Neurale Pathways of Stress Integration: Relevansie vir Alkoholmisbruik, James P. Herman, Ph.D.

LINK 

James P. Herman, Ph.D., is 'n professor in die Departemente van Psigiatrie en Gedragswetenskappe, Universiteit van Cincinnati, Cincinnati, Ohio.

Stres is 'n kritieke komponent in die ontwikkeling, instandhouding en herinstelling van verslawende gedrag, insluitend alkoholgebruik. Hierdie artikel hersien die huidige stand van die literatuur oor die brein se stresrespons, met die fokus op die hipotalamus-pituïtêre-bynier (HPA) -as. Spanningsreaksies kan voorkom as 'n reaksie op fisiologiese (of sistemiese) uitdaging of bedreiging; seine uit verskeie dele van die brein stuur insette aan die paraventrikulêre kern (PVN) binne die hipotalamus. Reaksies vind egter ook plaas op stressors wat potensiële bedreigings voorspel (psigiese stressors). Psigogene response word bemiddel deur 'n reeks senuweeselle verbindings in die limbiese-PVN-roete, met amygdalar en infralimbiese korteksbane, wat die opwekking van stimulasie en prelimbiese korteks en hippocampale neurone aandui. Limbiese-PVN verbindings word oorgedra deur oorwegend GABAergiese neurone in streke soos die bedkern van die stria terminale en preoptiese area. Chroniese stres beïnvloed die struktuur en funksie van limbiese spanningskringe en lei tot verhoogde PVN-opwinding, alhoewel die presiese meganisme onbekend is. Van belang is dat akute en chroniese alkohol blootstelling beide sistemiese en psigogene stresweë beïnvloed en kan gekoppel word aan stresdisregulasie deur kroniese stresagtige veranderinge in amygdalar en prefrontale komponente van die limbiese stresbeheernetwerk uit te voer.

Sleutel woorde: Verslawing; alkohol en ander dwelm-soekende gedrag; alkoholgebruik en misbruik; spanning; stressor; chroniese stresreaksie; stres integrasie; fisiologiese reaksie op stres; psigologiese stresresponse; brein; neurale bane; limbiese-paraventrikulêre baan; limbiese stresbeheer netwerk; hipotalamus-pituïtêre-adrenale as; literatuuroorsig

Aanpassing in die gesig van fisiese of sielkundige teenstrydigheid word benodig vir die oorlewing, gesondheid en welsyn van alle organismes. Ongewone gebeure, wat dikwels as "stressors" aangedui word, begin 'n diverse fisiologiese respons uit verskeie bronne, insluitende aktivering van die hipotalamus-pituïtêre-bynier (HPA) -as.¹ Die HPA-as is verantwoordelik vir die glukokortikoïed-komponent van die stresrespons (dws steroïedhormoonrespons, kortisol by mense, kortikosteroon in muise en rotte). Glukokortikoïedafskeiding word gedink om by te dra tot stresaanpassing deur langtermynveranderinge in geenuitdrukking via verwante adrenokortikosteroïede reseptore (di, mineralokortikoïede reseptor [MR] en glukokortikoïede reseptor [GR]) te veroorsaak. Die adrenokortikosteroïede reseptore funksioneer as ligand-gated transkripsiefaktore (De Kloet et al. 1998), maar kan ook transkripsie moduleer deur inmenging met ander transkriptionele reguleerders, soos kernfaktor-kB (NF-kB) en aktivator proteïen-1 (AP-1 ) (Webster en Cidlowski 1999). Glukokortikoïede kan ook vinnige effekte op breinchemie en -gedrag hê deur middel van nongenomiese membraan seinmeganismes (De Kloet et al. 2008). Glukokortikoïede word gedink om by te dra tot die beëindiging van die aanvanklike stresreaksie (Keller-Wood en Dallman 1984) en om deel te neem aan die langtermynherstel van homeostase wat veroorsaak word deur die aanvanklike reaksie (Munck et al. 1984).

¹ Vir die omskrywing van hierdie en ander tegniese terme, sien die Woordelys, pp. 522-524.

Glukokortikoïedstresreaksies kan geïnisieer word deur fisiologiese versteurings (verteenwoordigende refleksiewe response) of deur breinprosesse wat omgewingswyses verbind met moontlike negatiewe uitkomste. Laasgenoemde sogenaamde "psigologiese" reaksie is van nature verwag en behels breinweë wat verantwoordelik is vir aangebore verdedigingsprogramme of herinnering aan aversive events (Herman et al. 2003). Die psigologiese respons is dus verwant aan vorige ervaring en dit is ontwerp om die organisme energiek te berei om óf 'n nadelige uitkoms te vermy of om gedrag te betrek wat die potensiaal vir oorlewing kan maksimeer.

Aansienlike bewyse dui daarop dat stresstelsels 'n belangrike rol speel in verslawende prosesse, insluitende alkoholafhanklikheid. Byvoorbeeld, blootstelling aan spanning kan terugval neerslaan of alkoholgebruik verhoog (Sinha 2007). Aktiwiteite van stres / glukokortikoïede op alkoholinname kan gekoppel word aan modulasie van beloning / streskringe, insluitend, byvoorbeeld, die verbetering van dopamien vrystelling in die nukleusakkumulasie (Sutoo en Akiyama 2002, Yavich en Tiihonen 2000) en aktivering van sentrale kortikotropienevrystelling faktor (CRF) paaie (Heilig en Koob 2007). Veral die verband tussen alkoholinname en spanning word bemoeilik deur die feit dat blootstelling aan alkohol, soos baie dwelmmiddels, die vrystelling van glukokortikoïede tydens blootstelling veroorsaak en dus as 'n akute "stressor" van soorte geklassifiseer kan word (sien Allen et al. . 2011).

Hierdie artikel hersien die organisasie van neurokringe wat stresreaksies reguleer, wat fokus op die HPA-as, wat veral van toepassing is op verslawende prosesse (sien Marinelli en Piazza 2002). Dit bespreek ook snypunte tussen stres- en beloningstroke, aangesien dit waarskynlik belangrik is om die nadelige uitwerking van stres op dwelmmisbruik en verslawing te bemiddel.

Kringkrag wat die Refleksiewe Spanningsreaksie bemiddel

Die HPA-as word beheer deur neurone binne die paraventrikulêre kern (PVN) in die hipotalamus (sien figuur 1). Hierdie neurone skei CRF en die hormoon vasopressien in die portaalsirkulasie, wat dan die vrystelling van adrenokortikotropienhormoon (ACTH) vanaf die anterior pituïtêre klier uitstraal. ACTH beweeg via die sistemiese sirkulasie om die adrenale korteks te bereik, waarin glukokortikoïede gesintetiseer en vrygestel word (sien Herman et al. 2003).

Refleksiewe stresreaksies vind plaas tydens noodgevalle (bv. Infeksie, hongersnood, dehidrasie of skok), wanneer die brein moet reageer op 'n aansienlike uitdaging vir homeostase deur die HPA-as te mobiliseer. Sensoriese inligting word deur die eerste- of tweede-orde neurone aan die PVN gekommunikeer, wat 'n direkte aktivering van CRF-vrystelling genereer (sien Herman et al. 2003). Byvoorbeeld, lae bloeddruk wat verband hou met bloedverlies word via sensoriese senuwees na breinstamneurone in die A2-katekolaminergiese selgroep (Palkovits en Zaborszky 1977) oorgedra, wat dan direk na die PVN (Cunningham en Sawchenko 1988) projekteer en vinnig die noradrenergiese aktivering van CRF neurone (Plotsky et al. 1989).

Benewens neurale weë, kan inligting oor veranderinge in die fisiologiese toestand ook oorgedra word deur sirkulerende faktore wat bind aan gebiede buite die bloedbreinversperring. Byvoorbeeld, perifere toenames in die hormoon angiotensien II (sein dehidrasie) word deur reseptore in die subforniese orgaan (wat buite die bloedbrein-versperring geleë is en die vloeistofbalans reguleer), wat direkte angiotensien II-projeksies na die PVN-CRF-neurone, fasilitering van HPA aktivering (Plotsky et al. 1988). Sommige perifere stimuli, soos inflammasie, produseer faktore wat deur verskeie meganismes kan signaleer; Die proinflammatoriese sitokieninterleukien 1-b lyk byvoorbeeld die HPA-as deur sensoriese senuweefibre in die vagus-senuwee te aktiveer; die area postrema, wat buite die bloedbrein versperring is; en perivaskulêre selle in die omgewing van die A2-selgroep (Ericsson et al. 1997; Lee et al. 1998; Wieczorek en Dunn 2006).

Geneesmiddels van misbruik kan ook 'n aanvanklike kortikosteroonreaksie produseer via breinstam PVN-projeksie-paaie. Byvoorbeeld, die aanvanklike blootstelling aan alkohol veroorsaak ACTH- en kortikosteroon vrystelling, in ooreenstemming met alkohol wat as 'n onvoorsiene stimulus optree (Allen et al. 2011). Akute HPA-as-aktivering deur alkohol word bemmed deur breinstam-noradrenerge stelsels (Allen et al. 2011). Chroniese blootstelling aan alkohol veroorsaak egter aansienlike aanslag van HPA-as aan akute alkoholblootstelling (Rivier 1995), wat aandui dat die HPA-opwekkende effekte van alkoholgebruik oor die algemeen in sekere mate direk toegedien word.

Kringkrag Ondervinding Voorkomende Stress Responses: Die Limbic Stres-Control Network

Aangesien ware fisiologiese "noodgevalle" relatief skaars is, is die oorgrote meerderheid stresreaksies van nature af aan die hand van interpretasie van die bedreigingspotensiaal van omgewingsprikkels ten opsigte van vorige ondervinding of aangebore programme. Voorkomende stresreaksies word grootliks beheer deur limbiese voorhoedse strukture, soos die hippokampus, mediale prefrontale korteks (mPFC) en amygdala (sien Ulrich-Lai en Herman 2009). Hierdie strukture ontvang almal verwerkte sensoriese inligting en is betrokke by regulering van emosie, beloning en bui.

Breinlesing en stimulasie studies dui aan dat die hippokampus die HPA-as inhibeer. Elektriese stimulasie van die hippocampus verminder die glukokortikoïed vrystelling by rotte en mense. Skade aan die hippocampus, of die senuwees wat impulse daaruit dra (dws laterale fornix), veroorsaak oormatige reaksies op psigogene stressors (bv. Selfbeheersing) en manifesteer as 'n langdurige terugkeer na basislyn glukokortikoïedvlakke (vir primêre verwysings, sien Herman et al. . 2003; Jacobson en Sapolsky 1991). Sommige data dui daarop dat die hippokampus ook basale HPA-as aktiwiteit inhibeer, maar dit word nie universeel waargeneem nie (Herman et al. 2003; Jacobson en Sapolsky 1991). Die effekte van hippocampale skade op psigiese HPA-as-stresreaksies kan gelokaliseer word aan die ventrale subikulum (vSUB), die hoof subkortiese uitset van die ventrale hippokampus (Herman et al. 2003). Diskrete letsels van die vSUB by rotte verhoog PVN CRF peptied- en mRNA-uitdrukking en verhoog die kortikosteroon vrystelling en PVN aktivering (soos bepaal deur induksie van FOS mRNA uitdrukking) in reaksie op selfbeheersing (Herman et al. 1998).

Die effek van die vSUB op stresregulering is stressor spesifiek. Lesies van die vSUB verleng HPA-as-reaksies op nuwigheid, maar beïnvloed nie refleksiewe response (bv. Vir eter-inaseming nie) (Herman et al. 1998). Sommige bewyse dui daarop dat glukokortikoïede 'n rol speel in hippocampale remming van antisipatiewe response, aangesien letsels die terugvoerinhibisie van die HPA-as deur die sintetiese steroïed-deksametasoon (Magarinos et al. 1987) kan blokkeer. Daarbenewens het muise met voorhoede GR deleties, insluitende die hippokampus, oordrewe reaksies op selfbeheersing en nuwigheid (maar nie hipoksie) en verswakte deksametasonon-onderdrukking van kortikosteroon vrystelling (Boyle et al. 2005; Furay et al. 2008). Saam dui die data aan dat die hippokampus spesifiek betrokke is by regulering van response aan psigogene stressors, in ooreenstemming met sy rol in kognitiewe prosessering en emosie.

Anders as die hippokampus, word die amygdala geassosieer met die opwekking van die HPA-as. Amygdalar stimulasie bevorder glukokortikoïed vrylating, terwyl groot letsels van die amigdaloid kompleks die HPA-as aktiwiteit verminder (sien Herman et al. 2003). Daar is egter 'n duidelike subregionale spesialisering van stres-integratiewe funksies binne die amygdala. Die sentrale kern van die amygdala (CeA) is baie sensitief vir homeostatiese stressors, soos inflammasie en bloedverlies (Dayas et al., 2001, Sawchenko et al., 2000). Lesies van die CeA verswak HPA-as-antwoorde op hierdie tipes stimuli, maar nie terughou nie (Dayas et al. 1999; Prewitt en Herman 1997; Xu et al. 1999). In teenstelling hiermee toon die mediale kern van die amygdala (MeA) voorkeur FOS-reaksies op stimuli, soos selfbeheersing (Dayas et al. 2001; Sawchenko et al. 2000). Lesies van die MEA verminder die HPA-as-reaksies vir selfbeheersing en lig en klankstimulasies, maar nie tot sistemiese inspuiting van die proteïeninterleukien 1-b of eterinhalasie (Dayas et al. 1999; Feldman et al. 1994). Dit blyk dus dat refleksiewe en anticiperende antwoorde gedeeltelik gereguleer kan word deur diskrete amigdaloid-kringe.

Die mPFC blyk 'n komplekse rol in stresregulering te hê. Alle afdelings van die knaagdier PFC word sterk geaktiveer deur akute spanning. Die fisiologiese gevolge van stresaktivering blyk egter volgens streek te wissel. Die prelimbiese verdeling van die mPFC (PL) is belangrik in stresremming omdat talle studies het getoon dat skade aan hierdie gebied die HPA-as-response op akute psigogeniese (maar nie homeostatiese) stressors verleng (Diorio et al. 1993; Figueiredo et al. 2003; Radley et al. 2006), terwyl stimulasie stresreaksies inhibeer (Jones et al. 2011). Die mPFC blyk 'n plek vir glukokortikoïed terugvoering van HPA antwoorde te wees, omdat plaaslike glukokortikoïedimplantate voorkomende (maar nie refleksiewe) reaksies op stressors inhibeer nie (Akana et al. 2001; Diorio et al. 1993). In teenstelling hiermee, letsels gerig op die meer ventrale infralimbiese PFC (IL) het 'n merkwaardig verskillende fisiologiese effek. Skade aan die IL verminder autonome reaksies op psigiese stressors (Tavares et al. 2009) en verminder PVN Fos-aktivering in reaksie op selfbeheersing (Radley et al. 2006). So, die PL en IL lyk teenstellende effekte op stresintegrasie.

Rigting van die aflos: Limbic-PVN Networks

Stimulering van die PVN deur die hippokampus, prefrontale korteks en amygdala is redelik beperk. Daarom vereis regulering van HPA-as-uitsette deur hierdie strukture intermediêre sinapse (sien figuur 2). Studies wat projeksies van een deel van die brein na 'n ander spoor (trace-tracing studies) spoor die potensiaal vir bisynaptiese limbiese-PVN-verbindings deur wat 'n aantal subkortikale streke insluit, insluitende die bedkern van die stria terminus (BNST), dorsomediale hipotalamus , mediale preoptiese area en peri-PVN-streek (insluitende die subparaventrikulêre kern) (Cullinan et al. 1993; Prewitt en Herman 1998; Vertes 2004). Dual-tracing studies dui aan dat senuwees wat impulse wegdra van die vSUB, MeA en CeA (dws efferente senuwees) direk kontak met PVN-projekserende neurone in hierdie streke, in ooreenstemming met funksionele interkonneksies (Cullinan et al. 1993, Prewitt en Herman 1998) .

Die differensiële effekte van PL en IL op stres-effekstelsels kan hul gemerkte afwyking in subkortiese teikens weerspieël. Die PL het aansienlike projeksies om beloningsverwante paaie, insluitende die nukleus accumbens en basolaterale amygdala, sowel as die posterior BNST, wat gekoppel is aan HPA-as inhibisie. In teenstelling hiermee het die IL 'n goeie interkonneksie met streke wat betrokke is by outonome regulering, insluitend die CeA, die kern van die enkelweg (NTS), anteroventrale BNST en dorsomediale hipotalamus (Vertes 2004). Dit is dus waarskynlik dat die netto effek van PFC-stresaktivering subkortiese integrasie van PL en IL-uitvloei vereis.

Van die noot, mPFC, hippocampal en amygdalar efferents is geneig om gekonsentreer te word in streke wat y-aminobutiensuur (GABA) -projeksies na die PVN stuur (sien figuur 2). Inderdaad, die groot aantal sub-innervated PVN-projiserende neurone is GABAergic in fenotipe. Projeksie-neurone van die vSUB (sowel as die mPFC) is glutamatergies van aard, wat daarop dui dat hierdie selle betrokke is by transseptiese inhibisie van die PVN na aktivering deur stres. In teenstelling hiermee is die projeksie-neurone van die MEA en CeA oorwegend GABAergic, wat daarop dui dat amigdalêre opwekking van die PVN bemiddel word deur disinhibition, wat gevolglike GABA-sinapse (Herman et al. 2003) behels.

Die BNST is van besondere belang, aangesien dit insette ontvang van al die groot limbiese stres-integratiewe strukture (CeA, MeA, vSUB, IL en PL) (Cullinan et al. 1993; Dong et al. 2001; Vertes 2004) . Van die nota blyk dat verskillende BNST-subregio's verantwoordelik is vir reaksie teen die opwekking van HPA-as-stresresponse. Byvoorbeeld, letsels van die posterior mediale streek van die BNST verhoog die grootte van ACTH- en kortikosteroon vrystelling en PVN Fos-aktivering (Choi et al. 2007), wat 'n rol in die sentrale integrasie van stremming inhibisie impliseer. Lesies van die anteroventrale komponent van die BNST verbeter ook stresreaksies (Radley et al. 2009). In teenstelling hiermee, verminder die groter letsels van die anterior BNST die stresreaksies van HPA-as (Choi et al. 2007), wat ooreenstem met 'n rol vir hierdie streek in stres-eksitasie. Dus, die rol van die BNST in stremming inhibisie versus aktivering is gekompartementaliseer en kan geassosieer word met verskille in limbiese teikening van individuele subregio's van die BNST. Byvoorbeeld, die posterior mediale BNST ontvang swaar innervasie van die vSUB en MeA, terwyl die anteroventrale gebied insette kry van die CeA en die meeste IL-efferente (Canteras en Swanson 1992; Cullinan et al. 1993; Dong et al. 2001; Vertes 2004).

Die mediale preoptiese area en peri-PVN streke is swaar bevolk met GABAergic neurone en lyk

om stresinhibisie hoofsaaklik te moduleer (Herman et al. 2003). Neurone in hierdie streke word geglo om tonikale inhibisie aan die PVN te lewer, wat aangepas kan word ooreenkomstig glutamaatinsette van die vSUB (versterkte inhibisie) of GABAergiese insette, hoofsaaklik uit die MeA (disinhibition). Lesies van die mediale preoptiese kern verhoog die stresreaksies van die HPA-as en blokkeer die HPA-as-response wat deur mediale amygdalar stimulasie verkry word, wat 'n primêre rol in stremming inhibisie voorstel (vir primêre verwysings, sien Herman et al. 2003). Plaaslike remming van glutamaat sein in die peri-PVN streek verhoog ook HPA-as-stresreaksies (Ziegler en Herman 2000), wat daarop dui dat limbiese aksone wat in hierdie streek eindig, PVN-aktivering kan moduleer.

Dit is moeiliker om die rol van ander hipotalamiese streke wat limbiese efferente aan die PVN verbind, soos die dorsomediale kern (Herman et al. 2003) te bepaal. Byvoorbeeld, teenstrydige resultate word waargeneem na letsels, aktivering of inaktivering van hierdie dorsomediale hipotalamus, moontlik as gevolg van die swaar vermenging van glutamaat- en GABA-neuronbevolkings (Herman et al. 2003).

Bykomende potensiële relais bly ten volle ondersoek. Byvoorbeeld, die raphe-kerne en NTS innoveer die PVN, word geteiken deur limbiese strukture (soos die PL) (sien Vertes 2004) en is onderskeidelik betrokke by stres-eksitasie deur serotonien- en norepinefrien (Herman et al. 2003). Daar is egter nog geen anatomiese studies wat bisynaptiese limbiese-PVN-relais beskryf deur hierdie streke nie.

Circuitry Onderhoud van Chroniese Stress Responses

Langdurige of verlengde blootstelling aan stres veroorsaak langtermyn-upregulasie van die HPA-as, gekenmerk deur verminderde tymusgewig (toegeskryf aan kumulatiewe verhogings in GC's); verhoogde adrenale grootte (toegeskryf aan verhoogde ACTH vrylating); verhoogde adrenale sensitiwiteit vir ACTH; gefasiliteerde HPA-as-antwoorde op nuwe stressors; en in sommige (maar

nie alle) paradigmas / toestande, verhoogde basale GC sekresie (sien Herman et al. 1995; Ulrich-Lai et al. 2006). Veranderinge in die vrystelling van perifere hormone word vergesel deur verhoogde PVN CRF en vasopressien mRNA (Herman et al. 1995), wat daarop dui dat HPA-upregulasie sentraal gemedieer word. Daarbenewens verhoog chroniese stres glutamatergiese en noradrenerge terminale aangrensende PVN CRF neuronale somata en dendriete, in ooreenstemming met verbeterde opwindende sinaptiese ry (Flak et al. 2009).

Sentrale meganismes van chroniese HPA-as-aktivering moet nog nie bepaal word nie. Die rol van die limbiese voorkoms in stresbeheer dui daarop dat differensiële betrokkenheid van die PFC, hippocampus en amygdala verantwoordelik kan wees vir langdurige drywing. Van alle streke toon alle streke betekenisvolle chroniese stres-geïnduseerde neuroplastiese veranderinge: Dendritiese terugtrekking blyk uit hippokampale en mPFC-piramidale neurone, terwyl dendritiese verlenging in die amygdala waargeneem word (vir primêre verwysings, sien Ulrich-Lai en Herman 2009). Hierdie studies is in ooreenstemming met die herverdeling van limbiese insette aan HPA-eksitatoriese stroombane, wat opwinding oor inhibisie bevorder.

Verbeterde amygdalarrit word voorgestel om 'n belangrike rol in chroniese strespatologie te speel. Byvoorbeeld, chroniese stres aktiveer die CeA CRF stelsel, wat voorgestel is as 'n chroniese stres-gewerfde pad (Dallman et al. 2003). Die CeA lyk egter nie nodig vir die ontwikkeling of instandhouding van chroniese stres simptome nie (Solomon et al. 2010). Daarbenewens verswak die letsels van die MEA ook nie die chroniese stres-aandrywing van die HPA-as (Solomon et al. 2010) nie. Dus is die algehele verband tussen amygdalêre hiperaktiwiteit en chroniese stresgeïnduceerde HPA-as-disfunksie nog nie stewig gevestig nie.

Die paraventrikulêre kern van die hipotalamus (PVT) blyk 'n komponent van die chroniese stresweg te vorm. Lesings van die PVT-blok kroniese stres sensibilisering van HPA-as-reaksies op nuwe stressors (Bhatnagar en Dallman 1998), wat 'n primêre rol in die fasiliteringsproses voorstel.

Daarbenewens ontwrig PVT-letsels die proses van HPA-as-habituasie aan herhaalde stressors (Bhatnagar et al. 2002). Saamgestel, dui die data daarop dat die PVT 'n belangrike rol speel in die helling van HPA-as-ry in die konteks van langdurige stresblootstelling. Die PVT- en limbiese voorhoede-terreine wat akute stresreaksies beheer, word onderling verbind (sien Vertes en Hoover 2008), wat die moontlike koördinasie van kortikolimbiese stresuitsette in hierdie streek moontlik maak. Die PVT is ook geposisioneer om inligting oor voortdurende fisiologiese status te verwerk, wat insette ontvang van orexinergiese neurone (wat die vrystelling van asetielcholien, serotonien en noradrenalien reguleer) van die dorsolaterale hipotalamus (wat 'n integrale rol speel in die beheer van opwekkingsprosesse) en stygende breinstam Stelsels betrokke by outonome beheer.

Die BNST is ook geposisioneer om inligting oor chroniese stres te integreer. Lesies van die anteroventrale BNST verswak reaksies op akute spanning, maar bevorder fasilitering van die HPA-as deur chroniese stres (Choi et al. 2008). Hierdie data dui daarop dat hierdie streek chronisiteitsafhanklike rolle in HPA-as beheer het, met vermoedelik verskillende neurale populasies wat gewerf word in 'n poging om te reageer op langdurige stresblootstelling. Gegewe intieme interkonneksiwiteit tussen die anterior BNST en mPFC, hippocampus en amygdala, is dit moontlik dat BNST neurone "herprogrammeer" kan word deur chroniese stresinduceerde veranderinge in limbiese aktiwiteit of innerveringspatrone.

Stres Circuitry en Alkohol

Lesers wat bekend is met die alkoholliteratuur sal ongetwyfeld aansienlike oorvleueling vind tussen die stresbaanbane wat hierbo beskryf word en breinkringe wat verband hou met alkoholinname. Byvoorbeeld, aansienlike data ondersteun 'n rol vir die CeA-, BNST- en noradrenerge stelsels in die instandhouding van alkoholafhanklikheid (sien Koob 2009), wat daarop dui dat die proses van verslawing gekoppel is aan die aktivering van spanningstoestande (en HPA-as). Inderdaad, 'n verhoogde CeA / BNST CRF uitdrukking lyk soos wat na chroniese stres verwag sou word, wat lei tot die hipotese dat negatiewe verslawende toestande (bv. Vermyding van onttrekking) gekoppel is aan alkoholgeïnduceerde werwing van chroniese stresbane (Koob 2009). Omgekeerd is die aktivering van beloningspaaie bekend om die stresreaktiwiteit aansienlik te buffer deur die amigdaloid-kompleks, wat 'n meganisme voorstel waarvolgens die lonende effekte van alkohol die gestremde stres verminder (Ulrich-Lai et al. 2010).

Alkohol het ook diepgaande effekte op mediale prefrontale kortikale neurale aktiwiteit, en chroniese gebruik word geassosieer met prefrontale hipofunksie (swak impulsbeheer) by mense (sien Abernathy et al. 2010). Die mPFC projekte vir beide die CeA en BNST en, ten minste in die geval van die prelimbiese streek, speel 'n prominente rol in HPA inhibisie. In kombinasie met die funksie van funksie wat in amygdalar-BNST-stroombane gesien word, dui hierdie waarnemings daarop dat chroniese alkoholgebruik gemerkte veranderinge oor die limbiese stresbeheernetwerk veroorsaak, wat die organisme vir streshiperreaktiwiteit vooroordeel.

Oor die algemeen is voldoende beheer oor die HPA-as 'n vereiste vir beide kort- en langtermyn-oorlewing. Aangesien sleutelkontrole-nodusse van HPA-as-aktiwiteit deur alkohol geteiken word en dat alkohol self 'n bedreiging vorm, is dit nie verbasend dat kortikosteroïede, die "besigheidsinde" van die as, diepgaande interaksies het met beide gedrags- en fisiologiese regulering van inname. Die oorvleueling tussen HPA-regulatoriese en verslawingskringe identifiseer sleutelpunte wat teikens kan wees vir beide die langtermyn nadelige gevolge van alkoholmisbruik sowel as afhanklikheid self. Die belangrikheid van die oorvleueling van die stroombaan word verder beklemtoon deur die kragtige wederkerige verhouding tussen lewensstres en drink, wat bemoeilik pogings om onthouding te vestig en in stand te hou.

Bedankings

Hierdie werk is ondersteun deur toekennings MH-049698, MH-069680, en MH-069725.

Finansiële Openbaarmaking

Die skrywer verklaar dat hy geen mededingende belange het nie.

Verwysings

Abernathy, K .; Chandler, LJ; en Woodward, JJ Alcohol en die prefrontale korteks. Internasionale oorsig van Neurobiologie 91: 289-320, 2010. PMID: 20813246

Akana, SF; Chu, A .; Soriano, L .; en Dallman, MF Corticosterone oefen plek-spesifieke en staat afhanklike effekte in prefrontale korteks en amygdala op regulering van adrenokortikotropiese hormoon, insulien en vet depots. Blaar van Neuroendokrinologie 13(7):625–637, 2001. PMID: 11442777

Allen, CD; Lee, S .; Koob, GF; en Rivier, C. Onmiddellike en langdurige effekte van alkoholblootstelling op die aktiwiteit van die hipotalamus-pituïtêre adrenale as by volwasse en adolessente rotte. Brein, Gedrag en Immuniteit 25(Suppl. 1):S50–S60, 2011. PMID: 21300146

Bhatnagar, S. en Dallman, M. Neuroanatomiese basis vir die fasilitering van hipotalamus-pituïtêre adrenale response op 'n nuwe stressor na chroniese stres. Neurowetenskap 84(4):1025–1039, 1998. PMID: 9578393

Bhatnagar, S .; Huber, R .; Nowak, N .; en Trotter, P. Lesions van die posterior paraventrikulêre thalamus-blokverwantskap van hipotalamus-pituïtêre-adrenale response op herhaalde selfbeheersing. Blaar van Neuroendokrinologie 14(5):403–410, 2002. PMID: 12000546

Boyle, LP; Brewer, JA; Funatsu, M .; et al. Verkorte tekort van voorhoede glukokortikoïed reseptor veroorsaak depressie-agtige veranderinge in die regulering en gedrag van adrenale as. Verrigtinge van die Nasionale Akademie vir Wetenskap van die Verenigde State van Amerika 102(2):473–478, 2005. PMID: 15623560

Canteras, NS, en Swanson, LW Projeksies van die ventrale subikulum na die amygdala, septum en hipotalamus: 'n FAL-anterograde-trakspoorstudie in die rot. Tydskrif van vergelykende neurologie 324(2):180–194, 1992. PMID: 1430328

Choi, DC; Evanson, NK; Furay, AR; et al. Die anteroventrale bedkern van die stria terminalis reguleer hipotalamus-pituïtêre-adrenokortiese asreaksies op akute en chroniese stres. endokrinologie 149(2): 818–826, 2008. PMID: 18039788

Choi, DC; Furay, AR; Evanson, NK; et al. Bedkern van die Stria-terminale subregio's reguleer hipotalamiese-pituïtêre-adrenale as aktiwiteit: Implikasies vir die integrasie van limbiese insette. Journal of Neuroscience 27(8):2025–2034, 2007. PMID: 17314298

Cullinan, WE; Herman, JP; en Watson, SJ Ventral-subikulêre interaksie met die hipotalamiese paraventrikulêre kern: Bewys vir 'n aflos in die bedkern van die stria terminus. Tydskrif van vergelykende neurologie 332(1):1–20, 1993. PMID: 7685778

Cunningham, ET, Jr, en Sawchenko, PE Anatomiese spesifisiteit van noradrenerge insette aan die paraventrikulêre en supraoptiese kerne van die rat-hipotalamus. Tydskrif van vergelykende neurologie 274(1):60–76, 1988. PMID: 2458397

Dallman, MF; Pecoraro, N .; Akana, SF; et al. Chroniese stres en vetsug: 'n Nuwe siening van "troos kos". Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe van die Verenigde State van Amerika 100(20):11696–11701, 2003. PMID: 12975524

Dayas, CV; Buller, KM; Crane, JW; et al. Stressor kategorisering: Akute fisiese en sielkundige stressors ontlok kenmerkende werwingspatrone in die amygdala en in medullêre noradrenergiese selgroepe. Europese Tydskrif vir Neurowetenskap 14(7):1143–1152, 2001. PMID: 11683906

Dayas, CV; Buller, KM; en dag, TA Neuroendokriene reaksies op 'n emosionele stressor: Bewyse vir betrokkenheid van die mediale maar nie die sentrale amygdala nie. Europese Tydskrif vir Neurowetenskap 11(7):2312–2322, 1999. PMID: 10383620

De Kloet, ER; Karst, H .; en Joels, M. Corticosteroïd hormone in die sentrale stres reaksie: vinnig en stadig. Grense in Neuroendokrinologie 29(2):268–272, 2008. PMID: 18067954

De Kloet, ER; Vreugdenhil, E .; Oitzl, MS; en Joels, M. Brain kortikosteroïede reseptor balans in gesondheid en siekte. Endokriene Resensies 19(3):269–301, 1998. PMID: 9626555

Diorio, D .; Viau, V .; en Meaney, MJ Die rol van die mediale prefrontale korteks (cingulate gyrus) in die regulering van hipotalamus-hipofise-adrenale response op stres. Journal of Neuroscience 13(9):3839–3847, 1993. PMID: 8396170

Dong, HW; Petrovich, GD; en Swanson, LW Topografie van projeksies van amygdala na bedkernen van die Stria Terminalis. Breinnavorsing. Brein Ondersoek Resensies 38(1–2):192–246, 2001. PMID: 11750933

Ericsson, A .; Arias, C .; en Sawchenko, PE Bewyse vir 'n intramedullêre prostaglandien-afhanklike meganisme in die aktivering van stresverwante neuro-endokriene stroombane deur intraveneuse interleukien-1. Journal of Neuroscience 17(18):7166–7179, 1997. PMID: 9278551

Feldman, S .; Conforti, N .; Itzik, A .; en Weidenfeld, J. Differensiële effek van amigdaloidale letsels van CRF-41-, ACTH- en kortikosteroonresponse wat neurale stimuli volg. Breinnavorsing 658(1–2):21–26, 1994. PMID: 7834344

Figueiredo, HF; Bruestle, A .; Bodie, B .; et al. Die mediale prefrontale korteks reguleer stresgeïnduceerde c-fos uitdrukking in die voorhoof, afhangende van die tipe stressor. Europese Tydskrif vir Neurowetenskap 18(8) :2357–2364, 2003. PMID: 14622198

Flak, JN; Ostrander, MM; Tasker, JG; en Herman, JP Chroniese stres-geïnduseerde neurotransmitter plastisiteit in die PVN. Tydskrif van vergelykende neurologie 517(2):156– 165, 2009. PMID: 19731312

Furay, AR; Bruestle, AE; en Herman, JP Die rol van die voorhoof glukokortikoïede reseptor in akute en chroniese stres. endokrinologie 149(11):5482–5490, 2008. PMID: 18617609

Heilig, M., en Koob, GF 'n sleutelrol vir kortikotropien-vrystelling in alkoholafhanklikheid. Neigings in Neurowetenschappen 30(8):399–406, 2007. PMID: 17629579

Herman, JP; Adams, D .; en Prewitt, C. Regulerende veranderinge in neuroendokriene stres-integratiewe stroombane wat deur 'n veranderlike stresparadigma geproduseer word. neuro-endokrinologie 61(2): 180–190, 1995. PMID: 7753337

Herman, JP; Dolgas, CM; en Carlson, SL Ventral subikulum reguleer hipotalamo-pituïtêre-adrenokortiese en gedragsreaksies op kognitiewe stressors. Neurowetenskap 86(2):449–459, 1998. PMID: 9881860

Herman, JP; Figueiredo, H .; Mueller, NK; et al. Sentrale meganismes van stresintegrasie: Hiërargiese kringe wat hipotalamo-pituïtêre-adrenokortiese responsiwiteit beheer. Grense in Neuroendokrinologie 24(3):151– 180, 2003. PMID: 14596810

Jacobson, L., en Sapolsky, R. Die rol van die hippokampus in terugvoerregulasie van die hipotalamus-pituïtêre-adrenokortiese as. Endokriene Resensies 12(2):118–134, 1991. PMID: 2070776

Jones, KR; Myers, B .; en Herman, JP Stimulering van die prelimbiese korteks moduleer neuroendokriene reaksies op psigologiese en sistemiese stressors. Fisiologie en gedrag 104(2):266–271, 2011. PMID: 21443894

Keller-Wood, ME, en Dallman, MF-kortikosteroïed remming van ACTH sekresie. Endokriene Resensies 5(1):1–24, 1984. PMID: 6323158

Koob, GF Brein stresstelsels in die amygdala en verslawing. Breinnavorsing 1293: 61-75, 2009. PMID: 19332030

Lee, HY; Whiteside, MB; en Herkenham, M. Area postrema verwydering staak stimulerende effekte van intraveneuse interleukien-1beta op hipotalamus-pituïtêre-adrenale as aktiwiteit en c-fos mRNA in die hipotalamiese paraventrikulêre kern. Breinnavorsingsbulletin 46(6):495–503, 1998. PMID: 9744286

Magarinos, AM; Somoza, G .; en De Nicola, AF Glucocorticoid negatiewe terugvoer en glukokortikoïede reseptore na hippokampektomie by rotte. Hormoon en Metaboliese Navorsing 19(3):105–109, 1987. PMID: 3570145

Marinelli, M. en Piazza, PV Interaksie tussen glukokortikoïedhormone, stres en psigostimulerende middels. Europese Tydskrif vir Neurowetenskap 16(3):387–394, 2002. PMID: 12193179

Munck, A .; Guyre, PM; en Holbrook, NJ Fisiologiese funksies van glukokortikoïede in stres en hul verhouding tot farmakologiese aksies. Endokriene Resensies 5(1):25–44, 1984. PMID: 6368214

Palkovits, M., en Zaborszky, L. Neuroanatomie van sentrale kardiovaskulêre beheer. Nucleus tractus solitarii: Afferente en efferente neuronale verbindings in verhouding tot die baroreceptor refleksboog. Vordering in Breinnavorsing 47: 9-34, 1977. PMID: 928763

Plotsky, PM; Cunningham, ET, Jr .; en Widmaier, EP-katekolaminergiese modulasie van kortikotropieneverspreidende faktor en adrenokortikotropiensekresie. Endokriene Resensies 10(4):437–458, 1989. PMID: 2558876

Plotsky, PM; Sutton, SW; Bruhn, TO; en Ferguson, AV Analise van die rol van angiotensien II in bemiddeling van adrenokortikotropiensekresie. endokrinologie 122(2):538–545, 1988. PMID: 2828001

Prewitt, CM, en Herman, JP Hypothalamo-pituïtêre-adrenokortiese regulasie na letsels van die sentrale kern van die amygdala. Enige stres 1(4):263–280, 1997. PMID: 9787250

Prewitt, CM en Herman, JP Anatomiese interaksies tussen die sentrale amigdaloid-kern en die hipotalamiese paraventrikulêre kern van die rot: 'n Dubbele kanaal-analise. Tydskrif van Chemiese Neuroanatomie 15(3):173–185, 1998. PMID: 9797074

Radley, JJ; Arias, CM; en Sawchenko, PE Streeks differensiasie van die mediale prefrontale korteks in die regulering van adaptiewe reaksies op akute emosionele stres. Journal of Neuroscience 26(50):12967–12976, 2006. PMID: 17167086

Radley, JJ; Gosselink, KL; en Sawchenko, PE 'n Diskrete GABAergiese relay bemiddel mediale prefrontale kortikale inhibisie van die neuro-endokriene stresrespons. Journal of Neuroscience 29(22):7330–7340, 2009. PMID: 19494154

Rivier, C. Volwasse manlike rotte wat aan 'n alkoholdieet blootgestel word, vertoon 'n stomp adrenokortikotropiese hormoonreaksie op immuun of fisiese spanning: Moontlike rol van stikstofoksied. Alkoholisme: Kliniese en eksperimentele navorsing gedoen 19(6):1474–1479, 1995. PMID: 8749813

Sawchenko, PE; Li, HY; en Ericsson, A. Kringe en meganismes wat hipotalamiese reaksies op stres beheer: 'n verhaal van twee paradigmas. Vordering in Breinnavorsing 122: 61-78, 2000. PMID: 10737051

Sinha, R. Die rol van stres in verslawing terugval. Huidige Psigiatrie Verslae 9(5):388–395, 2007. PMID: 17915078

Salomo, MB; Jones, K .; Packard, BA; en Herman, JP Die mediale amygdala moduleer liggaamsmassa, maar nie neuroendokriene reaksies op chroniese stres nie. Blaar van Neuroendokrinologie 22(1):13–23, 2010. PMID: 19912476

Sutoo, D., en Akiyama, K. Neurochemiese veranderinge in muise na fisiese of sielkundige stres blootstelling. Gedragsorgnavorsing 134(1–2):347–354, 2002. PMID: 12191822

Tavares, RF; Correa, FM; en Herstel, LB Teenoorgestelde rol van infralimbiese en prelimbiese korteks in die takikardiale respons wat veroorsaak word deur akute selfbeheersingstremming by rotte. Blaar van Neurowetenschappen Navorsing 87(11):2601–2607, 2009. PMID: 19326445

Ulrich-Lai, YM; Figueiredo, HF; Ostrander, MM; et al. Chroniese stres veroorsaak adrenale hiperplasie en hipertrofie op 'n substreekspesifieke wyse. Amerikaanse Tydskrif vir Fisiologie. Endokrinologie en metabolisme 291(5):E965–E973, 2006. PMID: 16772325

Ulrich-Lai, YM, en Herman, JP Neural regulering van endokriene en outonome stres response. Natuur Resensies. Neuroscience 10(6):397–409, 2009. PMID: 19469025

Ulrich-Lai, YM; Christiansen, AM; Ostrander MM; et al. Aangename gedrag verminder stres deur breinbeloningspaaie. Verrigtinge van die Nasionale Akademie van Wetenskappe van die Verenigde State van Amerika 107(47): 20529–20534, 2010. PMID: 21059919

Vertes, RP Differensiële projeksies van die infralimbiese en prelimbiese korteks in die rot. Sinaps 51(1):32–58, 2004. PMID: 14579424

Vertes, RP, en Hoover, WB Projeksies van die paraventrikulêre en parateniale kerne van die dorsale middellyn-thalamus in die rat. Tydskrif van vergelykende neurologie 508(2):212–237, 2008. PMID: 18311787

Webster, JC, en Cidlowski, JA Meganismes van glukokortikoïed-reseptor-gemedieerde onderdrukking van geenuitdrukking. Neigings in Endokrinologie en Metabolisme 10(10):396–402, 1999. PMID: 10542396

Wieczorek, M. en Dunn, AJ Effek van subdiafragmatiese vagotomie op die noradrenergiese en HPA-asaktivering wat geïnduceerd word deur intraperitoneale interleukien-1 toediening by rotte. Breinnavorsing 1101(1):73–84, 2006. PMID: 16784727

Xu, Y .; Dag, TA; en Buller, KM Die sentrale amygdala moduleer hipotalamus-pituïtêre-adrenale as-response op sistemiese interleukien-1beta toediening. Neurowetenskap 94(1):175–183, 1999. PMID: 10613507

Yavich, L., en Tiihonen, J. Ethanol modulate opgewekte dopamien vrystelling in muskus kern accumbens: Afhanklikheid van sosiale spanning en dosis. Europese Tydskrif vir Farmakologie 401(3):365–373, 2000. PMID: 10936495

Ziegler, DR en Herman, JP Plaaslike integrasie van glutamaat sein in die hipotalamiese paraventrikulêre gebied: Regulering van glukokortikoïedstresresponse. endokrinologie 141(12):4801–4804, 2000. PMID: 11108297