El mecanismo de acción del modafinilo es ignoto si bien comparte ciertas de sus propiedades con la anfetamina y el metilfenidato. El estado de alarma inducido por el modafinilo puede ser mitigado a través de la administración de un oponente de los receptores a1 como la prazosina, lo que deja finalizar que el medicamento estimula el sistema a-adrenérgico central. No obstante, en estudios in vitro, el modafinilo no semeja actuar como un agonista directo o bien indirecto de los receptores α1.
La estimulación inducida por el modafinilo semeja ubicarse en las subregiones de hipocampo, el núcleo centrolateral del tálamo y el núcleo central de la amígdala, tal como lo apuntan ciertos estudios en animales en los que el modafinilo aumenta la transmisión glutaminérgica en el tálamo y el hipocampo. En contraste a la anfetamina y otros estimulantes del sistema nervioso, la actividad del modafinilo no se debe a interactúes con el sistema dopaminérgico o bien simpaticomimético. El modafinilo no es un ligando para los neuroreceptores implicados en el mecanismo del sueño, no actuando sobre los receptores adrenérgicos, dopaminérgicos, serotoninérgicos, GABAérgicos, adenosinérgicos o bien benzodiazepínicos. Tampoco altera las hormonas implicadas en la regulación del sueño (melatonina, cortisol y hormona del desarrollo).
Cuando las dosis superan los seiscientos mg/día, el modafinilo induce hipertensión y incremento de la frecuencia cardiaca, aunque a las dosis precriptas, los efectos secundarios son mínimos.
Como otros estimulantes del sistema nervioso, el modafinilo genera unas doscientos veces menos alegría que la anfetamina, en lo referente a la inducción de comportamientos adictivos, mas se administra en dosis veinte a sesenta veces más alta, con lo que el efecto es afín a las anfetaminas. Una dosis de anfetamina ronda los diez mg al paso que para el modafinilo se utilizan seiscientos mg. El modafinilo no induce una pérdida de peso.
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