Nikotien se wisselende (positiewe en negatiewe) effekte op die brein

Nikotien het 'n wye reeks neurofisiologiese effekte, wat nie almal negatief is nie, ten spyte van die algemene opvatting dat nikotien 'n simplisties skadelike stof is. Nikotien het verskeie prokognitiewe effekte en is selfs in transdermale terapie gebruik om aandag, geheue en psigomotoriese spoed in ligte kognitiewe inkorting te verbeter ¹ . Verder word nikotienreseptoragoniste ondersoek vir behandeling in skisofrenie en Alzheimer se siekte ^{2 ,} wat toon dat die molekule se effekte kompleks is, nie swart en wit soos dit in die media beskryf word nie.

Nikotien is ' n sentrale senuweestelselstimulant ³ met positiewe en negatiewe effekte op die brein (die beoordeling van positief en negatief word gedefinieer deur effekte op gedrag wat sosiaal as produktief vir die welstand van individue beskou word, met subjektiewe positiewe effekte wat verhoogde welstand van individue in die samelewing verteenwoordig). Nikotien beïnvloed die seintransduksie van verskeie neuro-oordragstowwe in die brein ⁴ , hoofsaaklik deur nikotienreseptore van die neuro-oordragstof asetielcholien ⁵ en die verslawende eienskappe daarvan spruit voort uit die stimulasie van dopamienvrystelling in die kern accumbens ⁶ in die deel van die brein wat bekend staan ​​as die basale voorbrein, wat die subjektiewe ervaring van plesier (beloning) skep, wat die skep van verslawende gedrag ⁷ soos kettingrook moontlik maak.

Nikotien is 'n agonis van nikotienasetielcholien (nACh) reseptore wat ionotropies is (agonisme veroorsaak die opening van sekere ioonkanale) ^8. Hierdie artikel sal reseptore wat by neuromuskulêre verbindings voorkom, uitsluit. Asetielcholien agoniseer beide tipes asetielcholienreseptore: nikotien- en muskariniese reseptore wat metabotropies is (agonisme veroorsaak 'n reeks metaboliese stappe) ^9. Die sterkte en doeltreffendheid van farmakologiese middels op reseptore is multifaktorieel, insluitend bindingsaffiniteit, vermoë om 'n agonistiese effek te veroorsaak (soos die induseer van geentranskripsie), effek op reseptor (sommige agoniste kan reseptor-afregulering veroorsaak), dissosiasie van reseptor, ens . ^10. In die geval van nikotien word dit oor die algemeen beskou as ten minste 'n matig sterk nACh-reseptoragonis ¹¹ , want ten spyte van massiewe chemiese struktuurverskille in nikotien en asetielcholien, bevat beide molekules 'n gebied met 'n stikstofkation (positief gelaaide stikstof) en 'n ander waterstofbindingsakseptorgebied ¹².

Die nACh-reseptor bestaan ​​uit 5 polipeptied-subeenhede en mutasies in die polipeptiedketting-subeenhede wat beperkte agonisme van nACh-reseptore veroorsaak, kan verskillende neurologiese patologieë soos epilepsie, verstandelike gestremdheid en kognitiewe tekorte veroorsaak ^13. In Alzheimer se siekte word nACh-reseptore afgereguleer ¹⁴ , huidige rokers word geassosieer met 'n 60% verminderde risiko van Parkinson se siekte ¹⁵ , middels wat nACh-agonisme in die brein verhoog, word gebruik om Alzheimer se siekte te behandel ¹⁶ (nACh-agoniste word tans ontwikkel om Alzheimer se siekte te behandel ¹⁷ ) en die feit dat nikotien 'n kognitiewe funksieversterker teen lae tot matige dosisse is ¹⁸ beklemtoon die belangrikheid van nACh-reseptoragonisme vir optimale kognitiewe funksie.

Die primêre gesondheidskwessies rakende rook is kanker en hartsiektes ^19. Die risiko's van rook hoef egter nie dieselfde te wees as die risiko's van die inneem van nikotien sonder tabak nie, soos deur die verdamping van nikotienvloeistof of die kou van nikotiengom. Kardiovaskulêre toksisiteit van nikotienverbruik is aansienlik laer as dié van sigaretrook ^20. Kort- en langertermyn nikotiengebruik versnel gewoonlik nie arteriële plaakafsetting ²⁰ nie , maar kan steeds 'n risiko wees as gevolg van nikotien se vasokonstriktiewe effekte ^20. Verder is die genotoksisiteit (dus karsinogenisiteit) van nikotien getoets. Sekere toetse wat die genotoksisiteit van nikotien evalueer, toon potensiële karsinogenisiteit deur chromosomale afwykings en susterchromatieduitruiling teen nikotienkonsentrasies wat slegs 2 tot 3 keer hoër is as rokerserumnikotienkonsentrasies ²¹ . 'n Studie van nikotien se effekte op menslike limfosiete het egter geen effek getoon nie ²¹ , maar dit mag anomaal wees gegewe die afname in DNA-skade wat deur nikotien veroorsaak word wanneer dit saam met 'n nACh-reseptor-antagonis geïnkubeer word ^21, wat daarop dui dat die oorsaak van oksidatiewe stres deur nikotien afhanklik kan wees van die aktivering van die nACh-reseptor self ²¹.

Langdurige nikotiengebruik kan desensibilisering van nACh-reseptore veroorsaak ²² aangesien endogene asetielcholien deur die asetielcholienesterase-ensiem gemetaboliseer kan word terwyl nikotien nie kan nie, wat lei tot langdurige reseptorbinding ^22. In muise wat vir 6 maande aan nikotienbevattende damp blootgestel is, was die dopamieninhoud in die frontale korteks (FC) beduidend verhoog, terwyl die dopamieninhoud in die striatum (STR) beduidend afgeneem het ^23. Daar was geen beduidende effek op serotonienkonsentrasies nie ²³ . Glutamaat (’n eksitatoriese neurotransmitter) was matig verhoog in beide die FC en die STR en GABA (’n inhiberende neurotransmitter) was matig verlaag in beide ²³ . Aangesien GABA dopamienvrystelling inhibeer terwyl glutamaat dit versterk ²³ , kan die beduidende dopaminerge aktivering van die mesolimbiese pad ²⁴ (geassosieer met beloning en gedrag ²⁵ ) en die vrystellende effek van nikotien op endogene opioïede ²⁶ die hoë verslawing van nikotien en die ontwikkeling van verslawende gedrag verklaar. Laastens kan die toename in dopamien- en nACh-reseptoraktivering die verbeterings van nikotien in motoriese reaksie in toetse van gefokusde en volgehoue ​​aandag, en herkenningsgeheue ²⁷ verklaar.

***

Verwysings:

1. Newhouse P., Kellar, K., et al 2012. Nikotienbehandeling van ligte kognitiewe inkorting. 'N 6-maande dubbelblinde proef kliniese proef. Neurologie. 2012 10 Jan; 78(2): 91–101. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e31823efcbb   

2. Woodruff-Pak DS. en Gould TJ., 2002. Neuronale nikotiniese asetielcholienreseptore: betrokkenheid by Alzheimersiekte en skisofrenie. Gedrags- en kognitiewe neurowetenskapresensies. Volume: 1 uitgawe: 1, bladsy(e): 5-20 Uitgawe gepubliseer: 1 Maart 2002. DOI: https://doi.org/10.1177/1534582302001001002   

3. PubChem [Internet]. Bethesda (MD): Nasionale Biblioteek van Geneeskunde (VS), Nasionale Sentrum vir Biotegnologie-inligting; 2004-. PubChem verbinding Opsomming vir CID 89594, Nikotien; [aangehaal 2021 8 Mei]. Beskikbaar van: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Nicotine 

4. Quattrocki E, Baird A, Yurgelun-Todd D. Biologiese aspekte van die verband tussen rook en depressie. Harv Rev Psigiatrie. 2000 Sep;8(3):99-110. PMID: 10973935. Aanlyn beskikbaar by https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10973935/  

5. Benowitz NL (2009). Farmakologie van nikotien: verslawing, rookgeïnduseerde siekte en terapeutika. Jaarlikse oorsig van farmakologie en toksikologie, 49, 57-71. https://doi.org/10.1146/annurev.pharmtox.48.113006.094742  

6. Fu Y, Matta SG, Gao W, Brower VG, Sharp BM. Sistemiese nikotien stimuleer dopamienvrystelling in nucleus accumbens: herevaluering van die rol van N-metiel-D-aspartaatreseptore in die ventrale tegmentale area. J Pharmacol Exp Ther. 2000 Aug;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). Dopamien en dwelmverslawing: die nucleus accumbens dopverbinding. Neuro Farmacologie, 47 byv 1, 227-241. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2004.06.032  

8. Albuquerque, EX, Pereira, EF, Alkondon, M., & Rogers, SW (2009). Soogdier nikotien asetielcholien reseptore: van struktuur tot funksie. Fisiologiese resensies, 89(1), 73-120. https://doi.org/10.1152/physrev.00015.2008  

9. Chang en Neumann, 1980. Asetielcholienreseptor. Molecular Aspects of Bioelectricity, 1980. Aanlyn beskikbaar by https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/acetylcholine-receptor Toegang op 07 Mei 2021.   

10. Kelly A Berg, William P Clarke, Maak sin van farmakologie: omgekeerde agonisme en funksionele selektiwiteit, Internasionale Tydskrif vir Neuropsigofarmakologie, Volume 21, Uitgawe 10, Oktober 2018, Bladsye 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.; Blom, 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). Neuronale Nikotien Asetielcholien Reseptor Struktuur en Funksie en Reaksie op Nikotien. Internasionale oorsig van neurobiologie, 124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001  

13. Steinlein OK, Kaneko S, Hirose S. Nikotiniese asetielcholienreseptormutasies. In: Noebels JL, Avoli M, Rogawski MA, et al., redakteurs. Jasper se basiese meganismes van die epilepsie [Internet]. 4de uitgawe. Bethesda (MD): Nasionale Sentrum vir Biotegnologie-inligting (VS); 2012. Beskikbaar vanaf: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK98138/ 

14. Narahashi, T., Marszalec, W., Moriguchi, S., Yeh, JZ, & Zhao, X. (2003). Unieke meganisme van werking van Alzheimer-middels op brein nikotien asetielcholien reseptore en NMDA reseptore. lewenswetenskappe, 74(2-3), 281-291. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2003.09.015 

15. Mappin-Kasirer B., Pan H., et al 2020. Tabakrook en die risiko van Parkinson-siekte. 'n 65-jaar-opvolg van 30,000 94 manlike Britse dokters. Neurologie. Vol. 20 nr. 2132 e2138e32371450. PubMed: XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0000000000009437 

16. Ferreira-Vieira, TH, Guimaraes, IM, Silva, FR, & Ribeiro, FM (2016). Alzheimer se siekte: gerig op die cholinergiese stelsel. Huidige neurofarmakologie, 14(1), 101-115. https://doi.org/10.2174/1570159×13666150716165726 

17. Lippiello PM, Caldwell WS, Marks MJ, Collins AC (1994) Ontwikkeling van nikotiniese agoniste vir die behandeling van Alzheimer se siekte. In: Giacobini E., Becker RE (eds) Alzheimersiekte. Vooruitgang in Alzheimer-siekteterapie. Birkhäuser Boston. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-8149-9_31 

18. Valentine, G., & Sofuoglu, M. (2018). Kognitiewe effekte van nikotien: onlangse vordering. Huidige neurofarmakologie, 16(4), 403-414. https://doi.org/10.2174/1570159X15666171103152136 

19. CDC 2021. Gesondheidseffekte van sigaretrook. Aanlyn beskikbaar by https://www.cdc.gov/tobacco/data_statistics/fact_sheets/health_effects/effects_cig_smoking/index.htm Toegang op 07 Mei 2021.  

20. Benowitz, NL, & Burbank, AD (2016). Kardiovaskulêre toksisiteit van nikotien: Implikasies vir elektroniese sigaretgebruik. Tendense in kardiovaskulêre medisyne, 26(6), 515-523. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2016.03.001 

21. Sanner, T., & Grimsrud, TK (2015). Nikotien: Karsinogeniteit en effekte op reaksie op kankerbehandeling - 'n oorsig. Grense in onkologie, 5196. https://doi.org/10.3389/fonc.2015.00196 

22. Dani JA (2015). Neuronale Nikotien Asetielcholien Reseptor Struktuur en Funksie en Reaksie op Nikotien. Internasionale oorsig van neurobiologie, 124, 3-19. https://doi.org/10.1016/bs.irn.2015.07.001 

23. Alasmari F., Alexander LEC., et al 2019. Effekte van chroniese inaseming van elektroniese sigaretdamp wat nikotien bevat op neurotransmitters in die frontale korteks en striatum van C57BL/6-muise. Voorkant. Pharmacol., 12 Augustus 2019. DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2019.00885 

24. Clarke PB (1990). Mesolimbiese dopamienaktivering - die sleutel tot nikotienversterking?. Ciba Foundation simposium, 152, 153-168. https://doi.org/10.1002/9780470513965.ch9 

25. Science Direct 2021. Mesolimbiese pad. Aanlyn beskikbaar by https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/mesolimbic-pathway Toegang op 07 Mei 2021.  

26. Hadjiconstantinou M. en Neff N., 2011. Nikotien en endogene opioïede: Neurochemiese en farmakologiese bewyse. Neurofarmakologie. Jaargang 60, Uitgawe 7–8, Junie 2011, Bladsye 1209-1220. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2010.11.010  

27. Ernst M., Matochik J., et al 2001. Effek van nikotien op breinaktivering tydens uitvoering van 'n werkgeheue-taak. Proceedings of the National Academy of Sciences Apr 2001, 98 (8) 4728-4733; DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.061369098  
     

***