Consuelo Guerri Consuelo Guerri Centro de Investigación Príncipe Felipe-UnidadAsociada del Instituto de Biomedicina del CSIC,Valencia

13 de Diciembre, 2012MURCIA

13 de Diciembre, 2012MURCIA

Destilación Siglos XI-XII D.C.

8.500 A.C. Comienzala agricultura. Se hapropuesto que el cultivo de granos comenzó no con el propósito de producir almidón (harinas) sino para fermentarlo en la producción de alcohol.

10.000 A.C. El hombrecomienza a producir“vinos” al fermentarfrutas naturales

LA PRODUCCIÓN DE ALCOHOL VA UNIDA A NUESTRA CULTURA

La palabra alcohol proviene delárabe alkuhl, que se refiere a algosutil, al "espíritu" del vino. Elalambique, aparato para destilarel alcohol, fue también inventadopor los árabes por los años 800, eintroducido en Europa hacia 1250.

La palabra alcohol proviene delárabe alkuhl, que se refiere a algosutil, al "espíritu" del vino. Elalambique, aparato para destilarel alcohol, fue también inventadopor los árabes por los años 800, eintroducido en Europa hacia 1250.

Los romanos -herederos del saber griego sobre el vino- poseían todo lo necesario para envejecer el vino. Además de las ánforas de barro griegas, tenían barricas y botellas de cristal muy parecidas a las actuales; agregaron azúcar para aumentar el contenido alcohólico, establecieron el uso de la poda, el refinamiento en el proceso de fermentación

Los romanos -herederos del saber griego sobre el vino- poseían todo lo necesario para envejecer el vino. Además de las ánforas de barro griegas, tenían barricas y botellas de cristal muy parecidas a las actuales; agregaron azúcar para aumentar el contenido alcohólico, establecieron el uso de la poda, el refinamiento en el proceso de fermentación Dios Baco

Cuando hablamos de alcohol nos referimos al alcohol etílico o etanol, que se obtiene por fermentación de la glucosa de las fruta (o, con esfuerzo, del almidón de granos y tubérculos)

Cuando hablamos de alcohol nos referimos al alcohol etílico o etanol, que se obtiene por fermentación de la glucosa de las fruta (o, con esfuerzo, del almidón de granos y tubérculos)

El alcohol etílico se compone de carbono, hidrógeno y oxígeno: C2H5OH.

H HH C C O H

H H

Hoy sabemos que la labor de transformar el azúcar del jugo de uva en alcohol la realizan unos microorganismos llamados levaduras (sacaromices).Las levaduras son microorganismos formados por una sola célula.

Cuando las condiciones son óptimas comienzan a reproducirse. Trabajan sin la presencia de oxígeno (anaerobias) y transforman los azúcares por un proceso fermentativo.

Hoy sabemos que la labor de transformar el azúcar del jugo de uva en alcohol la realizan unos microorganismos llamados levaduras (sacaromices).Las levaduras son microorganismos formados por una sola célula.

Cuando las condiciones son óptimas comienzan a reproducirse. Trabajan sin la presencia de oxígeno (anaerobias) y transforman los azúcares por un proceso fermentativo.

La reacción química esquemática realizada por las levaduras es:

Glucosa = etanol + gas carbónico + energíaC6H12O6 = CH3-CH2OH + CO2 + energía

La reacción química esquemática realizada por las levaduras es:

Glucosa = etanol + gas carbónico + energíaC6H12O6 = CH3-CH2OH + CO2 + energía

Cómo pasa el alcohol de la sangre al aliento

El alcohol se absorbe y pasa al torrente circulatorio distribuyéndose por todo el organismo

1. Boca: ingesta de alcohol2. Estomago: absorción 3. Intestino delgado: absorción y entrada

al torrente circulatorio4. Corazón5. Cerebro6. Hígado: metabolismo del alcohol

- Tolerancia- Dependencia física y psicológica

(delirium tremens)- Adicción, con propiedades de refuerzo

• DROGA ADICTIVA (POCO POTENTE)

• ALIMENTO (1 gr. = 7 Kcal.)

• PROTECOR DE ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES

• TERATÓGENO (Malformaciones y daño fetal)

• ANESTÉSICO

• Co-CARCINOGENO(aumenta el riesgo de ciertos canceres)

• TÓXICO CELULAR ( Hígado y cerebro)

PROPIEDADES DEL ETANOLPROPIEDADES DEL ETANOL

Guerri, 2012

La ingesta moderada de alcohol, especialmente de vino tinto, modifica los niveles de lípidos, elevando el colesterol-HDL o colesterol bueno, y los niveles de algunas proteínas de la coagulación y fibrinolisis, disminuyendo la formación de trombos. Estos mecanismos explican parte importante de la disminución del riesgo de mortalidad cardiovascular y cerebrovascular obstructiva en bebedores moderados.

BENEFICIOS DEL CONSUMO MODERADO DE ALCOHOL ( VINO)

(Se recomienda la abstención en mujeres embarazadas, personas con hepatopatía y ex-alcohólicos)

Dosis umbrales recomendadas en adultos, en las comidas, son:

MUJERES: Dosis máxima: 10 g/día (1 copa de vino)

HOMBRES: Dosis máxima: 20-25 g/día ( ~2 copas de vino)

El consumo de alcohol causa hepatotoxicidad,altera la función hepática

y produce cirrosis

Reino Unido: Se multiplican los casos de cirrosis entre jóvenes británicas, 2006-2008

Los niveles de alcohol en sangre (que son los mismos que en cerebro) o ALCOHOLEMIA determinan el

efecto que producen sobre el cerebro

La tasa máxima de alcoholemia depende:La cantidad de alcohol ingeridoEl tipo de bebida que se consuma y la rapidez con que se ingieraSi se ha comido o noEl peso de la personaSexo: Dándose las mismas circunstancias, las mujeres suelen reflejar una mayor tasa de alcoholemia.La edad: El consumo de alcohol suele afectar más a losmenores de 25 años y a los mayores de 60.

DOSIS INTERMEDIAS DE ALCOHOL PRODUCEN:

• Alteración del leguaje

• Somnolencia

Altera emociones

1.5 – 2 g/l

Los niveles de alcohol en sangre (que son los mismos que en cerebro) o ALCOHOLEMIA determinan el

efecto que producen

BAJAS DOSIS DE ALCOHOLPRODUCEN:

• Relajación

• Desinhibición

• Disminuye la concentración

• Altera los reflejos

• Reduce la coordinación

0.5 - 1 g/l

ALTAS DOSIS DE ALCOHOLPRODUCEN

• Vómitos

• Dificultades en la respiración

• Pérdida de conocimiento

• Coma

3 – 5 g/l

1 bote de cerveza (5%, 330 ml) = 16.5 g. etanol200 ml de vino (12.5 %) = 24.5 g. de etanol

CALCULOS DE LOS NIVELES DE ALCOHOLEMIA

Persona adulta 70 kg

Mujer: 16.5 g. EtOH/ 70 kg x 0.6 = 0.39 g/litro sangre

Hombre: 16.5 g. EtOH/ 70 kg x 0.7 = 0.33 g/litro sangre

Joven 50- 60 kgChica 16.5 g. EtOH/ 50 x 0.60 = 0.55 g/l (1 cerveza)

Chico 16.5 g. EtOH/ 60 x 0.60 = 0.46 g/l (1 cerveza)

Metabolismo o eliminacion del alcohol: 0.1-0.15gr/kg/h: 7g/70kg/h

El ETANOL PASA LA BARRERAPLACENTARIA

El consumo de alcohol durante el embarazo causa malformaciones el fetales

El alcohol es un teratógeno y altera el desarrollo de cerebroEl alcohol es uno de los tóxicos más importantes que afecta el desarrollo de cerebro.Su consumo durante el embarazo puede producir un amplio rango de deficiencias cognitivas y conductuales así como anomalías físicas, siendo una de las primeras causas evitables de defectos en el nacimiento y deficiencias neurocomportamentales ( Efectos irreversibles)

El Síndrome Alcohólico Fetal se caracteriza por:El Síndrome Alcohólico Fetal se caracteriza por:

1) DISMORFIA FACIAL 1) DISMORFIA FACIAL

2) DEFICIENCIAS DEL CRECIMIENTO2) DEFICIENCIAS DEL CRECIMIENTO

Las alteraciones más graves se observan en niños de madres que han consumido altas cantidades de alcohol durante el embarazo y que puede conllevar al Síndrome Alcohólico Fetal.

Guerri, 2012

3) ALTERACIONES EN EL DESARROLLO DE CEREBRO:- Estructurales (reducción del tamaño cerebral y

alteraciones en su estructura)- Neurológicas- Funcionales (retraso del desarrollo psicomotor,

deficiencias intelectuales, dificultad de aprendizaje)Cerebro de niñorecién nacido con SAF

CONTROLSAF

Cerebro de niño recién nacido

En el cerebro de niños con Síndrome Alcohólico Fetal, además de una reducción en su tamaño, se observan deficiencias en la formación de zonas cerebrales, reducción en los pliegues superficiales, etc. Estas malformaciones cerebrales estructurales conllevan a problemas mentales graves, retraso mental, hiperactividad, problemas de conducta, memoria y aprendizaje

Guerri, 2007

SÍNDROME ALCOHÓLICO FETAL

El síndrome alcohólico fetal es una de las causas conocidas más comunes de retraso mental en el mundo occidental y es un problema de salud pública

Síndrome Alcohólico Fetal (SAF)Síndrome Alcohólico Fetal (SAF)

Adaptado de Streissguth

• Síndrome alcohólico fetal

• Efectos fetales del alcohol

• Efectos comportamentales relacionados con el consumo de alcohol

SAF–Solo la punta del icebergSAF–Solo la punta del iceberg

Períodos del desarrollo fetal vulnerables a los efectos del etanol

Períodos del desarrollo fetal vulnerables a los efectos del etanol

El cerebro es el órgano más vulnerable a los efectos tóxicos del etanol

Cambios secuénciales durante la maduración del cerebro: modificaciones en la materia gris

de la superficie corticalMaduración de las diferentes áreas de cerebro:1.- Áreas relacionadas con los sentidos y el movimiento.

2.- Áreas: orientación espacial, lenguaje y atención (11-12 años).

3.- Áreas: Funciones de integración de los sentidos, razonamiento y funciones de ejecución (lóbulos frontales).(13-21 años).

Toga et al., Mapping brain maturation, TRENDS Neurosci, 2006

5 años

8 años

12 años

16 años

+ 21 añosDisminuye la sustancia gris (amarilo/rojo) y aumenta la sustancia blanca (azul)

El cerebro del adolescente esta en fase de desarrollo

Durante la adolescencia, algunas regiones cerebrales sufren cambios importantes.Se pierden el ~50 % de las conexiones entre

neuronasSin embargo, en otras se forman nuevas sinapsis

mas funcionalesLas sinapsis ya existentes adquieren una mayor

funcionalidad y refinamiento ( aumento de la mielina)

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

Plasticidad cerebral durante la adolescencia

La interconexión entre las neuronas y su modulación es esencial para el buen funcionamiento de procesos cerebrales complejos como el aprendizaje, memoria o el desarrollo.

El cerebro humano posee 100.000 millones de neuronas.

El cerebro del adolescente posee una gran plasticidad o capacidad de modificar los patrones de conexiones cerebrales (formación y eliminación de sinapsis) que son esenciales en los procesos de memoriay aprendizaje.

Es más moldeable y plástico por las experiencias del entorno que el cerebro adulto.

Características del cerebro del adolescente:

Transición del cerebro infantil al adulto

Características del cerebro del adolescente:

Transición del cerebro infantil al adulto

Durante la adolescencia se originan importantes cambios en los lóbulos frontales, región de cerebroque participa en procesos de control en las decisiones, lenguaje, planificación y funciones cognitivas.

Cambios en el cerebro del adolescente

Las 2 regiones mas relevantes por sus cambios son:

Corteza Prefrontal (CPF)importantes cambios hasta la edad de los 20-23Amigdala y NAc muy

desarrollada y domina a la CPF

Juicio, decisiones

Autocontrol,

Sistema de recompensa y estímulos

externos

amygdalanucleusaccumbens

prefrontalcortex

Cambios en el cerebro del adolescente

Las 2 regiones mas relevantes por sus cambios son:

Corteza Prefrontal (CPF)importantes cambios hasta la edad de los 20-23Amigdala y NAc muy

desarrollada y domina a la CPF

Juicio, decisiones

Autocontrol,

Sistema de recompensa y estímulos

externos

Circuito de recompensa

CPF

El desequilibrio conduce a... planificacion en las

decisiones impulsividad autocontrol riesgo- sin ver los

peligros

PFC

amigdala

Me gustan los riesgos

y el botellon

AdolescenciaJUICIO,

AUTOCONTROL,

PFC

amygdala

Durante la maduración del cerebro, y hacia los 22-25 años, se produce un refinamiento en las interconexiones neuronales de la corteza prefrontal

Estoy planificando

mi futuro

Patrón de consumo en los adolescentesPatrón de consumo en los adolescentes

Edad de iniciación: 12-13 añosEdad de iniciación: 12-13 años2-3 episodios de "atracones" durante el fin de semana2-3 episodios de "atracones" durante el fin de semana

Cantidad, 56 gr. EtOH/day)Cantidad, 56 gr. EtOH/day)

>150 gr EtOH/semana, se asocia con bajos rendimientos escolares >150 gr EtOH/semana, se asocia con bajos rendimientos escolares

Consumo durante pocas horas, en ayunas y fines de semanaConsumo durante pocas horas, en ayunas y fines de semana

Consumo en forma de "atracones", que produce altos niveles de alcohol en cerebro, es neurotóxico. Consumo en forma de "atracones", que produce altos niveles de alcohol en cerebro, es neurotóxico.

Efecto del alcohol durante la adolescencia

En comparación con el adulto, el consumo intermitente de altas cantidades de alcohol:

En el adolescente el alcohol produce alteraciones en la atención y en la capacidad de realizar tareas, eventos relacionados con alteraciones en la corteza prefrontal

Sin embargo, el cerebro adolescente es menos sensible a los efectos depresores y motores del alcohol que el adulto.

Afecta en mayor grado la función del hipocampo, alterando los procesos de memoria aprendizaje, tareas importantes durante esta fase del desarrollo.

Imágenes de cerebro (resonancia magnética) en las que sevisualizan cambios en los niveles de oxígeno durante una

prueba de memoria

Como se muestra el alcohol altera la actividad cerebral duranteun test de memoria.

Adolescente 15 años(Control)

Adolescente 15 años(Con consumo de alcohol)

Imágenes de cerebro en donde se muestra una reduccióndel hipocampo en sujetos adolescentes con un

abuso de alcohol de forma intermitente

De Bellis, Am.J.Psychiatry, 2000

El abuso de alcohol durante la adolescencia reduce el tamaño de la corteza prefrontal, que es más

evidente en chicas.

La integridad de la materia blanca (fibras de mileina) sealtera en Adolescentes con un consumo de alcohol

“binge drinking”( Diffusión Tensor Imagen)

McQueeny et al, Alcohol.Clin.Exp.Res, 2009

-Cuerpo calloso-Corona radiata-Proyecciones de lasfibras corticales-Proyecciones del sistema límbico

1. Disminución corteza pre-frontal2. Menor tamaño del Hipocampo3. Alteraciones en la sustancia blanca4. Reducción flujo sanguíneo5. Deterioro en la capacidad cognitiva y de retener

y procesar información6. Bajos niveles de atención 7. Disminución en el rendimiento académico8. Deficiencias en funciones ejecutivas, como

capacidad de organización y de tomar decisiones

Consecuencias del consumo y abuso de alcohol en adolescentes

Preguntas que nos podemos plantear

1- ¿Por que el consumo de alcohol durante la adolescencia afecta determinadas áreas de cerebro?

2- ¿Por qué el consumo de alcohol es mas dañino para el adolescente que para los adultos?

3- ¿Los efectos del etanol en el cerebro adolescente son reversibles?

4- ¿El consumo de alcohol durante la adolescencia predispone a un posterior abuso de alcohol en el adulto?

C.Guerri and M.Pascual, Mechanisms involved in the neurotoxic, cognitive, and neurobehavioral effects of alcohol consumption during adolescence. Alcohol 44(1): 15-26, 2010

Muerte neural endiferentes áreas

cerebrales Pruebas cognitivas

y motoras

3 semanasRatas adultas(60 días)

Pruebas cognitivas, motoras y consumo de alcohol

Modelo experimental del consumo de alcohol durante la adolescencia

8 administraciones de forma

intermitente

2 semanasL M X J V S D L M X J V S D

Pascual et al., 2007

Ratas 30días de edad

2 semanasRatas

adolescentes(45 días)

Etanol: 3 g/kg

Niveles de alcohol en sangre en animales jóvenes y adultos, tras una dosis de alcohol de 3g/kg

por vía intraperitoneal.

0 60 120 180 240 300 360 420 480 5400

50

100

150

200

250Adolescentes

Adultos

Tiempo (min)

Con

cent

raci

ón d

e et

anol

en

sang

re

(mg/

dl)

3 cubatas = 38,5 gr EtOH500 ml Calimocho = 31,2 gr EtOH

Total 69,7 gr EtOH

69,7 gr EtOH60Kg x 0,6 = 1,93g/l = 193mg/dl

69,7 gr EtOH50kg x 0,6 = 2,32g/l =232mg/dl

♂

♀

Altos niveles de alcohol de forma intermitente durante la adolescencia causan muerte en las neuronas de la corteza

prefrontal e hipocampo

CONTROL ETHANOL

CONTROL ETHANOL

Amino cupric silver staining and Fluoro-Jade

La administración de alcohol de forma intermitente durante la adolescencia afecta la memoria a corto ylargo plazo, ya que se observa tanto en animales jóvenes como en adultos.

Jóvenes

Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom0

25

50

75

100

125

**

Cap

acid

ad d

e ap

rend

izaj

e(%

con

trol

)

Inicio Inicio

Dosis intermitentes de alcohol durante la adolescencia altera los procesos de memoria y aprendizaje

La memoria espacial se estudió mediante el uso del laberinto en forma de “Y”,en el que dependiendo del color de las paredes del laberinto, blancas o negras,la comida se encontraba en el brazo derecho o izquierdo del laberinto,respectivamente.

Adultos

Ctrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom0

25

50

75

100

125

Cap

acid

ad d

e ap

rend

er(%

con

trol

) *

Pascual et al., Eur J Neurosc., 2007

1º) 2º)

Memoria no espacialEl animal es situado en el centro de una caja entre dos objetos igualesdurante 3 minutos. Tras un pequeño descanso se coloca de nuevo en una cajacambiando uno de los objetos por otro de color llamativo determinando eltiempo que esta pendiente de este último.

Reconocimiento de un objeto nuevo no familiar. El índice de discriminación representa el tiempoque esta el animal observando un objeto familiar respecto a uno nuevo. Si el tiempo es el mismoel índice de discriminación es 50%. El alcohol disminuye de forma notable la memoria noespacial tanto en animales jóvenes como en adultos que se les ha administrado alcohol durantela adolescencia.

JóvenesCtrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom

0.0

2.5

5.0

7.5

*

Índi

ce d

e di

scrim

inac

ión

AdultosCtrol Ctrol+Indom EtOH EtOH+Indom0

2

4

6

8

*

Indi

ce d

e di

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inac

ión

Pascual et al., Eur J Neurosc., 2007

EL ALCOHOL ES UNA DROGA DE ABUSODEBIDO A SUS ACCIONES EN EL CEREBRO

• TOLERANCIA

• DEPENDENCIA FÍSICA Y PSICOLÓGICA (delirium tremens)

• CRAVING (aumento en el deseo de consumir alcohol)

VULNERABILIDAD A LOS EFECTOS DEREFUERZO DEL ALCOHOL

Exposición Adolescente

Metabolismo

Género

Antecedentes Familiares de Alcoholismo

Efectos Subjetivos

Estrés

Los antecedentes familiares de alcoholismo y la edad de inicio del consumo de alcohol se relacionan con la prevalencia

de la dependencia de alcohol

0

10

20

30

40

50

60

70

≤13 14 15 16 17 18 19 20 ≥21

Edad al Primer Consumo de Alcohol (años)

FHNFHP

[Grant, AHRW, 1998]

La addición es una enfermedad asociada al neurodesarrollo. Comienza en la fase de la

juvenil/adolescencia

Source: NIAAA National Epidemiologic Survey on Alcohol & Related Conditions, 2003.

% in

eac

h ag

e gr

oup

who

dev

elop

first

tim

e de

pend

ence

Edad (años)5 10 15 2520 30 40 50 604535 55 65

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

TobaccoTHC (Cannabis)Alcohol

ALCOHOL

CannabisTabaco

La edad de inicio de consumo de cada droga que se asocia con alto riesgo de dependencia antes de los 25 años

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Días de consumo

Cons

umo

de a

lcoh

ol (g

/Kg)

ControlEthanol

*

*

* ** * * * * *

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Días de consumo

Cons

umo

de a

lcoh

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/Kg)

ControlEthanol

*

*

* ** * * * * *

La administración de alcohol durante la adolescenciaInduce preferencia por el alcohol en adultos

Protocolo Experimental10 días 10 días 10 días7 días

2-10% EtOH 10% EtOH 2-10% EtOH(acceso limitado)

10% EtOH 60 min.agua agua

se mide consumo g/kg

Animales adultos

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Días de consumo

Cons

umo

de a

lcoh

ol (g

/Kg)

ControlEthanol

*

*

* ** * * * * *

00,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Días de consumo

Cons

umo

de a

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/Kg)

ControlEthanol

*

*

* ** * * * * *

Consumo voluntario de alcohol en animales tratados durante la adolescencia con Etanol

Protocolo Experimental10 días 10 días 10 días7 días

2-10% EtOH 10% EtOH 2-10% EtOH(acceso limitado)

10% EtOH 60 min.agua agua

se mide consumo g/kg

El alcohol mantine activado el Circuito de recompensa Pascual et al., 2009, 2011

PFC

Amigdala y circuito

recompensa

El consumo de alcohol durante la adolescencia, altera la maduración de la Corteza prefrontal y el circuito de recompensa, facilitando y predisponiendo a su abuso y adiccion.

Aumenta el riesgo

de adiccion

Autocontrol

MENSAJES y RECOMENDACIONESPromover actividades que favorezcan el desarrollo

saludable del cerebro

Ayudar a los jóvenes con retos que requieran planificación

Reforzar su autoestima frente a la de otros.

Educar de los riesgos y las consecuencias negativas del consumo abusivo

Nunca infravalorar los efectos del consumo de alcohol u de otras drogas en la adolescencia

CONCLUSIONESCONCLUSIONESFinalmente, aunque el consumomoderado de alcohol en el adulto puedetener ciertos efectos beneficiosos enenfermedades cardiovasculares,“el abuso de alcohol y el nuevo patrón deconsumo que están adquiriendo losjóvenes, puede conllevar bajo rendimientoescolar y a graves problemasrelacionados con la adicción al alcohol yel uso de otras drogas”.

viernes y sábados

El anagrama de la Organización Mundial de la Salud indica: Alcohol cuanto menos mejor

Durante la adolescencia se producen:Importantes cambios en las hormonas gonadales que

influencian los circuitos neuronales que median el dimorfismo sexual en cerebro.

Diferentes sistemas de neurotransmisión presentan un máximo de actividad durante la adolescencia (DA, 5HP, ACh, NMDA) y disminuyendo gradualmente hasta llegar a la fase adulta.

Durante este periodo se produce una hiperreactividad de los circuitos que controlan la motivación a los estímulos externos (sistema mesolímbico dopaminérgico), que junto con una reducción del control inhibitorio (corteza prefrontal), pueden contribuir al inicio y abuso del consumo de alcohol y otras drogas.