РЕКЛАМА

Различное (положительное и отрицательное) влияние никотина на мозг

НАУКАБИОЛОГИЯРазличное (положительное и отрицательное) влияние никотина на мозг

Никотин обладает множеством нейрофизиологических эффектов, не все из которых являются отрицательными, несмотря на широко распространенное мнение о никотине как о вредном веществе. Никотин обладает различными прокогнитивными эффектами и даже использовался в трансдермальной терапии для улучшения внимания, памяти и психомоторной скорости при легких когнитивных нарушениях.1. Кроме того, агонисты никотиновых рецепторов исследуются для лечения шизофрении и болезни Альцгеймера.2 показывая, что эффекты молекулы сложные, а не черно-белые, как это описано в СМИ.

Никотин является стимулятором центральной нервной системы3 с положительными и отрицательными эффектами на мозг (суждение о положительном и отрицательном, определяемое воздействием на поведение, которое в социальном плане считается продуктивным для благополучия людей, с субъективными положительными эффектами, представляющими повышение благополучия людей в обществе). Никотин влияет на передачу сигналов различных нейромедиаторов в головном мозге.4, в первую очередь действуя через никотиновые рецепторы нейромедиатора ацетилхолина5 и его характеристики привыкания возникают из-за его стимуляции высвобождения дофамина в прилежащем ядре6 в части мозга, известной как базальный передний мозг, которая создает субъективное переживание удовольствия (награды), позволяя создавать аддиктивное поведение7 например, непрерывное курение.

Никотин является агонистом никотиновых ацетилхолиновых (nACh) рецепторов, которые являются ионотропными (агонизм вызывает открытие определенных ионных каналов)8. В этой статье будут исключены рецепторы, обнаруженные в нервно-мышечных соединениях. Ацетилхолин агонизирует оба типа рецепторов ацетилхолина: никотиновые и мускариновые рецепторы, которые являются метаботропами (агонизм вызывает ряд метаболических стадий)9. Сила и эффективность фармакологических агентов на рецепторы являются многофакторными, включая аффинность связывания, способность вызывать агонистический эффект (например, индуцирование транскрипции гена), действие на рецептор (некоторые агонисты могут вызывать подавление рецептора), диссоциацию от рецептора и т. Д.10. В случае никотина его обычно считают, по крайней мере, умеренно сильным агонистом рецептора nACh.11, потому что, несмотря на значительные различия в химической структуре никотина и ацетилхолина, обе молекулы содержат область с катионом азота (положительно заряженный азот) и еще одну область акцептора водородной связи.12.

Рецептор nACh состоит из 5 полипептидных субъединиц, и мутации в субъединицах полипептидной цепи, вызывающие ограниченный агонизм рецепторов nACh, могут вызывать различные неврологические патологии, такие как эпилепсия, умственная отсталость и когнитивные нарушения.13. При болезни Альцгеймера активность рецепторов nACh снижается.14, ток курильщики связаны с 60% снижением риска болезни Паркинсона15, препараты, увеличивающие агонизм nACh в головном мозге, используются для лечения болезни Альцгеймера16 (агонисты nACh в настоящее время разрабатываются для лечения болезни Альцгеймера.17) и тот факт, что никотин усиливает когнитивные функции в малых и средних дозах.18 подчеркивает важность агонизма рецепторов nACh для оптимальной когнитивной функции.

Основными проблемами для здоровья в связи с курением являются рак и сердечные заболевания.19. Однако риски курения не обязательно должны быть такими же, как риски употребления никотина без табака, например, при испарении никотиновой жидкости или жевании никотиновой резинки. Кардиоваскулярная токсичность потребления никотина значительно ниже, чем курения сигарет.20. Краткосрочное и долгосрочное употребление никотина, как правило, не ускоряет отложение артериальных бляшек.20 но все же может быть риск из-за сосудосуживающего действия никотина20. Кроме того, была проверена генотоксичность (следовательно, канцерогенность) никотина. Некоторые анализы, оценивающие генотоксичность никотина, показывают потенциальную канцерогенность за счет хромосомных аберраций и обмена сестринских хроматид при концентрациях никотина, только в 2–3 раза превышающих концентрации никотина в сыворотке крови курильщиков.21. Однако исследование влияния никотина на лимфоциты человека не показало никакого эффекта.21 но это может быть аномально, учитывая уменьшение повреждений ДНК, вызванных никотином, при совместной инкубации с антагонистом рецептора nACh21 предполагая, что причиной окислительного стресса никотин может быть активация самого рецептора nACh21.

Продолжительное употребление никотина может вызвать десенсибилизацию рецепторов nACh.22 поскольку эндогенный ацетилхолин может метаболизироваться ферментом ацетилхолинэстеразы, в то время как никотин не может, что приводит к пролонгированному связыванию рецептора22. У мышей, подвергавшихся воздействию паров никотина в течение 6 месяцев, содержание дофамина в лобной коре (FC) было значительно увеличено, в то время как содержание дофамина в полосатом теле (STR) было значительно снижено.23. Не наблюдалось значительного влияния на концентрацию серотонина.23. Глутамат (возбуждающий нейромедиатор) был умеренно повышен как в ФК, так и в STR и ГАМК (ингибиторный нейромедиатор был умеренно снижен в обоих23. Поскольку ГАМК ингибирует высвобождение дофамина, в то время как глутамат усиливает его23, значительная дофаминергическая активация мезолимбического пути24 (связанный с наградой и поведением25) и высвобождающее действие никотина на эндогенные опиоиды.26 может объяснить сильное привыкание к никотину и развитие аддиктивного поведения. Наконец, увеличение активации дофамина и рецепторов nACh может объяснить улучшение двигательной реакции от никотина в тестах на сосредоточенное и устойчивое внимание и узнаваемую память.27.

Ссылки:

  1. Ньюхаус П., Келлар К. и др. 2012. Никотиновая терапия легких когнитивных нарушений. 6-месячное двойное слепое пилотное клиническое исследование. Неврология. 2012 10 января; 78 (2): 91–101. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e31823efcbb   
  1. Woodruff-Pak DS. и Gould TJ., 2002. Нейрональные никотиновые рецепторы ацетилхолина: участие в болезни Альцгеймера и шизофрении. Обзоры поведенческой и когнитивной нейробиологии. Объем: 1 номер: 1, страниц (ов): 5-20 Номер опубликован: 1 марта 2002 г. DOI: https://doi.org/10.1177/1534582302001001002   
  1. PubChem [Интернет]. Bethesda (MD): Национальная медицинская библиотека (США), Национальный центр биотехнологической информации; 2004-. Краткое описание соединения PubChem для CID 89594, никотин; [цитировано 2021 мая 8 г.]. Доступна с: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nicotine 
  1. Quattrocki E, Baird A, Yurgelun-Todd D. Биологические аспекты связи между курением и депрессией. Harv Rev Psychiatry. 2000 сентябрь; 8 (3): 99-110. PMID: 10973935. Доступно на сайте https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10973935/  
  1. Беновиц Н.Л. (2009). Фармакология никотина: зависимость, заболевания, вызванные курением, и терапия. Ежегодный обзор фармакологии и токсикологии49, 57-71. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.48.113006.094742  
  1. Фу Й, Матта С.Г., Гао В., Брауэр В.Г., Шарп Б.М. Системный никотин стимулирует высвобождение дофамина в прилежащем ядре: переоценка роли рецепторов N-метил-D-аспартата в вентральной области покрышки. J Pharmacol Exp Ther. 2000 августа; 294 (2): 458-65. PMID: 10900219. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10900219/  
  1. Ди Кьяра, Г., Бассарео, В., Фену, С., Де Лука, М. А., Спина, Л., Кадони, К., Аквас, Е., Карбони, Е., Валентини, В., и Лекка, Д. . (2004). Допамин и наркомания: связь прилежащего ядра. Нейрофармакология47 Suppl 1, 227-241. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2004.06.032  
  1. Альбукерке, Э.С., Перейра, Э.Ф., Алкондон, М., и Роджерс, SW (2009). Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы млекопитающих: от структуры к функции. Физиологические обзоры89(1), 73-120. https://doi.org/10.1152/physrev.00015.2008  
  1. Чанг и Нойман, 1980. Ацетилхолиновый рецептор. Молекулярные аспекты биоэлектричества, 1980. Доступно на сайте https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/acetylcholine-receptor Доступ 07 мая 2021 г.   
  1. Келли А. Берг, Уильям П. Кларк, Осмысление фармакологии: обратный агонизм и функциональная селективность, Международный журнал нейропсихофармакологии, Том 21, Выпуск 10, Октябрь 2018, Страницы 962 – 977, https://doi.org/10.1093/ijnp/pyy071 
  1. Фармакология Рэнга и Дейла, международное издание. Ранг, Хамфри П.; Дейл, Морин М .; Риттер, Джеймс М .; Цветок, Род Дж .; Хендерсон, Грэм 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=  
  1. Дани Дж. А. (2015). Структура и функция нейрональных никотиновых ацетилхолиновых рецепторов и реакция на никотин. Международный обзор нейробиологии124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001  
  1. Steinlein OK, Kaneko S, Hirose S. Мутации никотинового рецептора ацетилхолина. В: Noebels JL, Avoli M, Rogawski MA, et al., Редакторы. Основные механизмы эпилепсии Джаспера [Интернет]. 4-е издание. Bethesda (MD): Национальный центр биотехнологической информации (США); 2012. Доступно с: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK98138/ 
  1. Нарахаши, Т., Маршалек, В., Моригути, С., Йе, Дж. З., и Чжао, X. (2003). Уникальный механизм действия препаратов Альцгеймера на никотиновые ацетилхолиновые рецепторы и NMDA-рецепторы в головном мозге. Науки о жизни74(2-3), 281 – 291. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.09.015 
  1. Маппин-Казирер Б., Пан Х., и др. 2020. Табакокурение и риск болезни Паркинсона. 65-летнее наблюдение 30,000 94 британских врачей-мужчин. Неврология. Vol. 20 нет. 2132 e2138e32371450. PubMed: XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000009437 
  1. Феррейра-Виейра, TH, Гимарайнш, IM, Силва, FR, и Рибейро, FM (2016). Болезнь Альцгеймера: нацелена на холинергическую систему. Современная нейрофармакология14(1), 101-115. https://doi.org/10.2174/1570159×13666150716165726 
  1. Lippiello PM, Caldwell WS, Marks MJ, Collins AC (1994) Разработка никотиновых агонистов для лечения болезни Альцгеймера. В: Giacobini E., Becker RE (eds) Болезнь Альцгеймера. Достижения в терапии болезни Альцгеймера. Birkhäuser Boston. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8149-9_31 
  1. Валентин, Г., и Софуоглу, М. (2018). Когнитивные эффекты никотина: последние достижения. Современная нейрофармакология16(4), 403-414. https://doi.org/10.2174/1570159X15666171103152136 
  1. CDC 2021. Влияние курения на здоровье. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/health_effects/effects_cig_smoking/index.htm Доступ 07 мая 2021 г.  
  1. Беновиц, Н.Л., и Бербанк, А.Д. (2016). Сердечно-сосудистая токсичность никотина: последствия для использования электронных сигарет. Тенденции в сердечно-сосудистой медицине26(6), 515-523. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2016.03.001 
  1. Саннер, Т., и Гримсруд, Т.К. (2015). Никотин: канцерогенность и влияние на реакцию на лечение рака - обзор. Границы онкологии5, 196. https://doi.org/10.3389/fonc.2015.00196 
  1. Дани Дж. А. (2015). Структура и функция нейрональных никотиновых ацетилхолиновых рецепторов и реакция на никотин. Международный обзор нейробиологии124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001 
  1. Аласмари Ф., Александр LEC., и др. 2019. Влияние хронического вдыхания паров электронных сигарет, содержащих никотин, на нейротрансмиттеры в лобной коре и полосатом теле мышей C57BL / 6. Передний. Pharmacol., 12 августа 2019 г. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2019.00885 
  1. Кларк ПБ (1990). Активация мезолимбического дофамина - ключ к усилению никотина ?. Симпозиум Ciba Foundation152, 153-168. https://doi.org/10.1002/9780470513965.ch9 
  1. Science Direct 2021. Мезолимбический путь. Доступно в Интернете по адресу https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/mesolimbic-pathway Доступ 07 мая 2021 г.  
  1. Hadjiconstantinou M. и Neff N., 2011. Никотин и эндогенные опиоиды: нейрохимические и фармакологические данные. Нейрофармакология. Том 60, выпуски 7–8, июнь 2011 г., страницы 1209-1220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2010.11.010  
  1. Эрнст М., Маточик Дж. И др. 2001. Влияние никотина на активацию мозга во время выполнения задания на рабочую память. Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2001, 98 (8) 4728-4733; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.061369098  
     



Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

«Новый» анализ крови, который выявляет в их ...

В крупном достижении в области скрининга рака новое исследование ...

"Автофокальные очки", прототип очков для коррекции пресбиопии (потеря зрения вблизи)

Ученые из Стэнфордского университета разработали прототип ...

На шаг ближе к квантовому компьютеру

Серия прорывов в квантовых вычислениях Обычный компьютер, который...
- Реклама -
99,634Поклонникиподобно
66,079ПодписчикиПодписаться
6,297ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться