Ακόμα και μια απλή δόση αλκοόλ (αιθανόλης) μπορεί να αλλάξει μόνιμα τις συνάψεις και την κίνηση των μιτοχονδρίων στους νευρώνες του εγκεφάλου.
Αυτό έχει συνέπειες για τη μάθηση που βασίζεται στην επιβράβευση του εγκεφάλου και μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε μεταγενέστερο εθισμό στο αλκοόλ.
Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας και τα Πανεπιστήμια του Μανχάιμ και της Χαϊδελβέργης διαπίστωσε ότι ακόμη και η εφάπαξ χορήγηση αλκοόλ μεταβάλλει μόνιμα τη μορφολογία των νευρώνων.
Ειδικότερα, η δομή των συνάψεων καθώς και η δυναμική των μιτοχονδρίων – των κινητήριων μονάδων του κυττάρου – επηρεάζονται από το αλκοόλ.
Χρησιμοποιώντας το γενετικό σύστημα-μοντέλο της φρουτόμυγας Drosophila melanogaster, η καθηγήτρια δρ Henrike Scholz και τα μέλη της ομάδας της Michèle Tegtmeier και Michael Berger έδειξαν ότι οι αλλαγές στη μετακίνηση των μιτοχονδρίων στις συνάψεις μειώνουν την επιβραβευτική επίδραση του αλκοόλ.
Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι ακόμη και ένα μόνο περιστατικό κατανάλωσης μπορεί να θέσει τα θεμέλια για τον εθισμό στο αλκοόλ.
Η μελέτη “Single-dose ethanol intoxication causes acute and lasting neuronal changes in the brain” (Η δηλητηρίαση με μία δόση αιθανόλης προκαλεί οξείες και διαρκείς νευρωνικές αλλαγές στον εγκέφαλο) δημοσιεύθηκε στο PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις αλλαγές στον εγκέφαλο που υποστηρίζουν τη μετάβαση από την περιστασιακή κατανάλωση αλκοόλ στη χρόνια κατάχρηση αλκοόλ, ταυτοποιήθηκαν οι ξεχωριστές επιδράσεις της εφάπαξ έκθεσης στην αιθανόλη σε μοριακό, κυτταρικό και συμπεριφορικό επίπεδο.
Παρόμοια με τις διαδικασίες μάθησης και μνήμης, η ιδέα ήταν να ανακαλυφθούν μόνιμες αλλαγές που θα μπορούσαν να διαμεσολαβήσουν για τη δημιουργία μόνιμων αναμνήσεων ανταμοιβής από την αιθανόλη.
Με την βοήθεια της απεικόνισης των εγκεφάλων ποντικών που υποβλήθηκαν σε οξεία έκθεση, διαπιστώθηκε ότι η αιθανόλη προκάλεσε μόνιμες αλλαγές στη μορφολογία των συνάψεων των νευρώνων, στο αρχικό τμήμα του άξονα του νευρώνα και στην κινητικότητα των μιτοχονδρίων.
Οι νευρώνες, ίσως περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο τύπο κυττάρου, εξαρτώνται από την κυκλοφορία των μιτοχονδρίων εντός του κυττάρου για την επιβίωσή τους.
Πρόσφατες μελέτες έχουν αποκαλύψει ένα σύμπλεγμα κινητήρων/προσαρμογέων στην επιφάνεια των μιτοχονδρίων που είναι κοινό στους νευρώνες αλλά και σε άλλα ζωικά κύτταρα.
Στις μύγες Drosophila, η μείωση της μιτοχονδριακής κινητικότητας εξάλειψε τις θετικές αναμνήσεις ανταμοιβής από την αιθανόλη.
Συνολικά, τα δεδομένα που διαθέτουμε υποδηλώνουν ότι μια και μόνο έκθεση στην αιθανόλη προκαλεί αλλαγές, οι οποίες με τη σειρά τους θα μπορούσαν να συμβάλουν στη βάση της εξάρτησης από την αιθανόλη.
Ποιες αλλαγές στον εγκέφαλο συνοδεύουν τη μετάβαση από την περιστασιακή κατανάλωση αλκοόλ στη χρόνια κατάχρηση αλκοόλ;
Αυτό είναι το ερώτημα που διερεύνησε το κοινό ερευνητικό πρόγραμμα με ομάδες εργασίας του Πανεπιστημίου του Μάνχαϊμ-Heidelberg και του Πανεπιστημίου της Κολωνίας.
Οι περισσότερες επιστημονικές έρευνες έχουν εξετάσει τις επιπτώσεις της χρόνιας κατανάλωσης αλκοόλ στον ιππόκαμπο – το κέντρο ελέγχου του εγκεφάλου μας.
Εξαιτίας αυτού, λίγα είναι γνωστά για τις οξείες νευρωνικές αλληλεπιδράσεις κρίσιμων παραγόντων κινδύνου, όπως η πρώτη δηλητηρίαση από αλκοόλ σε νεαρή ηλικία, εξήγησε η Henrike Scholz: “Ξεκινήσαμε με σκοπό να ανακαλύψουμε τις εξαρτώμενες από την αιθανόλη μοριακές αλλαγές. Αυτές, με τη σειρά τους, παρέχουν τη βάση για μόνιμες κυτταρικές αλλαγές μετά από μία μόνο οξεία δηλητηρίαση από αιθανόλη. Οι επιπτώσεις μιας εφάπαξ χορήγησης αλκοόλ εξετάστηκαν σε μοριακό, κυτταρικό και συμπεριφορικό επίπεδο”.
Η υπόθεση εργασίας ήταν ότι, παρόμοια με τον σχηματισμό της μνήμης μετά από ένα και μόνο μάθημα, μια και μόνο χορήγηση αιθανόλης θα διαμόρφωνε μια θετική συσχέτιση με το αλκοόλ.
Η ομάδα έρευνας εξέτασε την υπόθεσή της χρησιμοποιώντας μελέτες σε φρουτόμυγες και μοντέλα ποντικών και διαπίστωσε αλλαγές που προκαλούνται από την αιθανόλη σε δύο τομείς: τη δυναμική και την κινητικότητα των μιτοχονδρίων και την ισορροπία μεταξύ των συνάψεων στους νευρώνες.
Τα μιτοχόνδρια προμηθεύουν τα κύτταρα και ιδίως τα νευρικά κύτταρα με ενέργεια. Προκειμένου να παραδώσουν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο την ενέργεια στα κύτταρα, τα μιτοχόνδρια κινούνται. Η κίνηση των μιτοχονδρίων διαταράχθηκε στα κύτταρα που υποβλήθηκαν σε επίδραση αιθανόλης.
Η χημική ισορροπία μεταξύ ορισμένων συνάψεων διαταράχθηκε επίσης. Οι αλλαγές αυτές παρέμειναν μόνιμες και επιβεβαιώθηκαν από αλλαγές στη συμπεριφορά των ζώων: Τα ποντίκια και οι φρουτόμυγες παρουσίασαν αυξημένη κατανάλωση αλκοόλ και υποτροπή στο αλκοόλ αργότερα στη διάρκεια της ζωής τους.
Η μορφολογική αναδιαμόρφωση των νευρώνων αποτελεί τη γνωστή βάση για τη μάθηση και τη μνήμη.
Αυτοί οι λεγόμενοι μηχανισμοί κυτταρικής πλαστικότητας, οι οποίοι είναι βασικοί για τη μάθηση και τη μνήμη, πιστεύεται επίσης ότι βρίσκονται στον πυρήνα του σχηματισμού συνειρμικών αναμνήσεων για ανταμοιβές που σχετίζονται με φαρμακευτικές ουσίες.
Ως εκ τούτου, ορισμένες από τις παρατηρούμενες μορφολογικές αλλαγές ενδέχεται να επηρεάζουν τον σχηματισμό μνήμης που σχετίζεται με την αιθανόλη.
Σε συνδυασμό με τη μετανάστευση των μιτοχονδρίων στους νευρώνες, τα οποία είναι επίσης σημαντικά για τη συναπτική μετάδοση και την πλαστικότητα, οι ερευνητές εικάζουν ότι αυτές οι εξαρτώμενες από την αιθανόλη κυτταρικές αλλαγές είναι κρίσιμες για την ανάπτυξη εθιστικών συμπεριφορών.
“Είναι αξιοσημείωτο ότι οι κυτταρικές διεργασίες που συμβάλλουν σε μια τόσο σύνθετη συμπεριφορά επιβράβευσης διατηρούνται σε όλα τα είδη, γεγονός που υποδηλώνει έναν παρόμοιο ρόλο και στον άνθρωπο”, δήλωσε η Henrike Scholz. Ίσως πρόκειται για μια πιθανή γενική κυτταρική διεργασία που είναι απαραίτητη για τη μάθηση και τη μνήμη”.
Και οι δύο παρατηρούμενοι μηχανισμοί θα μπορούσαν να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις που έγιναν σε ποντίκια, σύμφωνα με τις οποίες ένα και μόνο περιστατικό μέθης μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση αλκοόλ και την υποτροπή στο αλκοόλ αργότερα στη ζωή.
“Αυτοί οι μηχανισμοί μπορεί να σχετίζονται ακόμη και με την παρατήρηση στον άνθρωπο ότι η πρώτη δηλητηρίαση από αλκοόλ σε νεαρή ηλικία αποτελεί κρίσιμο παράγοντα κινδύνου για τη μετέπειτα δηλητηρίαση από αλκοόλ και την ανάπτυξη εθισμού στο αλκοόλ”, εξήγησε η καθηγήτρια Scholz.
Αυτό σημαίνει ότι ο εντοπισμός των διαρκών αλλαγών που εξαρτώνται από την αιθανόλη είναι ένα σημαντικό πρώτο βήμα για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η οξεία κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να μετατραπεί σε χρόνια κατάχρηση αλκοόλ’.
