El investigador Luis Carlos Pardo de la Universidad Politécnica de Cataluña(UPC), junto a colegas de la Universidad de Oxford y otros centros británicos y alemanes, ha desvelado el mecanismo por el cual la cocaína es capaz de atravesar la membrana protectora del cerebro. A través de la difracción de neutrones, para obtener la estructura atómica de la molécula de cocaína cuando está en disolución, han conseguido descubrir por qué la cocaína atraviesa de forma directa, y efectiva, la membrana hematoencefálica que protege al cerebro de sustancias tóxicas, mientras que otras moléculas no pueden.
El estudio, publicado en la revista Physical Chemistry Chemical Physics, revela como la molécula de cocaína es capaz de adaptarse tanto a entornos hidrofílicos (afines al agua) como hidrofóbicos (repelen el agua), ya que consigue esto simplemente cambiando sus propiedades, según el contexto en el que se encuentra.
En este aspecto, los resultados revelan que esta molécula es capaz de recorrer la corriente sanguínea gracias a sus propiedades hidrofílicas. Puede disolverse en agua gracias a que pueden anclarse a su alrededor moléculas acuosas, formando así los llamados puentes de hidrógeno. Asimismo, el trabajo también ha dado respuesta a la incógnita de cómo la cocaína es capaz de adaptarse a los ambientes hidrofóbicos que componen la barrera de protección del cerebro, en los cuales una molécula hidrofílica no debería ser capaz de actuar.
En este contexto, la molécula utiliza las propiedades hidrofóbicas para engancharse a la grasa de la membrana del cerebro "escondiendo" las unidades hidrofílicas que, a priori, no la permitirían "acceder" a este tipo de entornos. Es decir, cuando se encuentra en un ambiente hostil a las moléculas de agua, pliega sus anclajes químicos con el agua de forma que se hace pasar por una molécula hidrofóbica. Gracias al estudio, Luis Carlos Pardo junto con el resto de los investigadores han descubierto que para enganchar entre sí estos anclajes químicos la cocaína utiliza precisamente una molécula de agua.
Los experimentos de difracción de neutrones se han llevado a cabo con la fuente de neutrones ISIS por parte de los investigadores de la Universidad de Oxford, encabezados por Sylvia Mclain. El equipo ha utilizado técnicas numéricas que permiten analizar con el ordenador las moléculas utilizadas. Si la estructura generada en el ordenador es capaz de describir los resultados experimentales se considera correcta. Según los autores, esta investigación podrá ser útil para diseñar, en un futuro, medicamentos que traten enfermedades cerebrales, así como para proteger el cerebro y prevenir la entrada de sustancias tóxicas capaces de atravesar su membrana, como por ejemplo la cocaína.
Para llegar a esta conclusión, Pardo, del Grupo de Caracterización de Materiales de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona(ETSEIB) de la UPC, ha diseñado el programa informático Angula, con el que ha analizado millones de datos generados a partir del experimento de difracción de neutrones. Las numerosas simulaciones analizadas con Angula han proporcionado la información sobre cómo están ordenadas las moléculas de cocaína mezcladas con agua.
FUENTE : http://consalud.es/profesionales/la-estructura-atomica-de-la-cocaina-desvela-como-actua-en-el-cerebro-26134
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