MUSCIMOLO
Il muscimolo è strutturalmente simile al GABA ma diversamente da questo può superare la barriera ematoencefalica o mediante un meccanismo di trasporto attivo o perchè sufficientemente solubile nella membrana lipidica. Agisce come agonista del GABA-A e agonista parziale del GABA-C, ma è il legame col primo che determina gli effetti comportamentali caratteristici. Si è visto che gli effetti sedativi ed atassici indotti nei topi dipendano dall’alta affinità nelle regioni come talamo, ippocampo, nucleo caudato e putamen per una specifica popolazione di recettori GABA-A contenenti subunità a6 e mancanti di a1.
Da studi effettuati con radioligandi sui recettori GABA-A del cervello dei bovini è emerso che il muscimolo si lega sia ai siti ad alta affinità (Kd = 10 nM) che bassa (Kd = 0.27 mM), attiva funzionalmente il recettore (EC50 = 0.2 mM) ed inibisce la ricaptazione del GABA.
Provoca l’innalzamento della serotonina e l’abbassamento dei livelli di catecolamine nel cervello. Applicato localmente nei ratti ha ridotto il rilascio di GABA dal corpo striato [12].
Inoltre agisce come substrato per la GABA transaminasi [22].
ACIDO IBOTENICO
L’acido ibotenico agisce come agonista sul recettore dell’N-metil-D-aspartato (NMDA) e metabotropici del quisqualato (Qm). Diversamente dagli acidi kainici non sopprime il legame col glutammato e ha poca affinità per i loro siti di legame, risultando meno tossico [23].
La capacità di penetrazione della barriera ematoencefalica di questo composto non è ancora stata ben definita, gli effetti che induce sono spiegabili attraverso la piccola quantità di muscimolo ottenibile dal metabolismo endogeno dell’acido. Trovate qui un approfondimento sulla decarbossilazione dell’acido ibotenico in muscimolo e gli aspetti tossicologici dell’Amanita muscaria.
Dipendenza e attività dopaminergica
Diversamente dalle benzodiazepine il muscimolo non causa dipendenza, agisce come un agonista e non come un modulatore allosterico positivo [24].
Nei test in-vivo si è comportato in maniera bifasica: le basse dosi di muscimolo inibiscono preferenzialmente gli interneuroni GABAergici risultando nella disinibizione delle cellule dopaminergiche dell’area ventrale tegmentale e, di conseguenza, incrementando i livelli mesolimbici di dopamina; al contrario le alte inibiscono i neuroni (DA). Ciò può essere spiegato dalla diversa espressione dei recettori GABA-A nelle cellule non-DA, oltre al pattern di innervazione GABAergica (più densamente rappresentato nelle non-DA) [25].
L’applicazione bilaterale del composto nel nucleus accumbens ha indotto una marcata ipoattività, al contrario nella substantia nigra ha stimolato il comportamento stereotipato dei ratti. Nel dorsale del rafe ha provocato un aumento dell’attività locomotoria [26].
Somministrato in dosaggi non-sedanti (8.8 µmol/kg, subcutaneo) insieme a cocaina (10 mg/kg, intraperitoneale) ed apomorfina (1.5 mg/kg, subcutaneo) ha bloccato l’aumento nell’attività locomotoria ed immobilizzato le cavie.
Inoltre ha ridotto iperattività ed ipermotilità indotte dalla morfina (25 mg/kg, subcutaneo), da solo invece ha indotto stimolazione (5.5 µmol/kg, intraperitoneale) [27].
L’iniezione di muscimolo nell’amigdala ha ridotto l’autosomministrazione di etanolo nei ratti dipendenti ma non nei controlli sani [28].
Analgesia ed assuefazione
Il muscimolo ha indotto un marcato effetto analgesico nei ratti, l’esposizione ripetuta ogni 4 ore ha portato allo sviluppo progressivo della tolleranza ma la pre-somministrazione di naloxone ha ridotto questi adattamenti senza influire sull’efficacia delle dosi successive alla prima.
In più pretrattamento a base di muscimolo ha attenuato l’assuefazione progressiva alla morfina potenziando al contrario gli effetti della prima dose. I ricercatori non hanno notato nessun sintomo d’astinenza imputabile al muscimolo [29].
Allucinogeno
L’attivazione del recettore GABA-C presente nella retina determina i particolari ed effetti visivi (micropsia e macropsia) indotti dagli alti dosaggi di Amanita muscaria [30].
Le allucinazioni visive ed uditive indotte dal muscimolo sono molto diverse da quelle strutturate degli psichedelici, più simili a quelle di altri GABAergici allucinogenici.
E’ stato suggerito che gli alti livelli di mannitolo presenti nei tessuti del fungo permettano un trasporto centrale più efficiente degli alcaloidi, per questo gli effetti allucinogeni derivanti dal consumo del fungo sono superiori rispetto alla stessa quantità di principi attivi isolati [31].
L’azione psicotropa dell’Amanita muscaria risulta evidentemente identificabile nel muscimolo. Questo derivato isossazolico può indurre allucinazioni ed alterazioni sensoriali come lo zolpidem o altre nonbenzodiazepine (z-drugs); il meccanismo ancora non è stato chiarito ma a quanto pare, nonostante la mancanza di affinità serotoninergiche, viene influenzato dall’inibizione dell’uptake della serotonina [32].
Anticolinergico/colinergico
Sebbene muscimolo ed acido ibotenico non abbiano di per se effetti anticolinergici diretti, l’intossicazione severa da Amanita muscaria è stata caratterizzata come sindrome micoatropinica per via dei sintomi simili a quelli indotti dalle Solanaceae tropaniche. Si alternano fasi di depressione a stimolazione con una sintomatologia che comprende perdita della coordinazione muscolare, tachicardia, riduzione della motilità intestinale, ipertermia, tremori, disturbi respiratori, amnesia retrograda, secchezza cutanea e delle mucose.
Secondo alcune fonti questi effetti paradossali sarebbero dovuti all’interazione tra sostanze anticolinergiche e colinergiche [33], ma la presenza di atropina o altri alcaloidi tropanici è stata smentita in più occasioni; anche la responsabilità della muscarina, potente tossina colinergica, è stata messa da parte per via delle limitatissime concentrazioni rilevate.
Piuttosto il muscimolo e l’acido ibotenico, a dosaggi sufficientemente alti, potrebbero modulare indirettamente l’attività del sistema nervoso autono innescando i sintomi sopra riportati. GABAergici particolari come lo zolpidem possono indurre effetti delirogeni vagamente simili a quelli di un anticolinergico [34].
Psicotico, ansiolitico
La somministrazione di muscimolo oralmente in 6 pazienti schizofrenici alla dose di 7 e 10 mg ha incrementato i sintomi psicotici relativamente ai punteggi di confusione, affettività e disturbi del pensiero. Lo stato di disorientamento indotto era caratterizzato da un’intensa preoccupazione interna con perdita di attenzione ed orientamento, il picco arrivava 1-2 ore dopo l’ingestione e gli effetti residui si esaurivano 5 ore dopo la dose. Spasmi mioclonici, sonnolenza e sogni vividi sono stati riportati in tutti i soggetti.
Dosaggi più bassi (5mg) hanno indotto un effetto tranquillante in diversi pazienti sena influire sul pensiero psicotico. La sostanza non ha mostrato tossicità sui segni vitali neanche alle dosi alte.
Gli effetti deleteri notati a 7-10mg potrebbero essere dovuti all’alterazione della coscienza indotta dal muscimolo, che in genere provoca preoccupazione interna e sogni vividi anche nei soggetti sani e potrebbe aggravare i sintomi psicotici indirettamente. A 5mg l’effetto visionario sembra essere trascurabile [35].
L’azione ansiolitica si deve all’attivazione dei recettori GABA localizzati nel nucleo laterale dell’amigdala [36].
Sedativo, sonnifero, oneirogeno
La somministrazione di muscimolo nel nucleo del rafe dorsale dei felini ha incrementato la durata del sonno REM attraverso il meccanismo GABA-dipendente di modulazione serotoninergico del nucleo [37]. Tuttavia l’inezione di nel nucleo tegmentale pedunculopontino dei ratti ha soppresso il ritmo θ, uno dei marker dell’attività REM nell’ippocampo [38].
Nei ratti ha indotto un pattern di attivazione neuronale che riflette quello del sonno naturale in nucleo preottico ventrolaterale (VLPO) e tuberomammilare (TMN) ma non nel locus coeruleus [39].
Altre evidenze animali riportano il potenziamento dell’effetto di benzodiazepine ed altri sedativi [40].
Stimolante
Si è speculato a lungo sugli effetti dell’acido ibotenico identificandoli con la componente stimolante dell’esperienza, tuttavia l’azione psicotropa del composto, indipendentemente dalla sua funzione di profarmaco per il muscimolo, non è chiara.
Infatti le risposte fisiologiche estremamente simili indotte nei test comparativi dai due alcaloidi suggeriscono che abbia scarsa biodisponibilità e non superi facilmente la barriera ematoencefalica. L’assunzione di 20 mg per via orale ha provocato in un soggetto parestesia e sonnolenza, senza stimolazioni o alterazioni a carico di pressione sanguigna e frequenza cardiaca [41].
In condizioni sperimentali (iniezione intracranica) ha provocato eccitotossicità attraverso l’agonismo sui recettori NMDA ed in misura minore, quelli per kainato e quisqualato [42].
L’R-4-idrossi-2-pirrolidone è stato isolato da una frazione che ha contrastato l’effetto dei farmaci narcotici, ma le concertazioni estremamente basse nel fungo ne fanno un elemento farmacologicamente trascurabile [43].
L’acido stizolobico e stizolobinico agiscono come antagonisti competitivi sui recettori del glutammato e del quisqualato e quindi potrebbero influenzare la tossicità centrale dell’ibotenico . Non si conoscono i potenziali effetti psicoattivi sull’uomo, ma in un esperimento hanno stimolato il midollo spinale dei ratti [44].
L’acido tricolomico ha inibito la decarbossilasi dell’acido glutamico batterica, l’anzima che converte il glutammato in GABA; se avvenisse lo stesso nei mammiferi e fosse presente a concentrazioni significative potrebbe contribuire all’eccitossicità dell’Amanita [45].
Infine bisogna tenere conto che gli effetti paradossali stimolanti/narcotici sono comuni nei GABAergici in base al dosaggio e potrebbero essere provocati dal solo muscimolo [46].
Anticonvulsivante, miorilassante, antispastico
L’attività EEG del muscimolo (2mg/kg) su cani, conigli e gatti differisce notevolmente da quella dei classici psichedelici come LSD o mescalina e consiste principalmente di picchi ed onde lente come gli agenti anticolinergici o convulsivi [47].
Nei ratti, tuttavia, ha contrastato l’aumento dei livelli di guanosina monofosfato ciclica e le convulsioni indotte dell’isoniazide [48]; in altri esperimenti ha ridotto la frequenza di firing dei neuroni corticali potenziando gli effetti protettivi del sodio valproato [49].
Il legame con il GABA-A determina anche la soppressione pre e post-sinaptica della trasmissione nervosa tra motoneuroni spinali e afferenti muscolari [50].
Microiniezioni nel talamo ventrale intermedio hanno ridotto i sintomi dei pazienti affetti da tremore essentiale [51].
Capacità cognitive e malattie neurodegenerative
Il muscimolo ha alterato la ritenzione mnestica dei ratti, una dose successiva ha ripristinato la memoria acquisita. Il pretrattamento con morfina ha inibito questo meccanismo, il naloxone lo ha potenziato suggerendo il coinvolgimento del recettore μ-oppioide dorsale ippocampale [52].
Per via intraippocampale ha modulato le strategie ma non la velocità d’apprendimento dei ratti femmina con effetti variabili in base al ciclo estrale delle cavie [53].
In gatti e conigli ha compromesso la performance condizionata dalla ricompensa [47].
Dosaggi bassi micromolari di muscimolo hanno normalizzato le capacità cognitive e l’espressione proteica nel cervello riducendo la sovraespressione di acetilcolina esterasi nel modello animale del morbo di Alzheimer da steptozocina intracerebroventricolare. I ricercatori ipotizzano che gli effetti siano mediati dal legame con i siti aspecifici dei recettori GABA o dall’attivazione di meccanismi regolatori allosterici [54].
In uno studio a doppio cieco la somministrazione orale ha ridotto la corea in un soggetto affetto da malattia di Huntington con sintomi ipercinetici molto severi, inducendo però distonia, alterazioni elettroencefalografiche e comportamentali [55].
E’ risultato in grado di proteggere i neuroni piramidali dall’eccessiva eccitabilità stimolando la modulazione del recettore GABA-A sui neuroni glutammatergici e riducendo, di conseguenza, l’attivazione del recettore NMDA [56].
Immunomodulante, antinfiammatorio
Il muscimolo inibisce per via GABA-dipendente la sintesi dell’ossido nitrico [57] e con un meccanismo GABA-indipendente ne stimola il rilascio [58].
Nel modello animale di endotoxemia da lipopolisaccaridi ha inibito la produzione sierica di TNFα, IL-1β, IL-12 incrementando quella di IL-10 e la sopravvivenza delle cavie [59].
Fame e metabolismo
L‘Amanita muscaria si difende dai fungivori innescando un meccanismo di apprendimento condizionato dalla tossicità del muscimolo, è stato registrato il caso dell’opossum (Didelphis virginiana) che dopo aver consumato il fungo (ed essere rimasta intossicata) ha sviluppato un’avversione alimentare per lo stesso [60].
L’infusione di muscimolo nella corteccia insulare agranulare (AIC) ha ridotto assunzione di cibo, durata totale del pasto dei ratti, nella corteccia prefrontale ventromediale invece ha incrementato la durata della sessione media producendo anche un modesto effetto inibitorio sui comportamenti esplorativi [61].
Iniettato nell’ipotalamo ventromediale e nella parete nucleus accumbens ha stimolato il consumo di cibo delle cavie [62]; nel pallido ventrale ha ridotto il consumo del cibo preferito, stimolando invece quello del meno appetibile [63].
Gli effetti stimolanti vengono inibiti dagli antagonisti oppioidi μ, κ or δ sottolineando un importante interazione del GABA col sistema oppioidergico [64].
L’acido tricolomico isolato dal fungo ha un sapore gradevole superiore al glutammato monosodico e sinergico con l’aroma dell’acido inosinico e guanilico [65]. Anche acido ibotenico ed altri amminoacidi derivati influenzano la palatabilità dei cibi.
Ipoglicemico
L’applicazione intracerebroventricolare di muscimolo ha indotto un abbassamento della glicemia incrementando i livelli plasmatici di insulina e riducendo quelli di glucagone e somatostatina [66]
Per via introipotalamica può sopprimere l’ipeglicemia provocata dai neuroni colinergici dell’ippocampo in maniera dose dipendente [67].
La somministrazione intravenosa (1.5 mg/kg) ha ridotto l’utilizzo di glucosio da parte del sistema nervoso centrale dei ratti, la distribuzione regionale delle alterazioni non ha riflesso la topografia dei neuroni e recettori GABAergici [68].
Gli effetti glicemici determinano una riduzione del flusso sanguigno cerebrale, il composto non ha un effetto vasodilatatore diretto [69].
Esperimenti effettuati sul pancreas dei ratti hanno dimostrato che il muscimolo inibisce il rilascio di somastatina stimolato dal glucosio senza influire su quello di insulina [70].
Ipotensivo, bradicardico
Una microiniezione di muscimolo (2 mM in 100 nL) nel nucleo paraventricolare ipotalamico ha ridotto la pressione arteriosa media e la frequenza cardiaca dei ratti diabetici attivando i recettori GABAergici del romboencefalo [71]. Stessi risultati sono stati ottenuti sui gatti anestetizzati iniettandolo nel nucleo reticolare laterale [72].
Inoltre sembra attenuare il riflesso barocettivo [73].
Gli effetti ipotensivi sono mediati dai centri localizzati nella regione anteriore o sulla superficie anteroventrale dell’encefalo, con un piccolo contributo anche dai siti soprabulbari del proencefalo [74].
Termogenico
Il muscimolo intraperitoneale ha indotto effetti termici dose dipendenti nei ratti che coinvolgono il metabolismo delle prostaglandine [75].
Insetticida
L’appellativo della specie, “muscaria”, si deve alla capacità del fungo di attrarre ed intossicare le mosche che ne ha fatto da sempre un popolare pesticida naturale nel corso della storia presso diverse culture.
L’acido ibotenico e, in misura minore, il muscimolo sono tossici sulle specie di Drosophila frugivore (D. immigrans e melanogaster), ma non su quelle micofage (D. bizonata, angularis, brachynephros) [76].
Da esperimenti degli anni 60′ si è visto che i principi attivi del fungo agiscono sul sistema nervoso centrale degli insetti e non sul muscolare periferico intossicando le mosche ed uccidendone gran parte. Tuttavia l’alto indice di mortalità potrebbe essere dovuto alle condizioni sperimentali lontane da quelle naturali o all’anidride carbonica prodotta dal fungo nell’ambiente ristretto [77].
Un estratto acquoso di Amanita muscaria ha manifestato un significativo effetto larvicida contro le zanzare (Culex quinquefasciatus) [78].
L’acido tricolomico ha inibito i neuroni degli invertebrati [79].
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