No es una novedad que el abuso de cocaína a largo plazo genera trastornos como la epilepsia e incluso la muerte masiva de neuronas. Pero ahora un equipo de investigadores del Conicet pudo probar que basta un día de abuso de esta droga para que se alteren los ritmos de sueño y vigilia, y se produzcan modificaciones neuronales. El estudio analizó los efectos en ratones luego de un "atracón" de cocaína.
Se sabía que el consumo crónico de esa droga afecta las neuronas de la corteza y de una región del cerebro llamada tálamo. Por eso, los investigadores se centraron en analizar cambios en el circuito que comunica la corteza con el tálamo.
El tálamo está formado por diferentes agregados de neuronas (núcleos), que se ubican en el centro del cerebro y funcionan como un "director de orquesta", modulando la información que se conecta con diferentes regiones. A él llegan, por ejemplo, los estímulos sensoriales, que son procesados y luego reenviados a la corteza cerebral. Un clásico sistema tálamo-cortical es la vista: el impulso visual viaja desde la retina hasta la corteza, pasando por el tálamo. Algunos núcleos también procesan la actividad motora. Se conocían los efectos del consumo continuado, pero no las consecuencias de un atracón de droga en el cerebro joven. Responder estas preguntas fue el objetivo del grupo formado por Francisco Urbano y Belén Goitia, del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (Ifibyne) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN). En el estudio también participó el grupo de Verónica Bisagno y Mariana Raineri, del Instituto de Investigaciones Farmacológicas (Ininfa), de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA.
Los investigadores administraron cocaína a ratones "adolescentes" y observaron las alteraciones en el circuito que va del tálamo a la corteza. Efectuaron tres inyecciones de cocaína a lo largo de un solo día, reproduciendo una situación de consumo compulsivo en la que una persona repite la dosis cuando siente que disminuye su efecto.
"Vimos cambios similares a los del Parkinson o la epilepsia", relata Urbano. Tras obtener electroencefalogramas de los ratones, el equipo constató que luego de la administración de cocaína la actividad eléctrica correspondía a la etapa del sueño y no a la de vigilia. Pero análisis posteriores in vitro mostraron cambios más específicos en las neuronas del tálamo. Estudiaron unas pequeñas compuertas (los canales de calcio dependientes de voltaje) que se encuentran en la membrana celular y que, al abrirse para que entre el calcio, contribuyen a liberar neurotransmisores como la dopamina y la serotonina.
En particular, pusieron la lupa en los canales denominados T, que transmiten señales de la membrana neuronal. Cuando esos canales están activados en exceso, generan en el individuo despierto frecuencias eléctricas que pertenecen al rango del sueño.
"La cocaína activa los canales T y genera una contradicción en los ritmos neuronales: hace que el cerebro del animal se encuentre en un estadio de sueño, cuando su cuerpo está activo y despierto, y eso genera patologías", sostiene Urbano.
Para confirmar la hipótesis, los investigadores bloquearon los canales T y vieron que los efectos de la cocaína se revertían o se prevenían. Por eso, subraya Urbano, "ésta es la primera demostración de que los canales T de calcio están involucrados en forma directa en la acción de la cocaína".
"Si esto sucede en forma aguda, cuando se inyecta a un animal durante un día, es muy fácil imaginar qué pasa con el abuso de drogas durante toda la adolescencia", dice Urbano.
Durante el sueño, hay zonas del cerebro que disminuyen su actividad y, de este modo, pueden recuperarse de la actividad diaria. Pero si están sobreactivadas por la cocaína, no pueden hacerlo y, a largo plazo, mueren. Los resultados de ambos trabajos se publicaron en Biological Psychiatry y en Psychopharmacology .
El abuso de cocaína sobreestimula el cerebro y aumenta la función muscular, pero los ritmos eléctricos cerebrales y la actividad del canal T están asociados con el sueño.
"Si uno prolonga el consumo de cocaína en esas condiciones, el cerebro empieza a dar respuestas involuntarias de forma espontánea, pero no puede concentrarse. Por eso los estudiantes que consumen drogas tienen tantas dificultades de concentración y disminuye su capacidad para aprender", concluye el investigador.
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