¿Por qué afecta tanto la cocaína al cerebro?

La cocaína es un estimulante adictivo que, a partir de un mecanismo, atraviesa la membrana que protege el cerebro y lo afecta de manera directa. Este hecho ha sido desvelado por un grupo de investigadores de la Universidad de Oxford, junto con Luis Carlos Prado, un investigador del Grupo de Caracterización de Materiales de la Universitat Politècnica de Catalunya.

Lo primero que han querido conocer los investigadores ha sido la razón de por qué la cocaína atraviesa directamente la membrana que protege el cerebro, contrariamente a otras sustancias. Para ello, han observado la estructura microscópica del envoltorio de agua de la molécula de cocaína a través de la difracción de neutrones, una técnica científica que se ha realizado con la fuente de neutrones ISIS, y han descubierto que esta molécula se adapta tanto a entornos afines con el agua como a entornos que la repelen. 

La molécula de la cocaína se disuelve en el agua porque es capaz de anclar otras moléculas de agua, formando así puentes de hidrógeno. Es por ello que se explica la razón de por qué la cocaína es capaz de recorrer las corrientes sanguíneas. Pero los investigadores van más allá y también estudian por qué la molécula se adapta a entornos que repelen el agua, como los compuestos por la barrera que protege el cerebro, en los cuales una molécula afín al agua no debería poder actuar.

La explicación que proponen ellos es que la molécula se engancha a la grasa de la membrana del cerebro gracias a sus propiedades repelentes al agua. De esta manera, “ocultan” las propiedades afines al agua que, de primeras, no le permitirían “adentrarse” a este tipo de entornos. Dicho de otra manera, cuando esta molécula se encuentra en un entorno donde las moléculas son afines al agua, pliega sus anclajes químicos haciéndose pasar por una más de ellas.

Luis Carlos Pardo ha llevado a cabo el diseño de un programa informático conocido como Angula para llegar a todas estas conclusiones. Este ha facilitado mucha información sobre las características de las moléculas de cocaína mezcladas con el agua y, sobre todo, ha generado  datos valiosos a partir del experimento de difracción de neutrones. Esta investigación puede ser útil a largo plazo para proteger el cerebro de sustancias tóxicas a partir del diseño de fármacos que traten enfermedades cerebrales.

Para más información:

Estudio UPC: ftp://media.upc.edu/Estudi-cocaina-upc