NICOTINA E TABACCO

1. NICOTINA E TABACCO • La coltivazione, la masticazione e il fumo del tabacco erano noti agli indigeni dell’America e della Australia all’epoca delle prime esplorazioni europee in questi paesi. • Il consumo del tabacco si diffuse in Europa nel XVI secolo. • Fino alla metà del XIX secolo, il tabacco veniva fumato solo dagli uomini con la pipa ed alla fine del XIX secolo iniziò la fabbricazione delle sigarette. • Attualmente, la prevalenza a livello mondiale dei fumatori è pari circa al 18% della popolazione adulta. • La nicotina sembra essere l’unica sostanza farmacologicamente attivanel fumo di tabacco.

2. NICOTINA E’ il principale composto della pianta del tabacco “NICOTIANA TABACUM” attivo sul SNC che porta il nome di Jean Nicot, ambasciatore francese in Portogallo che, persuaso del valore medico delle foglie del tabacco dai nativi del Sud America, presentò i suoi semi al re di Francia. Oltre la nicotina il fumo di tabacco contiene composti altamente tossici che sono responsabili della tossicità polmonare (catrame, monossido di carbonio, monossido di azoto, cancerogeni) La nicotina è una sostanza psicostimolante socialmente accettata La lobelina è un altro alcaloide naturale isolato dalla “LOBELIA INFLATA” (tabacco indiano) ed è meno potente della nicotina

3. NICOTINA N CH3 N

4. Altre sostanze presenti nel fumo CATRAME: E’ cancerogeno e rappresenta il rischio maggiore per la salute di chi fuma MONOSSIDO Ha importanza nella dipendenza psicologica poiché DI CARBONIO contribuisce a dare l’aroma al fumo E’ responsabile nello sviluppo delle malattie cardiovascolari: ischemia cardiaca (ridotta irrorazione delle pareti cardiache)

5. Altre sostanze presenti nel fumo MONOSSIDO E’ prodotto dalla decomposizione dei nitrati presenti nel DI AZOTO tabacco. Il monossido di azoto è irritante per le vie respira- ( NO ) torie Il monossido di azoto è prodotto nel nostro organismo in dosi controllate che regolano importanti funzioni (comunicazioni fra le cellule, rilassamento muscolare, controllo del flusso sanguigno) Il monossido di azoto esogeno potrebbe interferire negativamente sulle funzioni svolte all’interno delle cellule dal monossido di azoto endogeno

6. Tossicodipendenza La nicotina è il principio attivo presente nel fumo di sigaretta che produce: a) DIPENDENZA b) TOLLERANZA c) SINDROME D’ASTINENZA nei forti fumatori con: 1) irritabilità 2) malessere 3) ridotta concentrazione 4) sonnolenza 5) crisi di bulimia etc.

7. Tossicodipendenza Nel 1992 l’OMS inserisce il fumo di tabacco nel capitolo dedicato ai “DISORDINI MENTALI E COMPORTAMENTALI” dovuti all’uso di sostanze psicoattive La FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA) sancisce gli assiomi: a) nicotina = droga = dipendenza b) fumo di tabacco = causa certa di tumori fra cui il primo quello polmonare Nel 1994 il DSM – IV classifica la dipendenza e l’astinenza da nicotina come un disturbo psichico

8. Criteri per valutare la dipendenza da nicotina a) Un desiderio persistente o il fallimento dei tentativi di smettere di fumare b) Un aumento della quota del proprio reddito destinata a procurarsi la sostanza c) La continuazione nell’uso nonostante la consapevolezza di un problema di salute d) Il disagio, anche dopo una breve astinenza, che porta al desiderio continuo di fumare

9. FARMACOCINETICA DELLA NICOTINA ASSORBIMENTO: a livello polmonare dalle mucose buccali e nasali a livello cutaneo La nicotina è una base relativamente forte ed il suo assorbimento gastrico è limitato dal pH Assunta in forma di fumo il composto non è ionizzato ed è assorbito per il 90% L’inalazione è il modo più efficiente per l’assorbimento della nicotina a livello cerebrale La maggior parte delle sigarette contiene 6-8 mg di nicotina

10. Farmacocinetica della nicotina METABOLISMO: avviene in parte a livello epatico dove si producono 2 composti LA COTININA OSSIDO DI NICOTINA (90%) e in parte a livello renale e polmonare. L’emivita dopo somministrazione parenterale è di circa 2 ore

11. Farmacocinetica della nicotina ELIMINAZIONE: renale e la velocità di eliminazione dipende dal pH delle urine. La velocità di escrezione diminuisce se il pH è alcalino. Nel latte di donne fumatrici.

12. Metabolismo ossidativo della nicotina CH3 CH3 N N CYP2A6 N N+ OSSIDAZIONE NICOTINA IONE IMMINIO ALDEIDE OSSIDASI CH N N COTININA

13. Metabolismo ossidativo della nicotina In questa reazione metabolica a 2 steps la nicotina è prima ossidata a “IONE IMMINIO” e poi ossidata a “COTININA” tramite l’aldeide ossidasi Il passaggio limitante è quello della formazione dello “IONE IMMINIO” ad opera del citocromo P450 2A6 (CYP2A6) Per alte concentrazioni intervengono altre isoforme CYP come il CYP2B6

14. Il ruolo chiave del CYP2A6 nel catabolismo della nicotina L’isoforma CYP2A6 è maggiormente espressa nel fegato dove rappresenta l’1-10 % del contenuto totale dei citocromi Quantità minori di CYP2A6 sono presenti nella mucosa nasale e nell’epitelio bronchiale Studi genetici sul citocromo P450 hanno evidenziato: a) varianti genetiche dell’isoforma 2A6 che metabolizza il 60-80 % della nicotina a cotinina b) un’alta correlazione tra la quantità di questo enzima e i livelli plasmatici di nicotina

15. Il ruolo chiave del CYP2A6 nel catabolismo della nicotina Il 16-26% della popolazione è ETEROZIGOTE nel polimorfismo del CYP2A6 e possiede un gene difettoso nella coppia cromosomica Si ipotizza che questi individui abbiano una minore capacità di metabolizzare la nicotina aumento della biodisponibilità epatica minor numero di sigarette fumate minor esposizione al fumo e alle sostanze cancerogene Studi clinici hanno dimostrato che i fumatori con polimorfismo genetico del CYP2A6 fumano meno A seconda del tipo di varianti alleliche del CYP2A6 possedute, la popolazione si divide: a) bassi metabolizzatori b) intermedi metabolizzatori c) alti metabolizzatori

16. Il ruolo chiave del CYP2A6 nel catabolismo della nicotina Gli individui bassi metabolizzatori per il CYP2A6, potrebbero avere abitudini al fumo di tabacco diverse dagli individui alti metabolizzatori Il polimorfismo potrebbe pertanto essere associato ad un aumentato rischio di tumore al polmone, indotto dal fumo di sigaretta Il CYP2A6 attiva diversi procancerogeni presenti nel fumo di tabacco come le NITROSAMMINE e le AFLATOSSINE e teoricamente gli individui bassi metabolizzatori dovrebbero essere protetti dallo sviluppo del cancro, ma non tutti gli studi sono concordi

17. Il ruolo chiave del CYP2A6 nel catabolismo della nicotina La sensibilità al fumo e la dipendenza sono legate a fenomeni sia metabolici che neuronali e sicuramente la componente genetica ha un ruolo importante La componente genetica si manifesta con: a) FENOTIPO NEUROBIOLOGICO: implica fattori neurochimici responsabili degli effetti psicoattivi e dell’astinenza b) FENOTIPO METABOLICO: regola la sensibilità ed il metabolismo della nicotina con un impatto nella iniziazione e nella acquisizione Questi 2 fenotipi contribuiscono alla tolleranza ed alla sensibilizzazione e quindi all’accomodamento neuronale e metabolico Questi processi di accomodamento hanno uno sviluppo temporale diverso e sono reversibili

18. Effetti della nicotina EFFETTI POSITIVI piacere e gratificazione vigilanza EFFETTI NEGATIVI assuefazione aumento della dose craving Da ciò scaturisce l’aumentato rischio di tossicità: a) CARDIOVASCOLARE arteriosclerosi ipertensione tachicardia trombosi cardiopatia infarto ictus cerebrale b) BRONCHIALE azione bronco-ostruttiva (bronchiti croniche con enfisema, asma)

19. Attività farmacologica L’attività farmacologica è molto variabile ed è dovuta all’azione della nicotina su una grande varietà di siti effettori e chemiorecettori, ma anche all’azione desensibilizzante nei confronti di alcuni recettori La risposta finale è la sommatoria degli effetti stimolatori e di quelli inibitori: 1) SISTEMA NERVOSO PERIFERICO 2) SISTEMA NERVOSO CENTRALE 3) SISTEMA CARDIOVASCOLARE 4) GHIANDOLE ESOCRINE

20. Attività farmacologica 1) SISTEMA NERVOSO PERIFERICO a basse dosi: la nicotina stimola direttamente le cellule gangliari e facilita la trasmissione degli impulsi ad alte dosi: dopo la stimolazione iniziale si ha un rapido blocco della trasmissione degli impulsi

21. Attività farmacologica (sistema nervoso periferico) La nicotina stimola un certo numero di recettori sensoriali: a) i MECCANORECETTORIche corrispondono allo stiramento o alla pressione della cute del mesentere della lingua dei polmoni dello stomaco b) i CHEMOCETTORI del glomo carotideo c) i TERMOCETTORI della cute e della lingua d) i NOCICETTORI

22. Attività farmacologica (sistema nervoso periferico) Per esempio: La nicotina può aumentare la frequenza cardiaca: 1) per eccitazione dei gangli simpatici e paralisi dei gangli parasimpatici 2) per paralisi dei gangli simpatici ed eccitazione dei gangli parasimpatici 3) per azione sui chemocettori dei glomi carotideo e aortico e dei centri bulbari 4) per riflesso compensatorio cardiovascolare risultante dalle variazioni della pressione arteriosa 5) per rilascio di adrenalina dalle ghiandole surrenali con aumento della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa

23. Attività farmacologica 2) SISTEMA NERVOSO CENTRALE Lanicotina stimola il S.N.C. TREMORI In proporzione alla dose CONVULSIONI La nicotina stimola la RESPIRAZIONE: a) a dosi più elevate direttamente sui centri nel midollo allungato b) a dosi più basse indirettamente per azione riflessa attraverso l’eccitazione dei chemocettori dei glomi aortico e carotideo

24. Attività farmacologica (sistema nervoso centrale) La stimolazione del S.N.C. è seguita da depressione e morte per: a) blocco centrale della respirazione b) blocco periferico dei muscoli respiratori La nicotina induce il VOMITO: a) a livello centrale per stimolazione diretta della zona chemorecettrice (trigger zone: CTZ) b) a livello periferico per attivazione dei nervi afferenti vagali e spinali che costituiscono l’afferenza sensitiva delle vie riflesse che intervengono nell’atto del vomito

25. Attività farmacologica 3) SISTEMA CARDIOVASCOLARE Gli effetti cardiovascolari sono il risultato: a) della stimolazione dei gangli simpatici b) della stimolazione della midollare surrenale c) del rilascio di catecolamine dalle terminazioni nervose simpatiche d) dell’attivazione dei chemorecettori dei glomi aortico e carotideo il cui riflesso comporta: VASOCOSTRIZIONE TACHICARDIA AUMENTO DELLA PRESSIONE ARTERIOSA

26. Attività farmacologica 4) TRATTO GASTRO-INTESTINALE A questo livello l’effetto della nicotina è dovuto alla stimolazione parasimpatica con a) AUMENTO DEL TONO INTESTINALE b) AUMENTO DELL’ATTIVITA’ MOTORIAINTESTINALE In un individuo non abituato la nicotina può causare: NAUSEA VOMITO OCCASIONALMENTE DIARREA

27. Attività farmacologica 5) GHIANDOLE ESOCRINE La nicotina stimola la secrezione salivare e bronchiale. L’aumentata salivazione dei fumatori è un effetto diretto irritante del fumo anziché un’azione sistemica della nicotina

28. Meccanismo d’azione della nicotina La nicotina agisce sui recettori nicotinici per l’acetilcolina che sono recettori canale I recettori nicotinici sono presenti: a) nei gangli del sistema nervoso autonomo b) nel muscolo striato a livello della giunzione neuromuscolare c) a livello cerebrale d) sulle cellule cromaffini

29. Meccanismo d’azione della nicotina • I recettori nicotinici della giunzione neuromuscolare sono chiamati RECETTORI MUSCOLARI • I recettori nicotinici delle sinapsi gangliari ,delle cellule cromaffini e del S.N.C. sono chiamati RECETTORI NEURONALI • Questi recettori sono degli eteropentameri • a) I recettori muscolari sono costituiti da 5 subunità combinate tra di loro in maniera diversa • (a1a9 ; b1 b4; g; d; e) • b) I recettori neuronali sono costituiti da due soli tipi di unità • (a e b) di cui sono state clonate 8 subunità a e 3 subunità b • Nel cervello la nicotina agisce sui recettori colinergici del sottotipo a4b2 che sono espressi in modo ubiquitario

30. Meccanismo d’azione della nicotina I recettori nicotinici sono recettore canale pre e post sinaptici. L’attivazione di questi recettori aumento del flusso di Na+ depolarizzazione con facilitazione della liberazione di neurotrasmettitori La nicotina determina anche desensibilizzazione: infatti il protrarsi della depolarizzazione con inibitori dell’AchE, con alte dosi di nicotina e di bloccanti neuromuscolari depolarizzanti (succinilcolina) comporta il BLOCCO DELLA TRASMISSIONE SINAPTICA La somministrazione cronica di nicotina determina un aumento del numero dei recettori colinergici nicotinici che può rappresentare una risposta adattativa alla prolungata desensibilizzazione recettoriale Si ritiene che l’effetto globale della nicotina sia la conseguenza di un equilibrio tra l’attivazione dei recettori colinergici nicotinici che determinano eccitazione neuronale e la desensibilizzazione che causa il blocco sinaptico

31. Meccanismo d’azione della nicotina La nicotina è una sostanza psicoattiva la cui azione consiste principalmente in un’attivazione di due centri cerebrali: 1) IL SISTEMA MESOLIMBICO DOPAMINERGICO che è responsabile della gratificazione e del piacere “CRAVING” in analogia ad altre sostanze d’abuso 2) Il “LOCUS COERULEUS” che è responsabile della liberazione di catecolamine con aumento dello stato di veglia e vigilanza a livello centrale 3) A livello periferico la liberazione di catecolamine è responsabile di molti effetti quali la tachicardia, l’aumento pressorio, etc. 4) La riduzione di peso con nicotina è mediata sia da azioni centrali di liberazione di dopamina e forse anche di serotonina, che da azioni periferiche di liberazione di noradrenalina che si associano ad aumentato metabolismo

32. Avvelenamento acuto da nicotina Può verificarsi per: a) ingestione accidentale di insetticidi contenenti il composto b) ingestione accidentale di tabacco (bambini) La dose letale acuta per un adulto è di circa 60 mg di base

33. Avvelenamento acuto da nicotina Sintomatologia nausea vomito salivazione dolori addominali sudore freddo cefalea sonnolenza disturbi della vista disturbi dell’udito confusione mentale debolezza generalizzata ipotensione difficoltà respiratorie polso debole, rapido, irregolare collasso convulsioni blocco respiratorio morte

34. Terapia dell’avvelenamento 1) Indurre il vomito con sciroppo di ipecacuana 2) Lavanda gastrica 3) Assistenza respiratoria

35. Nascita di una cellula tumorale Nel fumo di sigaretta è contenuto il BENZO-a-PIRENE che viene trasformato nell’organismo in BPDE (BENZO-A-PIRENE-7,8-DIOL-9,10-EPOSSIDO) in grado di alchilare il DNA formando gli “ADDOTTI DEL DNA” Questi addotti rendono difficoltosa la lettura delle basi nucleiche del DNA da parte degli enzimi della replicazione cellulare Si formano così le mutazioni che modificano la sequenza del genoma CELLULA TUMORALE

36. Nascita di una cellula tumorale Queste modificazioni irreversibili del DNA danneggiano un gene che codifica per una proteina importante nel controllo della proliferazione cellulare, chiamata p53 La p53 è un oncosoppressore che funziona come sistema di controllo e provvede all’eliminazione delle cellule anomale Il BPDE danneggia proprio il gene che determina la sintesi di questa proteina p53 con aumento della probabilità di insorgenza di un tumore

37. Genetica e suscettibilità ai tumori indotti da fumo Esistono differenze genetiche tra gli individui che riflettono una differente suscettibilità a sviluppare tumori dopo esposizione a sostanze cancerogene La scoperta di questi geni è importante perché, una volta individuati, se ne potrebbe potenziare l’azione nei soggetti carenti Sono stati evidenziati due geni, chiamati GSTM1 e GSTT1 che codificano enzimi di coniugazione (fase II) importanti per la detossificazione Questi enzimi sono proteine con azione antiossidante denominate GLUTATIONE-S-TRANSFERASI perché in grado di coniugare le diverse sostanze al glutatione rendendole più solubili e più facilmente eliminabili dall’organismo

38. Genetica e suscettibilità ai tumori indotti da fumo Gli individui che hanno forme non funzionali di questi enzimi sono quelli più facilmente esposti allo sviluppo di tumori della bocca, della gola, della laringe Il tumore ai polmoni è attualmente quello a più alta letalità: 30 % dei tumori Il 90% dei casi di tumore polmonare è correlato al fumo Il carcinoma a cellule squamose della testa e del collo (cancro della bocca, della laringe e della faringe) è correlato per l’ 80-90% dei casi al fumo di sigaretta

39. FUMO e MALATTIE CORRELATE Il fumo è implicato nello sviluppo delle seguenti malattie: 1) Tumore al polmone 2) Tumore a cellule squamose del collo e della testa (cancro della bocca, della laringe e della faringe) 3) Tumori in altri tessuti (es. esofago, pancreas, vescica) 4) Malattia polmonare cronica ostruttiva: enfisema polmonare, bronchite cronica 5) Malattie cardiovascolari: infarto, aneurismi aortici, danneggiamento dei vasi periferici 6) Malattie dell’orecchio medio nei bambini 7) Asma 8) In gravidanza: aborto, riduzione del peso alla nascita, morte prenatale, aumento dell’incidenza di malattie congenite (difetti cranio-faciali e degli arti) 9) Periodontite 10) Osteoporosi 11) Sensibilizzazione agli allergeni Tutti questi effetti si manifestano sia per i fumatori attivi che per quelli passivi

40. FUMO e GRAVIDANZA • Durante il secondo periodo di gravidanza il fumo provoca: • Riduzione del peso alla nascita forse per le sue proprietà vasocostrittrici • Aumento della mortalità perinatale • Anche altri tipi di complicazioni della gravidanza sono più comuni nelle donne che fumano : l’aborto spontaneo ( aumento del 30-70% ) • parto prematuro ( aumento del 40% ) • placenta previa ( aumento del 25-90% ) • La nicotina viene escreta nel latte in quantità sufficiente a provocare tachicardia nel bambino

41. Fumo e comportamento Studi basati su test animali e sull’uomo dimostrano che: I fumatori riportano che il fumo li sveglia quando sono affetti da sonnolenza e li calma quando sono tesi.Sembra che piccole dosi di nicotina tendano a provocare il risveglio mentre grandi dosi danno l’effetto opposto Dopo consumo di sigarette, le prove sensoriali e motorie nell’uomo hanno in genere mostrato un miglioramento La nicotina aumenta le capacità di apprendimento nei ratti Il fumo diminuisce l’ampiezza dell’influenza dello stress sulla prestazione

42. Trattamenti farmacologici a) Sistemi sostitutivi della nicotina b) Trattamenti sintomatici c) Antagonisti del fumo e dei neurotrasmettitori d) Deterrenti e sostitutivi clinici del fumo

43. Trattamenti farmacologici a) Sistemi sostitutivi 1) Gomme alla nicotina 2) Nicotina transdermica 3) Nicotina in spray nasale 4) Nicotina per inalazione b) Trattamenti sintomatici Questo tipo di trattamento dei sintomi della astinenza e del craving è stato già utilizzato per altre sostanze: FLUOXETINAALCOOL CLONIDINAEROINA Trattamenti sintomatici con antidepressivi, antiansia, antipertensivi non si sono per ora rivelati efficaci per risolvere il problema dell’interruzione del fumo

44. Il BUPROPIONE sembra essere efficace come la nicotina nella terapia sostitutiva, anche nei pazienti non depressi ed ha minori effetti collaterali. Potrebbe agire aumentando l’attività della dopamina nel nucleo accumbens. • La CLONIDINA è un agonista del recettore a2adrenergico che riduce gli effetti dell’astinenza. Può essere somministrata per via orale o tramite cerotti transdermici.Gli effetti collaterali della clonidina (ipotensione, secchezza delle fauci, sonnolenza) possono essere pericolosi e per questo non è ampiamente utilizzata.

45. Trattamenti farmacologici c) Antagonisti del fumo L’unico antagonista nicotinico proposto per l’interruzione del fumo è la MECAMILAMINA.Tuttavia il suo uso non è promettente poiché basse dosi aumentano l’uso di sigarette,forse perché l’antagonismo può essere superato dall’aumento della quantità di nicotina. Dosi più elevate che sono più efficaci nell’abolire gli effetti della nicotina causano disturbi collaterali di tipo autonomo che riducono la compliance del paziente. La mecamilamina è un antagonista recettoriale Potenziali strumenti terapeutici possono essere: 1) il PROPANOLOLO, beta bloccante che può proteggere il fumatore dagli effetti nocivi sul cuore 2) il NALTREXONE, antagonista delle b-endorfine, che inattiva l’efficacia delle endorfine liberate dalla nicotina e responsabili di molti effetti gratificanti

46. Trattamenti farmacologici d) Deterrenti e sostitutivi chimici del fumo: I tentativi fatti con sostanze che, combinate con i componenti delle sigarette, ne alterano la gradevolezza (sali d’argento), o che sono agonisti nicotinici inattivi (LOBELINA) non hanno mostrato efficacia

47. Trattamenti comportamentali o non farmacologici 1) IPNOSI 2) AGOPUNTURA Queste terapie hanno presentato una scarsa efficacia sul lungo termine a causa della: a) breve durata del trattamento b) difficoltà di adattare il trattamento al singolo fumatore Il processo che può condurre a smettere di fumare è caratterizzato da: 1) APPRENDIMENTO: capacità imitative verso modelli smoke-free 2) RIMOZIONE: vivere in un contesto che impone un comportamento smoke- free 3) ESTINZIONE 4) UNA FORTE MOTIVAZIONE a smettere di fumare

48. Trattamenti comportamentali o non farmacologici Bisogna inoltre armonizzare il tipo di terapia farmacologica o comportamentale con il tipo di fumatore in base anche a test atti a determinare: a) Il grado di dipendenza b) Gli indici fisiologici del grado di dipendenza (es. livelli di cotinina) c) Le esigenze emotive coinvolte nella armonizzazione tra il fumatore e l’appropriata terapia

49. Nicotina come farmaco Negli animali da esperimento è stato dimostrato che la nicotina è in grado di migliorare le performance in diversi test di memoria

50. Malattie neurodegenerative a) MALATTIA DI ALZHEIMER b) MORBO DI HUNTINGTON c) MORBO DI PARKINSON