Inhalantele sunt utilizate ca droguri de abuz de către un număr mare de oameni la nivel global. Aceste substanțe se găsesc în numeroase comerciale ieftine și disponibile din punct de vedere legal (diluanți, benzină și adezivi etc.), care sunt disponibile pe scară largă în supermarketuri, locuri de muncă și online (Ridenour și colab., 2007). În Statele Unite ale Americii, aproximativ 5,2% dintre adolescenți au raportat consumul de inhalant cel puțin o dată în viață (Johnston și colab., 2014). Compușii volatili pot fi inhalați prin diferite metode, care sunt denumite „adulmecări”, „pufnituri”, „pufnituri” și „înfundări”. De obicei, durata inhalării este de câteva minute (10-15 min). Cu toate acestea, în această perioadă, o concentrație mare de solvenți (peste 6000 ppm) poate fi inhalată, iar această rutină poate fi efectuată de mai multe ori pe zi (Bowen și colab., 2006).
Inhalarea solvenților are efecte periculoase asupra creierului, produce afectări sistemice severe și crește riscul de sinucidere și deces (Ridenour și colab., 2007). Abuzul cu solvenți poate duce la tulburări neurologice, inclusiv boli psihiatrice, cum ar fi depresia, anxietatea, tulburarea bipolară a dispoziției și dependența (Ridenour și colab., 2007). Expunerea pe termen lung la solvenți organici poate produce, de asemenea, encefalopatie cronică, care se caracterizează prin anomalii ale structurilor creierului și disfuncții cognitive (Ramcharan și colab., 2014).
De obicei, abuzul comercial de solvenți are ca rezultat expunerea la mai multe substanțe volatile, cum ar fi toluenul, n-hexanul, xilenul și benzenul. Acest lucru face dificilă studierea efectelor neurotoxice ale constituenților individuali (Ramcharan și colab., 2014). Prin urmare, cercetătorii trebuie să studieze efectele fiecărui solvent pentru a clarifica rolul lor în degenerescența creierului și afectarea neurologică.
Ciclohexanul este o substanță volatilă care a fost implicată în deteriorarea cognitivă (Bespalov și colab., 2003; Lammers și colab., 2009). Inițial, ciclohexanul a fost considerat un substitut sigur pentru benzen și toluen din cauza lipsei de efecte cancerigene și a toxicității scăzute (Sikkema și colab., 1995; Yuasa și colab., 1996). Cu toate acestea, ciclohexanul este o moleculă puternic lipofilă care se poate difuza cu ușurință prin țesutul neuronal și vizează numeroase regiuni ale creierului (Figura 1). Efectul inhalării ciclohexanului asupra sistemului nervos a fost evaluat pentru prima dată la lucrătorii de pantofi. După o expunere de 6 ore la niveluri scăzute ale acestui solvent, subiecții dezvoltă vedere estompată (Yasugi și colab., 1994), somnolență, amețeală, slăbiciune a membrelor, tulburări senzoriale (hipoestezie și parestezie) și disfuncție motorie a medianei, ulnare și nervii peronieri (Mutti și colab., 1982; Yuasa și colab., 1996). Voluntarii expuși la o concentrație moderată de ciclohexan (250 ppm) au raportat o incidență mai mare de cefalee, gât uscat și tulburări de memorie verbală decât subiecții expuși la concentrații foarte mici de compus (25 ppm; Lammers și colab., 2009). În acest studiu realizat de Lammers și colab. (2009), concentrațiile de ciclohexan au corespuns nivelurilor tipice de expunere profesională. Cu toate acestea, efectele dozelor recreaționale de ciclohexan (adesea peste 6000 ppm) rămân necunoscute. Identificarea concentrației minime de ciclohexan care produce degenerare neuronală ar ajuta regulatorii să stabilească limite ale concentrației acestui solvent în produsele disponibile în comerț.
Figura 1. Modificări comportamentale și histologice observate după inhalarea ciclohexanului la oameni și la rozătoare.
Caracteristicile clinice ale persoanelor care abuzează de solvenți includ insuficiență motorie, euforie, excitabilitate, ataxie și depresie. Solvenții precum toluenul și tricloretilena (TCE) prezintă curbe bifazice doză-răspuns, caracterizate prin excitație motorie la niveluri de expunere scăzute și afectare motorie, sedare și anestezie la niveluri de expunere ridicate (Bowen și colab., 2006). În mod interesant, un efect similar bifazic doză-răspuns a fost descris la șoarecii expuși la ciclohexan și este asociat cu modificări neurohistologice (Campos-Ordonez și colab., 2015). Mai mult, acești solvenți volatili produc schimbări structurale dramatice în creier, inclusiv atrofia cortexului cerebral, substanța albă, corpul calos, hipocampul, trunchiul cerebral, cerebelul, ganglionii bazali, nucleii roșii și substanța neagră (Fan și colab., 2014; Ramcharan și colab., 2014). Modele experimentale de expunere la toluen, 1-bromopropan, TCE și diclormetan au relevat prezența reactivității astrocitelor și a unui răspuns microglial în hipocampus, cerebel și cortex cerebral. Răspunsul astroglial la insultele cerebrale este caracterizat prin proliferarea crescută a celulelor, hipertrofia și expresia crescută a proteinei acide fibrilare gliale (GFAP; Gonzalez-Perez și colab., 2015).În comparație, răspunsul microglial este caracterizat de schimbări morfologice dramatice care includ o tranziție la o morfologie amoeboidă și o reducere a proceselor celulare (Gonzalez-Perez și colab., 2012).
Ciclohexan la concentrații tipice celor utilizată de consumatorii de droguri recreative (9000 ppm) induce, de asemenea, un răspuns al celulelor gliale în hipocamp (Campos-Ordonez și colab., 2015). Răspunsurile astrocite și microgliene pot avea efecte duale și opuse asupra SNC. Aceste celule pot fi neuroprotectoare deoarece secretă mai mulți factori neurotrofici și elimină toxinele (Gonzalez-Perez și colab., 2015). Cu toate acestea, aceste celule pot exercita, de asemenea, un efect neurotoxic, deoarece secretă citokine inflamatorii și produc oxid nitric și alte specii reactive de oxigen (ROS) care duc la leziuni neuronale și moarte celulară (Gonzalez-Perez și colab., 2012).
Mecanismele moleculare care stau la baza modificărilor citoarhitecturale din creier ale utilizatorilor de solvenți sunt neclare. Cu toate acestea, un studiu recent a constatat că ciclohexanul promovează supraexprimarea endonucleazei AP 1 (APE1) în hipocampus. Această proteină activează răspunsul celular la stresul oxidativ și reglează transcrierea genelor implicate în supraviețuirea neuronală și repararea ADN-ului (Campos-Ordonez și colab., 2015). Acest lucru sugerează că ciclohexanul perturbă echilibrul redox din celule și afectează capacitatea țesutului de a detoxifica ROS. Acumularea de ROS provoacă disfuncții celulare prin deteriorarea membranelor, lipidelor, proteinelor, mitocondriilor și ADN-ului. Cu toate acestea, sunt necesare studii suplimentare pentru a clarifica rolul ROS în neurodegenerarea indusă de ciclohexan. necesită o mai bună înțelegere a efectelor biologice ale acestui solvent. O perspectivă asupra mecanismelor celulare și moleculare ale degenerescenței neuronale induse de ciclohexan va ajuta la minimizarea riscului potențial asociat cu inhalarea intenționată sau accidentală a acestui compus volatil.
Contribuțiile autorului
TC: Lucru concepție și scriere manuscrisă. OG: Concepția lucrării, scrierea manuscriselor și finanțarea.
Declarația privind conflictul de interese
Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricărei relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretată ca un potențial conflict de interese.
Mulțumiri
Dorim să mulțumim Red Tematica Neuro-Biopsicologia Básica și Aplicată (CONACYT 251132) pentru sprijin.