Estructura atómica da molécula de cocaína en solución acuosa. / Andrew J. Johnston et al./Univ. Oxford/UPC.
Estructura atómica da molécula de cocaína en solución acuosa. / Andrew J. Johnston et al./Univ. Oxford/UPC.

Como actúa a cocaína no cerebro?

A molécula de cocaína viaxa polo sangue coa axuda de unidades hidrofílicas, pero cando chega ao cerebro pliega as súas ancoraxes coa auga e faise hidrofóbica, o que facilita a súa entrada pola selectiva barreira hematoencefálica. Así  o comprobaron investigadores das universidades de Oxford e Politécnica de Cataluña tras analizar a estrutura atómica desta molécula. O estudo abre a porta ao deseño de fármacos máis eficaces para tratar enfermidades cerebrais.

O investigador Luís Carlos Pardo da Universidade Politécnica de Cataluña (UPC), xunto a colegas da universidade de Oxford e outros centros británicos e alemáns, desvelou o mecanismo polo cal a cocaína é capaz de atravesar a membrana protectora do cerebro.

Conseguírono a través dunha técnica chamada difracción de neutróns, coa que obtiveron a estrutura atómica da molécula de cocaína cando está en disolución. Desta forma descubriron porqué a cocaína atravesa de forma directa e efectiva a membrana hematoencefálica que protexe ao cerebro de sustancias tóxicas, mentres que outras moléculas non poden.

O estudo, que publica a revista Physical Chemistry Chemical Physics, revela como a molécula de cocaína é capaz de adaptarse tanto a contornas hidrofílicos (afíns á auga) como hidrofóbicos (repelen a auga), simplemente cambiando as súas propiedades segundo o contexto no que se atopa.

Os resultados revelan que esta molécula é capaz de percorrer a corrente sanguínea grazas ás súas propiedades hidrofílicas. Pódese disolver en auga porque pode ancorar ás súas ao redor moléculas acuosas, formando as chamadas pontes de hidróxeno.

O estudo abre a porta ao deseño de fármacos máis eficaces para tratar enfermidades cerebrais

Pero por outra banda, o traballo tamén deu resposta á incógnita de como a cocaína é capaz de adaptarse aos ambientes hidrofóbicos que compoñen a barreira de protección do cerebro, nos cales unha molécula hidrofílica non debería ser capaz de actuar. Neste contexto, a molécula utiliza as propiedades hidrofóbicas para engancharse á graxa da membrana do cerebro “escondendo” as unidades hidrofílicas que, a priori, non a permitirían “acceder” a este tipo de contornas.

É dicir, cando se atopa nun ambiente hostil ás moléculas de auga, piega as súas ancoraxes químicas coa auga de forma que se fai pasar por unha molécula hidrofóbica. Os investigadores descubriron que para enganchar entre si estas ancoraxes químicas a cocaína utiliza precisamente unha molécula de auga.

Para chegar a esta conclusión, Carlos Pardo, do Grupo de Caracterización de Materiais da Escola Técnica Superior de Enxeñería Industrial de Barcelona (ETSEIB) da UPC, deseñou o programa informático Angula, co que analizou millóns de datos xerados a partir do experimento de difracción de neutróns. As numerosas simulacións analizadas con Angula proporcionaron a información sobre como están ordenadas as moléculas de cocaína mesturadas con auga.

Os experimentos de difracción de neutróns leváronse a cabo coa fonte de neutróns ISIS por parte dos investigadores da Universidade de Oxford, encabezados por Sylvia Mclain. O equipo utilizou técnicas numéricas que permiten analizar co computador as moléculas utilizadas. Se a estrutura xerada no computador é capaz de describir os resultados experimentais considérase correcta.

Segundo os autores, esta investigación poderá ser útil para deseñar, nun futuro, medicamentos que traten enfermidades cerebrais, así como para protexer o cerebro e previr a entrada de sustancias tóxicas capaces de atravesar a súa membrana, por exemplo a cocaína.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.