INVESTIGAÇÃO DOS MECANISMOS ENVOLVIDOS NOS
EFEITOS COMPORTAMENTAIS DA METANFETAMINA
RELACIONADOS AO SONO E À DEPENDÊNCIA QUÍMICA EM
MACACOS RHESUS
Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina para obtenção do título de Doutor em Ciências
São Paulo
2017
INVESTIGAÇÃO DOS MECANISMOS ENVOLVIDOS NOS
EFEITOS COMPORTAMENTAIS DA METANFETAMINA
RELACIONADOS AO SONO E À DEPENDÊNCIA QUÍMICA EM
MACACOS RHESUS
Dissertação desenvolvida durante o curso de Pós-graduação em Psicobiologia, Departamento de Psicobiologia, Disciplina de Medicina e Biologia do Sono e apresentada à Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina, como requisito para obtenção do título de Doutor em Ciências pelo Programa de Pós-graduação em Psicobiologia
Orientadora: Profa. Dra. Monica Levy Andersen Supervisor Internacional: Prof. Dr. Leonard L. Howell Coorientador: Prof. Dr. Sergio Tufik
São Paulo
2017
FICHA CATALOGRÁFICA
Berro, Laís Fernanda
Investigação dos mecanismos envolvidos nos efeitos comportamentais da metanfetamina relacionados ao sono e à dependência química em macacos rhesus/Laís Fernanda Berro – São Paulo, 2017.234.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de São Paulo. Escola Paulista de Medicina. Programa de Pós-graduação em Psicobiologia.
Título em inglês: Investigation of the mechanisms underlying the abuse- and sleep-related behavioral effects of methamphetamine in rhesus monkeys
1. Metanfetamina. 2. Sono. 3. Autoadministração. 4. Actigrafia. 5. Microdiálise. 6. Macacos Rhesus.
2. Methamphetamine. 2. Sleep. 3. Self-administration. 4. Actigraphy. 5. Microdialysis. 6. Rhesus Monkeys.
INVESTIGAÇÃO DOS MECANISMOS ENVOLVIDOS NOS
EFEITOS COMPORTAMENTAIS DA METANFETAMINA
RELACIONADOS AO SONO E À DEPENDÊNCIA QUÍMICA EM
MACACOS RHESUS
Banca Examinadora - Titulares Profa. Dra. Monica Levy Andersen
Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP (São Paulo, SP) Prof. Dr. Fábio Cardoso Cruz
Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP (São Paulo, SP) Prof. Dr. Luiz Eugenio Araujo de Moraes Mello
Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP (São Paulo, SP) Prof. Dr. Luciano Ferreira Drager
Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo – FMUSP (São Paulo, SP) Prof. Dr. Hermano Tavares
Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo – FMUSP (São Paulo, SP)
Banca Examinadora - Suplentes
Profa. Dra. Maria Lucia Oliveira de Souza Formigoni
Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP (São Paulo, SP) Profa. Dra. Vilma Leyton
Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo – FMUSP (São Paulo, SP)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
ESCOLA PAULISTA DE MEDICINA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA
Chefe do Departamento de Psicobiologia Prof. Dr. José Carlos Fernandes Galduróz
Chefe da Disciplina de Medicina e Biologia do Sono Profa. Dra.Lia Rita Azeredo Bittencourt
Esta dissertação foi realizada no Departamento de Psicobiologia, área de Medicina e Biologia do Sono, da Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina, e no Yerkes National Primate Research Center, área de Neurofarmacologia e Doenças Neurológicas, da Emory University, com o apoio financeiro da Associação Fundo de Incentivo à Pesquisa – AFIP e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP (processos #2015/25482-3 e #2015/16109-7), bem como do U.S. Public Health Service (processos DA10344, DA031246 e ODP51OD11132).
Como o milho duro, que vira pipoca macia, só mudamos para melhor quando passamos pelo fogo: as provações da vida.
A transformação do milho duro em pipoca macia é símbolo da grande transformação por que devem passar os homens para que eles venham a ser o que devem ser. O milho da pipoca somos nós: duros, quebra-dentes, impróprios para comer, mas que, pelo poder do fogo, podemos, repentinamente, voltar a ser crianças!
Mas a transformação só acontece pelo poder do fogo. O milho de pipoca que não passa pelo fogo, continua a ser milho de pipoca. Assim acontece com a gente. As grandes transformações acontecem quando passamos pelo fogo. Quem não passa pelo fogo fica do mesmo jeito, a vida inteira.
O fogo é quando a vida nos lança em uma situação que nunca imaginamos. Pode ser fogo de fora: perder um amor, perder um filho, ficar doente, perder um emprego, ficar pobre. Pode ser fogo de dentro: pânico, medo, ansiedade, depressão - sofrimentos cujas causas ignoramos. (...)
Terminado o estouro alegre da pipoca, no fundo da panela ficam os piruás, que não servem para nada. Seu destino é o lixo. Quanto às pipocas que estouraram, são adultos que voltaram a ser crianças e que sabem que a vida é uma grande brincadeira.
Dedicatória
Aos meus pais, Leila Regina Christianini
Berro e Renato José Berro, que sempre
me incentivaram a ir mais longe do que eu jamais imaginei ser capaz. Por serem sempre meu exemplo, apoio e fortaleza, dedico esta etapa vencida.
Agradecimentos
Sei que a gratidão é a memória do coração. Revivendo, em memória, essa fase de minha vida, de vocês me lembro e a vocês agradeço:
À minha família, meu porto seguro ao qual meu barco permanece sempre atracado, independentemente da minha localização física. Obrigada por aceitarem a minha ausência nos últimos anos e por me impulsionarem a seguir em frente e seguir meus sonhos. Aos meus pais, o cais que acolhe todas as nossas turbulências e alegrias, obrigada por sempre terem nos levado na corrente forte desse rio de amor que é a vida de vocês, iluminando nossos caminhos com o amor mais puro do mundo. Vocês são nosso exemplo e maior alegria, e é por você que seguimos e comemoramos todas as nossas conquistas. Aos meus irmãos, Bernardo e Renato, que sempre abriram seus braços para mim e somaram comigo alegrias, dúvidas e frustrações. Vocês são o grande presente que a vida me deu, e sem vocês simplesmente não sou. Aos meus primos, por sempre me permitirem voltar a ser criança e me ajudarem a não esquecer de que a vida é uma grande brincadeira;
Ao meu companheiro de vida, Chris, por ter me virado do avesso e ensinado a viver quando eu já havia me esquecido do sentido da vida. Obrigada por me mostrar que todas as cores da vida são lindas, e que a arte da vida deve ser pintada a dois. Agradeço, principalmente, pela pessoa que você e nosso amor me fazem. Toda razão, toda palavra, vale nada quando chega o amor;
Ao meu eterno mestre, Roberto, travessia de alegria que permeou a minha vida. Obrigada por ter me permitido crescer e florescer tanto em tão pouco tempo, e por me
permitir me tornar a pessoa que sou hoje. Você vive em mim, e sua presença constante me impulsiona a seguir em frente, rumo à imensidão da vida;
À minha orientadora e, acima de tudo, amiga e companheira de vida, Profa. Dra. Monica Levy Andersen, por ter sido uma mulher incrível em minha caminhada, uma presença diária mesmo à distância. Obrigada pelas palavras, pelo silêncio, pelas trocas e pela amizade sempre tão sincera. Ao meu coorientador Prof. Dr. Sergio Tufik, pessoa incrível que me ensina a olhar a vida com novos olhos todos os dias. Obrigada por sempre ter me mostrado que, as perguntas estando certas, de nada importam as respostas. Ao meu supervisor internacional, Prof. Dr. Leonard L. Howell, que me acolheu com todo o carinho em seu laboratório e em pouco tempo ter confiado em mim tarefas que eu mesma não sabia se seria capaz de realizar. Obrigada a vocês três, grandes mestres e exemplos de cientistas em minha vida, por me abrirem inúmeras portas todos os dias, depositando em mim uma confiança que nem eu mesma ouso ter. Serei eternamente grata pela sorte de ter sido colocada em suas mãos, três das poucas pessoas que, sendo professores, apreciam e amam o voo de seus alunos. Porque, como dizia Rubem Alves, alunos são pássaros, e a essência dos pássaros é o voo. Obrigada por terem me permitido alçar voos tão altos mesmo sabendo que isso provavelmente faria com que eu acabasse voando para longe. É uma tarefa extremamente altruísta orientar alunos, e vocês o fazem com maestria e cuidado. Vocês me dão as melhores asas para voar, mas também me dão inúmeros motivos para voltar e ficar. Nenhuma palavra será suficiente para agradecer tudo o que fizeram por mim;
Às sete grandes amigas de Jaú e às quatro grandes amigas de São Paulo, família que eu escolhi para mim. Pelo apoio incondicional ao longo da vida, na proximidade ou na distância. Pela presença na ausência, pela leveza que trazem à minha vida, pelas palavras quando precisei e pelo silêncio quando ele falou mais alto. Vocês são minhas parceiras de vida, e por vocês tenho um amor incondicional;
A todos os amigos do Departamento de Psicobiologia – Área de Medicina e Biologia do Sono, que me cativaram, ajudaram e apoiaram tanto em cada etapa deste trabalho. A todos os antigos, mas não menos importantes, amigos do Setor de Neurotransmissores – Departamento de Farmacologia, pela presença constante e pela parceria que nunca será extinta, seja na ciência ou na vida pessoal;
A todos os novos e eternos amigos do Howell Lab, companheiros de Pós-Graduação e técnicos, por todo o aprendizado e pelos ensinamentos, e por terem sido minha família nos últimos dois anos. Tive um grande crescimento, pessoal e profissional, durante meu período de estágio no exterior, e vocês foram parte fundamental de cada momento dessa etapa. Agradeço, em especial, á amiga Marisa, por ter sido um apoio constante em todos os aspectos da minha vida, e pela amizade sincera. Sou grata, ainda, às quatro alunas de graduação que trabalharam comigo ao longo desses dois anos, Cydney, Melis, Amanda e Hannah, por terem me permitido vivenciar pela primeira vez o sentimento de orientar alunos, me fazendo ver que o caminho profissional que estou seguindo é o que faz o meu coração feliz;
À banca examinadora desta tese, pelo exemplo, pelo tempo desprendido a este trabalho e pela contribuição essencial para uma discussão produtiva acerca dos temas a ele relacionados. Obrigada por fazerem parte desta etapa de minha vida;
A todos os técnicos, bioteristas, veterinários e funcionários da Universidade Federal de São Paulo e do Yerkes National Primate Research Center, Emory University. Pela ajuda em todos os momentos de realização desta tese, e, especialmente, pelos desejos de “bom-dia”, locução tão simples e com um potencial tão grande, mas muitas vezes esquecida;
Aos macacos que fizeram parte deste estudo: Oxford, Vilma, Lucky, Zesty, Jules, Yj, Laís, It, Rhonda, Yeti, Denali, Hopper, Nairobi and Justice. Convido a todos a pararem por um momento e agradecerem por tudo o que esses e outros animais incríveis fizeram por mim, pela Ciência, pela humanidade, por você.
Resumo
A dependência de psicoestimulantes está comumente associada ao prejuízo de sono. Os sistemas GABAérgico e serotoninérgico participam tanto na regulação da dependência química como na regulação normal do ciclo vigília-sono. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar os mecanismos envolvidos nos efeitos comportamentais da metanfetamina (MET) relacionados ao sono e à dependência química em macacos rhesus. Nossos resultados indicam que a MET leva a um prejuízo de sono marcante logo no primeiro dia de autoadministração, e que na ausência de droga e de pistas condicionadas à droga (extinção), as condições de sono retornam aos níveis basais. A reintrodução de pistas condicionadas à droga durante sessões de reinstalação levou a um prejuízo de sono. O prejuízo de sono e o efeito estimulante locomotor induzidos pela MET sofrem tolerância após 5 dias consecutivos, efeito que é atenuado pela a inclusão de intervalos sem droga entre blocos de autoadministração. Tratamento com o modulador de receptores GABAA temazepam em uma dose alta atenuou a autoadministração de MET e o aumento nos níveis de dopamina induzido por MET no núcleo accumbens (NAc). O modulador de receptores GABAA eszopiclona não alterou os efeitos da MET. Ainda, o tratamento noturno com moduladores de receptores GABAA não foi eficaz em melhorar o prejuízo de sono induzido por MET. O tratamento noturno com o agonista seletivo de receptores serotoninérgicos 5-HT2C WAY163909, por outro lado, foi eficaz em atenuar os efeitos da MET no sono. Tratamento com WAY163909 atenuou o consumo de MET, a reinstalação induzida por MET e os níveis de dopamina induzidos por MET no NAc. Estendendo esses achados para outro psicoestimulante, WAY163909 também atenuou os efeitos comportamentais e neuroquímicos da cocaína relacionados ao abuso. Nossos dados sugerem que agonistas de receptores 5-HT2C exercem uma eficácia ampla em comportamentos e alterações neuroquímicas induzidos pelo uso de drogas psicoestimulantes, sendo mais seletivos que moduladores de receptores GABAA.
Palavras-chave: metanfetamina; sono; autoadministração; actigrafia; microdiálise; macacos rhesus.
Abstract
Sleep disorders and substance abuse are highly comorbid. The GABAergic and serotonergic systems participate in the regulation of both drug addiction and sleep-wake cycle. The aim of the present study was to evaluate the mechanisms underlying the abuse- and sleep-related behavioral effects of methamphetamine (METH) in rhesus monkeys. Our results show that METH disrupts sleep on the first day of self-administration, and that in the absence of the drug and of drug-associated cues (extinction), the sleep condition is restored to baseline levels. The reintroduction of drug-conditioned cues during effective reinstatement sessions induced sleep disruption. Tolerance can develop to the sleep-disrupting and locomotor stimulant effects of METH if self-administration sessions exceed 5 consecutive days, effect that is attenuated by the inclusion of washout periods between self-administration blocks. Treatment with the GABAA receptor modulator temazepam at a high dose attenuated METH self-administration and METH-induced dopamine overflow in the nucleus accumbens (NAc). The GABAA receptor modulator eszopiclone exerted did not alter METH effects. Moreover, treatments based on GABAA receptor modulators were not effective in improving sleep measures disrupted by METH. Night treatment with the selective 5-HT2C receptor agonist WAY163909, on the other hand, was effective in attenuating the effects of METH on sleep. WAY163909 also attenuated METH intake, METH-induced reinstatement and METH-induced dopamine overflow in the NAc. Extending those findings to another psychostimulant, WAY163909 also attenuated the abuse-related behavioral and neurochemical effects of cocaine. Our findings suggest that serotonin 5-HT2C receptors agonists are effective in reversing the behavioral and neurochemical effects of psychostimulants, being more selective than GABAA receptor modulators.
Key-words: methamphetamine; sleep; self-administration; actigraphy; microdialysis; rhesus monkeys
Lista de Figuras
Figura 1 Imagem da cadeira para primatas ...50 Figura 2 Representação esquemática do painel operante utilizado durante as sessões de autoadministração ...54 Figure 3.1 Response rates during extinction and reinstatement after priming injections of methamphetamine...66 Figure 3.2 Sleep efficiency and sleep fragmentation at baseline, methamphetamine self-administration maintenance, extinction, or reinstatement test sessions...68 Figure 3.3 Correlation between methamphetamine intake and sleep efficiency or fragmentation following self-administration days……...70 Figure 3.4 Correlation between response rates and sleep efficiency or fragmentation following effective reinstatement conditions……...70 Figure 4.1 Methamphetamine intake across protocol days for the 14 Protocol, the 5-2 Protocol and the 3-4 Protocol………...82 Figure 4.2 Sleep efficiency across protocol days for the 14 Protocol, the 5-2 Protocol and the 3-4 Protocol……...86 Figure 4.3 Sleep latency across protocol days for the 14 Protocol, the 5-2 Protocol and the 3-4 Protocol...87 Figure 4.4 Sleep fragmentation across protocol days for the 14 Protocol, the 5-2 Protocol and the 3-4 Protocol...88 Figure 4.5 Daytime activity across protocol days for the 14 Protocol, the 5-2 Protocol and the 3-4 Protocol………...92 Figure 5.1 Effects of night treatment with temazepam on methamphetamine-induced sleep disruption…………...111 Figure 5.2 Effects of night treatment with eszopiclone on methamphetamine-induced sleep disruption………...112
Figure 5.3 Effects of pretreatment with GABAA receptor modulators on methamphetamine intake during drug self-administration...115 Figure 5.4 Effects of pretreatment with GABAA receptor modulators prior to methamphetamine self-administration sessions on methamphetamine-induced sleep disruption………...117 Figure 5.5 Effects of pretreatment with GABAA receptor modulators on methamphetamine-induced dopamine overflow in the nucleus accumbens...119 Figure 6.1 Effects of night treatment with WAY 163909 on methamphetamine-induced sleep disruption…...142 Figure 6.2 Effects of daytime treatment with WAY 163909 on general baseline daytime activity………...143 Figure 6.3 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist WAY163909 on methamphetamine self-administration...145 Figure 6.4 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist WAY163909 on cocaine self-administration...146 Figure 6.5 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist WAY163909 on methamphetamine reinstatement...149 Figure 6.6 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist WAY163909 on cocaine reinstatement...150 Figure 6.7 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist WAY163909 on dopamine overflow induced by methamphetamine in the nucleus accumbens...153 Figure 6.8 Effects of pretreatment with the serotonin 5-HT2C receptor agonist +WAY163909 on dopamine overflow induced by cocaine in the nucleus accumbens………..………...154
Lista de Tabelas
Table 3.1 Individual-subject baseline sleep parameters……...69
Table 4.1 Individual-subject baseline sleep parameters………..………85
Table 4.2 Individual-subject baseline daytime activity data...………...91
Table 5.1 Individual-subject baseline sleep parameters...110
Table 5.2 Grouped daytime activity data……...113
SUMÁRIO Dedicatória ... 2 Agradecimentos ... 3 Resumo ... 7 Abstract ... 8 Lista de Figuras ... 9 Lista de Tabelas ... 11 1 Introdução... 1
1.1 Tomada de Decisões: o Cérebro em Conflito ... 1
1.2 Dependência Química ... 3 1.2.1 Definição e Prevalência... 3 1.2.1.1 Drogas Psicoestimulantes ... 8 1.2.2 Mecanismos Neurobiológicos ... 11 1.2.2.1 Mecanismos GABAérgicos ... 20 1.2.2.2 Mecanismos Serotoninérgicos ... 24
1.3 Dependência Química e Sono ... 32
1.3.1 Mecanismos Neurobiológicos ... 35 1.3.1.1 Mecanismos GABAérgicos ... 37 1.3.1.2 Mecanismos Serotoninérgicos ... 40 2 Objetivos ... 46 2.1 Objetivo geral ... 46 2.2 Objetivos específicos ... 46 3 Métodos ... 48 3.1 Animais ... 48 3.2 Drogas ... 51 3.3 Cirurgia... 51 3.4 Autoadministração ... 52
3.5 Atividade diurna e noturna ... 55
3.6 Microdiálise in vivo ... 55
3.7 Análise estatística ... 57
4 Resultados ... 59
4.1 Artigo I. Parâmetros de sono avaliados por actigrafia durante a reinstalação da autoadministração de metanfetamina em macacos rhesus ... 59
Abstract ... 61
Introduction ... 62
Material and Methods ... 63
Results ... 66
Discussion ... 72
4.2 Artigo II. Avaliação do desenvolvimento de tolerância aos efeitos da metanfetamina na atividade diurna e noturna avaliada por actigrafia em macacos rhesus ... 75
Abstract ... 76
Introduction ... 77
Material and Methods ... 79
Results ... 82
Discussion ... 94
4.3 Artigo III. Efeitos de moduladores alostéricos positivos do receptor GABAA nos efeitos comportamentais e neuroquímicos da metanfetamina em macacos rhesus ... 99
Abstract ... 100
Introduction ... 101
Material and Methods ... 103
Results ... 109
Discussion ... 121
4.4 Artigo IV. Efeitos do agonista de receptores serotoninérgicos do tipo 2C WAY163909 nos efeitos comportamentais e neuroquímicos de psicoestimulantes em macacos rhesus ... 127
Abstract ... 129
Introduction ... 130
Material and Methods ... 133
Results ... 141 Discussion ... 156 5 Discussão Geral ... 164 6 Conclusões... 176 Lista de Referências ... 179 Anexos ... 210
Anexo I Carta de aprovação do projeto no Institutional Animal Care and Use Committee da Emory University (IACUC #YER-2003455-051919GA)... 210
Anexo II Carta de homologação do protocolo IACUC #YER-2003455-051919GA pela UNIFESP ... 213
1 1 Introdução
1.1 Tomada de Decisões: o Cérebro em Conflito
A interação entre o indivíduo e o meio resulta de um constante processo de tomada de decisões. O fluxo contínuo de estímulos que recebemos tanto do meio que nos cerca quanto do nosso próprio organismo requer um balanço entre a visão individual daquilo que é percebido como prazeroso e o impacto da nossa resposta a cada estímulo ou vontade na nossa inserção social (Palmini, 2007). O cérebro humano, resultado de um processo evolutivo de milhões de anos, possui circuitarias responsáveis tanto por sinalizar o nosso desejo por recompensas imediatas quanto por modular essa vontade, de forma que a sua realização não implique consequências negativas para o indivíduo num contexto social mais amplo (Dean, 1997). Entretanto, o fato de o cérebro humano conter estruturas que favorecem decisões em direções opostas conforme o contexto em que os estímulos são recebidos representa um constante conflito (Palmini, 2003). Essa incrível flexibilidade do comportamento humano, ditada por sua evolução neurobiológica, é um terreno fértil para distorções no processo de tomada de decisões.
No período de tempo entre o estímulo e a decisão, uma série de moduladores entra em cena, sempre levando em conta o balanço entre consequências imediatas e consequências a longo prazo (Barkley, 1997). Existem estruturas cerebrais que direcionam o indivíduo a tomar uma decisão que resulte em uma recompensa imediata, instintiva. As estruturas envolvidas nesse processo são subcorticais e evolutivamente muito antigas (Dean, 1997), dentre as quais se destaca o núcleo accumbens (NAc) (Heimer et al., 1997). Em função de estarem evoluindo há milhões de anos, essas
2 estruturas trazem consigo uma enorme força biológica. Da mesma forma, e na direção oposta, sempre que nos inclinamos a decidir no sentido de atender aos nossos instintos e buscar recompensas imediatas, outro conjunto de estruturas entra em ação e tenta contemporizar essa ânsia, fazendo com que ponderemos sobre as consequências futuras daquela decisão. Essas estruturas são evolutivamente muito recentes, atingindo um papel mais relevante na determinação do comportamento somente a partir do aparecimento dos primatas (Palmini, 2007). Assim, essas estruturas corticais, fundamentalmente localizadas em regiões anteriores do cérebro, ou regiões pré-frontais, são biologicamente menos testadas, menos aprimoradas e, consequentemente, mais suscetíveis a falhas (Goldberg, 2001).
O circuito cerebral ligado às vontades e à tomada de decisões denomina-se sistema cerebral de recompensa (para revisão ver Arias-Carrión et al., 2010). Dessa forma, esse sistema possui duas regiões antagônicas: a região subcortical, muito antiga, representada por estruturas cerebrais que lidam com as emoções e os instintos, caracterizando o sistema límbico; a região cortical, muito mais recente, constituída por regiões pré-frontais.
Evoluindo há milhões de anos, a região subcortical do sistema de recompensa fornece o estímulo para que os animais busquem a satisfação de suas necessidades biológicas: busca por alimentos e água, copulação e cuidados contra a ação de predadores (Palmini, 2007). Esse processo evoluiu de forma que as necessidades biológicas fossem transformadas em instintos, e a satisfação desses instintos sinalizasse sensações de recompensa e prazer (Dean, 1997). Assim, os comportamentos que um animal deve buscar ativamente para satisfazer seus instintos
3 de preservação são justamente os que trazem consigo sensações prazerosas. Essa percepção de recompensa regula o comportamento para que os animais repitam sistematicamente a busca dessas sensações visando à repetida satisfação desses instintos.
Ao longo dos anos, os seres humanos descobriram e passaram a fazer uso de substâncias que ativam especificamente as regiões responsáveis por sensações de prazer, agindo diretamente no sistema de recompensa. Com isso, nosso cérebro as compreende como experiências que naturalmente ativam esse sistema por possuírem importância para o organismo. Essa compreensão cerebral errônea torna-se responsável pelo funcionamento patológico do processo de tomada de decisões, podendo vir a caracterizar uma das mais relevantes “patologias da vontade” do mundo moderno: a dependência de substâncias psicoativas.
1.2 Dependência Química 1.2.1 Definição e Prevalência
O uso de substâncias psicoativas acompanha a humanidade desde épocas pré-históricas. Existem evidências arqueológicas do emprego de substâncias como ópio e cannabis datadas de até 10 mil anos atrás (Merlin, 2003). Se por um lado substâncias psicoativas apresentam eficácia médica para diversas doenças, incluindo inúmeros transtornos psiquiátricos, por outro lado seu emprego é reconhecidamente um dos maiores problemas de saúde pública da atualidade devido ao potencial risco para o desenvolvimento de dependência química.
4 O conceito de dependência química é extremamente novo, se comparado ao consumo de substâncias psicoativas pela humanidade. As primeiras tentativas de abordar a questão ocorreram há menos de trezentos anos, e as definições mais próximas da atual foram introduzidas há pouco mais de um século (Edwards, 2000). As primeiras tentativas de problematizar a questão do uso de substâncias psicoativas partiram de dois médicos: Benjamin Rush (1745 - 1813), considerado o pai da psiquiatria dos Estados Unidos da América, e o britânico Thomas Trotter (1761 - 1832) (Edwards, 2000). Ambos diziam que a embriaguez era resultado da perda do autocontrole e comprometia o equilíbrio saudável do corpo. Nas palavras de Rush: “começa como uma escolha, torna-se um hábito e depois uma necessidade”, definição que futuramente seria retomada com o conceito de impulsividade e compulsividade dentro da dependência química (para revisão ver Volkow et al., 2011). Ambos continuavam a acreditar que o modo de consumo era uma escolha pessoal, mas até certo ponto, quando a substância passava a exercer controle sobre a vontade do usuário. Pela primeira vez, consideraram que a intensidade do consumo variava ao longo de um continuum de gravidade. Além disso, pontuaram que os problemas relacionados ao consumo se instalavam ao longo do tempo, ou seja, possuíam um curso natural (Crowley, 1999).
Apesar de delimitarem o campo da doença, Rush e Trotter não a converteram em critérios diagnósticos. Apenas em meados do século XIX, Magnus Huss (1849) utilizou o termo alcoolismo pela primeira vez, na tentativa de definir o conjunto de complicações clínicas decorrentes do uso abusivo e crônico de álcool (Edwards, 2000). Uma definição eminentemente médica. Quase no final desse mesmo século, outros
5 pesquisadores formularam, para a embriaguez, conceitos que se aproximavam do que hoje é denominado dependência química: uma doença, com prováveis causas biológicas e genéticas. Essa definição aos poucos se estendeu para as outras substâncias, com a criação de termos como morfinismo, narcomania e cocainomania (Gigliotti e Guimarães, 2007). Foi estabelecido, assim, o primeiro conceito diagnóstico para a denominação da dependência de substâncias psicoativas.
A partir de sua primeira definição diagnóstica, o conceito de dependência química sofreu grande modificação ao longo dos anos, passando gradativamente a abranger os mais diversos aspectos dessa doença. Com isso, os diversos conceitos acumulados até o momento serviram em conjunto como base para a elaboração da sessão sobre abuso de drogas do principal código psiquiátrico da atualidade: o Manual Diagnóstico e Estatístico de Doenças Mentais (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, DSM-5), cuja quinta e mais recente edição foi publicada no ano de 2013 (American Psychiatric Association, 2013). De acordo com o DSM-5, a característica essencial do uso abusivo de uma substância é a presença de um grupo de sintomas cognitivos, comportamentais e fisiológicos que indicam o uso contínuo dessa substância apesar de problemas significativos relacionados ao uso. Assim, a dependência química ocorre em diferentes graus de gravidade, baseados no número de critérios sintomáticos observados no paciente. O uso leve é sugerido pela presença de dois a três sintomas, o uso moderado caracterizado pela presença de quatro a cinco sintomas e o uso grave pela presença de seis ou mais sintomas.
O primeiro grupo de critérios sintomáticos para o diagnóstico de dependência química diz respeito ao prejuízo no controle do uso da substância. O indivíduo pode
6 consumir a substância em grandes quantidades por um período de tempo maior do que o pretendido (Critério 1), ou expressar um desejo persistente por diminuir ou interromper o uso da substância, não obtendo sucesso depois de repetidas tentativas (Critério 2). O indivíduo ainda tende a empenhar muito do seu tempo em obter a substância, usá-la ou se recuperar de seus efeitos (Critério 3). Finalmente, o desejo compulsivo pela droga, internacionalmente conhecido como craving, manifesta-se como um intenso desejo ou impulso pela droga, que pode ocorrer a qualquer momento (Critério 4), mas mais provavelmente quando em um ambiente no qual a droga foi previamente obtida ou utilizada, demonstrando a importância do condicionamento ambiental nesse fenômeno.
O prejuízo social frequentemente presente na dependência química abrange o segundo grupo de critérios diagnósticos para essa doença. O uso recorrente de uma substância pode resultar no não cumprimento de obrigações importantes no trabalho, escola ou em casa (Critério 5), sendo que o indivíduo pode continuar o uso da substância apesar de ter problemas pessoais ou sociais recorrentes causados ou exacerbados pelos seus efeitos (Critério 6). Ainda, atividades sociais, ocupacionais ou recreacionais importantes, como a convivência com a família ou atividades de lazer, podem ser abandonadas ou reduzidas devido ao uso da substância (Critério 7).
O terceiro grupo de critérios refere-se ao uso arriscado da substância, com o indivíduo utilizando-a em situações fisicamente perigosas (Critério 8) ou continuando o seu uso apesar de reconhecer problemas físicos ou fisiológicos persistentes causados por ela (Critério 9). Assim, fica evidente o fracasso do indivíduo em se abster do uso da droga apesar das dificuldades causadas por ela.
7 Finalmente, um dos critérios farmacológicos que podem estar evidentes na dependência química é a tolerância (Critério 10), sinalizada pelo efeito reduzido da droga com o consumo da dose usual da substância ou pela consequente necessidade de um aumento acentuado na sua dose para alcançar o efeito desejado. Usuários de drogas de abuso também podem apresentar abstinência (Critério 11), síndrome que ocorre quando as concentrações sanguíneas ou teciduais de uma substância diminuem em um indivíduo que a consumiu por um longo período. Após desenvolver sintomas de abstinência, o indivíduo encontra-se mais propenso a consumir a substância novamente para obter o alívio desses sintomas. A presença de tolerância ou abstinência não é necessária para o diagnóstico de uso abusivo de uma substância. Porém, para a maioria das classes de drogas de abuso, um histórico anterior de abstinência está associado a um curso clínico mais grave da doença.
Seguindo as definições atuais, o uso de drogas de abuso trata-se de um problema de saúde pública mundial. De acordo com o Relatório Mundial sobre Drogas mais recente, publicado em 2016 pelo Escritório de Drogas e Crime das Nações Unidas, a prevalência anual mundial do uso de drogas ilícitas é de cerca de 5,2% (aproximadamente 247 milhões de pessoas), sendo que 0,6% (29 milhões) da população apresenta problemas relacionados ao uso de drogas, porém apenas 1 em cada 6 indivíduos com dependência química encontra-se em tratamento (United Nations Office on Drugs and Crime, 2016). A edição de 2015 do Estudo Global das Consequências de Doenças demonstrou que a dependência química acarretou a morte de cerca de 170 mil pessoas ao redor do mundo (GBD 2015 Mortality and Causes of Death Collaborators, 2016). No Brasil, conforme o II Levantamento Domiciliar Sobre o
8 Uso de Drogas Psicotrópicas no Brasil, 22,8% da população já fez uso na vida de pelo menos uma droga psicotrópica ilícita (Carlini et al., 2007).
O uso abusivo de substâncias químicas abrange dez classes de drogas: álcool; cafeína; maconha, ou cannabis; alucinógenos; inalantes; opióides; sedativos, hipnóticos e ansiolíticos; estimulantes; tabaco; outras substâncias (ou desconhecidas). Essas classes não são completamente distintas entre si. Todas as drogas com potencial de abuso têm em comum a capacidade de ativar diretamente o sistema cerebral de recompensa, que, conforme descrito anteriormente, está envolvido no reforço de comportamentos e na produção de memórias. Drogas com potencial de abuso produzem uma ativação tão intensa desse sistema que as atividades normais desempenhadas por ele podem ser negligenciadas. Ao invés de as vias de recompensa serem ativadas por meio de comportamentos adaptativos, as drogas de abuso as ativam diretamente. Os mecanismos farmacológicos específicos pelos quais cada classe de drogas leva à ativação desse sistema são diferentes, mas as drogas tipicamente o ativam e produzem sentimentos de prazer e euforia. Nesse contexto, dentre a imensa gama de substâncias psicoativas conhecidas atualmente, os psicoestimulantes, como a cocaína e as anfetaminas, compreendem uma das classes de drogas mais preocupantes, podendo levar ao abuso em até mesmo uma única semana (American Psychiatric Association, 2013).
1.2.1.1 Drogas Psicoestimulantes
Estimulantes do sistema nervoso central compreendem um grupo de agentes farmacológicos que acarretam estimulação e alerta comportamental e psicológico,
9 energia, euforia e elevação de humor. Esses compostos incluem estimulantes alcalóides naturais derivados de plantas, como a cocaína e a cafeína, e moléculas sintéticas, como a anfetamina e a metanfetamina. Psicoestimulantes têm uma utilidade terapêutica importante, sendo essenciais para uma grande parcela da população. Por exemplo, anfetamina e metanfetamina e seus derivados podem ser empregados para normalizar distúrbios de déficit de atenção e tratar narcolepsia (Koob e Volkow, 2010), enquanto a cocaína pode ser utilizada para cirurgias nasais e oculares quando indicado (Foley, 2010). Apesar de esses compostos diferirem em potência, tempo de ação e vias de administração, essa ampla gama de moléculas psicoestimulantes exibe um potencial de abuso marcante, sendo que o abuso crônico pode resultar em dependência química com morbidade significante, potencial mortalidade e reduções na qualidade de vida para o usuário e seus familiares.
De acordo com o Relatório Mundial sobre Drogas de 2016, excetuando a maconha, drogas anfetamínicas compreendem a segunda classe de drogas ilícitas mais comumente utilizadas atualmente. Cerca de 36 milhões (prevalência de aproximadamente 1,4%) de pessoas fazem uso de drogas anfetamínicas ao redor do mundo, sendo que a apreensão de drogas anfetamínicas atingiu um novo pico em 2014, com mais de 170 toneladas de drogas apreendidas (United Nations Office on Drugs and Crime, 2016). Nos últimos anos, a apreensão de metanfetamina tem contribuído para a maior parcela de apreensões de drogas anfetamínicas anualmente, indicando o crescimento amplo no mercado e tráfico mundial de metanfetamina na última década (United Nations Office on Drugs and Crime, 2016). De acordo com o Relatório publicado em 2016, além das drogas anfetamínicas, o uso de cocaína
10 também tem apresentado crescimento marcante desde 2010, principalmente devido ao aumento na prevalência do uso de cocaína na América do Sul. A prevalência mundial do uso de cocaína é de 0,3 a 0,4% da população adulta.
Nas Américas, quase metade de todas as pessoas em tratamento de recuperação da dependência de drogas ilícitas o faz devido ao uso de cocaína, sendo que a prevalência anual do uso dessa droga na América do Sul (1,5%) é comparável aos níveis observados na América do Norte (1,6%), mas muito maior que aqueles da América Central e do Caribe (0,6%) (United Nations Office on Drugs and Crime, 2016). No Brasil, estima-se que cerca de 3% da população já tenha feito uso de cocaína na vida (Duarte et al., Secretaria Nacional de Políticas sobre Drogas – Relatório Brasileiro sobre Drogas, 2009) e que 0,8% da população das capitais seja composta de usuários regulares de crack, formulação da cocaína com elevado grau de pureza (Fundação Oswaldo Cruz, 2013). Curiosamente, ao contrário das drogas anfetamínicas, cujo uso é constante independentemente de nível socioeconômico, a prevalência do uso de cocaína varia muito de acordo com a classe econômica, com uma prevalência de mais de 1% entre pessoas de alta renda e de cerca de 0,2 a 0,3% entre pessoas de classe econômica baixa ou baixa-média (United Nations Office on Drugs and Crime, 2016).
A cocaína produz efeitos estimulantes similares aos causados por anfetaminas, mas com uma duração bastante menor, que incluem sentimento de elevada energia, redução da fadiga, sensação de bem-estar, confiança aumentada e maior loquacidade (Koob e LeMoal, 2006). A duração do efeito de drogas psicoestimulantes varia não somente de acordo com a classe de drogas, mas também de acordo com a via de administração. De importância para o presente estudo, quando administradas por via
11 intravenosa em humanos, a metanfetamina apresenta uma meia-vida de aproximadamente 12 horas (Cook et al., 1992, 1993), enquanto a meia vida da cocaína intravenosa é de cerca de 40 a 50 minutos (Javaid et al., 1983). Assim, as anfetaminas apresentam um tempo de ação muito mais longo comparado à cocaína. Porém, mesmo com características farmacocinéticas diferentes, drogas psicoestimulantes agem no sistema nervoso central por meio de mecanismos neurobiológicos bastante semelhantes.
1.2.2 Mecanismos Neurobiológicos
Psicoestimulantes, como a metanfetamina e a cocaína, são conhecidos por aumentarem a disponibilidade de monoaminas em sinapses monoaminérgicas do sistema nervoso central. A cocaína age especificamente bloqueando a recaptação de noradrenalina, dopamina e serotonina em neurônios pré-sinápticos (para revisão ver Volkow et al., 1996). A metanfetamina, por sua vez, age não só bloqueando transportadores de monoaminas, mas também inibindo a metabolização de monoaminas em neurônios pré-sinápticos e induzindo diretamente a liberação de monoaminas das vesículas pré-sinápticas para o meio extracelular (Volkow et al., 1996). Apesar de agirem em diferentes sistemas monoaminérgicos cerebrais, a ação neurofarmacológica primária responsável pelos efeitos reforçadores e estimulantes dos psicoestimulantes parece estar relacionada mais especificamente ao sistema dopaminérgico mesolímbico (LeMoal e Koob, 2007).
Resultados de diversos estudos neurofarmacológicos em modelos animais indicam que a atividade neuronal do sistema dopaminérgico mesocorticolímbico
12 (caracterizado pela presença de neurônios dopaminérgicos cujos corpos celulares estão localizados na área ventral do tegmento mesencefálico (VTA) se projetam para o córtex pré-frontal medial e orbital, o NAc, a amígdala e o núcleo do leito da estria terminal) constitui a base para o circuito de recompensa de psicoestimulantes (Pierce e Kumaresan, 2006). Mais especificamente, sinapses dopaminérgicas da VTA para o NAc parecem exercer papel fundamental nos efeitos reforçadores de drogas estimulantes com potencial de abuso. Estudos de microdiálise in vivo indicam um papel crucial de circuitos dopaminérgicos no NAc na autoadministração de drogas psicoestimulantes em primatas não-humanos (Schultz et al., 1998; Martin-Soelch et al., 2001; Watanabe et al., 2001; Czoty et al., 2002). Ainda, estudos de neuroimagem utilizando a técnica de tomografia por emissão de pósitrons documentaram uma relação próxima entre os níveis de ocupação de transportadores de dopamina in vivo e os efeitos reforçadores de psicoestimulantes em humanos e demais primatas (para revisão ver Howell e Wilcox, 2002). Assim, parece existir uma correlação importante entre a autoadministração de psicoestimulantes em primatas não-humanos, principal modelo de dependência química da atualidade, e os níveis de dopamina no NAc. É importante ressaltar que o uso da metodologia de autoadministração tem sido primordial para o desenvolvimento bem-sucedido de terapêuticas para o abuso de psicoestimulantes. Por exemplo, a eficácia pré-clínica da vareniclina e da buprenorfina em estudos de autoadministração foi a base para o uso clínico desses compostos para a dependência de nicotina e opióides, respectivamente (Rollema et al., 2007; Pierce et al., 2012). Portanto, estudos de autoadministração parecem mimetizar de forma confiável os efeitos de drogas psicoestimulantes em humanos. Com base nesses
13 estudos, a hipótese mais bem aceita atualmente é a de que a dependência de psicoestimulantes ocorre devido à neuroplasticidade errônea induzida por essas drogas nos processos de memória e aprendizado relacionados a recompensas no sistema dopaminérgico mesolímbico (Nestler, 2002; Everitt e Robbins, 2005; Kalivas e O’Brien, 2008).
A trajetória natural de um padrão de abuso que inclui dependência segue um ciclo, tendendo sempre a voltar para o uso da substância. Após o consumo da droga ocorre primeiramente uma intensa euforia (Koob e LeMoal, 2006) - que é potencializada por um acesso mais rápido da droga ao cérebro devido à escolha de vias de administração como a intravenosa - seguida de uma imediata disforia (Bals-Kubik et al., 1993). Com o uso crônico de psicoestimulantes, a dose necessária para produzir euforia aumenta, e o efeito subjetivo da droga diminui (Bittner et al., 1981; Kraeuchi et al., 1985; Ahmed et al., 2002; White et al., 2010). O indivíduo passa, então, a fazer uso de doses e/ou quantidades maiores de droga para atingir um efeito subjetivo semelhante ao vivenciado inicialmente, sentindo, porém, uma disforia ainda maior após seu uso e, consequentemente, consumindo quantidades cada vez maiores da droga. Estudos têm demonstrado de maneira consistente que as bases neuroquímicas associadas à abstinência motivacional envolvem a princípio uma diminuição da função dopaminérgica, incluindo uma diminuição no número e/ou na função de receptores dopaminérgicos dos tipos D1 e D2 (Weiss et al., 1995; Tsukada et al., 1996; Graziella de Montis et al., 1998; Maggos et al., 1998; Moore et al., 1998a,b; Nader et al., 2002; Volkow et al., 1993, 2001). Os achados de uma redução crônica da função dopaminérgica mesolímbica após longos períodos de uso de psicoestimulantes
14 sugerem adaptações moleculares que diminuem a sensibilidade do indivíduo aos efeitos recompensadores de exposições subsequentes à droga, caracterizando o fenômeno de tolerância, e que prejudicam as vias de recompensa, definindo a dependência química. Em períodos de abstinência da droga o indivíduo encontrar-se-ia, então, em um estado amotivacional, anedônico e depressivo.
Dessa forma, a abstinência contribui para um ciclo vicioso no qual a interrupção do uso de cocaína causa diversos sintomas negativos que, combinados com o desejo compulsivo pela droga, podem levar à recaída ao seu uso. Assim, a dependência química tem sido caracterizada pela (1) compulsão por buscar e consumir a droga, seguida da (2) perda do controle sobre o limite de uso da substância e subsequentemente pela (3) emergência de um estado emocional negativo (disforia, ansiedade, irritabilidade), refletindo uma síndrome de abstinência na retirada da droga (Koob e Volkow, 2010). Esse padrão caracteriza um uso crescente que envolve tanto aspectos de transtornos impulsivos como compulsivos (Everitt e Robbins, 2016). Transtornos do impulso são caracterizados por um forte sentimento de tensão ou excitação antes de realizar um ato impulsivo além de prazer, gratificação ou alívio após cometer esse ato. Já os transtornos compulsivos são caracterizados por ansiedade e estresse antes de realizar um comportamento compulsivo repetitivo e alívio do estresse após a realização desse comportamento. Assim, a junção de atos impulsivos e compulsivos gera um ciclo de dependência composto por três estágios: intoxicação, abstinência e desejo compulsivo. Nesse ciclo, a impulsividade normalmente permeia os estágios iniciais, enquanto a combinação de impulsividade e compulsividade permeia os estágios mais tardios. Na medida em que um indivíduo passa da impulsão para a
15 compulsão, há uma mudança no padrão de reforço que motiva o comportamento, saindo de um reforço positivo para um reforço negativo. Esses três estágios interagem entre si, tornando-se mais intensos e culminando em um ciclo vicioso, estado patológico conhecido como dependência química (Koob e Volkow, 2010).
Além do aparecimento de sentimentos negativos na ausência da droga e da diminuição de seu efeito subjetivo per se, diversos outros fatores podem contribuir para a retomada e continuação do consumo de drogas, influenciando principalmente o período crítico de abstinência. Dessa forma, fatores ambientais contribuem para a continuação do ciclo vicioso característico da dependência por favorecer ou induzir a recaída ao uso de drogas. Um dos principais meios pelos quais drogas de abuso levam à recaída é o chamado condicionamento ambiental (Everitt e Robbins, 2016), fenômeno que também parece ser modulado pelo sistema dopaminérgico. Estímulos ambientais novos e motivacionalmente relevantes, aumentam a liberação de dopamina no NAc e a transmissão dopaminérgica mesolímbica (Berridge e Robinson, 1998; Schultz, 1998). Em outras palavras, uma atividade dopaminérgica aumentada no NAc sinaliza o aparecimento de um evento importante que requer a criação de uma estratégia comportamental adaptativa. Tendo em vista o papel da dopamina em estabelecer respostas comportamentais adaptativas, o grande aumento nos níveis de dopamina no NAc induzido por drogas de abuso também resulta no desenvolvimento de potentes associações entre o efeito da droga e os estímulos ambientais no qual esse efeito foi vivenciado (O’Brien et al., 1993; Foltin e Haney, 2000; Cavallo et al., 2016).
16 Estudos de neuroimagem em humanos e manipulações experimentais em animais de laboratório verificaram que o aprendizado associativo droga-estímulo está relacionado a um conjunto interligado de regiões cerebrais corticais e límbicas, cujos principais componentes são: córtex orbitofrontal, cingulado anterior, córtex pré-límbico, amígdala basolateral, hipocampo, sistema executivo pré-frontal, estriado dorsal e NAc (Everitt e Robbins, 2005; Weiss, 2005). De importância, o NAc é considerado uma estrutura crítica para o desenvolvimento do comportamento de busca pela droga, sendo que a sua porção core é necessária para a aquisição do reforço condicionado induzido por drogas psicoestimulantes (Ito et al., 2004). Adicionalmente, projeções glutamatérgicas e/ou dopaminérgicas vindas da amígdala basolateral (Di Ciano e Everitt, 2004a; See et al., 2001), da área tegmentar ventral (VTA) (Di Ciano e Everitt, 2004b) e do hipocampo para o NAc são importantes para a expressão do condicionamento induzido por psicoestimulantes (para revisão ver Everitt e Robbins, 2005; Weiss, 2005).
Portanto, a neurocircuitaria envolvida na associação entre o efeito da droga e estímulos contextuais compreende as principais estruturas subjacentes ao sistema de recompensa. A reinstalação induzida por pistas ambientais associadas à metanfetamina, por exemplo, requer a ativação de neurônios localizados no estriado dorsolateral (Rubio et al., 2015). Ainda, a reinstalação induzida por cocaína é mediada pela ativação de conjuntos neuronais específicos localizados no NAc (Cruz et al., 2014). Assim, por ativarem os mecanismos cerebrais de recompensa, respostas condicionadas à droga têm sido relacionadas tanto à manutenção do uso da droga como para o desejo compulsivo intenso pelo uso da droga, podendo levar à recaída
17 (Kalivas, 2002). Esse processo tem grande importância para estratégias de tratamento da dependência química, pois mesmo que um indivíduo conquiste a abstinência, a exposição a estímulos condicionados pode rapidamente ativar a memória dos efeitos da droga e, consequentemente, desencadear o desejo compulsivo pelo seu uso. Nesse contexto, modelos animais têm visado mimetizar as condições clínicas em laboratório na tentativa de entender mais sobre o fenômeno de abstinência e de recaída induzida pela apresentação de pistas e/ou drogas.
Uma propriedade chave de comportamentos condicionados é que eles sofrem extinção quando apresentados repetidamente ao indivíduo na presença do ambiente condicionado, mas na ausência da droga (Carey e Gui, 1997). Assim, a extinção é definida como uma diminuição progressiva do reflexo a um estímulo condicionado, que é apresentado ao indivíduo diversas vezes sem o reforço. Quando essa apresentação ocorre por um número de vezes suficiente, o estímulo condicionado deixa, então, de incitar uma resposta condicionada. Em outras palavras, o condicionamento foi extinto (Pavlov, 1927). Experimentos de autoadministração em roedores e primatas não-humanos têm incorporado o conceito de extinção para investigar mais a fundo esse fenômeno. Durante esses protocolos, a extinção é caracterizada pela redução do comportamento de busca pela droga (apertar uma alavanca, por exemplo) quando a contingência entre o comportamento de busca e/ou o estímulo preditivo condicionado (apresentação de um estímulo luminoso, por exemplo) e a apresentação da recompensa (infusão de droga) é quebrada. Assim, a extinção é um processo ativo de aprendizado.
18 É importante enfatizar que a extinção não elimina o comportamento de busca compulsiva pela droga, mas sim o inibe. Essa inibição pode ser removida subsequentemente de diversas maneiras, incluindo pela re-apresentação do reforço (droga) e/ou do estímulo condicionado (luz) durante sessões de reinstalação. De importância, o modelo de reinstalação tem sido cada vez mais utilizado como um modelo laboratorial de desejo compulsivo e recaída ao abuso de drogas induzido pela apresentação de estímulos condicionados e/ou da própria droga de abuso (Epstein et al., 2006). Com isso, pesquisadores têm conseguido elucidar os potenciais mecanismos comportamentais, ambientais e neurais subjacentes à recaída, bem como investigar medicações que poderiam prevenir a recaída durante o tratamento da dependência química. Estudos sugerem que os mecanismos neurais subjacentes ao processo de extinção e de reinstalação se sobrepõem, dependendo, pelo menos em parte, de vias cortico-estriatal-hipotalâmicas e cortico-hipotalâmico-talâmicas, incluindo um papel importante da via dopaminérgica mesolímbica, incluindo o NAc (Millan et al., 2011). O sistema dopaminérgico mesolímbico e o sistema glutamatérgico corticoestriatal têm sido propostos como substratos neurofarmacológicos para a reinstalação do ciclo abusivo induzida por drogas (de Wit e Stewart, 1981; Cornish e Kalivas, 2001; McFarland e Kalivas, 2001; Shalev et al., 2002). De fato, em um nível anatômico, a microinjeção de dopamina no NAc resulta em uma reinstalação similar à induzida por droga, sendo que efeitos semelhantes foram observados com a administração de dopamina no córtex pré-frontal (Everitt e Wolf, 2002; Kalivas e McFarland, 2003). Ainda, a reinstalação do comportamento de busca por cocaína é facilitada por agonistas glutamatérgicos e inibida por antagonistas glutamatérgicos
19 quando aplicados em diversas regiões do sistema dopaminérgico mesolímbico, incluindo NAc, córtex pré-frontal e VTA (Cornish e Kalivas, 2000).
Em resumo, pode-se observar que a dependência química é uma doença complexa que envolve diversas vias neurais e que carece de estratégias de prevenção e tratamento eficazes. O desenvolvimento de abordagens eficazes para o tratamento da dependência de psicoestimulantes conta com pesquisas clínicas em indivíduos fazendo uso de substâncias, bem como de pesquisas pré-clínicas nas quais um controle experimental rigoroso e manipulações comportamentais e farmacológicas específicas podem ser realizados para modelar e controlar a progressão da exposição à droga ao longo do tempo. Modelos animais têm aumentado nosso entendimento da neurobiologia dos efeitos recompensadores, reforçadores e condicionados de drogas estimulantes (Kalivas e McFarland, 2003; Bubar e Cunningham, 2006). Esses avanços pré-clínicos originalmente tiveram como foco o sistema de neurotransmissão dopaminérgica como um alvo relevante para o desenvolvimento de medicações para o abuso de psicoestimulantes. De fato, conforme exposto nesta seção, a neurotransmissão dopaminérgica mesolímbica tem sido apontada de maneira consistente como o principal mecanismo subjacente aos efeitos relacionados ao abuso de drogas psicoestimulantes. Porém, apesar de décadas de pesquisa, estudos clínicos ainda não identificaram medicações de base dopaminérgica que apresentem eficácia em promover abstinência, diminuir o desejo compulsivo e prevenir a recaída sem apresentar potencial de abuso. Com isso, estudos mais recentes têm passado a investigar outros sistemas neurais que desempenhem papéis igualmente importantes em processos de dependência, e resultados têm gerado novas perspectivas para a
20 farmacoterapia (Kalivas e Volkow, 2011; Skolnick e Volkow, 2012; Murnane et al., 2013a; Cunningham e Anastasio, 2014; Howell e Negus, 2014). No presente estudo, nós enfatizamos os sistemas dos neurotransmissores ácido gama-aminobutírico (GABA) e serotonina (5-HT) como alvos promissores, principalmente devido ao efeito modulador da neurotransmissão dopaminérgica que esses sistemas exercem.
1.2.2.1 Mecanismos GABAérgicos
Como mencionado anteriormente, a VTA é uma das estruturas cerebrais principais componentes do sistema dopaminérgico mesocorticolímbico. Neurônios dopaminérgicos compreendem a maior população de neurônios localizados na VTA (cerca de 60%) (Margolis et al., 2006), sendo que esses neurônios dopaminérgicos se projetam para diferentes regiões, incluindo o NAc (Menegas et al., 2015). A segunda maior população de neurônios na VTA consiste em neurônios GABAérgicos (aproximadamente 25%) (Nair-Roberts et al., 2008), que por sua vez modulam a atividade dos neurônios dopaminérgicos da VTA. Inicialmente acreditava-se que os neurônios GABAérgicos localizados na VTA agiam principalmente como interneurônios; porém, hoje sabe-se que eles influenciam a atividade de neurônios dopaminérgicos na VTA de maneira direta (van Zessen et al., 2012), e ainda se projetam para outras regiões cerebrais, com projeções menores para a amígdala, córtex pré-frontal e NAc (Carr et al., 2000; Brown et al., 2012). Neurônios dopaminérgicos da VTA armazenam GABA em vesículas por meio do transportador vesicular de dopamina, o que indica que o GABA pode ser liberado juntamente com a dopamina para induzir efeitos eletrofisiológicos em neurônios no NAc e estriado dorsal (Tritsch et al., 2012, 2014).
21 Assim, neurônios GABAérgicos localizados na VTA não só regulam a atividade de neurônios dopaminérgicos que se projetam para o NAc, mas também modulam a atividade de neurônios GABAérgicos localizados no NAc de maneira direta (Oliva e Wanat, 2016).
Neurônios GABAérgicos localizados no NAc, por sua vez, enviam projeções de volta para a VTA e, portanto, acredita-se que eles medeiam um feedback inibitório para regular a atividade de neurônios dopaminérgicos (Rahman e McBride, 2000). A neurotransmissão inibitória de neurônios provenientes do NAc para neurônios GABAérgicos localizados na VTA é aumentada após a administração repetida de cocaína, o que por sua vez desinibe os neurônios dopaminérgicos da VTA (Bocklisch et al., 2013). Dessa forma, apesar de os efeitos de drogas de abuso serem comumente relacionados ao efeito direto dessas drogas nos níveis de dopamina no NAc, diversos outros mecanismos parecem modular os níveis de dopamina no NAc em resposta ao desafio com drogas. Diversos estudos apontam que o uso crônico de psicoestimulantes leva a uma disfunção GABAérgica que favorece a perpetuação do ciclo da dependência química.
Um dos mecanismos pelos quais o uso de psicoestimulantes leva a uma disfunção GABAérgica é por meio de alterações na função normal de receptores GABAérgicos (Jiao et al., 2015). Receptores GABAérgicos incluem receptores ionotrópicos (GABAA e GABAC) e receptores metabotrópicos (GABAB). Os receptores GABAérgicos ionotrópicos são canais iônicos dependentes de ligante que regulam a transmissão sináptica inibitória rápida de neurônios, enquanto receptores metabotrópicos GABAB pertencem à superfamília de receptores acoplados à proteína
22 G, sendo responsáveis pela neuromodulação do GABA (Benarroch, 2012). Dentre esses receptores, os receptores do tipo GABAA e GABAB são os mais amplamente estudados na dependência química. Estudos têm relatado que agonistas de receptores GABAB reduzem os efeitos reforçadores de drogas de abuso, um fenômeno que parece ser mediado pela modulação de neurônios dopaminérgicos mesolímbicos (para revisão ver Cousins et al., 2002). Ainda, agonistas indiretos de receptores GABA também atenuam os efeitos reforçadores de drogas de abuso tanto em roedores como em primatas não-humanos (Dewey et al., 1998, 1999; Kushner et al., 1990), sugerindo que a estimulação indireta tanto de receptores GABAB como de receptores GABAA pode reduzir os efeitos reforçadores de psicoestimulantes.
Estudos recentes sugerem que psicoestimulantes afetam o funcionamento normal de receptores GABAA. Hondebrink e colaboradores (2013) relataram que drogas estimulantes inibem a corrente elétrica induzida por receptores GABAA, potencialmente por meio de ligação competitiva em um dos sítios de ligação do GABA, o que acarreta uma diminuição na intensidade do potencial de ação. O mesmo grupo de pesquisa demonstrou um efeito inibitório de drogas psicoestimulantes no potencial inibitório induzido por receptores GABAA no sistema nervoso (Hondebrink et al., 2011). Uma diminuição no efeito inibitório em neurônios dopaminérgicos poderia resultar em uma maior liberação de dopamina em resposta a drogas estimulantes e favorecer o desenvolvimento de dependência química. A administração de antagonistas do receptor GABAA parece agravar o quadro de dependência de psicoestimulantes, enquanto a administração do antagonista de receptores GABAA diretamente no córtex pré-frontal potencializou a ativação psicomotora induzida por anfetamina (Enomoto et
23 al., 2011), sugerindo que receptores GABAA podem desempenhar um papel inibitório na dependência de psicoestimulantes.
Nesse sentido, diversos estudos têm investigado o papel de agonistas diretos e moduladores de receptor GABAA na dependência química. De importância, estudos em primatas não humanos relatam que moduladores alostéricos positivos do receptor GABAA (moduladores de receptores GABAA) parecem ser mais eficazes em bloquear os efeitos relacionados ao abuso de estimulantes quando comparado a outros compostos que agem em receptores GABAA, como agonistas, por exemplo (Negus et al., 2000; Weerts et al., 2005). Estudos em roedores indicam que a administração do benzodiazepínico clonazepam (modulador do receptor GABAA) previniu o desenvolvimento de sensibilização comportamental induzida por metanfetamina em camundongos (Ito et al., 2000), enquanto o benzodiazepínico midazolam atenuou as propriedades estimulantes da d-anfetamina em ratos (Druhan et al., 1991). Estudos sugerem ainda que moduladores de receptores GABAA de alta eficácia (ausência de seletividade para as subunidades 1, 2, 3 e 5 de receptores GABAA; Smith et al., 2001) parecem ser mais eficazes em atenuar os efeitos reforçadores de psicoestimulantes do que moduladores de baixa eficácia (Negus et al., 2000; Barrett et al., 2005; Weerts et al., 2005). Negus e colaboradores (2000) descreveram que tratamentos com o modulador de receptores GABAA de alta eficácia triazolam, mas não o de baixa eficácia imidazenil, atenuou os efeitos da cocaína em um teste de discriminação entre droga e comida em macacos rhesus. Os mesmos achados foram confirmados por Barret e colaboradores (2005) para os moduladores de receptores GABAA midazolam (alta eficácia) e enazenil (baixa eficácia), sendo que apenas o midazolam foi eficaz em
24 diminuir os efeitos discriminativos da cocaína e a autoadministração de cocaína em ratos. Finalmente, em humanos, a administração do benzodiazepínico alprazolam atenuou os efeitos de psicoestimulantes em humanos (Rush et al., 2004), enquanto o benzodiazepínico triazolam diminuiu os efeitos discriminativos da metanfetamina (Sevak et al., 2009).
Em resumo, a dependência de psicoestimulantes pode alterar a função de receptores GABAérgicos, sugerindo que o sistema GABAérgico está envolvido de maneira importante no desenvolvimento da dependência de drogas estimulantes. Uma vez que a modulação de receptores GABAérgicos, em especial de receptores do tipo GABAA, atenua os efeitos reforçadores de drogas de abuso em modelos animais e em estudos clínicos, farmacoterapias que tenham como alvo principal receptores GABAérgicos específicos podem representar uma área promissora para o tratamento da dependência de psicoestimulantes. Ainda, drogas que modulem e aumentem a atividade do sistema GABAérgico de maneira indireta também poderiam apresentar potencial terapêutico. Nesse contexto, uma classe específica de compostos vem recebendo atenção crescente devido ao seu potencial de inibir a via dopaminérgica mesolímbica por meio da ativação de neurônios GABAérgicos: as drogas agonistas de receptores serotoninérgicos do tipo 2C (Howell e Cunningham, 2015).
1.2.2.2 Mecanismos Serotoninérgicos
O sistema serotoninérgico pode influenciar os efeitos reforçadores de psicoestimulantes por meio de interações diretas e indiretas com o sistema dopaminérgico. O núcleo da base, que contém corpos celulares serotoninérgicos, envia
25 projeções para áreas cerebrais envolvidas na dependência química, incluindo a VTA, NAc, estriado dorsal e córtex pré-frontal (Parent et al., 1981; Halliday e Tork, 1989; Di Matteo et al., 2008). Além disso, neurônios serotoninérgicos realizam sinapses diretamente em neurônios dopaminérgicos e não-dopaminérgicos na VTA (Herve et al., 1987), posicionamento que garante que esses neurônios influenciem as projeções da VTA de diversas maneiras. Os inibidores seletivos do transportador de serotonina se ligam aos transportadores e os bloqueiam, sendo utilizados atualmente para o tratamento de depressão e transtornos do humor. Quando administrados de maneira aguda, inibidores da recaptação de serotonina levam a um aumento nos níveis de serotonina (Wong et al., 1995; Clark et al., 1996; Qu et al., 2009), podendo afetar a neurotransmissão dopaminérgica por diminuírem os níveis de dopamina no estriado e NAc e reduzirem as taxas de disparo de células dopaminérgicas na VTA. Isso, então, levaria a uma diminuição nos níveis de dopamina em áreas inervadas por neurônios dopaminérgicos da VTA, como o NAc (Howell e Cunningham, 2015).
A serotonina modula a neurotransmissão dopaminérgica de uma maneira complexa que depende do subtipo de receptores serotoninérgicos envolvidos (Hayes e Greenshaw, 2011). Receptores serotoninégicos são amplamente expressos no cérebro, e diversos tipos diferentes de receptores têm sido sugeridos como moduladores dos efeitos da serotonina endógena na neurotransmissão dopaminérgica (para revisão ver Hayes e Greenshaw, 2011). Porém, os receptores serotoninérgicos do tipo 5-HT2A e 5-HT2C em particular parecem mediar a influência da serotonina na dependência química (Bubar e Cunningham, 2006, 2008; Cunningham e Anastasio, 2014). Os receptores 5-HT2A e 5-HT2C são expressos no cérebro de formas distintas, e
