63
Abusus drog molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance psychostimulanty, nikotin, ethanol, opiáty, kanabinoidy

molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

  • Upload
    hahanh

  • View
    220

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Abusus drog

molekulární mechanismy vzniku

závislosti/tolerance

psychostimulanty, nikotin, ethanol,

opiáty, kanabinoidy

Page 3: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

zvířata někdy konzumují zkvašené

plody (ethanol), listy koky, různé

houby (lysohlávky, šupinovky, štítovky),

kavyl („spací tráva“)

Nejen lidé …

Page 4: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Motivační

psychologie

Behaviorální

neurovědy

Psycho-

farmakologie

Drogová

závislost

Studium závislostí zahrnuje

tři klíčové disciplíny

Page 5: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Drogy

Mozkovémechanismy

Chování

Prostředí

Historické

Prostředí

- dřívější zkušenost

- očekávání

- učení

- sociální interakce

- stres

- podmíněné podněty

- genetika

- cirkadiánní rytmy

- zdravotní stav

- pohlaví

Fyziologické

Drogová závislost – komplexní

neurobiologická porucha a porucha chování

Page 6: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Téměř polovina závislých osob trpí nějakým

typem mentální poruchy (nejčastěji afektivní,

neurotické, osobnostní, psychotické poruchy)

Obecné neurobiologické faktory

- neurochemické (nerovnováha neurotransmiterů)

- strukturálně anatomické (stejné oblasti a dráhy)

- genetické (vrozené faktory ovlivňující funkci)

návykové látky vyvolávají symptomy

mimikující většinu forem mentálních nemocí

některé návykové látky mají podobný mechanismus působení

jako léky užívané v psychoterapii … zdůvodnění autoaplikace

Page 7: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Chronické užívání některých návykových látek

mění fungování mozku a zvyšuje tak

náchylnost k mentálnímu onemocnění

Látka Porucha

Metamfetamin

a kokain

Stimulanty

Schizofrenie, paranoia,

anhedonie, nutkavé chování

Úzkost, panika, manie,

spánkové poruchyLSD, Extáze,

psychedelické látky Přeludy, halucinace

Alkohol, sedativa,

narkotika

Deprese,

poruchy nálady

PCP, Ketamin Antisociální chování

Page 8: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Co je droga ? - chemikálie, která mění jeden

nebo více normálních

biologických procesů

psychoaktivní, psychotropní drogy

- mění chování, kognitivní funkce nebo emoce

stav snížené senzitivity k droze - důsledek dlouhodobé expozice

Tolerance

dávkaefe

kt křivka dávka – odpověď:

posun doprava

- kompenzační mechanismus,

který působí proti účinku drogy

stimulanty, depresanty, halucinogeny

Page 9: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Metabolická tolerance

- tělo zvyšuje schopnost zbavit se drogy, např. zvýšením hladiny

enzymů odbourávajících drogu

Fyziologická tolerance

- může zahrnovat kompenzační změny na úrovni synapsí

Biologická tolerance dva typy

- stav bytí determinovaný, ovlivňovaný nebo kontrolovaný něčím jiným,

subordinace někomu nebo něčemu potřebnému nebo velmi

žádanému

- vyžadována pro normální fyziologické nebo psychické fungování

fyzická/fyziologická/psychická

Závislost

Page 10: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Klasicky podmíněná tolerance k droze

První expoziceheroinu

Aplikace heroinuv novém prostředí

Aplikace heroinuv obvyklém prostředí

Mo

rtalita

(%

)

Efekt tolerance (kompenzace proti účinku drogy) je maximální,

pokud je droga aplikována ve stejné situaci/prostředí

- v nových podmínkách hrozí předávkování !

Page 11: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Stres a vznik závislostí

CRF

ACTH

KORTISOL

Hypotalamus

HypofýzaStresováodpověď

Nadledviny

Page 12: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Úzkost

CRF

STRESS

UŽITÍ DROGY(autoaplikace)

CRF

Úzkost

Jakou roli má stres v iniciaci

užívání drog ?

Co se stane při ukončení

užívání drogy ?

Abstinence

CRF

Chronickéužívánídrogy

Úzkost RECIDIVA

Page 13: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Saline Nicotine

Nicotine-trained rats

Footshock

Saline CocaineFootshock Water Alcohol Footshock

Cocaine-trained rats Alcohol-trained rats

0

20

40

60

80

100

Resp

on

ses

Inactive Lever

Active Lever

Saline Heroin Footshock

Heroin-trained rats

**

*

*

* **

*

0

20

40

60

80

100

Re

sp

on

se

s

(Psychopharmacology, 1996, 1998, 1999 ; J. Neurosci. 1996)

Stres obnovuje vyhledávání drog

Page 14: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Alcohol-trained rats

From: Shaham et al. Psychopharmacology 1998; Le et al. Psychopharmacology, 2000

CP-154,526 Dose (mg/kg, SC)

Intermittent Footshock

No stress

Heroin-trained rats Cocaine-trained rats

0 15

*

30

*

0

15

30

45

60

Re

sp

on

se

s (

3 h

r)*

*

0 15 30

*

0

15

30

45

60

Re

sp

on

se

s (

1 h

r)

0 15 30

Antagonista CRF1 receptoru potlačuje

stresem navozené vyhledávání drog

Page 15: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Dopaminergní dráhy

Funkce

• odměna (motivace)

• potěšení,euforie

• motorické funkce

(jemné ladění)

• nutkání

• ulpívání

• rozhodování

Serotonergní

dráhy

Funkce

• nálada

• paměť

• spánek

• kognice

nucleusaccumbens

striatumfrontal

cortex

hippocampus

substantia

nigra/VTA

raphe

Page 16: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Neuronální okruhy zapojené při vzniku drogové závislosti

SYSTÉMODMĚNY

INHIBIČNÍKONTROLA

MOTIVACE(význam)

PAMĚŤUČENÍ

Page 17: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Všechny návykové látky ovlivňují mesolimbický dopaminergní systém

ireverzibilní změny ve fyziologii/chemii systému odměny

cocaine

amphetamine

opiates nicotine

heroin

sex

foodethanol

Závislost a dopaminergní systém

Page 18: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Návykové drogy

zvyšují aktivitu

dopaminové dráhy

dochází

k dlouhodobým

změnám v systému

odměny, které působí

touhu po droze

Nikotin stimulujeVTA neurony

uvolňující dopamin

Opioidy snižují aktivitu inhibičních neuronů

Kokain aamfeaminy blokují

odstranění dopaminu

Odpověďsystému odměny

Neurondráhy

odměny

Page 19: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

0 1 2 3 4 5 hr

Time After Amphetamine

% o

f B

as

al R

ele

as

e

DADOPACHVA

Accumbens AMPHETAMINE

0

100

200

300

400

0 1 2 3 4 5 hrTime After Cocaine

% o

f B

as

al R

ele

as

e

DADOPACHVA

AccumbensCOCAINE

0

100

150

200

250

0 1 2 3 hr

Time After Nicotine

% o

f B

as

al R

ele

as

e

AccumbensCaudate

NICOTINE

100

150

200

250

0 1 2 3 4hrTime After Ethanol

% o

f B

as

al R

ele

as

e0.250.512.5

Accumbens

0

Dose (g/kg ip)

ETHANOL

Vliv drog na uvolňování dopaminu

Page 20: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Principy behaviorální dynamiky behaviorální dráhy soutěží o expresi

Exprese chování je determinována

(i) dominancí drah

(ii) sílou/schopností prefrontálního kortexu vybrat

(iii) relevancí nebo významem (orbitofrontální kortex)

A

B

C

Prefrontální

kortex BExprimované

chování

Aktivace dopaminergní dráhy odměny iniciuje

behaviorální dráhu

iniciace dopaminemOrbito-

frontální kortex

Page 21: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

A

C

Prefrontální

kortex

Jak se stane chování závislým ?

B

dopamin

Orbito-

frontální kortex

BAdiktivní

chování

Dlouhodobé užívání drog mění mozek

strukturně i funkčně

Důležitá role GABA a

kanabinoidního systému

pro správnou funkci

Page 22: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Systém odměny

normální drogově závislý

Paměť + + + + + + + + + + + +

Hlad

Žízeň

Sex

Přátelství

Monitorovacíbuňka

Centrum odměny

+ + + + + +

+ + + + + ++ + + + +

+ + + + + Paměť

Hlad

Žízeň

Sex

Přátelství

Monitorovacíbuňka

Centrum odměny

Droga

Uspokojování potřeb přežití a potěšení iniciuje monitorovací buňky mozku k vysílání

chemických signálů do centra odměny a toto potěšení/odměna je ukládáno do paměti.

Drogy vyvolávají arteficiálni pocity potěšení, které podvědomá paměť zaznamenává

jako skutečnou odměnu a opravdové signály reprezentující přežití/potěšení mohou být

zcela ignorovány.

Page 23: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Pokles metabolismu

v orbitofrontálním

kortexu

ztráta schopnosti

správně hodnotitkontrolní závislý na kokainu

Subjekt

Ztráta dopaminového

transportéru

při zneužívání

amfetaminů

kontrolní po těžkém zneužívání

amfetaminů

Subjekt

(analýza PET)

Page 24: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Změny v mozku související s dlouhodobým

užíváním psychostimulantů (metamfetaminu)

mohou poškozovat kognitivní (paměť) a motorické

(zpomalená chůze, narušená rovnováha) funkce

… po dlouhodobém užívání

drogy v mozku dochází

k přestavbě

elektrických rozvodů

po delší době může dojít k nápravě dopaminového deficitu,

ale funkční deficit přetrvává

Page 25: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kokain

Jídlo

METH

Alkohol

Větší

Menší

Systém odměny při závislosti

vis

Fungování systému odměny

je poškozeno

Page 26: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

zvýšená pravděpodobnost autoaplikace kokainu

(sociální dominance frekvenci autoaplikace snižuje)

Denzita dopaminových receptorů(analýza PET)

Page 27: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Stimulanty – amfetamin, pervitin, kokain (crack)

Kanabinoidy – hašiš, marihuana

Opiáty – heroin, opium, morfin, methadon

Halucinogeny – LSD, psilocybin, MDMA/extáze, PCP

Trankvilizéry & sedativa – barbituráty, Rohypnol

Depresanty – alkohol

Rozpouštědla – toluen

Látky potenciálně

vyvolávající závislost

Page 28: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

- malá lipofilní molekula (C6H5OH)

Alkohol (ethanol)

- depresant

střední dávka: vliv na kognitivní funkce, vnímání,

poškození verbálních schopností a motorických funkcí

vysoká dávka: bezvědomí (> 0.5 % smrt v důsledku

zástavy dýchání)

střední/vysoké dávky snížení neuronálních výbojů

stimulace neuronálních výbojůnízké dávky

dilatace cév ( rudý obličej)

diuretické účinky

Page 29: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Účinky alkoholu na NT systémy

GABA agonista sedation, svalová diskoordinace

NMDA antagonista ztráta paměti & kognitivní dysfunkce

5-HT antagonista impulzivita, násilnické chování,

ospalost

DA agonista posílení závislosti na alkoholu

Alkohol stimuluje uvolnění

endogenních opioidů(např. -endorfin)

Interakce ethanolu s transportery NT

Inhibice transportéru adenosinu, noradrenalinu

Facilitace transportéru dopaminu, serotoninu

Page 30: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Interference ethanolu s uvolňováním NT

Kontrola

Nucleus Accumbens (NAc)

Ethanol ++

Ventral Tegmental Area (VTA)

Dopamin

Dopamin

- zvyšuje uvolňování dopaminu v systému odměny

- uvolňuje dopamin z VTA a NAc zřejmě interakcí s receptory

neurotransmiterů

- má přímý excitační vliv na dopaminergní neurony VTA

Page 31: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Ethanol jako allosterický modulátor

přímá interakce s iontovými kanály

• Ethanol může potencovat účinek některých NT na jejich

postsynaptické receptory (větší amplituda nebo delší trvání odpovědi)

Pór iontového kanálu

barbituráty

Cl-Cl-

ethanol

?benzodiazepiny

GABA

Ethanol však potlačuje

aktivitu jiných kanálů

- glutámatové

- ACh nikotinové

- P2X

Page 32: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Nepřímá interakce ethanolu

s iontovými kanály

ethanol

KinasaPO4 ATP

Pór iontového kanálu interakce zprostředkované

kinasami

Fyn kinasa – NMDA-R

PKC a PKC – GABAA-R

PKA – GABAA-R

Interakce ethanolu s dalšími cíly

- signální systémy řízené trimerními G-proteiny, adenylyl cyklasa

Page 33: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

sedace

navození spánku

anestézie

svalová relaxace

Nepřímí agonisté GABAA-R

- prodlužují dobu otevření Cl- kanálů

( hyperpolarize)

pocity „zdrogovanosti“ následující den

… dýchací obtíže

Barbituráty

Fenobarbital (antikonvulsant)

Pentobarbital

nahrazeny BENZODIAZEPINY

Účinky

NH

NH

O

O

O

Kys. barbiturová

Page 34: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

anxiolytika, sedativa

silný svalový relaxant

Nepřímí agonisté GABAA-R

BARBITURÁTY - prodlužují dobu otevření Cl- kanálů

( hyperpolarize)

BENZODIAZEPINY - zvyšují frekvenci otevření Cl- kanálů

( hyperpolarize)

Diazepam (Valium)

žádné pocity „zdrogovanosti“

následující den

Benzodiazepiny

Page 35: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Amfetamin

Kokain

Kofein

Psychostimulanty

DA

DATAmfetamin

Page 36: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

- amfetamin (benzedrin, speed) - alfa-methylfenethylamin,

metamfetamin (Pervitin), methylfenydát (Ritalin)

Amfetaminy

působí uvolňováni dopaminu z axonálního zakončení

blokují zpětné odčerpávání dopaminu, noradrenalinu

inhibují ukládání dopaminu do váčků

Účinky – snížení únavy, zrychlení srdečního rytmu, zvýšení krevního tlaku,

potlačení chuti k jídlu, pocity euforie, štěstí a síly, úzkost

Fenmetrazin

působí uvolňování noradrenalinu a

dopaminu z nervového zakončení

blokuje zpětné odčerpávání

dopaminu, adrenalinu a noradrenalin

- stimulant, anorektikum

Page 37: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

- lokálni anestetikum a stimulant CNS

- z lísků keře koky

Kokain

blokuje zpětné odčerpávání dopaminu,

adrenalinu a noradrenalin

Účinky – snížení únavy, euforie,

vzrušení, potlačení hladu,

bolesti hlavy, závratě,

nespavost, úzkost, deprese,

halucinace

Caudate Nucleus

Nucleus Accumbens

VTA

(crack)

Page 38: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

kávová zrna, čajové lístky, ořechy kola a kakaové boby

zvyšuje pozornost

zhoršuje jemnou motorickou koordinaci

Abstinenční příznaky: bolesti hlavy, nervozita,

vyčerpanost, ospalost

Kofein- alkaloid, derivát xanthinu

- antagonista adenosinu

zvýšení intenzity el. výbojů korových neuronů

a neuronů v locus coeruleus

( regulace bdělosti a pozornosti)

Page 39: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Nikotin- návyková psychoaktivní látka

(farmakologický a behaviorální proces

determinující vznik závislosti podobný jako

u heroinu a kokainu)

při dlouhodobém užívání může

vzniknout fyzická závislost

Vareniklin

- parciální agonista nACh-R

Lobelin

- smíšený agonista/antagonista nACh-R

- antagonista -OR

- ligand váčkového transportéru monoaminů

Léčba závislosti

Page 40: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Halucinogeny- přirozeně v některých houbách, kaktusech a jiných rostlinách

- psychoaktivní látky vyvolávající subjektivní změny

vnímání, myšlení, emocí a vědomí

na rozdíl od jiných psychoaktivních látek (jako stimulanty a

opioidy) neamplifikují pouze známé stavy mysli, ale indukují

zkušenosti odlišné od běžného vědomí

většinou nezpůsobují závislost

psychedelika (LSD, DMT, MDMA, meskalin, psilocybin)

disociativa (ketamin, PCP, salvinorin A)

delirianty (atropin, skopolamin, ibogain)

Psychedelika

Page 41: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Chemické strukturyněkterých halucinogenů

DMT

PsilocybinMescalin

LSD

MDMA Ketamin PCP

Ibogain

Page 42: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

5-HT2A (2B a 2C) receptory

- hlavní excitační podtyp 5-HT receptoru ( Gq/11 – PLC – DAG + IP3 – PKC + Ca2+)

může mít také inhibiční účinky v některých oblastech mozku - vizuální kotex

(inhibice el. výbojů neuronů v oblasti vizuálního kortexu - příčina vizuálních halucinací)

Mnoho tryptaminů, fenethylaminů a dalších exotických chemikálií

(přes svoji odlišnou chemickou strukturu) vyvolává podobné efekty

nízké dávky - smyslové deformace jako např. zkřivení povrchu,

změny tvarů a barevné variace (intenzivní barevnost, opakující se

geometrické tvary)

vysoké dávky - intenzivní deformace smyslovým vjemů jako

synestézie nebo zkušenost dodatečných prostorových a časových

dimenzí

5-HT2B/2C receptory mají extrémně strmé křivky "dávka- odpověď“

rozdíl mezi žádnou událostí a naprostým odpojením od reality může být nepatrný

… psychedelikapůsobí především na

Page 43: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

PCP (fencyklidin)

Ketamin nekompetitivní antagonisté

NMDA receptorů

Atropin

antagonisté mACh receptorů

Skopolamin

- rulík zlomocný, blín černý, durman

Ibogain

- antagonista nACh a částečně opioidních a NMDA receptorů

- slabý agonista 5-HT2A receptorů …

- disociativní anestetika

léčení závislostí

Page 44: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

OpioidyEndogenní opioidní peptidy – enkefaliny, endorfiny,

dynorfiny, endomorfiny

Přírodní

morfin

heroin

kodein

oxykodon

hydrokodon

thebainbuprenorfin

Semisyntetické Syntetické

methadon

fenantyl

petidin

tramadol

hydromorfon

naloxon

Alkaloidy

Page 46: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

µ (MOR) – primární receptory všech opioidů

– v CNS (všechny oblasti mozku a míchy kontrolující bolest,

NAc, dýchací centrum) a GIT ( analgézie)

euforie, závislost

δ (DOR) – v CNS, hlavně v míše ( analgézie)

(KOR) – v CNS, hlavně na periferii ( analgézie)

dysforie

Opioidní receptory

Agonisté a antagonisté OR

Čístí agonisté – morfin (slabí agonisté – kodein, methadon)

Částeční agonisté a smíšení agonisté/antagonisté – buprenorfin, nalorfin

Antagonisté – naloxon, naltrexon

Page 47: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Analgetické účinky opioidů

inhibice vedení bolestivých impulzů, změna jejich zpracování v CNS

- imitace aktivace descendentního antinociceptivního systému (hypotalamus,

periaqueduktální šeď, rapheální jádra), který uvolňuje serotonin (a opioidy)

… blokování uvolnění substance P z presynaptického zakončení C vláken

přímá inhibice spinálních interneuronů

vliv na zpracování pocitu bolesti v talamu a limbickém systému

… morfinové opojení, hypnotické účinky, změny nálady

většina opioidů zvyšuje dopaminergní aktivitu směřující z VTA do NAc

aktivace systému odměny (… NAc, frontální kortex)

Závislost na opioidech

Page 48: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Mechanismus opiátové tolerance a závislosti up-regulace cAMP signální dráhy

Page 49: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Molekulární

mechanismus

vzniku

opiátové

tolerance

a závislosti

TH – tyrosin hydroxylasa

Page 50: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy

CB1 receptory – všudypřítomné,

hlavně v CNS

CB2 receptory – především v imunitních buňkách na periferii

terapeutický vliv agonistů CB1 receptorů na oblasti CNS související

s projevy nevolnosti/zvracení, chuti, neuropatické bolesti

omnineurorgulátory

2-Arachidonoylglycerol (2-AG)

Anandamid (N-arachidonoylethanolamine)

THC (9-Tetrahydrokanabinol)

endogenní kanabinoidy (2-AG) – retrográdní signalizace

Page 51: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

CESAMET™ (nabilon) – syntetický

analog THC – působí na presynaptické

CB1 receptory podobně jako přirozené

nebo “endo”-kanabinoidy

– inhibuje uvolnění excitačních

(např. glutamát) a inhibičních

(např. GABA) neurotransmiterů

Omnineuromodulace

Efekt na neuronální signalizaci je

primárně zřejmě inhibiční, ale síťové

efekty mohou být komplexní a

v principu modulační

endocanabinoidy působí opačným

způsobem než klasické

neurotransmitery – fungují jako

retrográdní synaptické přenašeče

Page 52: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

2. Aktivace postsynaptického

neuronu vede k biosyntéze

a uvolnění endokanabinoidu

3. Endokanabinoid difunduje a

váže se na presynaptický

CB1 receptor

4. CB1 receptor aktivuje

G-protein, což vyvolá řadu

následných presynaptických

dějů (např. vliv na iontové

proudy), které vedou

k inhibici uvolňování NT

Exogenní CB působící jako

omnineuromodulátory obcházejí

tento několikakrokový proces

přímou aktivací CB1 receptorů a

stimulují tak endogenní CB

systém

1. NT uvolněný z váčků

v presynaptickém neuronu

aktivuje postsynaptický

neuron

Page 53: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Jádro solitérního traktu

(NST, Nucleus of the Solitary

Tract) v dorzálním komplexu

vagu dostává informace o:

- emeticích v krevním řečišti

přes “chemoreceptorovou

zpouštěcí zónu“ mozkového

kmene

- podráždění žaludku

aferentními drahami vagu

NTS neurony projikují do

mozkového kmene, kde je

koordinován proces zvracení

Příčiny nevolnosti a zvracení- virová onemocnění

- rakovina

- chemoterapie

- radioterapie

Antiemetické účinky kanabinoidů

Dorzálni komplex vagu

jádro solitérného traktu

(NST)

Page 54: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy vyvolávají své

antiemetické efekty zřejmě

primárně působením na CB1

receptory v NTS a vyšších

kortikálních a limbických

oblastech

(inhibice uvolňování serotoninu,

dopaminu, substance P)

Vyšší oblasti kortexu a

limbický systém (důležité

v modulaci komplexních

zkušeností jako chuť, čich, zrak,

bolest, paměť a emoce)

mohou potlačit nebo vyvolat

nevolnost/zvracení

prostřednictvím sestupných

spojení s emetickým

okruhem v mozkovém kmeni

Kortex

Limbický systém

Emetický okruh

mozkového kmene

Dorzálni komplex vagu

jádro solitérného traktu

(NTS)

Page 55: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy pohánějí

kanabinoidní systém

hypotalamu ke stimulaci

příjmu potravy a obcházejí tak

částečně negativní kontrolu

cirkulujícího faktoru sytosti

leptinu

Kanabinoidy mohou stimulovat

chuť a zvýšit příjem potravy

působením na CB1 receptory:

- v hypotalamu (klíčová role

v homeostatické regulaci

energetické rovnováhy)

- v nucleus accumbens (NAc)

a aktivovat důležitou dráhu

odměny (spojující VTA a NC),

což zvyšuje atraktivitu/potěšení

z jídla (a tedy pohnutky k jídlu)

VTA

leptin

Potenciální

účinky

kanabinoidů

při kachexii

Dráha

odměny

NAc

Hypotalamická

potravní smyčka

Page 56: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy mohou také

podporovat příjem potravy

působením na CB1 receptory v

enterickém nervovém systému

a modulovat tak signály sytosti

GIT, jako cholecystokinin

Kanabinoidy mohou působit na

CB1 receptory v adipocytech

a zvyšovat tak lipogenezi (a

indukovat váhové přírůstky)

Adipocyty

Page 57: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy působí v

oblasti PAG, RVM a

laterálního tegmentálního

NA systému tlumení signály

bolesti ze spinální míchy

Kanabinoidy zřejmě snižují

uvolňování inhibičního

neurotransmiteru GABA,

- dochází tak k aktivaci

(disinhibici) těchto

přirozených sestupných

antinociceptivních drah

PeriAqueductal

Gray matter (PAG)

Lateral Tegmental

Noradrenergic (NA)

Cell System

Rostral Ventromedial

Medulla (RVM)

Page 58: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy zeslabují

vstupující informace bolesti

potlačením škodlivé

podnětem evokované

aktivity v VPL talamu a

snižují tak citlivost k bolesti

Ventral

Posterolateral

Nucleus (VPL)

Amygdala

Analgetické působení

kanabinoidů

prostřednictvím amygdaly

může zmenšit nepříjemné

emoční zkušenosti, které

jsou složkou bolesti

Page 59: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Kanabinoidy produkují antinocicepci

v míše modulací evokovaných

odpovědí primárních senzorických

vláken (nociceptorů) v zadních

rozích míchy, presynaptickým

působením na DRG neurony

Dorsal Root

Ganglion

(DRG)

Nociceptor

Peripheral

Terminals

Spinal

Cord

(SC)

Kanabinoidy mohou inhibovat

přenos bolesti působením na CB1

receptory v periferních zakončeních

primárních senzorických neuronů

(nociceptorů)

Kanabinoidy působí na CB1

receptory a inhibují uvolnění

glutamátu z nociceptorů v míše

- redukují tak excitační signalizaci

(via NMDA-R), která zprostředkuje

centrální sensitizaci k bolesti

Kanabinoidy mohou také působit na CB2 receptory na okolních buňkách imunitního

systému a snižovat tak zánět a excitaci nociceptorů, snižovat citlivost k bolesti

Page 60: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Synergické účinky kanabinoidů a opioidů

Neuropatická bolest – způsobena primárně lézemi nebo dysfunkcí

nervového systému, obecně chronická

(málo odpovídá na tradiční analgetika)

kombinace kanabinoidů a opioidů může být účinným přístupem

pro léčbu neuropatické bolesti

- oba tyto systémy zřejmě pracují synergicky proti bolesti,

vytvářejí analgetické účinky pokrytím drah mozku různými mechanismy

- aktivují sestupné antinociceptivní dráhy v RVM a PAG blokováním

inhibičních GABA podnětů

opioidní analgetika jsou méně účinná pro léčbu neuropatické bolesti než bolestí při

zánětu (deplece opioidních receptorů v páteřní míše po poranění periferních nervů)

upregulace CB1 receptorů v talamu může zvýšit analgetický účinek

kanabinoidů v podmínkách chronické bolesti

Page 61: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Zjednodušené schema akutního působení

návykových látek na VTA-NAc

Page 62: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Zjednodušené schema chronického působení

návykových látek na VTA-NAc

Page 63: molekulární mechanismy vzniku závislosti/tolerance · GABA agonista sedation, svalová diskoordinace NMDA antagonista ztráta paměti& kognitivní dysfunkce 5-HT antagonista impulzivita,

Hypotetické primární dráhy, kterými stres a

návykové látky vyvolávají recidivu a

vyhledávání drog

Prefrontální

kortex

Stres

?

NAc

VTA

Amygdala

recidiva

HPAosa

Podněty

spojené

s drogami

Návykové látky

CRF

Glu

Kort

GluGlu

DA