Comment les alcaloïdes causent-ils l’addiction?

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Sujets
Parlons sciences et Devon Kollmyer
Lisibilité
8.23

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

On trouve les alcaloïdes dans les substances parmi les plus addictives consommées par les humains. Qu’est-ce qu’un alcaloïde et comment cause-t-il l’addiction?

Qu’est-ce que la nicotine, la codéine, la morphine, la caféine et la diamorphine (mieux connue sous le nom d’héroïne) ont en commun? Si tu as répondu que ce sont des substances addictives, tu as raison. Plus précisément, ces substances addictives appartiennent à un groupe de molécules appelées alcaloïdes.

Qu’est-ce qu’un alcaloïde?

Les alcaloïdes sont des composés d’origine naturelle qui sont présents dans certains groupes de plantes. Plus de 3 000 différents types d’alcaloïdes ont été identifiés chez les plantes. La morphine et la codéine sont dérivées d’une substance qu’on trouve dans les capsules séminales (contenant les semences, ou graines) du pavot somnifère ou pavot à opium (Papaver somniferum).

Opium poppy flowers and seed capsules/Fleurs et capsules séminales du pavot somnifère ou pavot à opium
Fleurs et capsules séminales du pavot somnifère ou pavot à opium (Papaver somniferum) (Source : ThomasShanahan via iStockphoto).

On trouve la nicotine, qui est aussi un alcaloïde, dans les plantes de la famille à floraison nocturne, ou solanacées, comme le chou-fleur, la tomate, l’aubergine, la pomme de terre et le tabac. 

Le savais-tu?

Il faudrait que tu manges environ 350 grosses tomates pour ingérer la même quantité de nicotine que si tu t’assoyais à côté d’un grand fumeur pendant trois heures.

Les scientifiques ne comprennent pas tout à fait pourquoi certaines plantes produisent des alcaloïdes. Ce pourrait être lié au processus de développement des semences d’une plante. Les scientifiques croient aussi que les alcaloïdes pourraient protéger les plantes contre les insectes qui les mangent. Ce serait comme si une plante lançait un avertissement : « Hey, va-t’en d’ici, laisse mes feuilles tranquilles! » Les alcaloïdes que les plantes produisent ont généralement un effet sur le système nerveux d’un insecte. Par ailleurs, ils donnent souvent un mauvais goût à la plante de sorte que les insectes apprendront à les éviter. 

Quelle est la structure chimique des alcaloïdes?

Les alcaloïdes sont un groupe diversifié de composés chimiques. Les composés sont des substances formées lorsque deux éléments ou plus sont chimiquement liés entre eux. Les scientifiques classent les composés d’après les groupes qui les ont créés. Les composés alcaloïdes contiennent un groupe amine. Un groupe amine contient un atome d’azote et une paire d’électrons libres.

Structure d’un groupe amine
Structure d’un groupe amine (© 2020 Parlons sciences).

En général, un alcaloïde est constitué de :

  • un groupe amine;
  • un ou plusieurs atomes de carbone;
  • et plusieurs atomes d’hydrogène (H).

Comment la structure chimique des alcaloïdes varie-t-elle?

Comparons la structure de deux alcaloïdes, soit la morphine et l’héroïne. La morphine est un puissant médicament d’ordonnance que de nombreux médecins prescrivent comme analgésique (anti-douleur). L’héroïne est une drogue puissante, illégale au Canada. La morphine et l’héroïne sont toutes deux des narcotiques, qui sont maintenant plus officiellement désignés sous le nom d’opioïdes

Le savais-tu?

L’héroïne était autrefois prescrite comme antitussif (suppresseur de la toux) et comme substitut à la morphine.

La morphine et l’héroïne ont une structure chimique similaire. Les deux composés contiennent un noyau benzénique et un groupe amine. Cependant, les structures de chacun des composés comportent différents groupes fonctionnels. Ceux-ci sont des groupes d’atomes dans une molécule qui confère au composé ses propriétés uniques. Les chimistes utilisent les groupes fonctionnels pour classer différents composés. Par exemple, la morphine et l’héroïne diffèrent par deux groupes fonctionnels. La morphine contient deux groupes fonctionnels alcool, ou hydroxyle (–OH). L’héroïne, quant à elle, est constituée de deux groupes fonctionnels ester (–OCOCH3) à la place des groupes hydroxyle de la morphine.

Structures chimiques de la morphine et de l’héroïne
Structures chimiques de la morphine et de l’héroïne (© 2020 Parlons sciences).

Comment les alcaloïdes affectent-ils les humains?

Nous savons que les alcaloïdes affectent les insectes, mais quels effets ont-ils sur les gens? Certains alcaloïdes, comme la morphine et la codéine, sont utilisés parce qu’ils soulagent la douleur, mais ils peuvent aussi provoquer de la somnolence. La nicotine peut entraîner une sensation de calme, de détente et même d’euphorie. Comment cette différence s’explique-t-elle? 

Le cerveau humain comporte des circuits de récompense. Les actions quotidiennes, comme manger un morceau de chocolat ou boire un verre d’eau quand tu as soif, peuvent activer les circuits de récompense dans ton cerveau. Mais d’autres choses peuvent aussi activer ces circuits de récompense, telles que les alcaloïdes. 

Examinons la morphine. Quand on administre de la morphine à un patient, celle-ci se lie aux récepteurs opioïdes dans les neurones du corps. Cela réduit le signal de la douleur qui est envoyé au cerveau. Cela provoque aussi une activation du système de récompense et vraisemblablement une augmentation de la production d’endorphines, qui sont des opiacés fabriqués par le corps. Les endorphines sont produites en réponse à des activités telles que les activités créatrices, l’exercice et les activités sociales. 

Opiacés et addictions (2019) par MAAD Digital (4 min 20 s). 

Le savais-tu?

La première référence à l’opium comme substance procurant un bien-être remonte à aussi loin que l’an 3 400 AEC! En fait, les anciens Sumériens le qualifiaient de « plante de la joie ».

La morphine libère aussi une substance chimique appelée dopamine dans le cerveau. On pensait autrefois que la dopamine était responsable de la sensation d’euphorie (le « high »). Mais les scientifiques croient maintenant que la dopamine pourrait en réalité être responsable de nous inciter à répéter les activités agréables.

Lorsqu’une personne consomme une substance addictive durant un certain temps, elle peut développer une tolérance (ou accoutumance) à cette substance. Tu peux imaginer ce processus comme un programme de musculation basé sur les pompes (push-ups). Le premier jour, tu peux effectuer une seule pompe. Si tu t’exerces quotidiennement, après 20 jours, tu pourras probablement en faire beaucoup plus. Cette unique pompe que tu as exécutée le premier jour semblera facile.

Imaginons un processus similaire avec une personne qui prend de la morphine. Après plusieurs prises de morphine, il devient plus difficile pour le corps de la personne de produire des endorphines. Par ailleurs, il sera plus difficile pour les circuits de récompense du corps de produire de la dopamine sans ce petit stimulant de morphine. Par conséquent, une personne pourrait ressentir qu’elle a besoin de prendre de la morphine pour se sentir « bien ». Avec le temps, une personne pourrait avoir besoin de prendre des doses de plus en plus fortes de la substance et pourrait trouver très pénible d’arrêter d’en prendre. C’est ce qu’on appelle la dépendance à une substance. L’addiction (ou toxicomanie) n’est pas simplement une dépendance à une certaine substance. C’est un problème de santé chronique qui a de nombreuses incidences sur les personnes, tant physiques que mentales.

En résumé

Les alcaloïdes ont été utiles pour les humains dans le passé, et le sont toujours. Les antidouleurs comme la codéine et la morphine rendent la vie supportable pour bien des gens. Et pour certains, la journée ne peut commencer sans une tasse de café ou une boisson gazeuse à base de cola. Mais comme tu viens de le découvrir, les alcaloïdes ont un effet sur le circuit de récompense du cerveau, ce qui peut induire une grande dépendance chez ces personnes.

Si toi-même ou une connaissance est aux prises avec un problème de toxicomanie, consulte un professionnel de la santé. 

 

Points de départ

Faire des liens

  • Consommes-tu du café ou des boissons énergétiques caféinées? Crois-tu que tu es dépendant à la caféine? Pourquoi ou pourquoi pas? 
  • As-tu déjà consommé un médicament comme la codéine ou la morphine? Pour quel type de douleur ce médicament a-t-il été prescrit? Quel effet a-t-il eu sur toi?

Faire des liens

  • Consommes-tu du café ou des boissons énergétiques caféinées? Crois-tu que tu es dépendant à la caféine? Pourquoi ou pourquoi pas? 
  • As-tu déjà consommé un médicament comme la codéine ou la morphine? Pour quel type de douleur ce médicament a-t-il été prescrit? Quel effet a-t-il eu sur toi?

Liens entre les sciences, la technologie, la société et l’environnement

  • Quels sont certaines des incidences sur la société des addictions aux alcaloïdes? 
  • Comment l’administration de substances alcaloïdes est-elle gérée par le système de santé? (Note : Cette question pourrait nécessiter une recherche plus poussée.)

Liens entre les sciences, la technologie, la société et l’environnement

  • Quels sont certaines des incidences sur la société des addictions aux alcaloïdes? 
  • Comment l’administration de substances alcaloïdes est-elle gérée par le système de santé? (Note : Cette question pourrait nécessiter une recherche plus poussée.)

Explorer les concepts

  • Quelle est la structure chimique de base d’un alcaloïde? Qu’est-ce qui distingue un alcaloïde d’un autre? Donne quelques exemples d’alcaloïdes. 
  • Comment une substance narcotique ou opioïde agit-elle dans le corps humain pour réduire la douleur? 
  • À partir de quoi les alcaloïdes sont-ils dérivés à l’origine? Quel est le rôle des alcaloïdes chez les plantes?
  • Explique le concept de tolérance à une substance. Comment la tolérance à une substance mène-t-elle à l’addiction?

Explorer les concepts

  • Quelle est la structure chimique de base d’un alcaloïde? Qu’est-ce qui distingue un alcaloïde d’un autre? Donne quelques exemples d’alcaloïdes. 
  • Comment une substance narcotique ou opioïde agit-elle dans le corps humain pour réduire la douleur? 
  • À partir de quoi les alcaloïdes sont-ils dérivés à l’origine? Quel est le rôle des alcaloïdes chez les plantes?
  • Explique le concept de tolérance à une substance. Comment la tolérance à une substance mène-t-elle à l’addiction?

La nature de la science et de la technologie

  • Quelle a été l’incidence des développements en science et technologie sur le développement des substances opioïdes? 

La nature de la science et de la technologie

  • Quelle a été l’incidence des développements en science et technologie sur le développement des substances opioïdes? 

Littératie médiatique

  • Quels livres (fiction ou non-fiction) as-tu lus au sujet de l’addiction aux opioïdes? As-tu sympathisé avec les gens/personnages dans le livre? Qu’as-tu appris à propos de l’addiction en lisant le livre?
  • Un chat pour la vie (2016) est un film sur un jeune artiste de rue et itinérant vivant dans les rues de Londres, Angleterre, qui cherche à se libérer de sa dépendance aux narcotiques. Visionne ce film, ou lis la biographie qui a inspiré le film Un chat des rues nommé Bob par James Bowen. Discute des divers éléments qui ont contribué à son éventuel succès dans sa lutte contre la dépendance à l’héroïne. 

Littératie médiatique

  • Quels livres (fiction ou non-fiction) as-tu lus au sujet de l’addiction aux opioïdes? As-tu sympathisé avec les gens/personnages dans le livre? Qu’as-tu appris à propos de l’addiction en lisant le livre?
  • Un chat pour la vie (2016) est un film sur un jeune artiste de rue et itinérant vivant dans les rues de Londres, Angleterre, qui cherche à se libérer de sa dépendance aux narcotiques. Visionne ce film, ou lis la biographie qui a inspiré le film Un chat des rues nommé Bob par James Bowen. Discute des divers éléments qui ont contribué à son éventuel succès dans sa lutte contre la dépendance à l’héroïne. 

Suggestions pour les enseignants et enseignantes

  • Cet article permet de soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les catégories « Biologie », « Chimie », « Anatomie » et « Santé » liées aux sujets suivants : la chimie organique et le système nerveux. Les concepts présentés incluent les alcaloïdes, les composés, les amines, les groupes fonctionnels, les circuits de récompense, les récepteurs opioïdes, la tolérance, la dépendance physique, etc.
  • Après la lecture de cet article et le visionnement des vidéos intégrées, les enseignants et enseignantes peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour explorer le concept d’alcaloïdes. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour aider les élèves à obtenir et à résumer l’information présentée dans le texte et les vidéos intégrés, les élèves peuvent utiliser la stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn–Texte et vidéo. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Les élèves peuvent explorer les questions relatives aux substances opiacées à l’aide de la stratégie d’apprentissage Discussion silencieuse/graffitis. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].

Suggestions pour les enseignants et enseignantes

  • Cet article permet de soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les catégories « Biologie », « Chimie », « Anatomie » et « Santé » liées aux sujets suivants : la chimie organique et le système nerveux. Les concepts présentés incluent les alcaloïdes, les composés, les amines, les groupes fonctionnels, les circuits de récompense, les récepteurs opioïdes, la tolérance, la dépendance physique, etc.
  • Après la lecture de cet article et le visionnement des vidéos intégrées, les enseignants et enseignantes peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour explorer le concept d’alcaloïdes. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Pour aider les élèves à obtenir et à résumer l’information présentée dans le texte et les vidéos intégrés, les élèves peuvent utiliser la stratégie d’apprentissage Diagramme de Venn–Texte et vidéo. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
  • Les élèves peuvent explorer les questions relatives aux substances opiacées à l’aide de la stratégie d’apprentissage Discussion silencieuse/graffitis. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].

En savoir plus

Les addictions

Cette page de La Fédération pour la recherche sur le cerveau explique les différents mécanisme et types des addictions, ainsi que la différence entre dépendance et addiction.

Ce que l'on sait de la douleur (2019)

Cette page de CNRS Le journal traite des différentes découvertes modernes en lien avec la douleur et son traitement, ainsi que de l’historique et préoccupations actuelles.

Histoire de l’héroïne ASUD (2013)

Cette page présente l’historique de l’héroïne, de la préhistoire, à sa découverte dans le domaine pharmaceutique, aux temps modernes où elle est considérée une drogue dure.

Références

The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018, aout  17). Alkaloid.

Lumen Learning. (n.d.). Amines and amides.

Mithofer, A. & Boland, W. (2012). Plant defense against herbivores: Chemical aspects, The Annual Review of Plant Biology, 63, 431-450. DOI: 10.1146/annurev-arplant-042110-103854

National Institute on Drug Abuse. (2018). Drugs, brains, and behavior: The science of addiction.

National Institute on Drug Abuse. (2019). The neurobiology of drug addiction - Definition of tolerance.

National Institute on Drug Abuse. (2019). The neurobiology of drug addiction - The reward pathway.

Purdue University. (n.d.). Amines, alkaloids, and amides.

Purdue University. (n.d.). Functional groups.