Il fumo di tabacco è una delle dipendenze più persistenti e diffuse ed è guidato dalla nicotina presente nel tabacco stesso. Tra gli esseri umani è una droga molto coinvolgente; tuttavia, nei modelli animali, il principale componente di dipendenza del tabacco, la nicotina, è meno rinforzante di altre droghe di abuso come la cocaina. Ci sono probabilmente molte ragioni per questa discrepanza. In primo luogo, il tabacco è legale e l’accesso è quasi universale, quindi c’è più possibilità di esposizione al tabacco rispetto alle droghe illecite e lo stigma di utilizzo potrebbe essere inferiore. In secondo luogo, ci sono più di 4.000 costituenti del fumo di tabacco, e altri componenti oltre alla nicotina possono contribuire all’uso del tabacco. Terzo, e forse il più importante, la nicotina ha molti effetti sui circuiti cerebrali e sul comportamento oltre alla sua capacità di stimolare i sistemi neuronali coinvolti nel rinforzo primario; e le complesse azioni su questi sistemi possono contribuire al comportamento del fumo e alle ricadute nei fumatori.
Il fumo rimane la principale causa di morte evitabile nei paesi sviluppati e alcuni fumatori riferiscono di fumare come metodo di controllo del peso. I fumatori hanno un indice di massa corporea (BMI) significativamente più basso rispetto ai non fumatori e aumentano di peso quando smettono di fumare. Questi effetti sul peso corporeo sono stati attribuiti alla nicotina, perché la nicotina diminuisce l’alimentazione nei modelli animali. La nicotina ha alcuni effetti sul metabolismo dell’energia periferica, ma poco si sa sulle potenziali vie del sistema nervoso centrale che mediano i suoi effetti sull’assunzione di cibo e sul peso corporeo. Identificare questi percorsi potrebbe aiutare a determinare una potenziale modulazione colinergica dell’appetito e del controllo del peso, ma anche portare allo sviluppo di nuovi soppressori dell’appetito che potrebbero anche aiutare nella cessazione del fumo. Gli studi delle basi biologiche per il rinforzo di nicotina hanno aiutato nella progettazione di nuovi trattamenti per smettere di fumare, come la vareniclina.
Tuttavia, i fumatori riferiscono di fumare per molte ragioni, inclusa la capacità di controllare i sintomi di ansia e depressione o il desiderio di controllare l’appetito. La vareniclina, un attivatore parziale del recettore α4/β2 attualmente in uso per smettere di fumare, è quindi un esempio di disegno farmacologico selettivo che ha contribuito a smettere di fumare. Coerentemente con la capacità della nicotina di potenziare la segnalazione della dopamina (DA), la somministrazione di nicotina periferica può aumentare i livelli extracellulari di dopamina per più di un’ora. La capacità della nicotina di potenziare la segnalazione del glutammato sui neuroni della dopamina, è stata proposta come un meccanismo alla base di questa prolungata liberazione DA indotta da nicotina, che sopravvive agli effetti acuti della nicotina sull’attività dei neuroni che usano la DA. Pertanto, la nicotina è altamente efficace nella stimolazione del sistema dopaminergico, necessario per il rinforzo delle droghe.
Uno dei farmaci usati originariamente nel controllo della fame nel tabagismo è la citisina, un alcaloide estratto dalla ginestra dei carbonai (Cytisus scoparius). La specificità farmacologica della citisina e la dose relativamente bassa (1,5 mg/kg) necessaria per ridurre l’assunzione di cibo, suggeriscono che l’attivazione dei recettori α3β4centrali è essenziale per gli effetti anoressici della nicotina. Inoltre, la mecamilamina (un antagonista nicotinico non competitivo) non ha effetti da sola, ma previene la ridotta assunzione di cibo acuta e cronica causata dalla citisina. Questo suggerisce che l’attivazione centrale dei recettori AChR sono essenziali per ridurre l’assunzione di cibo. Bloccando i recettori β4 nella regione del cervello chiamata nucleo arcuato (ARC), si abolisce l’effetto anoressico della citisina. Questo ha suggerito il coinvolgimento del sistema ipotalamico della melanocortina, un ormone essenziale coinvolto nella regolazione dell’equilibrio energetico e dell’assunzione di cibo, come obiettivo per i farmaci nicotinici.
In particolare, l’attivazione delle cellule pro-opiomelanocortina (POMC) nell’ARC diminuisce l’assunzione di cibo e aumenta il dispendio energetico e la perdita di funzione del gene POMC porta all’obesità nell’uomo e negli animali. Studi precedenti hanno dimostrato che l’attivazione del recettore per la melanocortina (MC4R) da parte delle melanocortine, è fondamentale per la regolazione dell’assunzione di cibo e del dispendio energetico. Tra l’altro, i neuroni POMC esprimono i marcatori colinergici (l’enzima colinesterasi e il trasportatore AChT). Queste osservazioni sottolineano un possibile ruolo dell’acetilcolina nella regolazione metabolica attraverso i neuroni POMC. È stato anche suggerito che le proiezioni colinergiche all’ipotalamo ventrale potrebbero essere fornite da gruppi molto localizzati di neuroni dell’eminenza mediana. Questa regione cerebrale ospita cellule che secernono ormoni agenti sull’ipofisi, incluso l’ormone rilasciante l’ACTH (CRH), tutti noti per influenzare il metabolismo.
Tutti questi meccanismi potrebbero quindi alterare l’attività dei neuroni POMC e il rilascio di neurotrasmettitori dalle sinapsi, che potrebbero a loro volta influenzare il dispendio energetico e i modelli di alimentazione. Pertanto, i recettori α3β4 dell’acetilcolina sono critici per mediare questi effetti. Ma gli effetti della sigaretta sulla fame non si confinano solamente al cervello. Il fumo di sigaretta e la nicotina hanno effetti anche sulla composizione della comunità batterica intestinale o microbiota: ci sono ormai decine di pubblicazioni a sostegno di ciò. Smettere di fumare è spesso accompagnato da un aumento di peso medio di 4-5 kg entro 6-12 mesi. Sperimentalmente, l’esposizione al fumo ha portato alla disbiosi microbica fecale insieme all’attivazione di molteplici vie metaboliche microbiche, come la via biosintetica della colina-betaina prodotta sia dal microbioaa intestinale che dall’ospite. Si è registrato un aumento dei livelli di dimetil-glicina (DMG), accoppiato con una riduzione di N-acetil-glicina (ACG).
Si è scoperto che l’aumento di peso post-cessazione guidato dal microbioma è coinvolto in un maggiore raccolto di energia e nella produzione di DMG dalla colina alimentare, insieme a una riduzione di ACG. L’integrazione con DMG ha abolito l’effetto degli antibiotici negli animali da epserimento e ha portato ad un eccessivo aumento di peso post-interruzione. Invece l’ACG ha annullato l’aumento del peso corporeo. Un piccolo studio osservazionale sull’uomo ha supportato queste osservazioni. Nel complesso, questi risultati indicano che il microbioma intestinale può contribuire all’aumento di peso da cessazione del fumo attraverso la produzione di metaboliti bioattivi che influiscono sullo stato metabolico dell’ospite. Se questi intergiscano con strutture/recettori cerebrali per esercitare questi è effetti, è ancora sconosciuto.
- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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