Πως η νικοτίνη λειτουργεί μέσα στα κύτταρα με σκοπό να ενισχύσει τον εθισμό

 

Όταν ένα άτομο παίρνει μια ρουφηξιά από ένα τσιγάρο, η νικοτίνη πλημμυρίζει  τον εγκέφαλο, κλειδώνεται σε υποδοχείς στην επιφάνεια των νευρώνων και παράγει συναισθήματα ευτυχίας. Όμως η νικοτίνη δεν παραμένει απλά στην επιφάνεια των κυττάρων, αλλά διεισδύει στα νευρικά κύτταρα και τα μεταβάλλει από μέσα προς τα έξω.

 

Μια ομάδα επιστημόνων έχει αναπτύξει έναν αισθητήρα πρωτεΐνης που ανάβει παρουσία της νικοτίνης, επιτρέποντας στους ερευνητές να παρατηρούν τις κινήσεις της νικοτίνης στα κύτταρα και να αποκαλύπτουν περισσότερα για τη φύση του εθισμού στη νικοτίνη!

 

Η μελέτη διεξήχθη από τον Henry Lester, καθηγητή βιολογίας στο Caltech και η μελέτη που περιγράφει την έρευνα εμφανίζεται στο περιοδικό General Physiology.

Το ενδοπλασματικό δίκτυο είναι το μέρος, όπου οι πρωτεΐνες συντίθενται και συσκευάζονται προκειμένου να μεταφερθούν σε διάφορες άλλες θέσεις τόσο εντός όσο και εκτός του κυττάρου.

 

Οι νικοτινικοί υποδοχείς (nAChRs) είναι μεταξύ αυτών των πρωτεϊνών που κατασκευάζονται στο ενδοπλασματικό δίκτυο και μετακινούνται στην επιφάνεια του κυττάρου.

 

Όταν τα μόρια νικοτίνης εισέρχονται στο σώμα, ταξιδεύουν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος και φθάνουν στα εγκεφαλικά κύτταρα, όπου συναντούν τους νικοτινικούς υποδοχείς (nAChRs) στην επιφάνεια αυτών των κυττάρων.

 

Αυτό ενεργοποιεί τις διαδικασίες των κυττάρων για την απελευθέρωση χημικών ουσιών ανταμοιβής και ευτυχίας.

 

Ωστόσο, αυτό που συμβαίνει όταν η νικοτίνη έχει μετακινηθεί στα κύτταρα, δεν ήταν πλήρως κατανοητό. Ο Lester και η ομάδα του βρήκαν προηγουμένως ότι μερικοί νικοτινικοί υποδοχείς( nAChRς) παραμένουν στο ενδοπλασματικό δίκτυο - όπου και αυτοί μπορούν να δεσμευτούν στη νικοτίνη.

 

Ελπίζοντας να αποκτήσει γνώσεις για τα αποτελέσματα της νικοτίνης μέσα στα κύτταρα, ο Λέστερ και η ομάδα του ανέπτυξαν ένα εργαλείο που ονομάζεται βιο-αισθητήρας για να απεικονίσει πού συλλέγεται η νικοτίνη μέσα στα κύτταρα.

 

Ο βιο-αισθητήρας αποτελείται από μια ειδική πρωτεΐνη και από μία αδρανοποιημένη φθορίζουσα πρωτεΐνη που μπορεί να ανοίξει και να κλείσει. Ενώ, έχει σχεδιαστεί για να κλείνει γύρω από τη νικοτίνη, και στη συνέχεια να ενεργοποιεί τη φθορίζουσα πρωτεΐνη για να λάμψει με έντονο τρόπο, υποδεικνύοντας πού βρίσκονται τα μόρια νικοτίνης και πόσα είναι παρόντα.

Οι επιστήμονες τοποθετήσαν τους βιο-αισθητήρες σε συγκεκριμένα τμήματα του κυττάρου, συγκεκριμένα στο ενδοπλασματικό δίκτυο και στις επιφάνειες των κυττάρων και τους παρακολουθούσαν να φωτίζονται όσο πλημμύριζαν με νικοτίνη.

 

Η ομάδα ανακάλυψε ότι, η νικοτίνη εισέρχεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα από την εμφάνισή της έξω από το κύτταρο. Επιπλέον, τα επίπεδα νικοτίνης είναι υπέρ αρκετά ώστε να επηρεάσουν τους νικοτινικούς υποδοχείς (nAChRs) κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης τους αλλά και στο ταξίδι τους στην κυτταρική επιφάνεια.

 

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, οι νευρώνες να γίνονται πιο ευαίσθητοι στη νικοτίνη, γεγονός που ενισχύει τα συναισθήματα ανταμοιβής μετά από μια ρουφηξιά από ένα τσιγάρο ή ένα ηλεκτρονικό τσιγάρο.

 

Με άλλα λόγια, όσο περισσότερο καπνίζει κάποιος, τόσο πιο γρήγορα και εύκολα ο καπνιστής παίρνει την νικοτίνη. Αυτό είναι μέρος του εθισμού της νικοτίνης!

 

---

Ο εθισμός στη νικοτίνη ανταγωνίζεται πολύ δυναμικά όλες τις γνωστές εξαρτήσεις, σωματικές και ψυχικές, ενώ συγκαταλέγεται στις συχνότερες χρόνιες νόσους του σύγχρονου κόσμου. Η εξάρτηση από τη νικοτίνη είναι ένας νευροβιολογικός εθισμός και έχει ταξινομηθεί επίσημα ως ιατρική ασθένεια.

 

Τι εννοούμε με τον όρο εξάρτηση;
Μία πλήρης απώλεια ελέγχου όπου η χρήση της ουσίας γίνεται αυτοσκοπός

 

Πρόκειται για μια ουσία που απορροφάται αμέσως από τους πνεύμονες και με την κυκλοφορία φθάνει στον εγκέφαλο εντός 6-7 δευτερολέπτων!
Εκεί, συνδέεται με τους υποδοχείς νικοτίνης που υπάρχουν στο ΚΝΣ και πυροδοτεί την έκλυση ντοπαμίνης και νοραδρεναλίνης.

 

Η νικοτίνη προκαλεί ενεργοποίηση του συμπαθητικού συστήματος με συνακόλουθη απελευθέρωση των νευροδιαβιβαστών, οι οποίοι διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην εξάρτηση από την νικοτίνη και στην εμφάνιση συμπτωμάτων στέρησης. Η συνεχής έκθεση των εγκεφαλικών κυττάρων στη νικοτίνη, με την πάροδο του χρόνου, δημιουργεί σε αυτά περισσοτέρους νικοτινικούς υποδοχείς, με αποτέλεσμα το αίσθημα «κορεσμού» των εγκεφαλικών νευρώνων από τη νικοτίνη να ικανοποιείται πλέον με όλο και μεγαλύτερο αριθμό τσιγάρων.

 

Η κατάσταση αυτή ονομάζεται νευροπροσαρμογή και με τη σειρά της οδηγεί στην ανοχή, τη μειωμένη δηλαδή ανταπόκριση στην ίδια ποσότητα ουσίας, με αποτέλεσμα να απαιτείται περισσότερη ποσότητά της ώστε να επιτευχθεί η ίδια επιθυμητή επίδραση

 

 

---

Παραπομπή

Amol V. Shivange, Philip M. Borden, Anand K. Muthusamy, Aaron L. Nichols, Kallol Bera, Huan Bao, Ishak Bishara, Janice Jeon, Matthew J. Mulcahy, Bruce Cohen, Saidhbhe L. O'Riordan, Charlene Kim, Dennis A. Dougherty, Edwin R. Chapman, Jonathan Marvin, Loren Looger, Henry A. Lester. Determining the pharmacokinetics of nicotinic drugs in the endoplasmic reticulum using biosensors. The Journal of General Physiology, 2019; jgp.201812201 DOI: 10.1085/jgp.201812201