13 de Diciembre, 2012 MURCIA. Centro de Investigación Príncipe Felipe-Unidad Asociada del Instituto de Biomedicina del CSIC, Valencia

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1 13 de Diciembre, 2012 MURCIA Consuelo Guerri Centro de Investigación Príncipe Felipe-Unidad Asociada del Instituto de Biomedicina del CSIC, Valencia

2 LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL VA UNIDA A NUESTRA CULTURA A.C. El hombre comienza a producir vinos al fermentar frutas naturales A.C. Comienza la agricultura. Se ha propuesto que el cultivo de granos comenzó no con el propósito de producir almidón (harinas) sino para fermentarlo en la producción de alcohol. Destilación Siglos XI-XII D.C.

3 Dios Baco Los romanos -herederos del saber griego sobre el vino- poseían todo lo necesario para envejecer el vino. Además de las ánforas de barro griegas, tenían barricas y botellas de cristal muy parecidas a las actuales; agregaron azúcar para aumentar el contenido alcohólico, establecieron el uso de la poda, el refinamiento en el proceso de fermentación La palabra alcohol proviene del árabe alkuhl, que se refiere a algo sutil, al "espíritu" del vino. El alambique, aparato para destilar el alcohol, fue también inventado por los árabes por los años 800, e introducido en Europa hacia 1250.

4 H H H C C O H H H El alcohol etílico se compone de carbono, hidrógeno y oxígeno: C 2 H 5 OH. Cuando hablamos de alcohol nos referimos al alcohol etílico o etanol, que se obtiene por fermentación de la glucosa de las fruta (o, con esfuerzo, del almidón de granos y tubérculos) Hoy sabemos que la labor de transformar el azúcar del jugo de uva en alcohol la realizan unos microorganismos llamados levaduras (sacaromices). Las levaduras son microorganismos formados por una sola célula. Cuando las condiciones son óptimas comienzan a reproducirse. Trabajan sin la presencia de oxígeno (anaerobias) y transforman los azúcares por un proceso fermentativo. La reacción química esquemática realizada por las levaduras es: Glucosa = etanol + gas carbónico + energía C 6 H 12 O 6 = CH 3 -CH 2 OH + CO 2 + energía

5 El alcohol se absorbe y pasa al torrente circulatorio distribuyéndose por todo el organismo 1. Boca: ingesta de alcohol 2. Estomago: absorción 3. Intestino delgado: absorción y entrada al torrente circulatorio 4. Corazón 5. Cerebro 6. Hígado: metabolismo del alcohol Cómo pasa el alcohol de la sangre al aliento

6 ALIMENTO (1 gr. = 7 Kcal.) PROTECOR DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES TERATÓGENO (Malformaciones y daño fetal) ANESTÉSICO PROPIEDADES DEL ETANOL TÓXICO CELULAR ( Hígado y cerebro) Co-CARCINOGENO (aumenta el riesgo de ciertos canceres) DROGA ADICTIVA (POCO POTENTE) - Tolerancia - Dependencia física y psicológica (delirium tremens) - Adicción, con propiedades de refuerzo Guerri, 2012

7 BENEFICIOS DEL CONSUMO MODERADO DE ALCOHOL ( VINO) La ingesta moderada de alcohol, especialmente de vino tinto, modifica los niveles de lípidos, elevando el colesterol-hdl o colesterol bueno, y los niveles de algunas proteínas de la coagulación y fibrinolisis, disminuyendo la formación de trombos. Estos mecanismos explican parte importante de la disminución del riesgo de mortalidad cardiovascular y cerebrovascular obstructiva en bebedores moderados. Dosis umbrales recomendadas en adultos, en las comidas, son: HOMBRES: Dosis máxima: g/día ( ~2 copas de vino) MUJERES: Dosis máxima: 10 g/día (1 copa de vino) (Se recomienda la abstención en mujeres embarazadas, personas con hepatopatía y ex-alcohólicos)

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9 El consumo de alcohol causa hepatotoxicidad, altera la función hepática y produce cirrosis Reino Unido: Se multiplican los casos de cirrosis entre jóvenes británicas,

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11 Los niveles de alcohol en sangre (que son los mismos que en cerebro) o ALCOHOLEMIA determinan el efecto que producen sobre el cerebro La tasa máxima de alcoholemia depende: La cantidad de alcohol ingerido El tipo de bebida que se consuma y la rapidez con que se ingiera Si se ha comido o no El peso de la persona Sexo: Dándose las mismas circunstancias, las mujeres suelen reflejar una mayor tasa de alcoholemia. La edad: El consumo de alcohol suele afectar más a los menores de 25 años y a los mayores de 60.

12 Los niveles de alcohol en sangre (que son los mismos que en cerebro) o ALCOHOLEMIA determinan el efecto que producen BAJAS DOSIS DE ALCOHOL PRODUCEN: Relajación Desinhibición Disminuye la concentración Altera los reflejos Reduce la coordinación g/l DOSIS INTERMEDIAS DE ALCOHOL PRODUCEN: Alteración del leguaje Somnolencia Altera emociones g/l ALTAS DOSIS DE ALCOHOL PRODUCEN Vómitos Dificultades en la respiración Pérdida de conocimiento Coma 3 5 g/l

13 CALCULOS DE LOS NIVELES DE ALCOHOLEMIA 1 bote de cerveza (5%, 330 ml) = 16.5 g. etanol 200 ml de vino (12.5 %) = 24.5 g. de etanol Persona adulta 70 kg Hombre: 16.5 g. EtOH/ 70 kg x 0.7 = 0.33 g/litro sangre Mujer: 16.5 g. EtOH/ 70 kg x 0.6 = 0.39 g/litro sangre Metabolismo o eliminacion del alcohol: gr/kg/h: 7g/70kg/h Joven kg Chica 16.5 g. EtOH/ 50 x 0.60 = 0.55 g/l (1 cerveza) Chico 16.5 g. EtOH/ 60 x 0.60 = 0.46 g/l (1 cerveza)

14 El consumo de alcohol durante el embarazo causa malformaciones el fetales El ETANOL PASA LA BARRERA PLACENTARIA

15 El alcohol es un teratógeno y altera el desarrollo de cerebro El alcohol es uno de los tóxicos más importantes que afecta el desarrollo de cerebro. Su consumo durante el embarazo puede producir un amplio rango de deficiencias cognitivas y conductuales así como anomalías físicas, siendo una de las primeras causas evitables de defectos en el nacimiento y deficiencias neurocomportamentales ( Efectos irreversibles) Las alteraciones más graves se observan en niños de madres que han consumido altas cantidades de alcohol durante el embarazo y que puede conllevar al Síndrome Alcohólico Fetal. El Síndrome Alcohólico Fetal se caracteriza por: 1) DISMORFIA FACIAL Guerri, ) DEFICIENCIAS DEL CRECIMIENTO

16 3) ALTERACIONES EN EL DESARROLLO DE CEREBRO: - Estructurales (reducción del tamaño cerebral y alteraciones en su estructura) - Neurológicas - Funcionales (retraso del desarrollo psicomotor, deficiencias intelectuales, dificultad de aprendizaje) Cerebro de niño recién nacido con SAF Cerebro de niño recién nacido SAF CONTROL En el cerebro de niños con Síndrome Alcohólico Fetal, además de una reducción en su tamaño, se observan deficiencias en la formación de zonas cerebrales, reducción en los pliegues superficiales, etc. Estas malformaciones cerebrales estructurales conllevan a problemas mentales graves, retraso mental, hiperactividad, problemas de conducta, memoria y aprendizaje Guerri, 2007

17 SÍNDROME ALCOHÓLICO FETAL

18 Síndrome Alcohólico Fetal (SAF) El síndrome alcohólico fetal es una de las causas conocidas más comunes de retraso mental en el mundo occidental y es un problema de salud pública

19 SAF Solo la punta del iceberg Síndrome alcohólico fetal Efectos fetales del alcohol Efectos comportamentales relacionados con el consumo de alcohol Adaptado de Streissguth

20 Períodos del desarrollo fetal vulnerables a los efectos del etanol El cerebro es el órgano más vulnerable a los efectos tóxicos del etanol

21 Cambios secuénciales durante la maduración del cerebro: modificaciones en la materia gris de la superficie cortical 5 años 8 años 12 años 16 años + 21 años Toga et al., Mapping brain maturation, TRENDS Neurosci, 2006 Maduración de las diferentes áreas de cerebro: 1.- Áreas relacionadas con los sentidos y el movimiento. 2.- Áreas: orientación espacial, lenguaje y atención (11-12 años). 3.- Áreas: Funciones de integración de los sentidos, razonamiento y funciones de ejecución (lóbulos frontales). (13-21 años). Disminuye la sustancia gris (amarilo/rojo) y aumenta la sustancia blanca (azul)

22 El cerebro del adolescente esta en fase de desarrollo Durante la adolescencia, algunas regiones cerebrales sufren cambios importantes. Se pierden el ~50 % de las conexiones entre neuronas Sin embargo, en otras se forman nuevas sinapsis mas funcionales Las sinapsis ya existentes adquieren una mayor funcionalidad y refinamiento ( aumento de la mielina)

23 LA MIELINA recubre los axones formando una capa como un aislante del hilo conductor que le permite aumentar la velocidad de la transmision y las funciones nerviosas

24 Plasticidad cerebral durante la adolescencia El cerebro humano posee millones de neuronas. La interconexión entre las neuronas y su modulación es esencial para el buen funcionamiento de procesos cerebrales complejos como el aprendizaje, memoria o el desarrollo. El cerebro del adolescente posee una gran plasticidad o capacidad de modificar los patrones de conexiones cerebrales (formación y eliminación de sinapsis) que son esenciales en los procesos de memoria y aprendizaje.

25 Características del cerebro del adolescente: Transición del cerebro infantil al adulto Es más moldeable y plástico por las experiencias del entorno que el cerebro adulto. Durante la adolescencia se originan importantes cambios en los lóbulos frontales, región de cerebro que participa en procesos de control en las decisiones, lenguaje, planificación y funciones cognitivas.

26 Cambios en el cerebro del adolescente Las 2 regiones mas relevantes por sus cambios son: prefrontal cortex amygdala Corteza Prefrontal (CPF) importantes cambios hasta la edad de los Amigdala y NAc muy desarrollada y domina a la CPF Juicio, decisiones Autocontrol, Sistema de recompensa y estímulos externos nucleus accumbens

27 Cambios en el cerebro del Las 2 regiones mas relevantes por sus cambios son: adolescente CPF Circuito de recompensa Corteza Prefrontal (CPF) importantes cambios hasta la edad de los Amigdala y NAc muy desarrollada y domina a la CPF Juicio, decisiones Autocontrol, Sistema de recompensa y estímulos externos

28 PFC JUICIO, AUTOCONTROL, Adolescencia Me gustan los riesgos y el botellon amigdala El desequilibrio conduce a... planificacion en las decisiones impulsividad autocontrol riesgo- sin ver los peligros

29 Durante la maduración del cerebro, y hacia los años, se produce un refinamiento en las interconexiones neuronales de la corteza prefrontal Estoy planificando mi futuro PFC amygdala

30 Patrón de consumo en los adolescentes Consumo durante pocas horas, en ayunas y fines de semana Edad de iniciación: años 2-3 episodios de "atracones" durante el fin de semana Cantidad, 56 gr. EtOH/day) >150 gr EtOH/semana, se asocia con bajos rendimientos escolares Consumo en forma de "atracones", que produce altos niveles de alcohol en cerebro, es neurotóxico.

31 Efecto del alcohol durante la adolescencia En comparación con el adulto, el consumo intermitente de altas cantidades de alcohol: Afecta en mayor grado la función del hipocampo, alterando los procesos de memoria aprendizaje, tareas importantes durante esta fase del desarrollo. En el adolescente el alcohol produce alteraciones en la atención y en la capacidad de realizar tareas, eventos relacionados con alteraciones en la corteza prefrontal Sin embargo, el cerebro adolescente es menos sensible a los efectos depresores y motores del alcohol que el adulto.

32 Imágenes de cerebro (resonancia magnética) en las que se visualizan cambios en los niveles de oxígeno durante una prueba de memoria Adolescente 15 años (Control) Adolescente 15 años (Con consumo de alcohol) Como se muestra el alcohol altera la actividad cerebral durante un test de memoria.

33 Imágenes de cerebro en donde se muestra una reducción del hipocampo en sujetos adolescentes con un abuso de alcohol de forma intermitente De Bellis, Am.J.Psychiatry, 2000

34 El abuso de alcohol durante la adolescencia reduce el tamaño de la corteza prefrontal, que es más evidente en chicas.

35 La integridad de la materia blanca (fibras de mileina) se altera en Adolescentes con un consumo de alcohol binge drinking ( Diffusión Tensor Imagen) -Cuerpo calloso -Corona radiata -Proyecciones de las fibras corticales -Proyecciones del sistema límbico McQueeny et al, Alcohol.Clin.Exp.Res, 2009

36 Consecuencias del consumo y abuso de alcohol en adolescentes 1. Disminución corteza pre-frontal 2. Menor tamaño del Hipocampo 3. Alteraciones en la sustancia blanca 4. Reducción flujo sanguíneo 5. Deterioro en la capacidad cognitiva y de retener y procesar información 6. Bajos niveles de atención 7. Disminución en el rendimiento académico 8. Deficiencias en funciones ejecutivas, como capacidad de organización y de tomar decisiones

37 Preguntas que nos podemos plantear 1- Por que el consumo de alcohol durante la adolescencia afecta determinadas áreas de cerebro? 2- Por qué el consumo de alcohol es mas dañino para el adolescente que para los adultos? 3- Los efectos del etanol en el cerebro adolescente son reversibles? 4- El consumo de alcohol durante la adolescencia predispone a un posterior abuso de alcohol en el adulto? C.Guerri and M.Pascual, Mechanisms involved in the neurotoxic, cognitive, and neurobehavioral effects of alcohol consumption during adolescence. Alcohol 44(1): 15-26, 2010

38 Modelo experimental del consumo de alcohol durante la adolescencia Ratas 30 días de edad 8 administraciones de forma intermitente 2 semanas Etanol: 3 g/kg Ratas adolescentes (45 días) 3 semanas Muerte neural en diferentes áreas cerebrales Pruebas cognitivas y motoras 2 semanas L M X J V S D L M X J V S D Ratas adultas (60 días) Pruebas cognitivas, motoras y consumo de alcohol Pascual et al., 2007

39 Niveles de alcohol en sangre en animales jóvenes y adultos, tras una dosis de alcohol de 3g/kg por vía intraperitoneal. Concentración de etanol en sangre (mg/dl) Adolescentes Adultos 3 cubatas = 38,5 gr EtOH 500 ml Calimocho = 31,2 gr EtOH Total 69,7 gr EtOH 69,7 gr EtOH 60Kg x 0,6 = 1,93g/l = 193mg/dl 69,7 gr EtOH 50kg x 0,6 = 2,32g/l =232mg/dl Tiempo (min)

40 Altos niveles de alcohol de forma intermitente durante la adolescencia causan muerte en las neuronas de la corteza prefrontal e hipocampo CONTROL ETHANOL CONTROL ETHANOL Amino cupric silver staining and Fluoro-Jade

41 Dosis intermitentes de alcohol durante la adolescencia altera los procesos de memoria y aprendizaje La memoria espacial se estudió mediante el uso del laberinto en forma de Y, en el que dependiendo del color de las paredes del laberinto, blancas o negras, la comida se encontraba en el brazo derecho o izquierdo del laberinto, respectivamente. Inicio Inicio Capacidad de aprendizaje (% control) Jóvenes ** Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom Capacidad de aprender (% control) Adultos * Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom La administración de alcohol de forma intermitente durante la adolescencia afecta la memoria a corto y largo plazo, ya que se observa tanto en animales jóvenes como en adultos. Pascual et al., Eur J Neurosc., 2007

42 Memoria no espacial El animal es situado en el centro de una caja entre dos objetos iguales durante 3 minutos. Tras un pequeño descanso se coloca de nuevo en una caja cambiando uno de los objetos por otro de color llamativo determinando el tiempo que esta pendiente de este último. 1º) 2º) Índice de discriminación Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom Jóvenes * Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom Adultos Reconocimiento de un objeto nuevo no familiar. El índice de discriminación representa el tiempo que esta el animal observando un objeto familiar respecto a uno nuevo. Si el tiempo es el mismo el índice de discriminación es 50%. El alcohol disminuye de forma notable la memoria no espacial tanto en animales jóvenes como en adultos que se les ha administrado alcohol durante la adolescencia. Indice de discriminación * Pascual et al., Eur J Neurosc., 2007

43 EL ALCOHOL ES UNA DROGA DE ABUSO DEBIDO A SUS ACCIONES EN EL CEREBRO TOLERANCIA DEPENDENCIA FÍSICA Y PSICOLÓGICA (delirium tremens) CRAVING (aumento en el deseo de consumir alcohol)

44 VULNERABILIDAD A LOS EFECTOS DE REFUERZO DEL ALCOHOL Exposición Adolescente Metabolismo Género Antecedentes Familiares de Alcoholismo Efectos Subjetivos Estrés

45 Los antecedentes familiares de alcoholismo y la edad de inicio del consumo de alcohol se relacionan con la prevalencia de la dependencia de alcohol FHN FHP Edad al Primer Consumo de Alcohol (años) [Grant, AHRW, 1998]

46 La addición es una enfermedad asociada al neurodesarrollo. Comienza en la fase de la juvenil/adolescencia 1.8 % in each age group who develop first time dependence Cannabis ALCOHOL Tabaco Tobacco THC (Cannabis) Alcohol Edad (años) La edad de inicio de consumo de cada droga que se asocia con alto riesgo de dependencia antes de los 25 años Source: NIAAA National Epidemiologic Survey on Alcohol & Related Conditions, 2003.

47 La administración de alcohol durante la adolescencia Induce preferencia por el alcohol en adultos Protocolo Experimental Animales adultos 10 días 7 días 10 días 10 días 2-10% EtOH 10% EtOH 2-10% EtOH agua agua 10% EtOH 60 min. (acceso limitado) se mide consumo g/kg Consumo de alcohol (g/kg) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 * * * * * * * * * * Control Ethanol Días de consumo

48 Consumo voluntario de alcohol en animales tratados durante la adolescencia con Etanol Protocolo Experimental 10 días 7 días 10 días 10 días 2-10% EtOH 10% EtOH 2-10% EtOH agua agua 10% EtOH 60 min. (acceso limitado) se mide consumo g/kg Consumo de alcohol (g/kg) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 * * * * El alcohol mantine activado el Circuito de recompensa Pascual et al., 2009, 2011 * * * * * * Días de consumo Control Ethanol

49 El consumo de alcohol durante la adolescencia, altera la maduración de la Corteza prefrontal y el circuito de recompensa, facilitando y predisponiendo a su abuso y adiccion. Autocontrol PFC Aumenta el riesgo de adiccion Amigdala y circuito recompensa

50 MENSAJES y RECOMENDACIONES Promover actividades que favorezcan el desarrollo saludable del cerebro Ayudar a los jóvenes con retos que requieran planificación Reforzar su autoestima frente a la de otros. Educar de los riesgos y las consecuencias negativas del consumo abusivo Nunca infravalorar los efectos del consumo de alcohol u de otras drogas en la adolescencia

51 CONCLUSIONES Finalmente, aunque el consumo moderado de alcohol en el adulto puede tener ciertos efectos beneficiosos en enfermedades cardiovasculares, el abuso de alcohol y el nuevo patrón de consumo que están adquiriendo los jóvenes, puede conllevar bajo rendimiento escolar y a graves problemas relacionados con la adicción al alcohol y el uso de otras drogas. viernes y sábados El anagrama de la Organización Mundial de la Salud indica: Alcohol cuanto menos mejor

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54 Durante la adolescencia se producen: Importantes cambios en las hormonas gonadales que influencian los circuitos neuronales que median el dimorfismo sexual en cerebro. Diferentes sistemas de neurotransmisión presentan un máximo de actividad durante la adolescencia (DA, 5HP, ACh, NMDA) y disminuyendo gradualmente hasta llegar a la fase adulta. Durante este periodo se produce una hiperreactividad de los circuitos que controlan la motivación a los estímulos externos (sistema mesolímbico dopaminérgico), que junto con una reducción del control inhibitorio (corteza prefrontal), pueden contribuir al inicio y abuso del consumo de alcohol y otras drogas.