingar.

Nikótín er örvi nikótínasetýlkólíns (nACh) viðtaka sem eru jónótrópískir (örvandi veldur opnun ákveðinna jónagönga)⁸. Þessi grein mun útiloka viðtaka sem finnast við taugavöðvamót. Asetýlkólín örvar báðar tegundir asetýlkólínviðtaka: nikótín- og múskarínviðtaka sem eru metabotropic (örvandi framkallar röð efnaskiptaþreps)⁹. Styrkur og verkun lyfjafræðilegra efna á viðtaka er margþætt, þar á meðal bindisækni, hæfni til að valda örvandi áhrifum (svo sem að örva genaumritun), áhrif á viðtaka (sumir örvar geta valdið lækkun viðtaka), sundrun frá viðtaka o.s.frv.¹⁰. Þegar um nikótín er að ræða er það almennt talið að minnsta kosti miðlungs sterkur nACh viðtakaörvi¹¹, vegna þess að þrátt fyrir mikinn efnafræðilegan mun á nikótíni og asetýlkólíni, innihalda báðar sameindirnar svæði með köfnunarefniskatjón (jákvætt hlaðið köfnunarefni) og annað vetnistengiviðtakssvæði¹².

nACh viðtakinn er gerður úr 5 fjölpeptíð undireiningum og stökkbreytingar í fjölpeptíðkeðju undireiningunum sem valda takmörkuðum örvum nACh viðtaka geta valdið mismunandi taugasjúkdómum eins og flogaveiki, þroskahömlun og vitsmunalegum skorti.¹³. Í Alzheimerssjúkdómi eru nACh viðtakar niðurstýrðir¹⁴, núverandi reykingamenn tengjast 60% minni hættu á Parkinsonsveiki¹⁵, lyf sem auka nACH-örvandi í heila eru notuð til að meðhöndla Alzheimerssjúkdóm¹⁶ (nACh örvar eru nú í þróun til að meðhöndla Alzheimer¹⁷) og sú staðreynd að nikótín er vitræna virkniauki í litlum til í meðallagi skömmtum¹⁸ leggur áherslu á mikilvægi nACh viðtakaörvandi fyrir bestu vitræna virkni.

Helstu heilsufarsáhyggjur vegna reykinga eru krabbamein og hjartasjúkdómar¹⁹. Hins vegar þarf áhættan af reykingum ekki að vera sú sama og áhættan af því að neyta nikótíns án tóbaks, svo sem með því að gufa upp nikótínvökva eða tyggja nikótíntyggjó. Eituráhrif nikótínneyslu á hjarta og æðar eru marktækt minni en af ​​sígarettureykingum²⁰. Skammtíma- og langtímanotkun nikótíns hefur tilhneigingu til að flýta ekki fyrir útfellingu veggskjölds í slagæðum²⁰ en getur samt verið áhætta vegna æðaþrengjandi áhrifa nikótíns²⁰. Ennfremur hefur verið prófað á erfðaeiturhrifum (þar af leiðandi krabbameinsvaldandi áhrif) nikótíns. Ákveðnar mælingar sem meta eiturverkanir nikótíns á erfðaefni sýna hugsanlega krabbameinsvaldandi áhrif með litningaskekkjum og systurlitningaskiptum við styrk nikótíns sem er aðeins 2 til 3 sinnum hærri en nikótínstyrkur í sermi hjá reykingamönnum²¹. Hins vegar sýndi rannsókn á áhrifum nikótíns á eitilfrumur manna engin áhrif²¹ en þetta getur verið afbrigðilegt miðað við minnkun á DNA skemmdum af völdum nikótíns þegar það er ræktað með nACh viðtaka mótlyfja²¹ bendir til þess að orsök oxunarálags af völdum nikótíns geti verið háð virkjun nACh viðtakans sjálfs²¹.

Langvarandi nikótínnotkun getur valdið ofnæmi á nACh viðtökum²² þar sem innrænt asetýlkólín getur umbrotnað af asetýlkólínesterasa ensíminu á meðan nikótín getur það ekki, sem leiðir til langvarandi viðtakabindingar²². Hjá músum sem voru útsettar fyrir gufu sem inniheldur nikótín í 6 mánuði jókst dópamíninnihald í framberki (FC) marktækt á meðan dópamíninnihald í striatum (STR) minnkaði marktækt.²³. Engin marktæk áhrif voru á serótónínþéttni²³. Glútamat (örvandi taugaboðefni) var í meðallagi aukið í bæði FC og STR og GABA (hamlandi taugaboðefni var í meðallagi minnkað í báðum²³. Þar sem GABA hindrar losun dópamíns á meðan glútamat eykur það²³, veruleg dópamínvirk virkjun mesolimbic ferilsins²⁴ (tengt umbun og hegðun²⁵) og losandi áhrif nikótíns á innræna ópíóíða²⁶ getur útskýrt mikla ávanabindingu nikótíns og þróun ávanabindandi hegðunar. Að lokum getur aukningin á virkjun dópamíns og nACh viðtaka útskýrt framfarirnar frá nikótíni í hreyfisvörun í prófum á einbeittri og viðvarandi athygli og viðurkenningarminni.²⁷.

***

Tilvísanir:

1. Newhouse P., Kellar, K., o.fl. 2012. Nikótínmeðferð við vægri vitrænni skerðingu. 6 mánaða tvíblind klínísk tilraunarannsókn. Taugalækningar. 2012 10. janúar; 78(2): 91–101. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e31823efcbb   

2. Woodruff-Pak DS. og Gould TJ., 2002. Neuronal Nicotinic Acetylcholine Receptors: Þátttaka í Alzheimerssjúkdómi og geðklofa. Atferlis- og vitsmunaleg taugavísindi umsagnir. Bindi: 1 hefti: 1, síða(r): 5-20 Hefti gefið út: 1. mars 2002. DOI: https://doi.org/10.1177/1534582302001001002   

3. PubChem [Internet]. Bethesda (MD): National Library of Medicine (US), National Center for Biotechnology Information; 2004-. PubChem efnasambönd samantekt fyrir CID 89594, Nikótín; [vitnað 2021 8. maí]. Fáanlegur frá: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nicotine 

4. Quattrocki E, Baird A, Yurgelun-Todd D. Líffræðilegir þættir tengsla milli reykinga og þunglyndis. Harv Rev geðdeild. 2000 sep;8(3):99-110. PMID: 10973935. Fæst á netinu á https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10973935/  

5. Benowitz NL (2009). Lyfjafræði nikótíns: fíkn, sjúkdómur af völdum reykinga og meðferðir. Árleg úttekt á lyfjafræði og eiturefnafræði, 49, 57-71. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.48.113006.094742  

6. Fu Y, Matta SG, Gao W, Brower VG, Sharp BM. Kerfisbundið nikótín örvar losun dópamíns í nucleus accumbens: endurmat á hlutverki N-metýl-D-aspartat viðtaka á kviðlæga hlutanum. J Pharmacol Exp Ther. 2000 ágúst;294(2):458-65. PMID: 10900219. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10900219/  

7. Di Chiara, G., Bassareo, V., Fenu, S., De Luca, MA, Spina, L., Cadoni, C., Acquas, E., Carboni, E., Valentini, V., & Lecca, D. (2004). Dópamín og eiturlyfjafíkn: tenging við skeljarkjarna. Neuropharmacology, 47 Suppl 1, 227-241. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2004.06.032  

8. Albuquerque, EX, Pereira, EF, Alkondon, M. og Rogers, SW (2009). Spendýra nikótínacetýlkólínviðtakar: frá uppbyggingu til virkni. Lífeðlisfræðilegar úttektir, 89(1), 73-120. https://doi.org/10.1152/physrev.00015.2008  

9. Chang og Neumann, 1980. Asetýlkólínviðtakar. Molecular Aspects of Bioelectricity, 1980. Aðgengilegt á netinu á https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/acetylcholine-receptor Skoðað þann 07. maí 2021.   

10. Kelly A Berg, William P Clarke, Making Sense of Pharmacology: Inverse agonism and functional selectivity, International Journal of Neuropsychopharmacology, Bindi 21, útgáfa 10, október 2018, blaðsíður 962 – 977, https://doi.org/10.1093/ijnp/pyy071 

11. Rang & Dale's Pharmacology, International Edition Rang, Humphrey P.; Dale, Maureen M.; Ritter, James M.; Blóm, Rod J.; Henderson, Graeme 11: 
    https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=Rod+Flower%3B+Humphrey+P.+Rang%3B+Maureen+M.+Dale%3B+Ritter%2C+James+M.+%282007%29%2C+Rang+%26+Dale%27s+pharmacology%2C+Edinburgh%3A+Churchill+Livingstone%2C&btnG=  

12. Dani JA (2015). Tauga nikótín asetýlkólínviðtaka Uppbygging og virkni og svörun við nikótíni. Alþjóðleg úttekt á taugalíffræði, 124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001  

13. Steinlein OK, Kaneko S, Hirose S. Nikótín asetýlkólínviðtaka stökkbreytingar. Í: Noebels JL, Avoli M, Rogawski MA, o.fl., ritstjórar. Jasper's Basic Mechanisms of the Epilepsies [Internet]. 4. útgáfa. Bethesda (MD): National Center for Biotechnology Information (BNA); 2012. Í boði frá: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK98138/ 

14. Narahashi, T., Marszalec, W., Moriguchi, S., Yeh, JZ og Zhao, X. (2003). Einstakur verkunarmáti Alzheimer-lyfja á nikótínacetýlkólínviðtaka í heila og NMDA viðtaka. lífvísindi, 74(2-3), 281-291. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.09.015 

15. Mappin-Kasirer B., Pan H., et al 2020. Tóbaksreykingar og hætta á Parkinsonsveiki. 65 ára eftirfylgni 30,000 karlkyns breskra lækna. Taugalækningar. Vol. 94 nr. 20 e2132e2138. PubMed: 32371450. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000009437 

16. Ferreira-Vieira, TH, Guimaraes, IM, Silva, FR og Ribeiro, FM (2016). Alzheimerssjúkdómur: Að miða á kólínvirka kerfið. Núverandi taugalyfjafræði, 14(1), 101-115. https://doi.org/10.2174/1570159×13666150716165726 

17. Lippiello PM, Caldwell WS, Marks MJ, Collins AC (1994) Þróun nikótínörva til meðferðar á Alzheimerssjúkdómi. Í: Giacobini E., Becker RE (ritstj.) Alzheimer Disease. Framfarir í Alzheimer-sjúkdómameðferð. Birkhäuser Boston. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8149-9_31 

18. Valentine, G. og Sofuoglu, M. (2018). Vitsmunaleg áhrif nikótíns: Nýlegar framfarir. Núverandi taugalyfjafræði, 16(4), 403-414. https://doi.org/10.2174/1570159X15666171103152136 

19. CDC 2021. Heilsuáhrif sígarettureykinga. Fæst á netinu á https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/health_effects/effects_cig_smoking/index.htm Skoðað þann 07. maí 2021.  

20. Benowitz, NL og Burbank, AD (2016). Eituráhrif nikótíns á hjarta og æðar: Afleiðingar fyrir notkun rafsígarettu. Þróun í hjarta- og æðalækningum, 26(6), 515-523. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2016.03.001 

21. Sanner, T. og Grimsrud, TK (2015). Nikótín: Krabbameinsvaldandi áhrif og áhrif á svörun við krabbameinsmeðferð – endurskoðun. Landamæri í krabbameinslækningum, 5, 196. https://doi.org/10.3389/fonc.2015.00196 

22. Dani JA (2015). Tauga nikótín asetýlkólínviðtaka Uppbygging og virkni og svörun við nikótíni. Alþjóðleg úttekt á taugalíffræði, 124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001 

23. Alasmari F., Alexander LEC., et al 2019. Áhrif langvarandi innöndunar rafsígarettugufu sem inniheldur nikótín á taugaboðefni í framheilsuberki og striatum C57BL/6 músa. Framan. Pharmacol., 12. ágúst 2019. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2019.00885 

24. Clarke PB (1990). Mesolimbic dópamín virkjun - lykillinn að nikótínstyrkingu?. Ciba Foundation málþing, 152, 153-168. https://doi.org/10.1002/9780470513965.ch9 

25. Science Direct 2021. Mesolimbic Pathway. Fæst á netinu á https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/mesolimbic-pathway Skoðað þann 07. maí 2021.  

26. Hadjiconstantinou M. og Neff N., 2011. Nikótín og innræn ópíóíð: Taugaefnafræðileg og lyfjafræðileg sönnunargögn. Taugalyfjafræði. 60. bindi, tölublöð 7–8, júní 2011, bls. 1209-1220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2010.11.010  

27. Ernst M., Matochik J., o.fl. 2001. Áhrif nikótíns á heilavirkjun meðan á vinnsluminni stendur. Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2001, 98 (8) 4728-4733; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.061369098  
     

***