Neurociencia del consumo y dependencia de sustancias psicoactivas
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2. MECANISMOS CEREBRALES: NEUROBIOLOGÍA Y NEUROANATOMÍAde sustancias altera las funciones de diversos factores de transcripción, que porconsiguiente están implicados en las dependencias.Las alteraciones en las rutas reguladas del CREB son un tipo de adaptaciónmuy bien caracterizada, que se relaciona con la exposición crónica a sustanciaspsicoactivas, y existen evidencias de que existe favorecimiento y sensibilizaciónde los mecanismos vinculados al AMPc/CREB (Nestler, 2001).Función del Fos regulador transcripcionalOtros factores de transcripción inducidos por la exposición a sustancias psicoactivaspertenecen a la familia de las proteínas Fos de los genes tempranos inmediatos.Los productos de estos genes son inducidos muy rápidamente (de ahí su nombre)y desempeñan importantes funciones en la transducción de señales mediadas porreceptores a cambios en las expresiones genéticas. Estos cambios en las expresionesgenéticas afectan la expresión y función de las proteínas neuronales. La administraciónúnica de una sustancia causa incrementos transitorios en varios miembrosde la familia de proteínas Fos; con el uso crónico se acumula una variante modificadade FosB, DFosB, que es más estable, y persiste en el núcleo accumbens(Hope y colab., 1994). Una vez generado el DFosB, tiene una vida media desusadamenteprolongada, lo que produce niveles persistentemente elevados (Keltz yNestler, 2000). Se ha demostrado que la acumulación de DFosB ocurre luego deluso crónico de cocaína, opioides, anfetamina, nicotina, fenciclidina y alcohol(Keltz y Nestler, 2000). Esto se manifiesta en el núcleo accumbens y el estriadodorsal, y constituye un proceso específico de las drogas psicoactivas(Moratalla ycolab., 1996; Keltz y Nestler, 2000). El DFosB elevado puede seguir afectando laexpresión de muchos otros genes en las mismas neuronas, lo que a su vez, y mediantealteraciones en la transmisión sináptica, puede afectar muchas funcionesneuronales de modo local y en otras zonas del cerebro a las que se proyectan estasneuronas. Esto proporciona algunas explicaciones sobre la naturaleza de los cambiosduraderos en la composición neuronal, que ocurren y persisten muchodespués del momento de los efectos agudos de una droga.Función de los sistemas receptores que son blancos de drogasLa repetida estimulación de receptores mediante drogas puede produciralteraciones en la cantidad y función de los receptores. Por ejemplo, la exposicióna largo plazo a la nicotina incrementa la cantidad de receptores nicotínicos deacetilcolina en el cerebro (Wonnacott, 1990; Marks y colab., 1992).El desarrollo de la tolerancia y dependencia a la morfina y otros opioides poseealgunas características únicas en su tipo. Cuando se activa el receptor m opioidemediante opioides endógenos en el cerebro, el receptor se interioriza en la célula,como forma de apagar la señal de activación (Pak y colab., 1996; Law, Wongy Loh, 2000). Este proceso de desensibilización de los receptores es un mecanismosumamente conservado en los receptores acoplados con proteína G. En contraste,la activación con morfina del receptor m opioide (Matthes y colab., 1996)no induce la interiorización del receptor (o lo hace muy lentamente), y hay una37
NEUROCIENCIA DEL CONSUMO Y DEPENDENCIA DE SUSTANCIAS PSICOACTIVASprolongación anormal de la señal de activación de la superficie celular sin desensibilización(Whistler y colab., 1999). Esta propiedad de la morfina, única en sutipo, es fundamental en su capacidad para inducir tolerancia y abstinencia.Efectos neuronalesPuesto que la dependencia de las sustancias induce alteraciones duraderas casipermanentes en la conducta, es muy probable que hayan cambios persistentes enlos circuitos neuronales producidos por la remodelación y reestructuración de lasneuronas, como consecuencia de los cambios moleculares inducidos.Plasticidad sinápticaLa reorganización de los circuitos neuronales mediante sustancias psicoactivas puedeocurrir mediante cambios en la liberación de neurotransmisores, el estado de los receptoresde neurotransmisores, las señales mediadas por receptores o la cantidad de canalesde iones que regulan la excitabilidad neuronal. Los mecanismos que median la búsquedacompulsiva de drogas y su consumo parecen imitar los mecanismos fisiológicosdel aprendizaje y la memoria (Hyman y Malenka, 2001; Nestler, 2001). Existenmuchos paralelos entre los procesos que median el aprendizaje, la memoria y la dependenciade sustancias, que se examinarán más detalladamente en el Capítulo 3.Alteraciones en la estructura sinápticaSe ha demostrado que ocurren cambios estructurales en varias regiones del cerebro,como consecuencia del uso de sustancias. Generalmente, las neuronas tienenprolongaciones multirramificadas llamadas dendritas, y luego de la activación deneuronas particulares, el aumento de las espinas dendríticas indica el estado activado.La administración de cocaína se ha asociado con un marcado incrementoen la cantidad de espinas dendríticas de las neuronas de núcleo accumbens y dela corteza prefrontal (Robinson y Kolb, 1999). En contraste, hay una relativa pérdidade dendritas en algunas zonas como el hipocampo en respuesta al uso crónicode morfina (Sklair-Tavron y colab., 1996; Eisch y colab., 2000). Algunos delos cambios conductuales duraderos que aparecen con el uso crónico de sustanciasindudablemente se relacionan con estos cambios estructurales. Se piensa quemuchos cambios sinápticos están mediados por procesos similares a los descubiertospara el aprendizaje y la memoria (Hyman y Malenka, 2001).ConclusiónEl presente capítulo proporcionó una descripción general de la función cerebralnormal, junto con los múltiples procesos que interactúan para producir la conducta.Las alteraciones en cualquiera de las fases del proceso (generación depotenciales de acción, cambios en la actividad eléctrica o conductancia química,liberación de neurotransmisores, reabsorción de neurotransmisores, cambios enlas funciones de segundos mensajeros, modificaciones en la expresión genética,38
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2. MECANISMOS CEREBRALES: NEUROBIOLOGÍA Y NEUROANATOMÍA<strong>de</strong> <strong>sustancias</strong> altera las funciones <strong>de</strong> diversos factores <strong>de</strong> transcripción, que porconsiguiente están implicados en las <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong>s.Las alteraciones en las rutas reguladas <strong><strong>de</strong>l</strong> CREB son un tipo <strong>de</strong> adaptaciónmuy bien caracterizada, que se relaciona con la exposición crónica a <strong>sustancias</strong><strong>psicoactivas</strong>, y existen evi<strong>de</strong>ncias <strong>de</strong> que existe favorecimiento y sensibilización<strong>de</strong> los mecanismos vinculados al AMPc/CREB (Nestler, 2001).Función <strong><strong>de</strong>l</strong> Fos regulador transcripcionalOtros factores <strong>de</strong> transcripción inducidos por la exposición a <strong>sustancias</strong> <strong>psicoactivas</strong>pertenecen a la familia <strong>de</strong> las proteínas Fos <strong>de</strong> los genes tempranos inmediatos.Los productos <strong>de</strong> estos genes son inducidos muy rápidamente (<strong>de</strong> ahí su nombre)y <strong>de</strong>sempeñan importantes funciones en la transducción <strong>de</strong> señales mediadas porreceptores a cambios en las expresiones genéticas. Estos cambios en las expresionesgenéticas afectan la expresión y función <strong>de</strong> las proteínas neuronales. La administraciónúnica <strong>de</strong> una sustancia causa incrementos transitorios en varios miembros<strong>de</strong> la familia <strong>de</strong> proteínas Fos; con el uso crónico se acumula una variante modificada<strong>de</strong> FosB, DFosB, que es más estable, y persiste en el núcleo accumbens(Hope y colab., 1994). Una vez generado el DFosB, tiene una vida media <strong>de</strong>susadamenteprolongada, lo que produce niveles persistentemente elevados (Keltz yNestler, 2000). Se ha <strong>de</strong>mostrado que la acumulación <strong>de</strong> DFosB ocurre luego <strong><strong>de</strong>l</strong>uso crónico <strong>de</strong> cocaína, opioi<strong>de</strong>s, anfetamina, nicotina, fenciclidina y alcohol(Keltz y Nestler, 2000). Esto se manifiesta en el núcleo accumbens y el estriadodorsal, y constituye un proceso específico <strong>de</strong> las drogas <strong>psicoactivas</strong>(Moratalla ycolab., 1996; Keltz y Nestler, 2000). El DFosB elevado pue<strong>de</strong> seguir afectando laexpresión <strong>de</strong> muchos otros genes en las mismas neuronas, lo que a su vez, y mediantealteraciones en la transmisión sináptica, pue<strong>de</strong> afectar muchas funcionesneuronales <strong>de</strong> modo local y en otras zonas <strong><strong>de</strong>l</strong> cerebro a las que se proyectan estasneuronas. Esto proporciona algunas explicaciones sobre la naturaleza <strong>de</strong> los cambiosdura<strong>de</strong>ros en la composición neuronal, que ocurren y persisten mucho<strong>de</strong>spués <strong><strong>de</strong>l</strong> momento <strong>de</strong> los efectos agudos <strong>de</strong> una droga.Función <strong>de</strong> los sistemas receptores que son blancos <strong>de</strong> drogasLa repetida estimulación <strong>de</strong> receptores mediante drogas pue<strong>de</strong> produciralteraciones en la cantidad y función <strong>de</strong> los receptores. Por ejemplo, la exposicióna largo plazo a la nicotina incrementa la cantidad <strong>de</strong> receptores nicotínicos <strong>de</strong>acetilcolina en el cerebro (Wonnacott, 1990; Marks y colab., 1992).El <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> la tolerancia y <strong><strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ncia</strong> a la morfina y otros opioi<strong>de</strong>s poseealgunas características únicas en su tipo. Cuando se activa el receptor m opioi<strong>de</strong>mediante opioi<strong>de</strong>s endógenos en el cerebro, el receptor se interioriza en la célula,como forma <strong>de</strong> apagar la señal <strong>de</strong> activación (Pak y colab., 1996; Law, Wongy Loh, 2000). Este proceso <strong>de</strong> <strong>de</strong>sensibilización <strong>de</strong> los receptores es un mecanismosumamente conservado en los receptores acoplados con proteína G. En contraste,la activación con morfina <strong><strong>de</strong>l</strong> receptor m opioi<strong>de</strong> (Matthes y colab., 1996)no induce la interiorización <strong><strong>de</strong>l</strong> receptor (o lo hace muy lentamente), y hay una37