Alcolismo fra eredità epigenetica e nuovi studi

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 29 aprile 2017.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: BREVE AGGIORNAMENTO]

 

Anche se negli ultimi decenni l’aspetto sociale e clinico prevalente è andato mutando, sia per fattori culturali sia per la sempre più frequente comparsa nel quadro di una poli-dipendenza da varie sostanze psicotrope, la patologia da abuso di alcool rimane un argomento di rilievo scientifico tanto quanto un problema di attualità medica.

È noto che un’eccessiva esposizione agli effetti dell’alcool etilico o etanolo determina numerose conseguenze, spesso gravi per la salute e di difficile trattamento. L’OMS (WHO) tre anni fa ha presentato un quadro a tinte molto fosche: “Secondo il global status report su alcool e salute dell’Organizzazione Mondiale della Sanità del 2014, l’uso dannoso di alcool etilico è responsabile del 5,9% di tutti i casi di morte al mondo. In più, il 5,1% del totale globale di patologie e danni è ascrivibile all’alcool (misurato in DALY, disability adjusted life years)”[1].

La ricerca su modelli sperimentali e gli studi clinici hanno dimostrato che perturbazioni nell’epigenoma delle cellule somatiche, quali quelle dell’encefalo, costituiscono un importante fattore nello sviluppo di patologie legate al consumo di etanolo, come i disturbi da uso di alcool (AUD, da alcohol-use disorders) e i disturbi fetali dello spettro dell’alcool (FASD, da fetal alcohol spectrum disorders). È anche bene stabilito che, nelle popolazioni umane, i problemi di salute dovuti all’etanolo si trasmettono da una generazione all’altra, anche se i precisi meccanismi alla base di tale fenomeno sono ancora sconosciuti. Studi recenti in modelli sperimentali animali hanno suggerito che i fattori epigenetici siano anche responsabili di tale trasmissione. È stato dimostrato che l’esposizione all’etanolo di animali di sesso maschile induce cambiamenti nell’epigenoma degli spermatozoi, e che queste epimutazioni sono ereditate dalla prole.

Chastain e Sarkar passano in rassegna le evidenze sperimentali di questa eredità epigenetica multi-generazionale e trans-generazionale della patologia associata all’alcool etilico, trasmessa attraverso la linea germinale. I due ricercatori propongono poi una sintesi di tutto quanto emerso dalla ricerca sugli effetti epigenetici prodotti sulle cellule somatiche del cervello dall’esposizione all’etanolo, e sul contributo di tali effetti allo sviluppo di AUD e FASD.

Chastain e Sarkar, nella discussione, rilevano vuoti di conoscenza in questo campo, come la mancanza di studi clinici su popolazioni umane, e l’assenza di dati sull’eredità epigenetica per via ovocellulare, ossia attraverso la via germinale femminile. Infine, indicano le future direzioni della ricerca.

(Chastain L. G. & Sarkar D. K., Alcohol effects on the epigenoma in the germline: Role in the inheritance of alcohol-related pathology. Alcohol - pii: S0741-8329(16)30232-4, 2017).

La provenienza degli autori è la seguente: The Endocrine Program, Department of Animal Sciences, Rutgers, The State University of New Jersey, New Brunswick, NJ (USA).

Uno degli aspetti più studiati dell’assunzione compulsiva di alcool è il suo rapporto con lo stress, sia quale induttore o facilitatore dello sviluppo della dipendenza, sia per le interazioni cellulari e molecolari tra sistemi mediatori della risposta allo stress e sistemi implicati nell’addiction. L’impegno dei ricercatori ha fin qui prodotto una mole considerevole di dati, ma molto c’è ancora da sapere e definire con precisione e, pertanto, i risultati più significativi dei nuovi lavori sperimentali meritano di essere conosciuti.

Lo stress è comunemente considerato come un importante fattore di innesco delle recidive nella tossicodipendenza da alcool e un significativo elemento incentivante la motivazione a bere, in una parte considerevole degli assuntori abituali di bevande a base di etanolo. La ricerca ha reso evidente da tempo che la relazione tra stress e alcool è complessa, e caratterizzata da un cambiamento strutturale nella transizione fra una moderata assunzione iniziale ed un uso massiccio e incontrollato.

Un numero crescente di studi riporta l’evidenza che un’eccessiva e prolungata assunzione di etanolo costituisce esso stesso un potente fattore di stress, ossia uno stressor che produce una persistente de-regolazione sia dei sistemi dello stress sia del sistema a ricompensa cerebrale, ben oltre i fisiologici limiti omeostatici. Questo stato di disfunzione progressiva (allostatico) è caratterizzato da significativi cambiamenti nelle vie cerebrali neuroendocrine e dello stress alla base dell’espressione dei sintomi di astinenza, che riflettono tanto uno stato affettivo negativo caratterizzato da disforia ed ansia, quanto un’accresciuta motivazione ad assumere alcool.

Becker, dell’Università Medica della South Carolina, ha raccolto tutti i lavori recenti che forniscono prove sperimentali a supporto di questo quadro teorico di interpretazione della dipendenza da etanolo.

(Becker H. C., Influence of stress associated with chronic alcohol exposure on drinking. Neuropharmacology - pii: S0028-3908(17)30178-8, 2017).

La provenienza degli autori è la seguente: Charleston Alcohol Research Center, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Department of Neuroscience, Medical University of South Carolina, RHJ Department of Veterans Affairs, Charleston, SC (USA).

L’etanolo interagisce direttamente con numerosi canali ionici, tra i quali vi sono i recettori GABA-A, NMDA, nACh, 5-HT3 e il recettore della glicina, e canali come i GIRK (G-protein activated inwardly rectifying K+ channels) e il tipo L dei canali del Ca2+. Tale interazione è importante sia per i meccanismi di effetto acuto sia per gli adattamenti di lunga durata. Una particolare attenzione è stata rivolta alla capacità dell’etanolo di agire come modulatore allosterico negativo dei recettori NMDA e di stimolare la trasmissione GABA attraverso meccanismi presinaptici e post-sinaptici.

L’effetto di rinforzo generato dall’alcool etilico è mediato da vari sistemi neuronici[2]. Come molte sostanze psicotrope d’abuso, aumenta la frequenza di attivazione dei neuroni dopaminergici dell’area tegmentale ventrale (VTA), con un meccanismo non ancora completamente definito. Tale attivazione sembra contribuire al “rinforzo” da etanolo nelle fasi iniziali dello sviluppo della dipendenza, ma altri sistemi neurotrasmissivi sono importanti e possono avere un ruolo nella persistenza dell’effetto. Interviene infatti la segnalazione oppioide attraverso vie non dopaminergiche; gli endocannabinoidi intervengono particolarmente nel consumo eccessivo e nel desiderio da astinenza, così come la trasmissione glutammatergica, che adotta recettori ionotropici, in particolare mGluR5. Una delle aree cerebrali principali in cui si producono gli effetti di tali segnalazioni è il nucleo accumbens, come dimostrano gli esperimenti in modelli animali in cui si iniettano antagonisti dei recettori mGluR5, dei recettori degli oppioidi e degli endocannabinoidi in questo nucleo, ottenendo riduzione del consumo di alcool e del rinforzo.

Quando si è stabilita quella condizione neurofunzionale che convenzionalmente chiamiamo dipendenza (addiction), gli effetti ansiolitici dell’etanolo diventano di importanza critica nel mantenere un consumo elevato di bevande alcooliche, perché forniscono un sollievo dallo stato di sofferenza psichica associato all’astinenza. Questa condizione, caratterizzata in genere da angoscia e umore depresso, sembra essere dovuta a processi neuroadattativi indotti dall’etanolo nei sistemi neuronici dello stress e, in particolare, nei neuroni dell’amigdala estesa. Tali processi portano ad una modificazione della regolazione della risposta agli agenti stressanti con un forte accentuazione delle reazioni dei sistemi neuronici dello stress, che scaricano intensamente anche per effetto di stimoli ordinariamente trascurati, alimentando in maniera esponenziale il circolo vizioso dell’assunzione. Il CRH svolge un ruolo particolarmente importante in questi processi neuroadattativi, insieme con il GABA e neuropeptidi quali la sostanza P e la neurochinina 1. Gli antagonisti recettoriali di CRH e neurochinina 1 riducono il consumo di alcool e la ricaduta indotta da stress in animali resi dipendenti.

La rassegna di Becker presenta numerose evidenze sperimentali di cambiamenti neurali, fisiologici e comportamentali associati all’assunzione cronica di etanolo, e focalizza l’attenzione sugli effetti dei mutamenti indotti dall’alcool in vari peptidi pro-stress, quali CRF (corticotropin releasing factor) e dinorfina, e sistemi di neuropeptidi anti-stress, come ossitocina e neuropeptide Y, nel contribuire alla fisiopatologia dello stress, degli stati emozionali negativi e delle conseguenze motivazionali dell’uso protratto.

Una delle ragioni per leggere questa rassegna è che gli studi realizzati con modelli animali, presentati nell’articolo di Becker, forniscono nuove nozioni per la comprensione dei meccanismi fisiologici dinamici legati allo stress e dei processi neurali alla base della psicologia della dipendenza da alcool. Da questi lavori emergono spunti molto interessanti per lo sviluppo di nuovi agenti terapeutici che agiscano interrompendo le sinergie patogene fra stress e bisogno compulsivo di alcool.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

Giovanni Rossi

BM&L-29 aprile 2017

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Note e Notizie 07-05-16 Ruolo negli alcolisti del trasportatore del glutammato degli astrociti.

[2] Recentemente è stata rilevata una significativa differenza nel sistema a ricompensa cerebrale degli alcolisti fra donne e uomini: Note e Notizie 18-03-17 Differenze sessuali nel sistema a ricompensa degli alcolisti.