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Effets variables (positifs et négatifs) de la nicotine sur le cerveau

LES SCIENCESLA BIOLOGIEEffets variables (positifs et négatifs) de la nicotine sur le cerveau

La nicotine a une vaste gamme d'effets neurophysiologiques, qui ne sont pas tous négatifs malgré l'opinion populaire selon laquelle la nicotine est une substance simpliste nocive. La nicotine a divers effets pro-cognitifs et a même été utilisée en thérapie transdermique pour améliorer l'attention, la mémoire et la vitesse psychomotrice dans les troubles cognitifs légers.1. De plus, des agonistes des récepteurs nicotiniques sont à l'étude pour le traitement de la schizophrénie et de la maladie d'Alzheimer.2 montrant que les effets de la molécule sont complexes, pas en noir et blanc comme cela est décrit dans les médias.

Nicotine est un stimulant du système nerveux central3 avec des effets positifs et négatifs sur le cerveau (le jugement de positif et négatif défini par des effets sur le comportement qui sont considérés socialement comme productifs pour le bien-être des individus, avec des effets positifs subjectifs représentant un bien-être accru des individus dans la société). La nicotine affecte la signalisation de divers neurotransmetteurs dans le cerveau4, agissant principalement par l'intermédiaire des récepteurs nicotiniques du neurotransmetteur acétylcholine5 et ses caractéristiques addictives proviennent de sa stimulation de la libération de dopamine dans le noyau accumbens6 dans la partie du cerveau connue sous le nom de prosencéphale basal qui crée l'expérience subjective du plaisir (récompense) permettant la création d'un comportement addictif7 comme le tabagisme en chaîne.

La nicotine est un agoniste des récepteurs nicotiniques de l'acétylcholine (nACh) qui sont ionotropes (l'agonisme induit l'ouverture de certains canaux ioniques)8. Cet article exclura les récepteurs trouvés aux jonctions neuromusculaires. L'acétylcholine agonise les deux types de récepteurs de l'acétylcholine : les récepteurs nicotiniques et muscariniques qui sont métabotropes (l'agonisme induit une série d'étapes métaboliques)9. La force et l'efficacité des agents pharmacologiques sur les récepteurs sont multifactorielles, y compris l'affinité de liaison, la capacité à provoquer un effet agoniste (comme l'induction de la transcription génique), l'effet sur le récepteur (certains agonistes peuvent provoquer une régulation négative du récepteur), la dissociation du récepteur, etc.10. Dans le cas de la nicotine, elle est généralement considérée comme au moins un agoniste modérément puissant des récepteurs nACh.11, car malgré des différences de structure chimique massives dans la nicotine et l'acétylcholine, les deux molécules contiennent une région avec un cation azote (azote chargé positivement) et une autre région accepteur de liaison hydrogène12.

Le récepteur nACh est composé de 5 sous-unités polypeptidiques et des mutations dans les sous-unités de la chaîne polypeptidique provoquant un agonisme limité des récepteurs nACh peuvent provoquer diverses pathologies neurologiques telles que l'épilepsie, le retard mental et les déficits cognitifs13. Dans la maladie d'Alzheimer, les récepteurs nACh sont régulés négativement14, actuel les fumeurs sont associés à une réduction de 60 % du risque de maladie de Parkinson15, des médicaments augmentant l'agonisme du nACh dans le cerveau sont utilisés pour traiter la maladie d'Alzheimer16 (des agonistes de nACh sont en cours de développement pour traiter la maladie d'Alzheimer17) et le fait que la nicotine renforce les fonctions cognitives à des doses faibles à modérées18 souligne l'importance de l'agonisme des récepteurs nACh pour une fonction cognitive optimale.

Les principaux problèmes de santé liés au tabagisme sont le cancer et les maladies cardiaques19. Cependant, les risques de fumer ne doivent pas nécessairement être les mêmes que les risques d'ingérer de la nicotine sans tabac, par exemple en vaporisant du liquide de nicotine ou en mâchant de la gomme à la nicotine. La toxicité cardiovasculaire de la consommation de nicotine est significativement inférieure à celle du tabagisme20. L'utilisation de nicotine à court et à long terme a tendance à ne pas accélérer le dépôt de plaque artérielle20 mais peut toujours être un risque en raison des effets vasoconstricteurs de la nicotine20. Par ailleurs, la génotoxicité (donc la cancérogénicité) de la nicotine a été testée. Certains tests évaluant la génotoxicité de la nicotine montrent une cancérogénicité potentielle par le biais d'aberrations chromosomiques et d'échanges de chromatides sœurs à des concentrations de nicotine seulement 2 à 3 fois supérieures aux concentrations sériques de nicotine du fumeur.21. Cependant, une étude des effets de la nicotine sur les lymphocytes humains n'a montré aucun effet21 mais cela peut être anormal compte tenu de la diminution des dommages à l'ADN causés par la nicotine lorsqu'elle est co-incubée avec un antagoniste du récepteur nACh21 suggérant que la causalité du stress oxydatif par la nicotine peut dépendre de l'activation du récepteur nACh lui-même21.

L'utilisation prolongée de nicotine peut provoquer une désensibilisation des récepteurs nACh22 car l'acétylcholine endogène peut être métabolisée par l'enzyme acétylcholinestérase alors que la nicotine ne le peut pas, ce qui entraîne une liaison prolongée au récepteur22. Chez les souris exposées à des vapeurs contenant de la nicotine pendant 6 mois, la teneur en dopamine dans le cortex frontal (FC) a été significativement augmentée tandis que la teneur en dopamine dans le striatum (STR) a été significativement diminuée.23. Il n'y avait pas d'effet significatif sur les concentrations de sérotonine23. Le glutamate (un neurotransmetteur excitateur) était modérément augmenté à la fois dans le FC et le STR et le GABA (un neurotransmetteur inhibiteur était modérément diminué dans les deux23. Comme le GABA inhibe la libération de dopamine tandis que le glutamate l'améliore23, l'activation dopaminergique significative de la voie mésolimbique24 (associé à la récompense et au comportement25) et effet libérateur de la nicotine sur les opioïdes endogènes26 peut expliquer la forte dépendance à la nicotine et le développement de comportements addictifs. Enfin, l'augmentation de l'activation des récepteurs de la dopamine et du nACh peut expliquer les améliorations de la réponse motrice de la nicotine dans les tests d'attention focalisée et soutenue et de mémoire de reconnaissance.27.

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