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El alcohol aumenta su capacidad adictiva cambiando la geometría de la sustancia gris del cerebro, como evidencia un estudio llevado a cabo en ratas y humanos, y publicado en la revista Science Advances.

El trabajo, coordinado por los doctores Santiago Canals, del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC, y Wolfgang Sommer, del Instituto Central de Salud Mental de la Universidad de Heidelberg (Alemania), y en el que ha participado también el Centro de Biomateriales e Ingeniería Tisular (CBIT) de la Universitat Politècnica de València (UPV), propone un mecanismo de adicción al alcohol totalmente desconocido hasta ahora.

Las microglias, responsables del cambio

La investigación demuestra que las responsables del cambio de geometría del espacio extracelular de la sustancia gris son las células del sistema inmune que residen en el cerebro, denominadas microglias. El alcohol, como sustancia perjudicial, activa estas células de defensa, que cambian su forma y características bioquímicas. Esta activación altera la geometría del espacio extracelular y habilita rutas de difusión de sustancias que, en ausencia de alcohol, estarían limitadas.

“El espacio extracelular”, explica el doctor Canals, “está formado por los huecos y canales que dejan libres los cuerpos celulares y sus densas ramificaciones citoplasmáticas, como las dendritas y los axones de las neuronas y otras células gliales, y está ocupado por líquido y proteínas. En el líquido extracelular circulan sustancias fundamentales para muchos procesos fisiológicos, y lo que nosotros vemos es que, al encoger sus numerosas prolongaciones, la microglia elimina barreras para la difusión, o lo que es lo mismo, habilita rutas que estaban bloqueadas. El siguiente paso es averiguar si este efecto es producido directamente por la acción del alcohol sobre la microglia o lo hace de forma indirecta, a través de intermediarios, como podrían ser el hígado o la microbiota intestinal”.

Resuelve la duda sobre la causa del aumento en la difusividad

En un trabajo previo, publicado en abril del año pasado en JAMA Psychiatry, este mismo grupo demostró que el alcohol sigue dañando el cerebro incluso después de dejar de beber. Ese trabajo ya reflejaba un aumento de la difusividad en el cerebro por efecto del alcohol, pero los investigadores no sabían aún el motivo.

Este nuevo estudio, continuación del anterior, resuelve la duda al demostrar que el aumento en la difusividad se debe a la activación de las células inmunes del cerebro, y tiene un efecto importante sobre los neurotransmisores que se propagan en volumen, como la dopamina, fundamental para el funcionamiento del sistema de recompensa del cerebro.

“La transmisión en volumen”, afirma la doctora Silvia de Santis, investigadora del Instituto de Neurociencias y primera firmante del artículo, “es un tipo de señalización un poco distinta a la sináptica convencional, que es una comunicación punto a punto entre un elemento presináptico y otro postsináptico. En la difusión en volumen, el neurotransmisor se libera al espacio extracelular y difunde por él, como una hormona, afectando a más de un elemento postsináptico. Por tanto, si la difusión en la sustancia gris está aumentada, la transmisión por volumen también”, aclara.

La caracterización de la microestructura de la materia gris del cerebro, labor del CBIT-UPV

Por su parte, David Moratal, investigador del CBIT-UPV, explica que el trabajo desarrollado desde sus laboratorios ha permitido “caracterizar la microestructura de la materia gris del cerebro, las distintas propiedades de difusión, mediante análisis de imagen por resonancia magnética. De esta forma, utilizando técnicas no invasivas derivadas de este análisis de imagen, tanto en ratas como en seres humanos que beben habitualmente, hemos observado patrones similares de difusividad debida al alcohol que persisten durante la fase de abstinencia, corroborando posteriormente los mecanismos que subyacen tras esta observación traslacional derivada de la imagen por resonancia magnética".

Este estudio traslacional demuestra que hay una mayor difusividad media en la materia gris cerebral de los seres humanos y ratas que beben habitualmente. Estas alteraciones aparecen poco después del inicio del consumo de alcohol en ratas, persisten en la abstinencia temprana tanto en roedores como en humanos, y se asocian con una fuerte disminución de las barreras del espacio extracelular explicada por una reacción de la microglia a un agente agresor como el alcohol.

“Por una vía indirecta como es cambiar la geometría del espacio extracelular, el alcohol facilita la adicción”, destaca el doctor Wolfgang Sommer, del Instituto Central de Salud Mental de la Universidad de Heidelberg (Alemania). “Este es un mecanismo totalmente nuevo de adicción. Al mismo tiempo, identificamos también un nuevo mecanismo de interacción sistema inmune-cerebro”, indica.

El aumento de la concentración y el alcance espacial de neurotransmisores como la dopamina, el glutamato o los neuropéptidos, puede convertir las propiedades gratificantes débiles del alcohol en poderosos efectores en la formación de hábitos de consumo que eventualmente conduzcan a la adicción en algunas personas, señalan los investigadores. Comprender y, en última instancia, revertir estos cambios puede ayudar al desarrollo de tratamientos más eficaces.

Amplia colaboración europea

Este estudio se ha desarrollado en el contexto de una amplia colaboración europea entre investigadores del Instituto de Neurociencias UMH-CSIC en Alicante, la UPV, el Instituto Central de Salud Mental Alemán, la Universidad de Camerino (Italia) y la Universidad Carolina de Praga (República Checa).