Nat Neurosci. Müəllif əlyazması; PMC 2016 Jan 15-də mövcuddur.
Son olaraq redaktə şəklində dərc olunub:
Nat Neurosci. 2014 May; 17 (5): 704-709.
2014 Aprel 6-da dərc olundu. doi: 10.1038 / nn.3694
PMCID: PMC4714770
NIHMSID: NIHMS574802
Ingo Willuhn,1,2,3,* Lauren M. Burgeno,1,2 Peter A. Groblewski,2 və Paul EM Phillips1,2
Bu məqalənin nəşrin son redaktə olunmuş versiyasını əldə edə bilərsiniz Nat Neurosci
Şərhə baxın “Fasik dopamin siqnalının itməsi: yeni bir asılılıq markeri" Nat Neurosci, cild 17, səhifə 644.
PMC-də digər məqalələrə baxın quote dərc edilmiş məqalə.
mücərrəd
Narkomaniya narkotik maddənin istifadəsi ilə bağlı nöropsikiyatrik bir xəstəlikdir. Ventromedial striatumda (DMS) dopamin neyrotransmitasiyası istismar edilən dərmanların kəskin gücləndirici təsirlərinə vasitəçilik edir, lakin dorsolateral striatumun (DLS) uzunmüddətli istifadəsi ilə dərman axtarmağı nəzarət etmək ehtimalı var. Sıçanlarda narkotik qəbulunun artmasıyla nəticələnən bir kokain özünü idarəetmə rejimi zamanı striatal dopamin sindromunu ölçdük. Təəccüblü olaraq, hər iki regionda da fasik dopaminin azaldığı, kokain qəbulunun dərəcəsi artdığını gördük; VMS-də dopamində azalma ilə artım dərəcəsi əhəmiyyətli dərəcədə korrelyasiya olunmuşdur. Dopamin prekürsörünün L-DOPA'sının VMS'de dopamin siqnalını artırdığını bir dozada idarə etməsi, bununla da azalmış dopaminin ötürülməsi və həddindən artıq narkotik maddə istifadəsi arasında nedensel əlaqəni göstərmişdir. Beləliklə, bu məlumatlar birlikdə davamlı istifadə sonrası ortaya çıxan həddindən artıq dərman qəbuluna mexaniki və terapevtik fikir verir.
GİRİŞ
Dərman istifadəsi striatumda dopaminin sərbəst buraxılması ilə sıx bağlıdır1,2. Lakin dopamin nörotransmusiyasında narkotik istifadə ilə bağlı dəyişikliklər müddəti və subregionda dəyişir3-5. Kokain də daxil olmaqla bir çox narkotik maddələr tərəfindən stimul edilən ventromedial striatumda (VMS) dopaminin ekstrasellüler konsentrasiyasında yavaş artımlar6, dərmanların gücləndirici xüsusiyyətlərini əks etdirir7heyvanların yüksək səviyyədə mühit dopaminin konsentrasiyasını təmin etmək məqsədilə onların kokain özünü idarəetmə dərəcəsini tənzimləmələri8. VMS-in içərisində nüvə akumbenslərinin əsas və qatı alt bölgələrində dopamin siqnallarının üst-üstə düşən rolları bildirilmişdir, lakin əsas dərman mükafatına vasitəçilik etmək üçün qəfildən vurğulanmış və kondensasiya edilmiş gücləndirici bir substrat1. Həqiqətən, bir neçə saniyə davam edən nüvəli accumbens nüvəsində fasik dopamin sərbəstliyi dərmanla birlikdə təkrarlanan cütlüyə ekoloji stimulların təqdim edilməsinə şərait yaradır9-12 narkotik maddə axtarmağı və götürməsini nəzarət edə bilir9. Dopamin salınması ilə belə şəraitli stimulların şifrelenmesi striatumun (dorsolateral striatum, DLS) sensorimotor aspektlərində də mövcuddur.13, adi və kompulsif narkotik vasitələrin istifadəsinin inkişafı ilə əlaqəli olan striatal subregion14-16. Beləliklə, istirahət məqsədli istifadədən kənara çıxan dərmanların inkişafı müxtəlif striatal subregionslərdə dopamin siqnallarının bağlanmasını əks etdirir1,17, qurulmuş narkotik axtarış davranışının inkişafı zamanı limbic (VMS) dən sensorimotor (DLS) striatumdan keçməsinə vurğu ilə1,18. Bununla belə, narkotik maddələrlə bağlı hərəkətlərin və ya stimulyatorun fasik dopamin dəyişmələri ilə modifikasiya edilməsi orta dərəcədə narkotik qəbuledici davranış kimi genişləndiyindən məlum deyil.
Orta dərəcədə narkotik istifadədən asılılığa keçid ən yaxşı modeli hesab edilən kök hüceyrə paradiqmaları dərmana uzun müddət istifadə edir19,20bir həftə müddətinə gündə bir (qısa giriş, ŞA) altı saatdan (uzun giriş, LgA) birdən uzaqlaşmaq kimi21. Bu cür dərmanların özünü idarə etməsi rejim inkişaf etmiş ola bilər21 və kompulsif narkotik axtaran22insanlarda maddə asılılığını xarakterizə edən digər kardinal simptomlar arasında23. Burada, LgA-nın kokainə necə əvvəlcədən stabil ŞA narkotik istifadə zamanı xarakterizə edilən striatumdakı fasik dopamin siqnalının regional dinamikasını necə təsir etdiyini test etdik.13 narkotik maddələrin istifadəsinin artmasına səbəb olan nörobioloji mexanizmləri daha yaxşı anlamaq üçün.
NƏTİCƏLƏR
Daxili intravenöz kateteri olan kişi Wistar sıçanları, gündəlik ŞA sessiyaları zamanı özünü idarə edən kokain üçün hazırlanmışdı və aşağıdakı satınalma iki burun soxma limanı ilə təchiz edilmiş otaqlarda LgA iclaslarına keçirildi. Aktiv liman daxilində bir burun soxulub, kokain infuziyası (0.5 mg / kq / infuziya) və 20-nin sabitləşmə intervalında (FI) 20 gücləndirici proqram üzrə işıq tonu stimulunun təqdimatı olmuşdur. İkinci (qeyri-aktiv) burun soxma limanına və ya stimul təqdimat zamanı aktiv porta (20-in vaxtından-günə) cavablar proqramlaşdırılmış nəticə verməmişdir. Hesabatın məqsədi üçün, vaxtından kənar aktiv portda (yəni, bir kokain infuziyası meydana gətirənlər) "aktiv burun pokerləri" və "qeyri-effektiv" dövrü xaricindəki qeyri-effektiv limanlara " burun təmizlənir ". Aktiv burun tutma sayıları paslanmayan burun boşluğunu (burun soxan portunun əsas təsiri: F(1, 23) = 383.226, P <0.001; Əncir 1) hər həftədə (P <0.001). ShA-dan LgA-ya keçiddən sonra kokain qəbulu zamanla əhəmiyyətli dərəcədə artdı (həftənin əsas təsiri: F(3, 69) = 25.504, P <0.001; Əncir 1), bir çoxları tərəfindən ardıcıl olaraq bildirilmişdir24.
Dopaminin ötürülməsinin uzunmüddətli dinamikasını qiymətləndirmək üçün uzunmüddətli neyrokimyəvi qeydlər eyni vaxtda VMS-in akkumens nüvəsində və DLS-də xroniki implantasiya edilmiş mikrosensorlarda25 sürətli tsiklik tsql voltametrliyi (bax Əlavə Şəkil 1 elektrod yerləşdirmənin histoloji yoxlanışı üçün). LgA'nın ilk həftəsində aktiv cavablardan sonra VMS-də ekstrasellüler dopamin konsentrasiyalarında müvəqqəti artım müşahidə olunmuşduP <0.001; Şəkil 2a). Aktivizasiyanın bu növü LgA zamanı azaldı, burada üçüncü həftədə dopaminin sərbəst buraxılması ilk dəfə olduğundan (P <0.001) və ikinci (P = 0.030) həftə (həftənin əsas təsiri: F(2,72) = 10.230, P <0.001; Şəkil 2b). DLS-də fasik dopamin sərbəstliyi ikinci həftədə ortaya çıxdı (P = 0.006; Şəkil 2c) lakin LgA üçüncü həftəsində (həftənin əsas təsiri: F(2,51) = 3.474, P = 0.039; aktiv poke × həftə qarşılıqlı: F(2,51) = 4.021, P = 0.024; Şəkil 2c, d). Bu məlumatlar göstərir ki, VMS və DLS-lərdə fasik dopamin siqnalları dərman preparatının müxtəlif mərhələlərində ardıcıl olaraq, bir ŞA rejimi üçün bildirdiklərimizə oxşar olaraq ortaya çıxır13. Bununla belə, bu siqnal LgA dövründə hər iki bölgədə azalmışdır, intravenöz administrasiya edilmiş kokainin farmakokinetiğinin dəyişməyəcəyi bilinən bir dövr26,27.
Dopamin siqnallarının itkisi və narkotik istehlakının artması arasında əlaqəni yoxlamaq üçün LgA rejimi zamanı dərmanların özünü idarə etməsi üçün həssaslığa fərdi fərqlərdən istifadə edərək, heyvanları xəttlərə əsaslanan əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. LgA sessiyalarının üzərində narkotik istehlakının geriləməsiŞəkil 3a, b). Heyvanların bu bölünməsinin təsdiqlənməsi göstərir ki, kəsilməmiş heyvanlar üç həftə LgA müddətində aktiv burunlarda əhəmiyyətli artım göstərməmişdir (həftənin əsas təsiri: F(2,18) = 0.633, P = 0.542; Şəkil 3b, solda), yüksəlmiş siçovulların istifadəsi əhəmiyyətli dərəcədə artdı (həftənin əsas təsiri: F(2,26) = 14.826, P <0.001; Şəkil 3bhüququ; qəbul x həftəlik qarşılıqlı: F(2,44) = 4.674, P = 0.014) üçüncü LgA həftə (t(22) = 2.307, P = 0.031; Şəkil 3b). Xüsusilə, köklənmiş heyvanlar kokain əldə etmək üçün artan motivasiya nümayiş etdirdilər,P = 0.028; Əlavə Şəkil 2). Yüksəlmiş siçovullarda VMS-də dopamin sindromunun əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşməsi (həftənin əsas təsiri: F(2,51) = 15.507, P <0.001; Şəkil 3c, sağ, və Əlavə Şəkil 3a). Lakin, VMS dopamin salınımı qeyri-qalxmış siçovullarda sabit idi (həftənin əsas təsiri: F(2,18) = 0.057, P = 0.945; Şəkil 3c, sol və Əlavə Şəkil 4a) üçüncü həftədə yüksəlmiş sıçanlara nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə daha çox fasik dopaminin verilməsi (suyun əsas təsiri: F(1,69) = 6.444, P = 0. 013; Şəkil 3d, sol; qəbul x həftəlik qarşılıqlı: F(1,70) = 4.303, P = 0.042). Dopamin salınması və kəsilməmiş siçovulların arasında bu fərq, bütün altı saat ərzində özünü idarəetmə müddətində (t(43) = 2.599, P = 0.013). Əksəriyyətlə, bu fərqi tökülməmiş heyvanlarda dopamin funksiyasının ümumi azalması ilə nəticələnməmişdir, çünki qeyri-şüurlu, eksperimentator tərəfindən əmələ gələn kokain infuziyası sonrasında dopaminin sərbəst buraxılmaması qeyri-eskalasiya olunmuş və yüksəlmiş heyvanlar arasında fərqlənməmişdir (P = 0. 605; Əlavə Şəkil 5a).
Qeyri-yüksəlmə sıçanlarının VMS'sində saxlanılan fasik dopamin azadlığından fərqli olaraq, əvvəllər üç həftə məhdud kokain əldə etdikləri (SHA) gündə bir saatlıq yalnız bir saatlıq heyvanlarda dopamin azadlığında azalma olduğunu bildirdik13. Buna görə, biz SHA və ya LgA kokain özünü idarə edən heyvanlar arasında dopamin funksiyası və dərman qəbulu arasında əlaqənin ətraflı təsvirinə imkan verilməsi üçün bu ŞA siçovullarından əldə edilən məlumatlar üzərində əlavə təhlillər apardıq. ŞA zamanı heyvanlar arasında orta təbii narkotik istehlakının əhəmiyyətli dərəcədə artması olmasa da, ŞA kokainin özünü idarə etməsinin üç həftə ərzində dərman preparatının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olan heyvanların alt qrupu (6 16) ilə fərdi fərqlər olmuşdur. Maraqlıdır ki, stabil narkotik istehlakını qoruyan heyvanlar qrupundakı SHA kokainin özünü idarə etməsinin üçüncü həftəsində VMS fasik dopamin (yəni, əhəmiyyətli dərəcədə artım göstərməmişdir) üçüncü həftə içində qeyri-eskalasyona uğramış heyvanlardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmədi LgA (P = 0.741; Əlavə Şəkil 5b). Dərman qəbulunu gücləndirən ŞA heyvanları, dərman istifadəsinin aşağı dərəcələri (ilk saatlarda 32.7 ± 3.9 infuziya ilə müqayisədə 43.9 ± 3.1, P = 0.017) və daha az zəifləmiş dopamin sərbəstliyi (P = 0.049; Əlavə Şəkil 5b) LgA şəraitində onların suqəbuledici artıran heyvanlara nisbətən. Buna baxmayaraq, azalmış VMS dopamin üçün qeyri-yüksəlməmiş həmkarları (P = 0.094) ilə müqayisədə qeyri-əhəmiyyətli bir tendensiya var idi və SHA və LgA artan sıçanlar arasında vaxt keçdikcə dopaminin sərbəst buraxılması üçün heç bir əhəmiyyətli qarşılıqlı təsir göstərməmişdir (heç bir alış rejimi qarşılıqlı: F(1,57) = 0.111 P = 0.740; Əlavə Şəkil 5b). Bu fərdi fərqliliklər nəzərə alındığında biz dopamin səviyyələri ilə tıxanma dərəcəsi arasında birbaşa əlaqə qurmağı test etmək üçün bütün SHA və LgA siçovullarında rezeksiya analizini aparmış və əhəmiyyətli mənfi korrelyasiya tapdıq (ShA və LgA sıçanları birgə birləşdirilmişdir; r = -0.628 , P = 0.005) həftədə ən aşağı dopamin azadlığına malik olan heyvanlarda ən böyük artımla (3)Şəkil 3e, sol). Buna görə də, VMS-də dopaminin siqnalizasiyasının zəifləməsi narkotik özünü idarə edən LqA və ŞA dərmanına giriş rejimlərinin artmasının proqnozlaşdırdı. Bu məlumatlar, dopamin azadlığında dəyişikliklərlə bağlı germane aspektin heyvanların törədildikləri və ya olmadığı və özlərinə qarşı tətbiq olunan rejimdən per se. Eyni şəkildə, biz bütün siçovulların içərisində artımın kokain üçün artan motivasiyanın əhəmiyyətli bir proqnozudurP = 0.037, Əlavə Şəkil 6a), lakin LgA / ShA rejimi mütərəqqi nisbət cədvəlindəP = 0.340, Əlavə Şəkil 6b).
VMS-dən fərqli olaraq, DLS-də reaksiya-şərti dopamin salınması eskalated və eskalasiya edilməmiş LgA heyvanları arasında fərqlənmədi (suyun əsas təsiri: F(1,48) = 0.472, P = 0. 496; Şəkil 3d, sağ və Əlavə İncirlər. 3b və 4b) və ya ŞA və ya LqA kokain özünü idarə edən heyvanlar arasında dopamin salınması və dartılma eğimi arasında əhəmiyyətli bir əlaqə olmadı (r = -0.112, P = 0.649; Şəkil 3e, sağda). Belə ki, VMS-də dopaminin narkotik qəbulunun artması ilə əlaqəli olması ilə yanaşı, DLS-də oxşar bir korrelyasiya müşahidə olunmayıb, bu da genişləndirilmiş dərman özünü idarə etməsi ilə geniş yayılmışdır1,14,16,18.
Nörokimya və davranış arasında bu provokativ korrelyasiya nəzərə alındıqda, biz fasik dopamin siqnallarının azalmasının dopamin qəbuledici antaqonistlər tərəfindən hazırlanmış narkotik dərmanının artırılmasına gətirib çıxararaq dərman qəbuledilməsinin yüksəlməsində səbəb olduğunu düşündük.28-30və bərpa edilərsə, bu, təzələməyə səbəb olur (Şəkil 4a). Buna görə də,P = 0.024; Şəkil 4b) L-DOPA ilə seansdan əvvəl fasik dopamin azadını artırmağa başlayın31. L-DOPA dozasından asılı olaraq (0, 10, 30 və 90 mg / kg, intravenöz) kokain qəbulunu azaldı (L-DOPA əsas təsiri: F(3,53) = 5.053, P = 0.004; Şəkil 4b), 30 mqq / kq ilə əvvəlcədən artan səviyyəyə geri qayıtdı. Mühüm olaraq, L-DOPA'nın 30 mqq / kg dozası VMS-də fasik dopamin siqnalını tamamilə bərpa etmək üçün kifayət idi. Əlavə Şəkil 7 narkotik maddələrin alınması zamanı)F(2,8) = 6.316, P = 0.023; Şəkil 4c), tam altı saatlıq özünü idarəetmə üçün də təsir göstərmişdir (F(2,8) = 7.610, P = 0.0141). Beləliklə, VMS-də fasik dopamin sindromunun miqdarı bir kokain özünü idarə etmə sessiyası zamanı dərman qəbulunun miqdarını proqnozlaşdırdı (r = -0.525, P = 0.046; Şəkil 4d). L-DOPA-nın bu davranış təsiri, kokainə farmakoloji reaksiyanın dəyişməsi ilə izah edilə bilməz, çünki şərti dərman infuziyası sonrasında VMS dopamində yavaş konsentrasiyanın dəyişməsi L-DOPA müalicəsi ilə dəyişdirilməmişdir və əslində, eskalasyon, yüksəlmə və L-DOPA ilə müalicə olunan dövlətlərin artması (F(2,8) = 0.020, P = 0.980; Əlavə Şəkil 8). Bundan əlavə, L-DOPA-nın narkotik istehlakına təsiri L-DOPA yerli olaraq VMS-ə daxil olduğunda müşahidə olunmuşdur (bax Əlavə Şəkil 9 infuziya sahələri üçün) bir seans əvvəl tırmalanmış siçovulların (t(7) = 6.517, P <0.001; Şəkil 4e). Birlikdə aparılan tədqiqatlar göstərir ki, narkotik qəbulundan əvvəl tətbiq olunan L-DOPA-nın bir doza dopamin siqnalının bərpasında və kokainin normalləşdirilməsində əvvəlcədən qaldırılmış vəziyyətə təsirli olduğunu göstərir.
L-DOPA-nın istifadəsinin daha uzun müddətli dozaj rejimlərində, klinik tətbiqlərə daha çox uyğunlaşan narkotik istehlakının azaldılmasında təsirli olub-olmadığını növbəti test etdik. Birincisi, biz təkamül dövründə başlayan günlərdə təkrarlanan L-DOPA infuziya tətbiq edən eksperimentlər aparmışdıq. Heyvanlar kokainin sabit olaraq özünü idarə etməsinə öyrədildi və sonra ya LgA'ya keçdilər, ya da iki həftə boyunca hər seansdan əvvəl L-DOPA (30 mg / kg, intravenöz)Şəkil 5a). L-DOPA dərman preparatına xüsusi bir şəkildə təsir etmişdir (müalicənin əsas təsiri: F(1,53) = 9.297, P = 0.004; rejimin əsas təsiri: F(1,53) = 5.968, P = 0.018; Şəkil 5a) LgA heyvanlarında azalmış kokain alınması iləP = 0.004), lakin ShA heyvanları (P = 0.170; Şəkil 5a) və effektiv burun boşluğuna təsir etmədən (LgA, P = 0.202; ShA, P = 0.101; məlumat göstərilmir). Buna görə L-DOPA müalicəsi LgA zamanı narkotik istehlakının artmasının qarşısının alınmasında təsirli olmuşdur. Lakin, müalicə dayandırıldıqdan sonra, bu təsir dözməyib (P = 0.789; Şəkil 5a). İkincisi, biz dəfələrlə L-DOPA-nı ardıcıl günlərdə təyin edilmiş narkotik istehlakı ilə heyvanlarda tətbiq etmişik. Heyvanlar kokainin sabit olaraq özünü idarə etməsi üçün təlim keçirdilər və sonradan ya LgA'ya keçdilər, ya da ŞA-da üç həftə qaldılar. Daha sonra bu heyvanlar üçüncü həftə içində self-administration sessiyalarından əvvəl L-DOPA ya da şoranla müalicə edildi (Şəkil 5b). LgA təlim keçmiş heyvanlar ilk iki həftədə ŞA təlim keçmiş heyvanlara nisbətən kokain istifadəində əhəmiyyətli artım göstərdilər (rejimin əsas təsiri: F(1,51) = 15.706, P <0.001; məlumat göstərilməyib). L-DOPA müalicəsi rejimə spesifik bir təsir yaratdı (müalicənin əsas təsiri: F(1,51) = 5.303, P = 0.025; rejimin əsas təsiri: F(1,51) = 11.884, P = 0.001; Şəkil 5b), LgA heyvanlarında kokain qəbulunun azaldılması (P = 0.048), lakin ShA heyvanları (P = 0.210; Şəkil 5b) effektiv cavab vermədən (LgA, P = 0.641; ShA, P = 0.664). Əhəmiyyətli olaraq, L-DOPA'nın aktiv burun boşluğuna diferensial təsiri, heyvanların ŞA və LqA yerinə yetirilməmiş və yüksəlməmiş birləşmələrə bölündüyü zaman daha güclü idi (artan heyvanlar, P = 0.005; qeyri-qalxmış heyvanlar, P = 0.421; Şəkil 5c), L-DOPA'nın narkotik istehlakını təsir etməli deyil, üstünlüklü kokain alışını azaltdığını bildirir per se, günlər ərzində inkişaf edən bir qarşılıqlı təsir (xərçəng x müalicəsi (gün 1) qarşılıqlı təsir: F(1,51) = 0.562, P = 0.457; lakin qəbul x müalicəsi (gün 5) qarşılıqlı: F(1,51) = 4.091, P = 0.048). Əksər hallarda, tıxanmış və qalxmayan sub-populyasiyalar arasındakı bu fərqlər, eləcə də kəskin və xroniki olaraq L-DOPA-nın kəskinləşən təsiri də bütün altı saat ərzində özünü idarəetməƏlavə Şəkil 10). Birlikdə bu məlumatlar göstərir ki, kokain qəbulunu gücləndirən və dopamin prekürsorunun L-DOPA-nın təkrar tətbiqi ilə bərpa edən heyvanlarda fasik dopamin sərbəstliyinin azaldılması göstərir ki, bu dəlalətin qarşısını alır və dopamin aparatlarının dərmanların özünü idarəedilməsinin azaldığını sübut edir.
MÜZAKİRƏ
Hazırkı tədqiqatda dərman dərmanının artması zamanı VMS və DLS-də fasik dopamin sərbəstliyini araşdırdıq, dərmana asılılıq üçün əsas diaqnostika meyarlarını modelləşdirən bir fenomen21,23. Bizim tapıntılar göstərir ki, trombozun azalması həm VMS, həm də DLS-də azalmış dopamin siqnalları ilə əlaqədardır ki, VMS-də dopaminin azalması yüksəlmə dərəcəsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə korrelyasiya edilir. Bu təsirin fasik dopamin üçün seçici olduğu görünür, çünki cari işdə tonik dopamində müqayisəli dəyişikliklər müşahidə edilməmişdir, əvvəlki işdə siçovullarda eyni rejimin istifadə edilməsi27 və ya qeyri-insan primatlarında özünüidarə paradiqmalarına aiddir32,33. Dərmanların çəkilməsində (18 saatı ilə sonuncu self-administrasiya sessiyasından yeddi gün arasında sınaqdan keçirildiyi zaman) fasik dopamin funksiyasının azalması barədə bir sıra məlumatlar var, bu da kokainə qarşı həssaslıqla bağlıdır34-37. ŞA və LgA sıçanları arasında kokainə dopamin cavabında oxşar azalma müşahidə edərkənƏlavə Şəkil 5a), bu effekt qeyri-şüurlu kokainə neyrokimyəvi reaksiyanın tıxanmış siçovulların arasında fərqlənməməsi və qəbul etməyənlər (heç bir qəbuledici rejimin qarşılıqlı təsiri: F(1,34) = 1.964 P = 0.170; Əlavə Şəkil 5a). Eynilə, kokainin farmakoloji tədbirlərindən ötəri ehtimal olunan kokaindən sonra 90 saniyəyə qədər tonik dopamin konsentrasiyasında zirvə dəyişiklikləri eyni heyvanlar içərisində əvvəlcədən yayılmış və yüksəlmiş vəziyyət arasında fərqlənmədi (Əlavə Şəkil 8). Beləliklə, dopamin ötürülməsinin yeganə xüsusiyyəti, dərman preparatının təxmin edildiyini müşahidə etdiyimiz aktiv burun pokeindən dərhal sonra baş vermiş fasik cavab idi və bu əsasən dərmanla əlaqəli cues9,11,13. Bu neyrokimyəvi cavab, narkotik stimulunun müvəqqəti olaraq proqnozlaşdırıldığı üçün mükafatla əlaqəli bir stimul ilə yaranan VMS-də dopaminin sərbəst buraxılmasının normal bir proses prosesini xatırladan dərman alışını artıran heyvanlarda azalmışdır38,39. Lakin, self-administrasiyası zamanı dopamin susuzluğunun azaldılması öyrənilən prosedurada daha çox vaxt keçdikdən sonra, müəyyən edilmiş narkotik vasitələrin alınmasının əldə olunmasından çox vaxt gözlənilməyəcəkdir. Bununla yanaşı, dərman preparatını artırmayan heyvanlarda, bu heyvanlar asimptotik ayrı-seçkilik instrumental davranış nümayiş etdirdiklərinə baxmayaraq, fasik dopamin susuzluğunun zəifləməsi baş vermir.
Narkotik vasitələrin istifadəsi kimi dopaminin azalması müşahidələrimizdə bir çox müasir asılılıq nəzəriyyələrinə ziddir. Uyuşturucuya bağlı təşviq sensitizasiya proseslərinə yönəldilmiş nəzəriyyələr, dərmanlara və təzyiqə məruz qalmasına həssas cavab verən narkotik maddələrə təkrarlanan narkotiklərə təkrar məruz qaldıqda VMS dopamin sisteminin artan reaktivliyini bildirir40LgA'dan sonra xüsusilə möhkəm olan bir fenomen41. Narkomaniyaya bağlı qüsurlu öyrənmənin və vərdişlərin formalaşmasının rolu ilə bağlı konseptual yanaşmalar DLS-də ortaya çıxan dopamin siqnallarının getdikcə narkotik axtarışı1,14,16. Ayrıca, bağımlılığın görkəmli hesablama modellərinə xüsusi olaraq dopamin siqnalını dərmanla əlaqəli istəklərə bağımlılığa doğru hərəkət edən bir vasitə kimi artırdı42,43. Əksinə, bizim tapıntılarımız Dackis və Gold tərəfindən təklif olunan bağımlılığın dopamin tükənməsi fərziyyəsinə daha uyğun görünür44və rəqib-proses nəzəriyyələri ilə bağlıdır21 mükafatla əlaqəli proseslərin dərman istismarı ilə bağlı bastırılmasını vurğulayır. Bu cür bastırma, dərman intoksikasiyasının üstünlük səviyyəsinin qorunması üçün narkotik maddənin kompensasiya verən özünü tənzimləməsinə səbəb olmaq üçün hipotez qoyulmuşdur21. Xüsusilə, insanlar və heyvanlar cavab verməklə artan vahid dozada kokain üçün kompensasiya edirlər45,46. Bu proses VMS-də dopamin ötürülməsi ilə tənzimlənir8 və nəticədə, dopamin ötürülməsinin azaldılması (məsələn, dopamin reseptor antagonizmi ilə) narkotik istifadəsinin nisbətində artım yaradır28,29. Buna görə də, LgA zamanı müşahidə etdiyimiz dopaminin siqnalizasiyasında azalma, zəhərlənmənin üstünlük səviyyəsinə nail olmaq üçün dərman preparatının kompensasiya verən upregozasını stimullaşdırır. Bu hipotezi dəstəkləyərkən, VMS-də dopaminin azaldılması narkotiklərin daha çox artım göstərməsini nümayiş etdirən heyvanlarda ən çox ifadə edilmişdir.
Beləliklə, biz dopaminin ötürülməsinin bərpasının zəifləməyəcəyini əsaslandırdıq. Həqiqətən də, L-DOPA administrasiyası həm dərman qəbulunun artmasına səbəb olur, həm də qarşısını alır. Xüsusilə, L-DOPA-nın narkotik maddələrdən istifadəsinə təsiri müalicənin sona çatmasından sonra dayana bilməmişdir, bunun əsasən neuroadaptasiya qarşısını almadığını göstərir. Buna görə də, məlumatlarımız göstərir ki, tıxanma dərman qəbul edərkən fasik dopaminin azalması ilə ortaya çıxan bir proses ilə vasitəçilik edir. Bu tapıntılar L-DOPA-nın psixostimulyar sui istifadəsinin klinik müalicəsində istifadə edilməsi üçün mexanik məlumat verir, son dərəcə perspektivli, lakin ümumiyyətlə qarışıq olan bir sıra son klinik araşdırmalarda nəticələr47. Xüsusilə, L-DOPA-nı təmizləyən narkotik maddələrin istifadəsini dayandırmadan azaldığından zərərin azaldılması yanaşmalarına daha yaxşı uyğundur və xüsusilə, davranışçı terapiya proqramlarına daxil olduqda, narkotik maddələrin istifadəsinə nəzarəti bərpa etməyə imkan verir. Ümumiyyətlə, bizim tapıntılar istirahətli dopamin azadında azalmışdır ki, bu, istirahət vasitələrindən nəzarətsiz narkotik maddələrdən istifadəyə keçməyə kömək edən uzanan dərman vasitəsi daxilində baş verir.
metodika
Heyvanlar
300g və 400g arasında çəkən Charles River (Hollister, CA, ABŞ) adlı böyüklərdən olan Wistar siçovulları ayrı-ayrılıqda yerləşdirilib və 12-h işıqlı / 12-h qaranlıq dövründə (0700-da işıqlar) qidalandırılmış temperatur və nəmlə su mövcud ad libitum. Bütün heyvanların istifadəsi Vaşinqtonun Heyvan Qulluq və İstifadəsi Komitəsinin Universiteti tərəfindən təsdiqləndi və cərrahi prosedurlar aseptik şəraitdə həyata keçirildi. 50-in voltammetriya təcrübələrində 29 heyvanları eksperimentlər boyunca kateter çatışmazlığını qoruduğu, ən azı bir funksional və histologiyalı təsdiq edilmiş elektrodu olan və davranış meyarlarından (aşağıya bax) keçmiş cərrahiyyə keçirdi. Farmakoloji təcrübəsi üçün, kateter implantasiyası aparılmış 28 siçovulların 32, intravenöz kateteri açıqlığını qorudu və tədqiqatda istifadə edildi. Heyvanlar ŞA-nın əvvəlki eksperimental təlimləri zamanı özünü idarəetmə dərəcəsinə əsasən eksperimental qruplara bərabər idi. Nümunə ölçüləri əvvəlki əsərlərdə bildirilənlərə bənzəyir13.
Stereotaksik cərrahiyyə
Sıçanlar, sterotaksik çərçivəyə yerləşdirilən, qeyri-steroid əleyhinə antiinflamatuar carprofen (5 mg / kq, subkutan yolla) ilə tətbiq olunan və izotermik pad üzərində yerləşdirilən izofluran ilə anesteziyaya alındılar. Baş dərisi alkoqol və betadinlə toqquşub, lidokain (0.5 mg / kq) və bupivakain (0.5 mg / kq) qarışığı ilə yuyulur və krani ifşa etmək üçün tökülür. Kraniyada deliklər açılmış və dura mater DLS (1.2-mm anterior, 3.1-mm yanal və 4.8-mm ventral Bregma48) və VMS (1.3-mm anterior, 1.3-mm yanal və 7.2-mm ventral Bregma üçün) çekirdek accumbens nüvəsi. Bir karbon lifli mikroelektron içəridə hazırlanmışdır25 VMS-də və digəri DLS-də yerləşdirilib, bir Ag / AgCl istinad elektrodu önbövyin ayrı bir hissəsinə implante edilmişdir. Fərqli bir heyvan dəsti ilə bərabər uzunluqlu "dummy" cannula ilə qapalı olan guide xərçəngi (26 ölçüsü; Plastics One, Roanoke, VA, ABŞ) VMS hədəf üçün iki tərəfli implante edilmişdir. Elektrot və bələdçi kanülü, kəllə ilə vintlər ilə tutturulmuş kranioplastik sementlə təmin olunmuşdur. Əməliyyatdan sonra uzun müddət fəaliyyət göstərən qeyri-steroid əleyhinə antiinflamatuar carprofen (5 mg / kq, subkutan) ilə tətbiq olundu və ambulatoriya qədər bədən temperaturu qorumaq üçün bir izoterm pad yerləşdirildi. Bir həftə sonra ayrı bir əməliyyat zamanı bütün heyvanlar intravenöz kateterlər ilə implantasiya edildi.
İntravenöz kateterlərin implantasiyası
Siçovullar izofluranla anesteziya edildi, steroid olmayan antiinflamatuar karprofenlə (5 mq / kq, dəri altında) tətbiq olundu və bədən istiliyini qorumaq üçün izotermik yastığa qoyuldu. Kateterlər, xarici diametri 0.6 mm olan silastik borulardan hazırlanmış və infuziya pompasına qoşulmaq üçün bir ucunda (distal venadan insert; Plastics One, VA, ABŞ) bir "mərkəzə" əlavə edilmişdir. Kateterlər dəri altından çiyinlər arasındakı bədənin ön hissəsindəki bir kəsiklə itələdilər və kateterin proksimal ucunun yaxınlığında bir silikon kauçuk muncuqun köməyi ilə sağ boyun damarına lövbər saldılar. Kateterin optimal yerləşməsi mənfi təzyiqlə içəriyə qan çəkilərək təsdiqləndi. Daha sonra mərkəz ətrafdakı toxuma tikilmiş bir teflon mesh parçası ilə sabitləndi və kəsiklər bağlandı və mərkəz siçovulun arxasından çıxdı. Sonra kateter bir heparin məhlulu (80 U / ml fizioloji su ilə) ilə yuyulur və polivinilpirolidon (PVP) və heparin (1000 U / ml) özlülük məhlulu ilə doldurulur. Kateter mərkəzinə qısa, büzməli bir polietilen boru parçası qoyulmuşdu və PVP məhlulu kateterdə qalmışdı. Əməliyyatdan sonra siçovulların ən az beş gün sağalmasına icazə verildi.
Kokain özünü idarə etmə
0900 və 1700 saat arasında self-idarəetmə sessiyaları keçirildi. Siçovullar komşu panellərdə yerləşən iki tənəffüs cihazı ilə təchiz olunmuş modul bir əməliyyat otağında (Med Associates, VT, ABŞ) kokain (Sigma, Sent-Luis, MO, ABŞ) özünü idarə etməyi öyrəndi eyni divarın, evin işıqlarının və səs-küylü və ağ-səs-küy stimullarını təmin edən spikerlər. Operativ kamera səs-zərif bir xarici kamerada yerləşdirildi. Ratslar (3-4 aylıq) FI20 gücləndirilməsi proqramı üzrə operativ cavabdan sonra kokain əldə etmək üçün hazırlanmışdır. Faiz limanında burun tutulma (heyvanlar arasında qarşılıqlı yan), audiovizual stimulun 0.5-ikinci təqdimatı ilə qoşulan kokainin dərhal intravenöz infuziyası (təxminən 10 saniyədən yuxarı) ilə nəticələndi (burun içində işığın işıqlandırılması sanki liman və ton, şərtli stimul, CS). CS təqdimatı zamanı, burun pokingdən daha dərin infuziya və ya digər proqramlaşdırılmış nəticələrə səbəb olmadığı bir 20-ikinci dəfə həyata keçirildi. Sessiya zamanı narkotik maddə mövcudluğu ağ səs-küy və ev işıqlarının işıqlandırılması ilə ifadə edildi. Cavabın spesifikliyini nəzarət etmək üçün ikinci (qeyri-aktiv) portun burun tutulması izlənildi, lakin heç vaxt gücləndirilmədi. Araşdırmaya daxil olmaq üçün iki ardıcıl iclasda iclas başına beş və ya daha çox aktiv cədvəl meyarı ilə əvvəlcədən təlim sessiyalarının ardından, siçovullara gündəlikdə bir saatlıq gündə bir saat kokainə (qısa müddətli giriş, ŞA) gündəlik çıxışı, sonra altı üç həftə (həftədə beş gün) gündə saat (uzun müddətli giriş; LgA). Ölçülüyə çatmaq üçün iclasların sayı iki ilə beş seans arasında heyvanlar arasında dəyişdi. Daha əvvəl bildirilən nəzarət qrupundan davranış nəticələri13 LgA kokain özünü idarə edən siçovulların pasiyent məlumatlarını bərabər sayda gündə bir ŞA rejimində təlim keçən siçovullara müqayisə etmək üçün bir əsas kimi istifadə edilmişdir.
FI20 kokain özünü idarə edən üç ŞA və ya LgA həftəsindən sonra, siçovulların bir alt qrupu mütərəqqi nisbəti testinə keçdi. Bu iclaslar FI20 sessiyalarına eyni idi, istisna olmaqla, bu iclas zamanı heyvanların ardıcıl kokain infuziyası üçün daha çox operativ cavab verməsi tələb olundu. Hər bir məhkəmə istintaqının tələbi (T) 1.4-ın yuvarlaqlaşdırılan tam ədədi idi(T - 1) 1 qolu mətbuatından başlayaraq (yəni 1, 1, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 14, 20, 28, 40, 56, 79, 111, 155, 217, 304, 426) . Bu iş tələbi son dərəcə yüksək olur ki, nəticədə heyvanlar cavab verməyərək, bir "qırılma nöqtəsinə" çatırlar. Ayrılma nöqtəsi operativ olaraq heç bir infuziya əldə edilməyən otuz dəqiqəlik dövrdən əvvəl qazılmış infüzyonların ümumi sayı kimi müəyyən edilmişdir.
L-DOPA / Benserazid idarəsi
L-DOPA (L-3,4-dihidroksifenilalanin) L-DOPA-nın periferik çatışmazlığını azaltmaq üçün periferik hərəkət edən DOPA dekarboksilaz inhibitoru Benserazid ilə birgə verilmişdir (hər ikisi Sigma, Sent-Luis, MO, ABŞ-dan). Hər iki dərman salinada həll olunaraq intravenöz olaraq 1 ml / kiloqram ağırlıq həcmində infuziya verildi. L-DOPA 30, 0, 10 və ya 30 mq / kq-da başlanandan 90 dəqiqə əvvəl verildi, Benserazid isə L-DOPA dozasından asılı olmayaraq 2 mg / kq-da verildi. Birinci tədqiqat qrupunda (doz reaksiyası) siçovulların bir gündə L-DOPA ilə müalicəsi aparılıb (Əncir 4). L-DOPA dozalarının heç biri ümumi performansını maneə törətməyib və diskineziyaya səbəb olmadı. Təkrarlanan L-DOPA administrasiyasının potensial qarışdırıcı təsirlərinin qarşısını almaq üçün, "L-DOPA sessiyaları" sonrasında L-DOPA müalicəsi olmadan sıçanlar təlim keçdi. İkinci bir tədqiqat qrupunda, heyvanlar iki həftəədək müddətə hər bir öz-idarəetmə iclasından əvvəl bu L-DOPA ilə müalicə olunmuşdular (Əncir 5). Üçüncü bir tədqiqat qrupunda, LgA zamanı yüksəlmiş kokain özünü idarəetmə sərgiləyən sıçanlar, L-DOPA (25-50 μg hər yarımkürədə 0.5 μl ACSF-də həll edilən ikiqat infuziya təsiri, 0.25 μl / min, Sigma, St. Louis, MO, ABŞ) və ACSF-in narkotik maddə qəbul etməsi ilə bağlı VMS-ə nəzərdən keçirildi. İnfüzyon günlərində, kuklalı kanül, 33 ölçülü 1.0 mm kılavuz cannula kənarında olan bir XNUMX-gauge infuziya kanülüylə əvəz edilmişdir. Təzyiqlər sessiyanın başlamasından 10 dəqiqə əvvəl verildi. İnfüzyondan sonra, kanüller, dərmanın yayılmasına imkan vermək üçün çıxarıldıqdan iki dəqiqə əvvəl yerində qaldı.
Voltametrik ölçmə və analiz
Eksperimental iclaslarda tez-scan siklik voltammetriya ilə dopaminin aşkarlanması üçün (xroniki olaraq implante edilmiş karbon lifli mikrosensorlar birləşdirilmiş voltammetrik amplifikatöre birləşdirilmiş, PC-idarə edilmiş məlumat toplama və analiz sistemi (National Instruments, TX, ABŞ), test bölməsinin üstündə quraşdırılmış elektrik fırlanan (Med Associates, VT, ABŞ) vasitəsilə. 100 Hz bir nümunə dərəcəsi nail olmaq üçün voltametrik tarama hər 10 ms təkrarlandı. Hər bir voltametrik tarama zamanı karbon fiber elektroddakı potensial 0.4 V / s (1.3-ms ümumi scan vaxtında) + / 400 V (anodic sweep) və arxa (katodik süpürmək) ilə müqayisədə -8.5 V-dən linear şəkildə aşağı düşdü ) və tarama arasında -0.4 V-də saxlanılır. Dopamin elektrod səthində mövcud olduqda, anodik süpürgə zamanı dopamin-o-quinon (təxminən + 0.7 V-da aşkarlanan pik reaksiyası) meydana gətirmək üçün oksidləşir və katodik süpürgədə dopaminə geri qaytarılır (pik reaksiyası təxminən -0.3 V). Elektronlardan gələn axını cari olaraq ölçülür və elektrolizə məruz qalan molekulların sayına görə mütənasibdir. Voltametri məlumat 0.025 - 2,000 Hz-də band-keçid süzülmüşdür. Hər bir tarama nəticəsində əldə edilmiş fondan çıxarılan, zamanla həll edilmiş cari analitin kimyasal imza xarakteristikası təmin edilərək dopaminin digər maddələrdən49. Dopamin, standart təlim dəsti istifadə edərək, chemometric analizi ilə voltametri siqnalından təcrid olunmuşdur25 xroniki implantasiya edilmiş elektrodlar tərəfindən aşkar edilmiş elektriksel stimullaşdırılan dopamin sərbəstliyinə əsaslanır. Dopamin konsentrasiyası elektrodların ortalama post-implantasiya həssaslığına əsaslanaraq qiymətləndirilmişdir25. Orta konsentrasiyanın analizindən əvvəl, bütün məlumatlar sınaqdan keçirən orta səviyyədə bir 5-point ilə düzəldilmişdir. Dopaminin konsentrasiyası operativ cavabdan sonra (cevap sonrası) ya da CS-nin qeyri-şahidi təqdimatından sonra yeddi saniyədə (müşahidə edilmiş fasik siqnalın təxminən müddəti) orta hesab olundu və əməliyyatdan əvvəl iki saniyə ərzində orta konsentrasiya ilə müqayisə edildi cavab (əsas). CS və ikinci və üçüncü həftə (hər birində 20 saniyə üçün iki dəfə) hər bir qeydiyyat seansında qeyri-şərti olaraq təqdim edildi, lakin bir həftə ərzində dərman çatdırması ilə marka arasında əlaqəli kondisionerlə müdaxilənin qarşısını almaq üçün ilk həftədə deyil bu assosiasiyanın hələ də inkişaf etdiyi ehtimal olunur.
Statistik təhlil
Fərdi elektrokimyəvi siqnallar, özünü idarəetmə sessiyasında, sonra isə heyvanlar və həftələr arasında, statistik gücünü artırmaq üçün orta hesablanmışdır. Siqnallar, multivariate ANOVA'lar ilə reaksiya, beyin bölgəsi, kokain alınması və həftə faktorlar olaraq müqayisə edildi. Elektrokimyəvi məlumatlarla müqayisədə davranış məlumatları da həftələrə bölünmüşdür. L-DOPA eksperimentləri üçün müvafiq dərman müalicəsinin (heç bir müalicə, L-DOPA dozu və ya vasitə) davranış məlumatları (gün ərzində ortalama günlərdə qəbul edilmiş) çox dəyişkən ANOVA'lar ilə narkotik müalicəsi, təlim rejimi, kokain qəbulu, və həftə faktorlar kimi. Əsas əhəmiyyətli təsirlər və ya qarşılıqlı təsirlər halında post-hoc təhlillər aparılmışdır P dəyərlər çox test üçün Holm-Bonferroni düzəliş üsuluna uyğun olaraq düzəldilmişdir50. Plot Prizma (GraphPad Software, La Jolla, CA, ABŞ) istifadə edilmişdir. İstatistiksel analiz SPSS, 17.0 versiyası (Chicago, IL, ABŞ) ve Prizma kullanılarak gerçekleştirildi. Parametrik statistik təhlil üçün məlumatlar uyğundur. Məlumatların toplanması və təhlili eksperimentlər şəraitinə görə yox idi.
Qeydiyyat yerlərinin histoloji yoxlanılması
Eksperimentin tamamlanmasından sonra heyvanlar intraperitoneal ketaminin (100 mg / kq) və xylazine (20 mg / kq) inyeksiya ilə pozuldu. Elektrod implantları olan heyvanlarda, transkardiyal perfüzyondan əvvəl 300% -paraformaldehidin ardından şoranlıqla transkardiyal perfüzyondan əvvəl qeyd olunan sahələr elektrolitik bir lezyon (4 V) ilə qeyd edilmişdir. Braunlar paraformaldehiddə iyirmi dörd saatlıq müddətdə çıxarılmış və post-sabitləşdirilmişdir və sonra bir kristalata (50-μm koronal bölmələr, -20 ° C) kəsilmiş bir izopentan banyosunda sürətlə dondurulmuşdur və görselləşdirilməyə kömək etmək üçün cresyl violet ilə boyanmışdır anatomik strukturları və elektrodla bağlı lezyon və ya infuziya sahələri.
Əlavə material
1
8
9
10
11
2
3
4
5
6
7
Minnətdarlıq
Texniki kömək üçün Scott Ng-Evans, Christina Akers Sanford, Chad Zietz, Nicole Murray və Daniel Hadidi, və Monica Arnold və Jeremy Clark üçün faydalı rəylər üçün təşəkkür edirik. Bu iş Alman Tədqiqat Fondu (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) Grant WI 3643 / 1-1 (IW), Alkoqol və Narkotik İnstitutu (PEMP) və Vaşinqton Universitetinin Provayderi (PEMP) və Milli İnstitutlar Sağlamlıq qrantları T32-DA027858 (LMB), F32-DA033004 (PAG), P01-DA015916 (PEMP), R21-DA021793 (PEMP) və R01-DA027858 (PEMP).
Dəyişikliklər
Müəllif iştirak edir
IW və PEMP tərəfindən hazırlanmış tədqiqat, IW, LMB və PAG tədqiqatları həyata keçirmişdir və IW məlumatları təhlil etmişdir; IW və PEMP qəzet yazıb.
Author məlumat
Müəlliflər heç bir maraq doğurmur.
References