Fătul

O altă mare preocupare o reprezintă faptul că nicotina ar putea avea efecte adverse directe asupra modului de dezvoltare a fărului. Studiile experimentale au arătat faptul că expunerea la nicotină în timpul sarcinii duce la o dezvoltarea şubredă a receptorilor nicotin-colinergici şi a altor receptori din creier. Aceşti copii sunt predispuşi la un comportament anormal şi la o mai grea adaptare al condiţiile de sters, ceea ce pe parcurs duce la ceea ce noi numim sindromul morţii subite la copii. Până când contrariul ca vi dezvoltat, trebuie asumat riscul că nicotina ar putea avea anumite efecte negative asupra dezvoltării fătului.
Oricum, de vreme ce fumătorul individual atât de nicotină cât şi de alte multe toxine, este clar faptul că fumatul are mult mai multe efecte negative decât cele obţinute din alte produse ce conţin nicotină, cum ar fi produsele de înlocuire a nicotinei.

Generealizări

Pentru a afla efectele adverse ale fumatului în timpul sarcinii s-au făcut studii pe animale. Există trei teme importante ce pot fi rezolvate prin cercetările pe animale. Prima o reprezintă modul în care fumatul vătămează dezvoltarea organismului. Aşa cum arată figura de mai jos, fumatul în timpul sarcinii produce trei familii diferite de potenţiale efecte: acţiunile nicotinei asupra fătului, acţiunile nicotinei asupra dezvoltării creierului fătului sau a dezvoltării generale şi acţiuni asupra unităţii mamă – făt, incluzând hipoxia-ischemică episodică, expunerea la alte produse toxice din fumul de ţigară şi restricţii în dietă date de efectele anorexice asupra mamei şi fenomene ale fumatului, numind riscuri comportamentale, abuzul de alte substanţe, îngrijirea prenatală săracă sau statutul socio-economic scăzut.
Din punctul de vedere al oamenilor de ştiinţă, o demonstraţie a efectelor nicotinei asupra proceselor specifice ale dezvoltării celulelor, ar ajuta la identificarea modului în care acetilcolina, acţionând ca o substanţă chimică neurotrfică în perioada dezvoltării, controlează soarta celulelor ţintă.

Iniţial, au fost injectaţi gestanţi cu nicotină, o strategie ce a fost utilizată în studiile comportamentale pentru a astabili empiric că nicotina ar putea deregla dezvoltarea. Deşi s-au obţinut evidenţe clare asupra pagubelor asupra celulelor creierului fătului, incluzând compromiterea dezvoltării sistemelor neurotransmiţătorilor ce s-ar putea număra printre deficienţele comportamentale şi a deveni repede evident faptul că multe din aceste efecte se aseamănă cu cele ale hipoxiei episodice. Acest lucru nu este surprinzător, ştiind că injecţiile cu nicotină produc nivelel înalte ale drogului în plasmă, ce induc evidente episoade ischemice cu fiecare doză. În proiectarea modelelor de animale şi fumatul de ţigări, acestea ar putea să nu fie o apropiere nerezonabilă ştiind că fătul experimentează deasemenea hipoxia-ischemică în timpul fiecărei ţigări. Oricum, pentru a identifica efectele însăşi ale nicotinei asupra fătului, asemenea modele sunt confundate cu hipoxia-ischemică (fig.2.). Prin administrarea nicotinei în baze continue putem evita vârful nivelelor ce smulg hipoxia-ischemică şi pot furniza o doză fixă şi clat identificată de drog înrudit cu cel furnizat de plasturii transdermali cu nicotină utilizaţi la oameni. Un alt avantaj al acestei metode de infuzie este acela că nivelele plasmei pot fi fixate şi rata dozei ajustată pentru a stimula nivelele umane de expunere. O rată de infuzie tipică de 6mg/kg/zi la şoareci produce nivele plasmatice la limita superioară a celor primite de fumătorii avansaţi, în timp ce 2mg/kg/zi stimulează fumatul moderat. Ar trebui deasemenea notat faptul că există diferenţe farmacodinamice între şoareci şi oameni, cu doze înalte cerute în general pentru a smulge aceleaşi efecte la şoareci. În consecinţă, nivelele la ranguri superioare de expunere umană sunt probabil cele mai potrivite în stimularea efectelor nicotinei asupra fătului.

reabsorbţia fetală şi rănirea celulelor creierului la Bebe

Cu medelul infuziei de nicotină s-au performat câteva studii care demonstrează concluziv că nicotina, fără participarea altor factori ai fumatului ce pot induce în eroare, cauzează reabsorbţia fetală şi rănirea celulelor creierului la pui. Un indicator cheie a denaturării celulelor, activitatea decarboxilazei ornitina, este ridicată în perioada postnatală prin neurogeneză şi sinaptogeneză (fig.3.). La fel de important, efectele sunt prezente în cortexul cerebral la fel ca şi în cerebel. Coincidând cu marcarea activării denaturării celulelor, deficineţele apar în conţinutul regional al ADN-ului deoarece fiecarea celulă din creier are un singur nucleu, o reducere a conţinutului ADN-ului indică o diminuare a numărului celulelor. Chiar dacă deficitele celulelor sunt aparente în imediata perioadă postnatală, o obişnuită caracteristică a efectelor nicotinei în perioada primelor săptămâni după naştere, mult după terminarea expunerii la nicotină. Acest lucru sugerează că nicotina iniţiază o schimbare în program pentru dezvoltarea celulelor, conducând în final la pierderea celulelor. Recent s-a descoperit că c-fos, este activată de regiunile creierului postnatale după expunerea la nicotină (fig.4.). Preexpunerea constitutivă a c-fos, chiar şi înt-o celulă sănătoasă, smulge apoptoza, un efect ce constă în distincţia de activare pe termen scurt ce însoţeşte creşterea metabolismului celuleor. Într-adevăr, înălţimea cronică a c-fos cauzată de expunerea la nicotină a fătului are loc în perioada în care nicotina acută nu este în stare să crească activitatea lui c-fos. De aici rezultă că apotoza contribuie la pierderea celulelor din creier cauzată de expunerea la nicotină a fătului. Conţinutul ADN-uluise poate eventual recupera în anumite regiuniale creierului, dar faza ajungerii din urmă acupă bucata de timp de după închiderea neurogenezei şi din timpul gliogenezei, ce sugerează că neuronii au fost înlocuiţi cu glia, un exemplu tipic pentru componenţii neurotoxici. Defectul neuronal cauzat de expunerea la nicotină a fătului este astfel similară cu ireversibilitatea.

Pierderea categorică a celulelor

Pierderea categorică a celulelor nu este cea care fundamentează existenţa anormalităţilor neurocomportamentale, care necesită în schimb alterarea ce influenţează în final funcţia sinaptică. Deoarece nicotina lucrează într-un subgroup specific al receptorilor colinergici, cel mai evident punct de pornire este examinarea efectelor asupra funcţiei colinergice sinaptice. S-a descoperit că expunerea la nicotină a fătului suprareglează legăturile receptorilor nicotinici din creier, cu efecte ce sunt persistente şi în perioada neonatală. Pe perioada aceste faze troficul cholinergic ce răspunde de celulele ţintă este supersensibil, un effect ce continuă în timpuria sinapgenază, când colinergicele alimentează programe structurale şi evenimente de dezvoltare funcţională. Acestea ar putea furniza un mechanism ce stă la baza pierderii celulelor la fel ca şi la baza anormalităţilor sinaptice. În plus, pentru a schimba reactivitatea cu stimularea colinergică, expunerea la nicotină a fătului alterează ontongenitatea tonului cholinergic la fel de apreciat cu activitatea acetiltransferazei colinice şi cu mare afinitate a luării de colină. Aceşti doi biomarcatori măsoară diferite proprietăţi ale neuronilor colinergici. Acetitransferaza colinică este un component constitutive al nervului terminal, însă activitatea sa este nelimitată în transmiterea sintezei şi nu este reglată de activitatea impulsului. În schimb, presinapticul, un transportor cu afinitate mare a colinei controlează de fapt biosinteza acetilcolinei şi răspunde direct cu rata stimulării neuronale. Ţinând seama de raportul acestor două caracteristici se furnizează astfel un index al activităţii nete a impulsului pe nervul terminal, o apropiere ce s-a dovedit a fi un success în evaluarea funcţiei colinergice pentru dezvoltarea creierului şi în dereglări neurodegenerative cum ar fi boala Alzheimer.
Cu metoda raportului s-a descoprit că tonul cholinergic nu a avut o dezvoltare monotonă de la activitatea scăzută la activitate înaltă, dar există un maxim de activitate centrală în jurul zilei a 10-a postnatală în cotexul cerebral (fig.5.). La animalele expuse la nicotină prenatal acest maxim de activitate este neascuţit. În mod similar, în hipotalamus, nicotina prenatală smulge deficienţa de durată în expresia transportorilor de colină, apreciată de legătura transportorilor specifici: radioligandul [3H] hemicolinium-3, din nou un indicative al aprecierii activităţii sinaptice. Aceste defecte presinaptice sunt compuse mai departe de descreşterea mecanismului colinoreceptiv postsynaptic. Este astfel evident că defectele ce stau la baza funcţiei sinaptice pot fi identificate promp pentru deficienţele comportamentale cauzată de expunderea la nicotină a fătului.

Receptorii nicotinici

Receptorii nicotinici colinergici sunt implicaţi profound în reglarea funcţiei catecolaminenergice în SNC, aşa că nu este surprinzător faptul că transmisiile sinaptice noradrenergice şi dopaminenergice sunt şi ele afectate în mod advers de expunerea fătului la nicotină. Doar pentru sistemele colinergice s-a descoperit o hipoactivitate a proiecţiilor noradrenergice şi dopaminenergice şi chiar dacă la vârsta de 3 săptămâni au loc aparente recuperări, există un ulterior şi persistent deficit (fig.6.). Chiar înainte de reapariţia activităţii tonice anormale, acuta înfruntare cu nicotina eşuează să elibereze neurotransmiţători în grupul nicotinic prenatal, ce confirmă insensibilitate funcţională la stimularea exogenă.
S-au identificat o grămadă de defecte în mecanismul semnalelor postsinaptice evocate de expunerea la nicotină prenatală, dintre care unele par să contribuie la ieşirile adverse de comportament. Acesta include suprareglarea de durată a expresiilor ciclaselor adenilil, conducând şi ele la o mare varietate de intrări neuronale, hormonale şi trofice specifice decuplajului mecanismului proteinei G legând receptorii muscarinici şi β-adrenergici la refluxul evenimentelor celulare şi alterări în modelul ontogenetic a receptorilor neurotransmiţători colinergici şi catecolaminenergici. Dereglările dezvoltate de nicotină pot astfel ocupa câteva plane diferite, răsunând din categorical pierdere a celulelor la specifica alterare a activităţii neuronale, la progamarea grşită a semnalizării moleculelor. Chiar dacă ar putea fi posibil să continuăm descrierea tuturor acestor alteraţii, un mult mai important set de teme se referă la faptul dacă originea de bază a dereglării dezvoltării stă în stimularea necorespunzătoare a receptorilor nicotinici în creierul fătului şi dacă asemenea efecte au loc la nivele de expunere ce depăşesc limita de siguranţă.

Efectele fumatului asupra sistemului nervos

În fumatul tabacului, nicotina “călătoreşte” în mici particule de gudron. Când fumul împreună cu nicotina / mixtură de gudron ajung în plămâni, nicotina este absorbită rapid, ajungând la creier în aproximativ 8 secunde după ce fumul a fost inhalat. Ţigările americane conţin aproximativ 9mg nicotină însă pentru că mult din cantitatea de nicotină este arsă, un fumător păstrează circa 1mg nicotină în fiecare ţigară. Nicotina ajunge la sistemul nervos central în circa 3-5 minute când tabacul este mestecat.
Fumatul poate fi stimulant şi relevant – depinde de starea de spirit a persoanei şi de doza de nicotină. Nicotina acţionează asupra sistemului nervos central şi periferic. Printre efectele rapide ale nicotineu se numără:
- creşterea presiunii arteriale şi a ritmului cardiac;
- creşterea ritmului respirator;
- înfundarea arterelor;
- stimularea SNC.
Expunerea pe termen lung la efectele tabacului şi nicotinei creşte riscul producerii cancerului şi a dependenţei. Modul în care nicotina produce dependenţă nu este clar încă. În creier, căile utilizate de neurotransmiţătorul dopamină sunt afectate de nicotină şi acest lucru poate reprezenta unul din proprietăţile ce crează dependenţă.

Creierul

Oamenii de ştiinţă au descoperit că o substanţă fumată ajunge la creier mai repede decât una înghiţită sau prizată (cum este cocaina) sau chiar injectată. Într-adevăr o moleculă de nicotină inhalată prin fum va ajunge la creier în mai puţin de 10 secunde . Nicotina călătoreşte prin vasele sanguine ce se impart în capilare prin creier. Capilarele, în mod normal, transportă
substanţe nutritive, însă ele se acomodează să care şi molecule de nicotină.