(L) Nicotine en cocaïne laten een vergelijkbaar merk na op de hersenen na het eerste contact (2011)

Opmerkingen: Het eerste dat uit deze studie moet worden opgemerkt, is dat de "rush of high" van een medicijn mogelijk niet correleert met de verslavende werking. Dit is een belangrijk concept, aangezien een argument tegen het bestaan ​​van pornoverslaving (of voedselverslavingen) is dat het niet kan tippen aan de dopamine-niveaus van meth of cocaïne. Nicotine wekt dopamine-niveaus op die iets hoger zijn dan seksuele stimulatie, maar het is een van de meest verslavende stoffen.


door Jameson 08. Mei 3, 2011.

De effecten van nicotine op hersengebieden die betrokken zijn bij verslaving, weerspiegelen die van cocaïne, volgens nieuw neurowetenschappelijk onderzoek.

Een enkele 15-minuut blootstelling aan nicotine veroorzaakte een langdurige toename van de prikkelbaarheid van neuronen die betrokken zijn bij beloning, volgens een studie gepubliceerd in The Journal of Neuroscience. De resultaten suggereren dat nicotine en cocaïne dezelfde geheugenmechanismen kapen bij het eerste contact om langdurige veranderingen in de hersenen van een persoon te creëren.

"Natuurlijk, voor roken is het een gedragswijziging op de zeer lange termijn, maar alles begint bij de eerste blootstelling," zei Danyan Mao, PhD, postdoctoraal onderzoeker aan het Universitair Medisch Centrum van Chicago. "Dat proberen we hier aan te pakken: wanneer een persoon voor het eerst aan een sigaret wordt blootgesteld, wat gebeurt er dan in de hersenen dat kan leiden tot een tweede sigaret?"

Er wordt gedacht dat leren en geheugen gecodeerd zijn in de hersenen via synaptische plasticiteit, de langetermijnversterking en verzwakking van verbindingen tussen neuronen. Wanneer twee neuronen herhaaldelijk samen worden geactiveerd, vormt zich een sterkere band daartussen, waardoor het vermogen van iemand om de ander te exciteren toeneemt.

Eerder onderzoek in het laboratorium van Daniel McGehee, PhD, neurowetenschapper en universitair hoofddocent bij de afdeling Anesthesia & Critical Care van het Medisch Centrum, ontdekte dat nicotine plasticiteit kan bevorderen in een gebied van de hersenen dat het ventrale tegmentale gebied (VTA) wordt genoemd. Neuronen die hun oorsprong vinden in de VTA geven de neurotransmitter dopamine af, waarvan bekend is dat ze een centrale rol spelen bij de effecten van verslavende medicijnen en natuurlijke beloningen zoals voedsel en seks.

"We weten dat een enkele blootstelling aan fysiologisch relevante nicotineconcentraties kan leiden tot veranderingen in de synaptische aandrijving in de schakeling die enkele dagen aanhoudt", aldus McGehee, senior auteur van deze studie. "Dat idee is erg belangrijk in hoe verslavingsvormen bij mens en dier ontstaan."

In de nieuwe experimenten bewaakte Mao de elektrische activiteit van VTA-dopaminneuronen in plakjes hersenen die waren ontleed uit volwassen ratten. Elke plak werd gedurende 15 minuten in een concentratie nicotine gedrenkt die vergelijkbaar was met de hoeveelheid die de hersenen zou bereiken na het roken van een enkele sigaret. Na 3-5 uur voerde Mao elektrofysiologische experimenten uit om de aanwezigheid van synaptische plasticiteit te detecteren en te bepalen welke neurotransmitterreceptoren betrokken waren bij de ontwikkeling ervan.

Mao ontdekte dat nicotine-geïnduceerde synaptische plasticiteit in de VTA afhankelijk is van een van de gebruikelijke targets van het medicijn, een receptor voor de neurotransmitter acetylcholine op de dopamine neuronen. Maar een ander element dat noodzakelijk werd geacht voor de synaptische effecten van nicotine was een verrassing: de dopamine-receptor D5, een component die eerder betrokken was bij de werking van cocaïne. Het blokkeren van een van deze receptoren tijdens blootstelling aan nicotine elimineerde het vermogen van het medicijn om persistente veranderingen in de prikkelbaarheid te veroorzaken.

"We ontdekten dat nicotine en cocaïne vergelijkbare mechanismen gebruiken om synaptische plasticiteit in dopamine-neuronen in VTA te induceren," zei Mao.

Hoewel de subjectieve effecten van nicotine en cocaïne heel verschillend zijn bij mensen, kunnen de overlappende effecten van de twee geneesmiddelen op het beloningssysteem van de hersenen verklaren waarom beide zeer verslavende stoffen zijn, aldus de onderzoekers.

"We weten zonder twijfel dat er grote verschillen zijn in de manier waarop deze medicijnen mensen beïnvloeden," zei McGehee. "Maar het idee dat nicotine op hetzelfde circuit werkt als cocaïne, wijst erop waarom zoveel mensen moeite hebben om met tabak te stoppen en waarom zovelen die met het medicijn experimenteren, verslaafd raken."

De overlap tussen nicotine en cocaïne-effecten op de D5-receptor kan ook een nieuwe strategie bieden voor het voorkomen of behandelen van verslaving. Momenteel bekende blokkers van de receptor blokkeren echter ook een andere dopaminereceptor, D1, die belangrijk is voor normale, gezonde motivatie en beweging.

"Deze dopaminereceptor is aantrekkelijk als een potentieel doelwit," zei McGehee. "De echte uitdaging is om het verslavende effect van medicijnen zoals nicotine of andere psychostimulanten aan te passen zonder de wens van de persoon om gezond gedrag na te streven volledig te verpletteren."

Toekomstig onderzoek zal zich ook richten op de vraag of herhaalde blootstelling aan nicotine, zoals zou voorkomen bij een gewone roker, de effecten van het medicijn op synaptische plasticiteit in de VTA verandert. In de tussentijd bouwt het huidige onderzoek bewijs op dat verslavende geneesmiddelen de neurobiologische hulpmiddelen van leren en geheugen geschikt maken om veranderingen op de lange termijn in hersenbeloningsroutes te creëren.

"Het past allemaal bij het allesoverheersende idee dat veranderingen in synaptische kracht deel uitmaken van de manier waarop deze geneesmiddelen gedrag op een persistente manier motiveren," zei McGehee.

De studie, "Nicotine Potentiation of Excitatory Inputs to Ventral Tegmental Dopamine Neurons," zal worden gepubliceerd mei 4, 2011 door The Journal of Neuroscience. Naast Mao en McGehee is Keith Gallagher van de University of Chicago co-auteur.

Het onderzoek werd ondersteund door subsidies van de Women's Council van de Brain Research Foundation en de National Institutes of Health.