Studio di metaboliti secondari provenienti da specie vegetali che agiscono sul SNC

Abstract

L’utilizzo delle piante medicinali nasce con l’uomo. Lo studio delle basi scientifiche a supporto del loro utilizzo si è sviluppato e continua a svilupparsi da poco più di un secolo. Lo scopo di questo lavoro di dottorato è di dare supporto all’utilizzo di specie vegetali applicabili in ambito farmacologico per curare determinate affezioni del Sistema Nervoso Centrale derivanti da patologie o dall’uso di sostanze stupefacenti. Molto spesso le sostanze vegetali infatti interagiscono con il sistema nervoso centrale, come accade per gli oppiacei, la coca, la nicotina ed altre specie. I metaboliti secondari provenienti da tre diverse specie di uso non comune (Brugmansia arborea, Espostoa lanata ed Ipomea violacea) sono stati sottoposti ad un attento studio per valutarne l’attività sul Sistema nervoso centrale e cercare di comprendere quale possa essere il loro utilizzo a scopo medico. Queste tre specie vengono utilizzate normalmente nella medicina tradizionale dell’America del Sud, nella maggior parte dei casi con uno scopo rituale. La società attuale ha trasformato queste specie in Smart Drugs togliendo loro il concetto di sacralità attribuitogli per millenni dai primi utilizzatori Brugmansia arborea Lagher. è normalmente consumata sotto forma di infuse e tisane per la costituzione delle “misha” bevande con attività magicocurativa. Già dagli studi precedenti era stato possibile identificare tre alcaloidi presenti nelle specie e la loro attività è stata testata in vitro per verificare la capacità di tali alcaloidi di interagire con recettori per la dopamina e serotonina. Lo studio condotto in questo lavoro si è invece basato sullo studio dei metaboliti secondari provenienti da specie naturalizzate in Italia per comprendere se fossero prodotti gli stessi alcaloidi, in quale quantità e se le diverse condizioni climatiche e territoriali avessero influenzato la loro produzione. Il processo di screening iniziale ha consentito di determinare che la frazione di interesse contenente alcaloidi fosse quella dell’estratto metabolico. Tale estratto è stato saggiato in topi CD1 per verificare la capacità di agire in combinazione con morfina e constatarne gli effetti in trattamenti sia in acuto che in cronico. Lo studio ha dimostrato la capacità di ridurre gli effetti derivanti dalla sindrome di astinenza da oppiacei, dimostrandosi come un ottima alternativa al naloxone rispetto al quale riduce i sintomi somatici di astinenza. Lo stesso studio è stato ripetuto sulla frazione purificata e sui singoli principi attivi. I composti puri hanno però dimostrato una minore efficacia rispetto al complesso. Per dimostrare che l’attività della pianta è strettamente legata ai composti di natura alcaloidea sono stati effettuati inoltre studi in vivo sulle frazioni metanoliche non contenenti gli alcaloidi. Si è dunque dimostrata l’inattività biologica di tali composti di natura non alcaloidea. Per verificare quali effetti avessero gli alcaloidi utilizzati nelle aree cerebrali connesse al sistema dopaminergico della ricompensa coinvolti nella dipendenza da oppiacei, sono state prelevati la corteccia frontale e lo striato Tutti gli esperimnenti sono stati svolti su topi CD1. I risultati hanno dimostrato che i singoli alcaloidi hanno effetti dopaminergici differenti. Il primo di essi è in grado di riportare i valori di dopamina al livello del controllo spiegando almeno in parte l’assenza di una crisi di astinenza altrimenti presente. L’effetto degli altri alcaloidi, che determinano invece un interessante picco di dopamina aprono nuove prospettive di studio per lo sviluppo in ambito medico per la cura di sindromi da ipoproduzione di dopamina come ad esempio il Parkinson. B. arborea ha inoltre mostrato una capacità di ridurre in maniera dose dipendente iperattività motoria. Gli studi di CPL (preferenza di luogo associata alla somministrazione di una sostanza che induce dipendenza) hanno inoltre dimostrato che gli estratti della pianta sono in grado di ridurre la preferenza degli animali utilizzati (topi cd1), per le gabbie in cui vengono trattati con morfina, e che l’associazione tra trattamento e luogo si estingue molto più rapidamente negli animali trattati anche con B. arborea rispetto a quelli trattati con sola morfina. I risultati della somministrazione di B. arborea un’ora prima del trattamento con cocaina hanno dimostrato la capacità di ridurre l’iperattività da cocaina stessa. Si ipotizza dunque l’utilizzo di tale specie, e più precisamente del complesso alcaloideo presente in fiori e foglie, per ridurre le sindromi di astinenza da morfina e favorire il divezzamento da oppiacei. Espostoa lanata Britt. & Rose è utilizzata a scopo magico dagli sciamani per entrare in contatto con il mondo delle anime tramite l’aspirazione dei fumi prodotti dalla sua combustione. Dalla pianta sono stati isolati alcaloidi di natura feniletilamminica. I test bioassay oriented sono stati effettuati in activity cage sugli estratti a polarità crescente (etere di normale sano, etere di petrolio, cloroformio, cloroformio metanolo 9:1, metanolo). L’estratto risultato attivo è stato quello metanolico. Il frazionamento cromatografico dell’estratto attivo ha portato all’identificaizone della tiramina. La presenza di tiramina nella frazione con maggiore attività in activity cage ha dimostrato una capacità di abbattere la capacità locomotoria del 60% rispetto ai controlli con salino ed in modo dose dipendente. La tiramina tal quale non dovrebbe essere in grado di attraversare la barriera ematoencefalica in quantità tale da giustificare la riduzione della coordinazione motoria e le convulsioni tonico cloniche registrate. Questo effetto è stato invece attribuito alla sua coniugazione ad una catena lipidica che ne consente un più agevole trasporto attraverso la BBB (barriera emato encefalica). La tiramina in quanto simpatico-mimetico stimola il rilascio di noradrenalina. La presenza ampiamente discussa in letteratura di recettori specifici (TA1) fa presupporre la sua capacità di funzionare come neurotrasmettitore e di mediatore nell’attivazione della vasocostrizione renale. L’ultima specie presa in esame è stata Ipomea violacea L.. originaria della flora del sud America ma ampiamente diffusa in tutta Europa. La larga diffusione di questa specie negli smart shop e le scarse informazioni presenti in letteratura sulla sua composizione chimica hanno determinato il forte interesse per lo studio di questa specie. Da letteratura risultano presenti nella 4 pianta l’isoergina, che presenta un’attività molto inferiore al suo epimero, la cianoclavina, il lisergolo e l’ergometrina. La caratterizzazione chimica dei composti presenti nella specie da noi studiata ha dimostrato la presenza di swainsonina e lisergolo. L’LSA (Acido lisergico) presente in questa specie dunque causa effetti analoghi all’LSD seppure con effetti notevolmente ridotti. Il test dell’head twich non ha dato esito positivo, dimostrando la sua non attività sui recettori serotoninergici coinvolti nell’head twich 5 THP. Sono state inoltre studiate l’attività motoria, che risulta dose dipendente e la capacità di interazione sociale dei topi CD1 utilizzati per tutti i test. [a cura dell'autore]