Neurovědy. 2010 August 11; 169(1): 182-194. Publikováno online 2010 Může 7. dva: 10.1016 / j.neuroscience.2010.04.056
Friedbert Weiss,Loren H. Parsons,Gery Schulteis,Petri Hyytiä,Marge T. Lorang,Floyd E. Bloom, aGeorge F. Koob
+ Autorizace
Abstraktní
Dopředný bazální dopamin (DA) a 5-HT neurotransmise se podílejí na zprostředkování akutních posilujících účinků ethanolu. Neuroadaptační teorie předpovídají, že kompenzační změny v neurochemických systémech, které jsou akutně aktivovány alkoholem, mohou být základem příznaků abstinence po chronickém podání. Pro testování této hypotézy bylo uvolňování DA a 5-HT sledováno mikrodialýzou v nucleus accumbens závislých samců krys Wistar na konci 3–5týdenního dietetického režimu s ethanolem (8.7% hmotn./obj.) Po dobu 8 hodin stažení a během obnovené dostupnosti ethanolu zahrnující (1) možnost operativního vlastního podávání ethanolu (10% w / v) po dobu 60 minut, následovaný (2) neomezeným přístupem k dietě ethanol-kapalina. Výsledky byly porovnány s kontrolními skupinami, které byly krmeny párovou tekutou dietou bez obsahu ethanolu a byly trénovány k vlastnímu podávání buď ethanolu, nebo vody. U nezávislých potkanů operativní podávání etanolu zvýšilo uvolňování DA i 5-HT v NAC. Odstoupení od chronické ethanolové stravy vedlo k postupnému potlačení uvolňování těchto vysílačů během 8hodinové ochranné lhůty. Samoobsluha ethanolu obnovila a udržovala uvolňování DA na úrovních před odebráním, ale nedokázala úplně obnovit eflux 5-HT. Hladiny 5-HT se však rychle obnovily během 1 hodiny po opětovném vystavení působení kapalné ethanolové stravy. Tato zjištění naznačují, že deficity v uvolňování monoaminů v accumbal mohou přispívat k negativním afektivním důsledkům odnětí ethanolu, a tím motivovat chování při hledání etanolu u závislých subjektů.
Zneužívání alkoholu a závislost na jejich lékařských a sociálních patologiích nadále patří k největším problémům se zneužíváním návykových látek v USA a na celém světě (Nelson a Stussman, 1994;Greenfield a Weisner, 1995; Rice a Harris, 1995). Alkohol má anxiolytické a euforigenické účinky a předpokládá se, že tyto vlastnosti přispívají k akutním posilovacím účinkům alkoholu, které mohou vést k dalšímu užívání a nakonec k vážnému zneužívání a závislosti u vnímavých jedinců. V posledních letech bylo dosaženo významného pokroku, pokud jde o identifikaci neurotransmiterů a receptorových systémů, které se podílejí na zprostředkování akutních posilujících účinků ethanolu (přehled viz. Gianoulakis, 1989; Hoffman a kol., 1990; Samson, 1992; Sellers a kol., 1992; Froehlich a Li, 1993; Hunt, 1993; Grant, 1994; Tabakoff a Hoffman, 1996; Mihic a Harris, 1995).
Mezi četné neurotransmiterové systémy zapojené do farmakologických účinků alkoholu dostaly dopamin (DA) a 5-HT zvláštní pozornost kvůli jejich domnělé roli v motivačních účincích ethanolu (Klonování, 1987; McBride a kol., 1991;Engel a kol., 1992; Samson, 1992; Sellers a kol., 1992). V případě DA, přesvědčivý elektrofyziologický (Gessa a kol., 1985; Brodie a kol., 1990), neurochemické (Imperato a DiChiara, 1986; Wozniak a kol., 1991; Yoshimoto a kol., 1991; Engel a kol., 1992) a chování (Imperato a DiChiara, 1986; Waller a kol., 1986) důkaz naznačuje, že behaviorálně relevantní dávky ethanolu aktivují mezolimbickou DA odměnu. Přímý důkaz o úloze DA v odměně za etanol vychází ze zjištění, že operativně samostatně podávaný ethanol stimuluje uvolňování DA v NAC (Weiss a kol., 1993), že krysy budou samy aplikovat ethanol přímo do oblasti těla ventrálních tegmentálních buněk mezopříslušné DA odměny (Gatto a kol., 1994) a že operátor reagující na ethanol je modifikován farmakologickými látkami, které interagují s DA neurotransmisí (McBride a kol., 1990;Samson a kol., 1991; Hodge a kol., 1993; Rassnick a kol., 1993). A konečně, preference alkoholu v genetických modelech alkoholismu byla spojena se sníženým obsahem DA v NAC (Murphy a kol., 1982; Murphy a kol., 1987; Gongwer a kol., 1989) a také zvýšená citlivost na DA uvolňující a lokomotoricky aktivující účinky ethanolu (Waller a kol., 1986; Klonování, 1987; Fadda a kol., 1989; Engel a kol., 1992; Weiss a kol., 1993).
Existuje dostatek důkazů o zapojení 5-HT do chování při hledání etanolu. Ethanol v závislosti na dávce zvyšuje uvolňování 5-HT v NAC (Yoshimoto a kol., 1992), zatímco farmakologická léčba, která zvyšují synaptickou dostupnost 5-HT nebo přímou aktivaci přenosu 5-HT agonisty receptoru, potlačují dobrovolný příjem ethanolu u zvířat (přehled viz. Sellers a kol., 1992; LeMarquand a kol., 1994) a může snížit konzumaci alkoholu u lidí (Naranjo a kol., 1984, 1987, 1989, 1990; Gorelick, 1989; Monti a Alterwain, 1991). Sérotonergní role při zneužívání ethanolu je podporována také nálezy výrazných nedostatků v obsahu 5-HT v předním mozku, sníženou inervací 5-HT nebo zvýšenou regulací receptorů 5-HT1A v geneticky vybraných líniích hlodavců preferujících alkohol (Murphy a kol., 1982, 1987;Yoshimoto a kol., 1985; Yoshimoto a Komura, 1987; Gongwer a kol., 1989; McBride a kol., 1990, 1994). Subjektivní účinky ethanolu konečně závisí alespoň částečně na neurotransmise 5-HT, protože agonisté receptoru 5-HT1A nahrazují (Známky a Schechter, 1988; Grant a Colombo, 1993; Krystal a kol., 1994), zatímco antagonisté 5-HT3 blokují diskriminační stimulační vlastnosti ethanolu (Grant a Barrett, 1991).
Doposud byla velká většina studií na neurofarmakologickém základě zesílení ethanolem udržována na nezávislých zvířatech. Pochopení mechanismů udržujících zneužívání ethanolu však také vyžaduje nahlédnutí do biologické podstaty posilování udržovaného ethanolem u závislých subjektů. Bylo navrženo, že vývoj závislosti zahrnuje adaptace na buněčné nebo molekulární úrovni, které jsou v rozporu s farmakologickými účinky látek zneužívajících, a tím vedou ke vzniku abstinenčních příznaků, které by mohly motivovat pokračující konzumaci drogy (Koob a Bloom, 1988). S ohledem na předchozí důkazy, že ethanol stimuluje uvolňování DA i 5-HT v NAC (Imperato a DiChiara, 1986; Wozniak a kol., 1991; Yoshimoto a kol., 1992; Weiss a kol., 1993), tato hypotéza by předpověděla nedostatek ve uvolňování těchto neurotransmiterů během odběru ethanolu. Tato hypotéza by také předpověděla zvrat neurochemických nedostatků vyvolaných stahem po nové expozici ethanolu. Aby se tato hypotéza otestovala, předložené experimenty zkoumaly účinky chronické expozice ethanolu a odběru ethanolu na uvolňování DA a 5-HT v NAC pomocí intracerebrální mikrodialýzy, jakož i úlohu accumbálního uvolňování monoaminu v posilování udržovaném ethanolem v závislosti na krysy.
MATERIÁLY A METODY
Předměty
Byly použity samce potkanů Wistar (Charles River) vážící mezi 400 – 600 gm v době testování. Krysy byly chovány ve skupinách po dvou nebo třech ve viváriu s kontrolovanou vlhkostí a teplotou (22 ° C) v cyklu 12 / 12 h světlo / tma (na 05: 00, mimo 17: 00) s přístupem k potravě podle potřeby voda. Všechny postupy byly vedeny v přísném souladu s Národními instituty zdravotnictví pro péči o laboratorní zvířata a jejich používání.
Přístroje pro testování chování
Školení o samopodávání etanolu a testování mikrodialýzou bylo prováděno ve standardních operačních komorách (Coulbourn Instruments, Allentown, PA) modifikovaných, jak bylo popsáno výšeWeiss a kol., 1993) umožnit současnou prezentaci dvou různých kapalných vyztužovacích prostředků a přizpůsobit komponenty systému pro mikrodialyzační perfúzi. Krátce, komory operanta byly vybaveny dvěma zatahovacími páčkami. Odpovědi na příslušnou operandu vyústily v prezentaci buď 0.1 ml roztoku ethanolu, nebo vody do jedné ze dvou nádob (objemová kapacita 0.15 ml) umístěných 4 cm nad podlahou mřížky a mezi pákami ve středu přední desky operativní komory. Komory operanta byly umístěny v laboratorní místnosti pro procedury připojené k viváriu a byly uzavřeny ve zvukově tlumených ventilovaných kabinách prostředí (Coulbourn Instruments, Allentown, PA). Dodávání tekutin a zaznamenávání chování bylo řízeno mikropočítačem.
Školení o samořízení etanolu
Krysy byly vyškoleny k tomu, aby si samy podaly ethanol nebo vodu po dvou-pákovém, volitelném operativním úkolu pomocí modifikovanéhoWeiss a Koob, 1991) postup vyblednutí sladkého roztoku (Samson, 1986). Krysy byly původně umístěny na 22hodinový plán deprivace vody (omezený na dva po sobě jdoucí dny) a byly trénovány v denních 30minutových relacích, aby reagovaly na kteroukoli ze dvou pák pro 0.2% (hmotn./obj.) Roztok sacharinu podle plánu kontinuálního posilování. Po úspěšném získání odpovědi operantů byla voda znovu zpřístupněna ad libitum v domácí kleci. Po dalších 6 dní reakce na jedinou dostupnou páku vedla k dodání 0.1 ml roztoku ethanolu (5%) / sacharinu (0.2%). Zvířata byla poté trénována podle souběžného rozvrhu, ve kterém každé stisknutí jedné páky vedlo k dodávání roztoku ethanol / sacharin, zatímco reakce na druhé páce vedly k prezentaci vody ve stejném objemu (0.1 ml). Během následného tréninku se koncentrace ethanolu postupně zvyšovaly na 10% (hmotn./obj.), Zatímco koncentrace sacharinu se pomalu snižovala, následovala úplná eliminace sladidla z pitného roztoku. Po dokončení této fáze slábnutí sladkého roztoku, která trvala 19 dní, pokračovalo sezení v samopodávání dalších 16–21 dní, dokud nebyly pozorovány stabilní hladiny příjmu ethanolu (10% hmotnost / objem). Veškerá školení a testování podle svobodné volby probíhaly bez omezení jídla a tekutin.
Za účelem kontroly účinků jednoduché expozice operantu na uvolňování neurotransmiteru byly také připraveny krysy, které dosud nebyly na ethanol zvyklé na testovací prostředí. Aby byla zajištěna operativní historie srovnatelná s historiemi krys, které si samy samy podávají ethanol, byla tato kontrolní zvířata zpočátku také zařazena do 22hodinového plánu omezení tekutin (omezeno na dva po sobě jdoucí dny), ale byla vycvičena k pákovému lisování pouze pro vodu. Po získání odpovědi operantů byla voda znovu zpřístupněna ad libitum v domácí kleci, ale krysy nadále dostávaly denní 30minutový přístup k vodě v komorách pro samočinné podávání. V souladu s předchozími výsledky (Weiss a kol., 1993), tato zvířata přestala reagovat na vodu značnou rychlostí bez další deprivace, čímž poskytla vhodnou „nemotivovanou“ kontrolní skupinu.
Stereotaxická chirurgie
Jakmile byly získány stabilní úrovně samopodání ethanolu, byly krysy stereotaxicky implantovány pro bdělou mikrodialýzu chronickou zavedenou vodicí kanylou z nerezové oceli zaměřenou na NAC v anestezii halothanem (1.0–1.5%). Vodicí kanyly (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA) byly jednostranně spuštěny na 2.0 mm nad hřbetní hranici místa dialýzy a zajištěny šrouby z lebky z nerezové oceli a dentálním cementem. S odkazem na bregmu byly souřadnice přední +1.3, střední ± 1.6 a ventrální −4.2 podle atlasu (Paxinos a Watson, 1986). Použitím mikrodialyzačních sond s 2.0 mm aktivními špičkami membrány (vyčnívajícími za vodicí kanylu) byla místa dialýzy umístěna mezi ventrálními souřadnicemi -6.2 a -8.2.
Indukce závislosti na ethanolu: tekutá strava
Počínaje 4 d po chirurgickém zákroku bylo zotavení z odpovědi na ethanol ověřeno obnovením denních 30minutových relací samopodávání ethanolu. Když byly znovu pozorovány stabilní hladiny příjmu, byly krysy závislé na etanolu metodou tekuté stravy (Lochry a Riley, 1980). Podrobnosti postupu tekuté stravy upravené v této laboratoři byly již dříve hlášeny (Rassnick a kol., 1992). Stručně řečeno, ethanolová strava byla denně připravována čerstvá (9: 00 až 10: 00 AM) doplněním čokolády s příchutí Sustacal, výživně kompletní tekuté potraviny (Mead Johnson, Inc.), s ethanolem (95% w / v), vitaminem / minerální směs (ICN Nutritional Biochemicals) a voda k vytvoření tekuté stravy obsahující ethanol (8.7% w / v), která poskytuje přibližně 35% kalorií odvozených od ethanolu (Lochry a Riley, 1980). Tento postup typicky produkoval koncentrace ethanolu v krvi (BAC) v rozmezí od 80 do 180 mg% v podobné předchozí práci v naší laboratoři (Merlo Pich a kol., 1995; Schulteis a kol., 1996). Kontrolní krysy dostaly ekvicalorickou dietu neobsahující ethanol, obsahující sacharózu. Pro udržení kalorického příjmu a tělesné hmotnosti u potkanů udržovaných na kontrolní dietě na stejné úrovni jako u potkanů vystavených ethanolu, byl použit postup dvojitého krmení, při kterém byla zvířatům, kterým byla podávána ethanolová strava, umožněn neomezený přístup, zatímco kontrolní strava byla podávána každý den v omezeném množství ( podrobnosti viz Schulteis a kol., 1996).
Intrakraniální mikrodialýza
Perfuzní systém. Dříve popsaný perfuzní systém (Weiss a kol., 1993) upravené tak, aby vyhovovaly metodámParsonové a spravedlnost (1992) byl použit. Stručně řečeno, vstupní a výstupní trubice pro dialýzu sestávala z taveného oxidu křemičitého (40 μm id) a byla chráněna uvnitř pružného krytu pružiny konektoru kanyly (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA). Dialyzační přívodní potrubí bylo vedeno z perfuzního čerpadla do mikrodialyzační sondy přes dvoukanálový kapalinový otočný čep (Instech, Plymouth Meeting, PA) umístěný nad středem klece pomocí vyvažovací páky. Přívodní potrubí bylo připojeno pomocí kapalinové otočky k 1 ml Hamilton stříkačce obsahující umělý CSF (aCSF) jako perfuzní médium. Perfuzní médium bylo dodáváno bezpulzovou injekční pumpou (CMA / 100; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN). Dialyzát byl manuálně odebrán do 250 μl lahviček s mikrofrakcí. Vzorky byly okamžitě zmrazeny na suchém ledu a skladovány při -70 ° C, dokud nebyly analyzovány.
Materiály a obecné postupy. Intracerebrální vodicí kanyly a koncentrické mikrodialyzační sondy (vnější průměr: 300 μm; materiál membrány, regenerovaná celulóza; délka, 2 mm) byly zkonstruovány tak, jak je popsáno v Parsonové a spravedlnost (1992). Sondy byly perfundovány aCSF rychlostí 0.2 μl / min a pomalu vloženy pod krátkou mělkou halothanovou anestezií (<5 minut) 16 hodin před zahájením testování a odběru dialyzátu. [Pět zvířat bylo testováno komerčně dostupnými mikrodialyzačními sondami (CMA / 10; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN) perfundované průtokovou rychlostí 0.5 μl / min.] K navyknutí krys na postupy mikrodialýzy byla zvířata denně připojena k neaktivní perfuzní systém (bez zavedení mikrodialyzačních sond) v domácí kleci po dobu ~ 2 týdnů před testováním.
Perfuzní médium. ACSF skládající se z 149 mm NaCl, 2.8 mm KCl, 1.2 mm CaCl2, 1.2 mm MgCl2 a 5.4 mm dbyla použita glukóza (pH 7.2–7.4). Kyselina askorbová byla přidána jako antioxidant v koncentraci (0.25 m.)m) podobné tomu, které se nachází ve striatálním extracelulárním prostoru.
Experimentální návrh a postupy
Účinky chronické expozice ethanolu (ZÁVISLOST), odběru a následného operativního sebepodávání na extracelulárních hladinách DA a 5-HT (měřeno konvenční mikrodialýzou) byly porovnány se dvěma kontrolními podmínkami skládajícími se z (1) „ethanolu aklimatizovaných“ potkanů se stejnou anamnézou tréninku na samopodávání ethanolu, ale nejsou závislé na ethanolu (NONDEPENDENT) a (2) neethanolem exponované krysy vyškolené pro samopodávání vody (ETHANOL-NAIVE). Aby se zajistilo podobné rozdělení distribuce příjmu ethanolu ve dvou experimentálních skupinách vystavených ethanolu, pouze potkani se stabilní rychlostí příjmu ethanolu (± 10% po tři po sobě jdoucí dny na konci tréninku samopodávání) alespoň 0.5 gm / kg / 30 min. relace byly zahrnuty do experimentu. Krysy, které splňovaly toto výběrové kritérium, byly poté co nejvíce sladěny na základě jejich výchozího příjmu ethanolu před jejich přiřazením k podmínkám NEDEPOŽNÉ a NEZÁVISLÉ. Tři skupiny potkanů byly udržovány na ethanolu (ZÁVISLOST) nebo kontrolní tekuté stravě (NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE) jako jejich jediný zdroj výživy a tekutin. Doba expozice tekutým dietám byla 3–5 týdnů (průměr ± SEM počet dní: 26.95 ± 2.19) u ZÁVISLÝCH a NEZÁVISLÝCH potkanů a 2–3 týdny (16.84 ± 1.65 d) ve skupině ETHANOL-NAIVE. Během této doby se neuskutečnily žádné samoobslužné relace operativců a krysy zůstaly omezeny na své domácí klece. Monitorování extracelulárních koncentrací DA a 5-HT v NAC mikrodialýzou bylo zahájeno v domácích klecích potkanů během posledních 2 hodin expozice etanolovou tekutou stravou (nebo odpovídající časové období u nezávislých a etanolových krys) a pokračovalo během následujících fází stažení a samosprávy. Odběr ethanolu byl poté vysrážen nahrazením kontrolní kapalné stravy dietou obsahující ethanol (40 ml) po dobu 8 hodin. Aby se co nejvíce vyrovnaly množství kontrolní stravy spotřebované třemi léčebnými skupinami v testovací den, krysám NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE bylo podáno omezené množství stravy, aby se rovnaly množství stravy spotřebované DEPENDENTNÍMI krysy. Konkrétně mezi dobou zavedení mikrodialyzačních sond (v noci před experimentem) a nástupem fáze „vysazení“ dostaly krysy NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE 70 ml kontrolní stravy, což odpovídá průměrnému množství konzumované ethanolové stravy ZÁVISLÝMI krysami. Na začátku abstinenční fáze dostaly skupiny ETHANOL-NAIVE a NEZÁVISLÉ dalších 40 ml kontrolní stravy odpovídající množství danému DEPENDENT potkanům. Všechny krysy konzumovaly většinu kontrolní stravy do konce fáze odběru a mezi skupinami nebyly patrné žádné rozdíly v množství konzumované stravy. Po 4–6 hodinách odběru byly krysy přeneseny ve svých domovských klecích z vivária do laboratorní místnosti obsahující samopodávací stanice, kde zůstaly ve svých domovských klecích až 8 hodin po ethanolu. Hunter a kol., 1974; Rassnick a kol., 1992; Schulteis a kol., 1996). V tomto okamžiku byla zvířata umístěna do provozních komor a byla jim dána příležitost po dobu 10 minut samostatně podávat 60% (hmotn./obj.) Ethanolu (ZÁVISLÉ a NEZÁVISLÉ) nebo vody (ETHANOL-NAIVE). Třicet minut po skončení relace samosprávy byly krysy vráceny do svých domovských klecí, kde dostaly neomezený přístup ke své stravě. Testy byly provedeny ve stejnou denní dobu (6:00 - 10:00) u všech potkanů. V průběhu celého experimentu byl dialyzát odebírán v 20minutových intervalech, kromě operativního samopodávání ethanolu, kdy byl odběr prováděn v 10minutových intervalech.
HPLC monoaminové testy
Koncentrace DA a 5-HT dialyzátu byly stanoveny současně v každém vzorku pomocí mikroborové HPLC s reverzní fází. Dialyzát byl nastřikován na 5 μm ODS-2 kolonu (0.5 x 100 mm; baleno v domě) pomocí vysokotlakého ventilu VALCO vybaveného vnitřní smyčkou vzorku 1.0 μl. Mobilní fáze sestávala z kyseliny citronové (0.02 m) / fosforečnan sodný (monobázický, 0.04 m) pufr obsahující 0.82 mm Kyselina 1-dekansulfonová jako činidlo pro párování iontů, 4.9 mm triethylamin, 0.2 mm Na2EDTA a 19% methanolu (zdánlivé pH 5.4). Mobilní fáze byla čerpána přes kolonu pomocí injekční pumpy ISCO (model 500) HPLC stříkačkou rychlostí 16 ul / min. Analyty byly detekovány elektrochemicky pomocí amperometrického ovladače EG&G Princeton Applied Research [(PARC) model 400], pracovní elektrody ze skelného uhlíku (PARC, model MP 1304) a referenční elektrody Ag / AgCl (BAS, model RE1). Aplikovaný potenciál byl 700 mV (vs Ag / AgCl). Meze detekce definované poměrem signál: šum> 2 byly 0.5 nm pro DA i 5-HT.
Stanovení alkoholu v krvi
BAC byly měřeny jednou u každé krysy 3 – 4 d po postexperimentálním opětovném vystavení ethanolové stravě. Byly stanoveny BACpo dokončení experimentů pouze z důvodu možnosti zavedení artefaktů na uvolňování neurotransmiteru postupy odběru krve během testování na mikrodialýze. Vzorek 0.1 ml krve byl získán metodou krvácení z ocasu mezi 12:00 a 2:00. Krev byla odebrána do uzavřených lahviček Eppendorf obsahujících 4 μl heparinu (1000 3200 USp jednotek / ml) jako antikoagulantu a centrifugována při XNUMX otáčkách za minutu . Sérum bylo extrahováno kyselinou trichloroctovou a testováno na obsah ethanolu pomocí spektrofotometrické metody enzymu NAD-NADH (Sigma, St. Louis, MO).
Histologie
Místa mikrodialýzy byla histologicky vyšetřena po dokončení experimentů. Mozky byly odstraněny po usmrcení 5% halotanem a uloženy v 10% formaldehydu. Umístění sond v NAC bylo následně ověřeno z 50 μm zmrazených řezů obarvených kresyl fialovou. Ve všech vyšetřovaných případech bylo alespoň 80% aktivní části dialyzační membrány umístěno v anatomických hranicích NAC (obr. 1).
Anatomické umístění mikrodialyzačních sond.Svislé značky představují „aktivní“ oblasti dialyzačních membrán. Všechna umístění sondy byla rozdělena mezi 1.20 a 2.20 mm vpředu a 0.80–1.80 mm laterálně od bregmy.
Analýza dat
Rozdíly v koncentracích neurotransmiterů v dialyzátu mezi skupinami DEPENDENT, NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE byly analyzovány smíšenými faktoriálními analýzami (Groups × Sampling Intervals) ANOVA s použitím samostatných analýz pro DA a 5-HT. Frakce dialyzátu shromážděné během fáze operativního samopodávání byly analyzovány na rozdíly v koncentracích monoaminů ve srovnání s posledními třemi vzorky ochranné lhůty a na „procenta výchozího stavu“ změny od průměrných koncentrací DA a 5-HT během poslední hodiny odběru . Po potvrzení významných hlavních účinků nebo interakcí v celkových ANOVA byly rozdíly mezi jednotlivými prostředky stanoveny post-hoc testy Simple Effects ANOVA a Duncan's Multiple Range post hoc. Údaje o samopodání etanolu potkanů DEPENDENT a NONDENDENDENT byly analyzovány na rozdíly v příjmu ethanolu dvoustranným Studentovýmt test.
VÝSLEDKY
Samostatná aplikace etanolu a behaviorální pozorování
Školení operativní samosprávy
Čtyřicet tři krys bylo podrobeno tréninkovému postupu pro samovolné podávání etanolu se sacharinem. Stejně jako v předchozí práci (Weiss a kol., 1990; Weiss a kol., 1993) se u většiny zvířat vyvinula stabilní míra samopodávání ethanolu s denním příjmem dostatečným k produkci farmakologicky relevantních BAC. Krysy, u nichž se nevyvinul významný ani spolehlivý denní příjem ethanolu (n = 11) byli vyloučeni z dalšího školení a testování. Průměrná ± SEM 30 min. Spotřeba ethanolu na konci tréninku samopodávání byla 0.72 ± 0.10 gm / kg u potkanů následně přiřazených ZÁVISLÉMU (n = 11) a 0.68 ± 0.05 gm / kg u potkanů zařazených do NEZÁVISLÉHO (n = 10) skupina. Spotřeba vody byla proměnlivá, ale zůstala v průměru pod 40% příjmu ethanolu. Všechny krysy ETHANOL-NAIVE (n = 11) kontrolní skupina úspěšně získala odpověď na vodu, ale přestala reagovat v nepřítomnosti pokračující deprivace vody během základní fáze.
Tekutá strava
Denní spotřeba tekutin na začátku režimu tekuté stravy se pohybovala od přibližně 70 do 80 ml / den, což odpovídá denním dávkám ethanolu 6.1–7.0 g. Příjem stravy se během 3–5 týdnů léčby zvýšil na 100–120 ml / den (což odpovídá 8.7–10.4 g ethanolu). Průměrné ± SEM koncentrace alkoholu v krvi 3. nebo 4. den po opětovné expozici ethanolovému dietě, měřeno mezi 2 a 3 hodinami po doplnění lahví na pití čerstvou tekutou stravou, byly 98.0 ± 21.7 mg%. Na konci expozice tekutým dietám nebyly zaznamenány žádné významné rozdíly v průměrných ± SEM tělesných hmotnostech u DEPENDENT (549.9 ± 20.4 gm), párově krmených NEDÁVANÝCH (503.8 ± 5.4 gm) a kontrolních dietních párů krmených ETHANOLEM (463.5 ± 32.3 g) skupiny (F (2,29) = 3.37; NS).
Odběr etanolu
Pozorování chování po odstranění ethanolové stravy potvrdilo přítomnost mírného abstinenčního syndromu podobného syndromu popsanému v jiné práci, při níž se používají podobné tekuté dietní postupy k vyvolání závislosti na ethanolu (Hunter a kol., 1974; Merlo Pich a kol., 1995; Schulteis a kol., 1996). Ačkoliv nebyla použita žádná specifická kvantitativní měření, byly pozorované známky abstinence hyperreaktivita, občasný třes nebo ztuhlost ocasu.
Účinky chronického ethanolu na bazální hladiny neurotransmiterů
Ačkoli DA a 5-HT byly monitorovány současně u stejných zvířat, v některých případech zůstaly bazální hladiny pro jeden nebo oba analyty pod limity detekce. V důsledku toho nebyly údaje pro DA k dispozici pro dvě krysy v každé ze skupin DEPENDENT, NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE, zatímco údaje 5-HT nebyly k dispozici pro tři zvířata DEPENDENT, dvě NONDEPENDENT a tři ETHANOL-NAIVE. Výsledné velikosti vzorků byly n = 9/8 (DA / 5-HT) v DEPENDENT, n = 8/8 (DA / 5-HT) v NONDEPENDENT an = 9/8 (DA / 5-HT) ve skupinách ETHANOL-NAIVE.
Průměrné koncentrace ± SEM bazálního neurotransmiteru v dialyzátu měřené během posledních 2 hodin expozice kontrolní tekuté stravě u ETHANOL-NAIVE potkanů byly 3.45 ± 0.64 nm pro DA a 1.15 ± 0.22 nm pro 5-HT. Ve srovnání s kontrolní skupinou ETHANOL-NAIVE byly hladiny DA bazálního dialyzátu v podstatě nezměněny u DEPENDENT potkanů s hodnotami 3.90 ± 0.68 nm. Naproti tomu byly koncentrace dialyzátu 5-HT u těchto zvířat výrazně zvýšeny na 1.78 ± 0.28 nm (viz obr. 3). Statistická analýza potvrdila, že výtok 5-HT u DEPENDENT potkanů byl významně vyšší než u ETHANOL-NAIVE (p <0.05) a NEZÁVISLÝ (p <0.05) zvířata (Duncan po ANOVA:F (2,21) = 3.98; p <0.03).
Dopamin (AutoCruitment LLC („Společnost“ nebo „My“ nebo „AutoCruitment“) respektuje ochranu vašeho soukromí a je odhodlaná ho dodržováním těchto zásad chránit. Tyto zásady popisují typy informací, které můžeme shromažďovat od vás nebo které vy můžete poskytnout, když navštívíte webové stránky) a serotonin (spodní) výtok během poslední hodiny expozice ethanolové tekuté stravě (ZÁVISLÁ) nebo ekvikalorické kontrolní dietě (NEZÁVISLÁ a ETHANOL-NAIVE) a následujících 8 hodin ochranná lhůta. Data jsou uvedena jako průměr ± SEM procenta bazálních hodnot napříč sadami po sobě jdoucích 20 minutových vzorků shromážděných ve 2hodinových intervalech [*p <0.01; odlišné od bazálních (čas 0) úrovní]. Vložky, Průměr ± SEM DA (AutoCruitment LLC („Společnost“ nebo „My“ nebo „AutoCruitment“) respektuje ochranu vašeho soukromí a je odhodlaná ho dodržováním těchto zásad chránit. Tyto zásady popisují typy informací, které můžeme shromažďovat od vás nebo které vy můžete poskytnout, když navštívíte webové stránky) a 5-HT (spodní) koncentrace dialyzátu u potkanů DEPENDENT, NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE. Údaje o koncentraci odpovídají výchozímu stavu před odebráním (čas 0) a 7 – 8 hod. Bodům odebrání procento výše uvedených základních údajů. Odběr etanolu byl spojen s významným snížením hladin dialyzátu DA i 5-HT [*F (1,23) = 23.02, p <0.001; **F (1,21) = 13.46, p <0.0001. Liší se od příslušné ZÁVISLÉ základní linie před vytažením (BSL); jednoduché efekty ANOVA]. Všimněte si také přetrvávajícího zvýšení bazálního výstupu DA u NEZÁVISLÝCH potkanů aklimatizovaných na ethanol [+ p <0.05; liší se od ZÁVISLÉ a ETHANOL-NAIVNÍ výchozí hodnoty (BSL)].
Zatímco nebyly zjištěny žádné rozdíly v hladinách DA bazálního dialyzátu mezi ZÁVISLÝMI A ETHANOL-NAIVNÍMI krysami, byl eflux DA podstatně zvýšen u potkanů ve skupině NEZÁVISLÝCH na 6.21 ± 0.72 nm (F (2,23) = 4.76;p <0.02). Úrovně DA dialyzátu byly v této skupině významně vyšší než u obou ZÁVISLÝCH (p <0.05) a ETHANOL-NAIVNÍ (p <0.05) krysy. V průměrné ± SEM bazální koncentraci 5-HT NEZÁVISLÝCH potkanů nebyly zjištěny žádné rozdíly oproti kontrolním látkám ETHANOL-NAIVE, což bylo 0.97 ± 0.11 nm (Obr. 2).
Vrchní část, Průměrné ± SEM dialyzátové koncentrace dopaminu sledované mikrodialýzou v nucleus accumbens DEPENDENT potkanů po expozici chronické dietě s obsahem ethanolu, NEDÁVANÝCH potkanů vystavených ethanolu, ale kontrolním zvířatům na ethanolu. U závislých potkanů nebyly pozorovány žádné rozdíly v bazálním výdeji dopaminu u krys, které dosud nebyly na ethanolu. Bazální uvolňování dopaminu však bylo podstatně zvýšeno u nezávislých potkanů, kteří byli během tréninku podávání samy podáni omezenému přístupu k ethanolu (*p <0.05; odlišný od skupin ETHANOL-NAIVE a DEPENDENT). Spodní částKoncentrace dialyzátového serotoninu u krys DEPENDENT, NONDEPENDENT a ETHANOL-NAIVE. Bazální výtok 5-HT byl významně zvýšen u potkanů závislých na ethanolu (*p <0.05; odlišný od ethanol-naivních a NEZÁVISLÝCH krys).
Ústupem vyvolané změny hladin DA a 5-HT
Odběr etanolu byl spojen s progresivním poklesem hladin dialyzátu jak DA, tak 5-HT po celou dobu odběru. Osm hodin po ethanolu byly průměrné hladiny ± SEM DA sníženy z 3.9 ± 0.68 nm na 2.31 ± 0.48 nm nebo 64.2 ± 8.4% bazálních hladin před odebráním. Podobná suprese nastala u 5-HT efluxu, který byl snížen z 1.78 ± 0.26 nm na 0.89 ± 0.15 nm nebo 55.1 ± 10.6% koncentrací před odebráním. Tyto údaje jsou shrnuty na obrázku 3, což také ilustruje, že hladiny DA a 5-HT zůstaly během tohoto období nezměněny ve skupinách ETHANOL-NAIVE a NONDEPENDENT. Potlačení vyvolané potlačení uvolňování neurotransmiterů bylo potvrzeno významnými interakcemi mezi léčebnými skupinami a dobou odběru vzorků pro koncentrace dialyzátu (DA:F (8,92) = 5.86; p <0.0001; 5-HT: F (8,84) = 9.02; p <0.00001) a procento výchozích hodnot před odebráním (DA:F (8,92) = 5.93; p <0.0001; 5-HT: F (8,84) = 4.28; p <0.0002). Následná analýza jednoduchých účinků (Sampling Time) potvrdila významné snížení koncentrací dialyzátu (DAF (4,92) = 16.12; p <0.0001; 5-HT: F (4,84) = 23.38; p <0.0001) a procento základních úrovní (DAF (4,92) = 16.03; p <0.0001; 5-HT: F (4,84) = 9.67; p <0.0001) v průběhu času ve ZÁVISLÝCH, ale ne ve NEDEPENDENTNÍCH nebo ETHANOL-NAIVE skupinách.
Účinky samopodávání ethanolu na uvolňování DA a 5-HT
Samostatná správa operátora
Průměrné ± SEM 60minutové objemy a množství operativně samostatně podávaného ethanolu na konci 8hodinové ochranné periody byly 5.55 ± 0.78 ml nebo 0.95 ± 0.14 gm / kg u závislých krys. Příjem ethanolu v této skupině značně převyšoval příjem u nezávislých potkanů v etanem aklimatizované, nezávislé skupině, která byla 2.90 ± 0.55 ml nebo 0.57 ± 0.10 gm / kg (obr. 4). Vyšší spotřeba ethanolu u DEPENDENTU ve skupině NONDEPENDENT byla potvrzena statistickou analýzou (t 19 = 2.25;p <0.05).
Příjem alkoholu během 60minutové relace samostatné správy v (ZÁVISLÉ, n = 10) a (NEZÁVISLÉ, n = 11) krysy měřeny 8 hodin po odstranění ethanolu nebo kontrolní tekuté stravy. Množství alkoholu, které si podávali sami během abstinenčního testu, bylo významně vyšší u závislých než u nezávislých potkanů (*p <0.05; významně odlišný od nezávislých krys, Studentův t test).
U některých zvířat byl na začátku samodávkování detekovatelný pouze jeden ze dvou neurotransmiterů. DEPENDENT skupina (origináln = 11) zahrnoval tři krysy, u nichž byla pro statistické srovnání k dispozici údaje buď o DA nebo 5-HT, ale ne o obou analytech. Průměrná spotřeba alkoholu ve „skupinách“ DA a 5-HT vyplývající z „asymetrie“ detekovatelnosti obou vysílačů byla během 1 hodiny stejná (DA: 0.93 ± 0.44 gm / kg; 5-HT: 0.95 ± 0.18 gm / kg), i když v čase byl rozdíl v distribuci příjmu ethanolu (obr. 5 E). Ve skupině NEDEPERUJÍCÍCH (originál n = 10), hladiny DA byly pod detekčním limitem u tří a 5-HT koncentrace u čtyř zvířat. Mezi ETHANOL-NAIVE krysami (originál n = 11), DA nebyl detekovatelný u dvou, zatímco 5-HT zůstal nedetekovatelný u tří zvířat. Výsledné velikosti vzorků pro tuto část experimentu byly následující: ZÁVISLÉ (DA / 5-HT: n = 8/8), NEZÁVISLÉ (DA / 5-HT:n = 7/6), ETHANOL-NAIVE (DA / 5-HT: n = 9/8).
Účinky operativního samopodávání alkoholu u NONDEPENDENT a DEPENDENT potkanů podstupujících odběr ethanolu na DA a 5-HT eflux v nucleus accumbens. Úrovně neurotransmiterů v dialyzátu jsou srovnávány s hladinami u potkanů ETHANOL-NAIVE trénovaných pro vlastní podávání vody. Průměrný příjem vody v této skupině byl zanedbatelný (<0.8 ml) a není uveden. A„Změny ve výstupu neurotransmiteru z úrovní zaznamenaných během poslední hodiny odběru. Data jsou vyjádřena jako procento základních hodnot vypočtených jako průměr ze tří 20minutových vzorků shromážděných během hodiny 8 odběru uvedené v B-D. Odpovídající koncentrace dialyzátových neurotransmiterů jsou uvedeny v B (ETHANOL-NAIVE), C (NEDÁVRH) aD (ZÁVISLÝ). Pro ilustraci změn ve výtoku neurotransmiterů v různých experimentálních fázích, B-D zobrazit také předběžné čerpání (BSL) a stažení (WD) koncentrace dialyzátu DA a 5-HT během 8. hodiny odběru. Přerušované čáry představují střední hodnoty ± SEM prewithdrawal dialyzátu koncentrace DA nebo 5-HT. E„Množství samostatně podaného ethanolu (10% hm./obj.) V 10minutových intervalech pro ZÁVISLÉHO (plné tyče) a NONDEPENDENT (otevřené tyče) skupiny. Podávání etanolu u krys DEPENDENT obnovilo hladiny DA na hodnoty před odběry. Na rozdíl od toho se v případě samořízení ethanolu neobnovily koncentrace 5-HT na úroveň před odebráním. Ethanol však účinně obnovil uvolňování 5-HT na úroveň srovnatelnou s hladinami v kontrolní skupině ETHANOL-NAIVE (statistická srovnání viz Výsledky).
U dialyzátů kontrolních potkanů ETHANOL-NAIVE, které dostaly příležitost reagovat na vodu, nebyly zaznamenány žádné významné změny v koncentracích DA nebo 5-HT. Naproti tomu samopodávání ethanolu spolehlivě zvyšuje eflux DA a 5-HT (obr. 5). U ZÁVISLÝCH potkanů podstupujících abstinenci samo podávání ethanolu vedlo k 200–250% zvýšení efluxu DA nad hladinami abstinence. Ve skutečnosti ethanol obnovil odtok DA u těchto zvířat na úroveň před odebráním během prvních 10 minut po podání. Navíc po obnovení byly extracelulární koncentrace DA udržovány na těchto úrovních příjmem ethanolu po zbytek 1hodinového testu. Rychlý vzestup až 145% úrovní vysazení byl zaznamenán také u efluxu 5-HT po nástupu vlastního podání u závislých potkanů. Ethanol však nedokázal účinně obnovit extracelulární koncentrace 5-HT na hodnoty zaznamenané před odebráním. Účinky samopodání alkoholu na uvolňování DA byly potvrzeny významnými interakcemi skupin × vzorkování čas pro obě koncentrace dialyzátu (F (20,210) = 2.45; p <0.001) a procento výchozích úrovní (F (16,168) = 3.27; p <0.0001) a následnými ANOVA jednoduchých efektů změn napříč dobou odběru pouze v DEPENDENT skupině (koncentrace dialyzátu: F (10,210) = 5.28;p <0.0001; procento základních údajů:F (10,210) = 4.32; p <0.0001). Zvýšení efluxu 5-HT vyvolané alkoholem bylo podobně potvrzeno významnými interakcemi skupin × vzorkování čas (koncentrace dialyzátu: F (20,190) = 1.67;p <0.05) nebo hlavní účinek skupin (procento změn základní linie: F (8,152) = 3.9; p <0.0005) v celkové ANOVA, následovaná analýzou jednoduchých účinků času vzorkování (koncentrace dialyzátu:F (10,190) = 3.27; p <0.001; procento výchozí hodnoty: F (8,152) = 3.59;p <0.001) u ZÁVISLÝCH potkanů.
Vlastní podávání ethanolu také vedlo k přechodnému zvýšení průměrného ± SEM odtoku DA a 5-HT ve skupině NONDEPENDENT a dosáhlo 130 ± 4.0% (DA) a 141 ± 25.2% (5-HT) bazálních hodnot (obr.5 C). Tento účinek byl potvrzen analýzou jednoduchých účinků po celkové ANOVA (výše), která odhalila spolehlivé rozdíly v koncentracích dialyzátu (DA:F (2,210) = 4.32; p <0.0001) nebo procento výchozích dat (5-HT: F (8,152) = 2.00; p <0.05) napříč dobou vzorkování.
Znovuzavedení tekuté stravy
Po dokončení testu funkčního samopodání byly po dobu 1 hodiny zkoumány účinky opětovného vystavení dietám obsahujícím ethanol a kontrolní tekutinu u několika náhodně vybraných ZÁVISLÝCH (n = 5) a ETHANOL-NAIVNÍ (n = 7) krysy. Během této doby obnovené dostupnosti kapalné ethanolové stravy se výtok DA poněkud snížil z úrovní dosažených během operativního vlastního podávání, které byly mírně (ale nevýznamně) zvýšeny ve srovnání s výchozí hodnotou před odebráním (obr. 6). Průměrné hodnoty koncentrací DA dialyzátu ± SEM během první hodiny po stažení ethanolové diety po odebrání (3.65 ± 0.71 nm) se významně lišil od úrovní vysazení (2.24 ± 0.74 nm; plánované srovnání po celkové ANOVA:F (3,39) = 5.24; p <0.01), ale zůstal statisticky k nerozeznání od bazálních hladin zaznamenaných u těchto zvířat před odebráním ethanolu (3.98 ± 0.97 nm) a od krys, kteří nebyli na etanolu (4.14 ± 0.53).
Účinky opětovného vystavení ethanolu a kontrolní tekuté stravě na hladiny DA a 5-HT u DEPENDENT (n = 5) a ETHANOL-NAIVNÍ (n = 7) krysy. Pro srovnání jsou také zahrnuty hladiny monoaminů během před odebráním, vysazením (hodina 8) a operativní podmínky samopodání. Všechna data představují průměr za 1 hodinu během příslušných fází. [*DA, Odlišný od Předběžné výběr (p <0.05) aSamospráva (p <0.01) a liší se od odpovídajícího stavu u ETHANOL-NAIVE potkanů (p <0.05). 5-HT, Odlišný odVýběr peněz a Samospráva(p <0.05) a liší se od odpovídajícího stavu ETHANOL-NAIVE (p <0.001]).
Koncentrace dialyzátu 5-HT ve skupině ZÁVISLÉ se zvýšily po opětovném vystavení tekuté dietě s obsahem ethanolu na hladiny nad hodnotami zaznamenanými během operativního podávání (1.25 ± 0.22 vs 1.46 ± 0.13 nm; Obr. 6). Ačkoli průměrný výtok 5-HT nedosáhl úrovní před odebráním (1.46 ± 0.13 proti 2.01 ± 0.41 nm), statistické rozdíly mezi 5-HT před a po odebrání již nebyly patrné po přístupu k tekuté dietě s ethanolem.
Nebyly zaznamenány žádné rozdíly oproti výchozím hodnotám DA a 5-HT u NONDEPENDENT potkanů, kterým byl umožněn přístup k kontrolní stravě po operativním samopodání (data nejsou uvedena).
DISKUSE
Výsledky potvrzují, že samopodávání ethanolu zvyšuje extracelulární hladiny DA a 5-HT v NAC, dvou neurotransmiterech, které se podílejí na akutních farmakologických a posilujících účincích ethanolu, zatímco odebírání ethanolu je doprovázeno výrazným potlačením uvolňování z těchto monoaminů. Výsledky také ukazují, že závislé krysy budou během vysazení „pracovat“, aby získaly ethanol v operativním úkolu samopodávání, a že spotřeba ethanolu zvrátí extraneuronální deficity DA a 5-HT spojené s vysazením.
V této studii bylo ústředním zájmem zkoumání zapojení DA a 5-HT do posilujících účinků alkoholu u závislých osob. Tradičně bylo obtížné prokázat, že stažení ethanolu motivuje chování zvířat k vyhledávání etanolu (přehled viz viz Cicero, 1980; Grant a kol., 1990; Meisch a Stewart, 1994), ačkoli u potkanů byly získány pozitivní výsledky, které dostaly příležitost spojit příjem ethanolu se zmírněním abstinenčních příznaků během více epizod nucené abstinence (Hunter a kol., 1974). Nedávno však bylo prokázáno, že při vhodných postupech iniciace ethanolu si krysy samy podají významná množství ethanolu, a to i během první zkušenosti s vysazením (Schulteis a kol., 1996). Současné výsledky potvrzují toto pozorování a poskytují možný neurochemický základ pro posílení účinků ethanolu u závislých krys. Data zejména naznačují, že krysy regulovaly svůj příjem ethanolu během operativního samopodávání a následné konzumace tekuté stravy takovým způsobem, který obnovil a udržoval eflux DA na úrovni před odebráním. V předchozí zprávě bylo prokázáno, že intragastrická stimulační dávka ethanolu obnovuje deficitní uvolňování DA ve ventrálním striatu a zvrací příznaky z odnětí ethanolu (Rossetti a kol., 1992). Zjevná behaviorální „titrace“ příjmu ethanolu k opětovnému získání předběžných podmínek v tomto experimentu rozšiřuje toto zjištění tím, že implikuje akcentální uvolňování DA v ethanolu udržované zesílení u závislých subjektů a rozšířením také v pokračujícím zneužívání a závislosti.
Na rozdíl od DA se hladiny 5-HT obnovily pouze částečně během operativního samopodání ethanolu. Toto vysvětlení může vysvětlovat několik vysvětlení. Je možné, že na rozdíl od svých akutních účinků u nezávislých potkanů má etanol postupnější nebo opožděný účinek na uvolňování 5-HT u závislých potkanů, i když se to zdá nepravděpodobné, protože ethanol vyvolal rychlý počáteční nárůst výtoku 5-HT během 10 minut nástupu samosprávy. Alternativně může dojít k narušení mechanismů syntézy a / nebo uvolňování 5-HT v průběhu chronické expozice ethanolu nebo během odběru, což má za následek celkově sníženou odezvu na účinky ethanolu, jak je navrženo například oslabením účinků ethanolu na accumbal Úrovně 5-HIAA u potkanů P tolerantních k ethanolu (Murphy a kol., 1988). Třetí interpretace souvisí s pozorováním, že hladiny 5-HT před odebráním byly v závislé skupině podstatně zvýšeny ve srovnání s krysy naivními na etanol. Pokud by adaptivní změny, které jsou základem zlepšení uvolňování 5-HT chronickým ethanolem, byly krátkodobé a během vysazení by procházely rychlým zvrácením, neočekávalo by se úplné navrácení na úroveň před odebráním. Ve skutečnosti v tomto případě „částečná“ obnova efluxu 5-HT může funkčně představovat „úplnou“ obnovu.
S ohledem na důsledky dat 5-HT pro motivační účinky odběru etanolu je pravděpodobné, že zvrácení deficitu neurotransmiteru - i když jen částečné -, které je základem strachu z odběru, podporuje chování při hledání ethanolu. Při přezkumu literatury skutečně LeMarquand a jeho kolegové (LeMarquand a kol., 1994) dochází k závěru, že snížená funkční aktivita systémů 5-HT, která doprovází odběr etanolu, může vést k obnovení biochemických podmínek pro obnovení příjmu ethanolu. Specifická role akumbálního 5-HT v afektivních změnách, které doprovázejí stažení ethanolu, však musí být stanovena. Preferovanost alkoholu u geneticky vybraných potkanů linií Indiana P a HAD byla spojena se sníženou funkční aktivitou neurotransmise 5-HT v NAC (Murphy a kol., 1982, 1987; Gongwer a kol., 1989; McBride a kol., 1990) a tyto krysy vykazují zvýšenou anxiogenní odpověď v různých behaviorálních měřeních úzkosti (Stewart a kol., 1993). V rozsahu, v jakém akumbální serotonergní deficity podstupují zvýšenou úzkost těchto zvířat, lze spekulovat, že afektivní podmínky, které motivují pití ethanolu v alkoholu u potkanů, které dávají přednost, a obnovení pití během odebrání mají společný neurochemický základ.
Progresivní pokles extracelulárního DA a 5-HT během 8hodinové periody vysazení ethanolu před relací samopodávání rozšiřuje předchozí pozorování poklesů striatálního obratu DA a obsahu celé tkáně související s vysazením (Gil a kol., 1992), jakož i snížení metabolismu 5-HT a obsahu 5-HT nebo jeho metabolitu, 5-hydroxyindoleactové kyseliny (5-HIAA), v celých mozcích hlíz, limbických a striatálních tkáních (Kahn a Scudder, 1976; Tabakoff a kol., 1977; Badawy a Evans, 1983; Kempf a kol., 1990; Wahlström a kol., 1991; Yamamura a kol., 1992). Ještě důležitější je, že tyto výsledky lokalizují nedostatky spojené s abstinencí v monoaminové funkci spojené s odchodem do oblasti odměňování mozku, která se podílí na akutních posilujících účincích alkoholu a jiných zneužívaných látek.
Pokud jde o mechanismy, které regulují uvolňování nebo extraneuronální koncentrace DA a 5-HT v NAC, tyto údaje naznačují vývoj „adaptace uvnitř systému“ v průběhu chronické expozice ethanolu tak, že stejné neurochemické systémy které jsou aktivovány akutním farmakologickým působením ethanolu, vykazují funkční deficit v nepřítomnosti pokračující stimulace léčivem (Koob a Bloom, 1988). Alkohol akutně zvyšuje rychlost střelby ventrálních tegmentálních DA neuronů A10 (Gessa a kol., 1985; Brodie a kol., 1990) vzhledem k tomu, že neuronální aktivita 10 je drasticky inhibována během odběru ethanolu (Diana a kol., 1992, 1993). Nedostatečné pozorování zvýšení hladin DA před odebráním u zvířat vystavených dietě s tekutým ethanolem oproti těm u krys bez na ethanolu (Obr. 3), ve spojení s prudkým poklesem DA efluxu po odstranění ethanolu, může odrážet potlačení aktivity meso-accumbens DA na „rovnováhu“ chronické stimulace ethanolem. Adaptivní změny na biochemické úrovni mohou také sloužit jako mechanismy jak pro nedostatek rozdílů mezi závislými a na naivními krysy při předběžném odběru DA, tak pro snížení extraneuronálního DA během odběru. Například chronická expozice ethanolu potlačuje K+-stimulované vydání DA (Darden a Hunt, 1977) pravděpodobně prostřednictvím inhibice Ca2+ příliv (Kim et al., 1994) nebo odpojením vstupu vápníku a uvolňování DA (Leslie a kol., 1986). Ještě důležitější je, že zatímco akutní podávání ethanolu stimuluje syntézu DA, tento účinek je utlumen u chronicky léčených zvířat ošetřených ethanolem (Tabakoff a Hoffman, 1978;Fadda a kol., 1980).
Neuroadaptivní účet může být méně zřejmý v případě 5-HT, kde byly hladiny před odebráním (tj. Chronicky stimulované etanolem) zvýšené ve srovnání s krysami naivními i na sobě nezávislými. hladiny předních mozkových tkání 5-HT a 5-HIAA (Tytell a Myers, 1973; Mena a Herrera, 1980; Hunt a Majchrowicz, 1983; Morinan, 1987; Kaneyuki a kol., 1991). Je však známo, že zvýšení obsahu 5-HIAA v mozku, vyvolané expozicí ethanolu, je sníženo u potkanů preferujících alkohol (P) tolerujících k alkoholu, zejména u NAC (Murphy et al., 1988; McBride a kol., 1990). Je tedy možné, že zvýšený výtok 5-HT na konci chronického ethanolového režimu byl snížen (tj. Vykazoval adaptivní oslabení) vzhledem k počáteční serotonergní reakci na ethanolovou dietu. Ačkoli tato hypotéza čeká na potvrzení, potlačení uvolňování 5-HT během stádia odstávky jasně naznačovalo přítomnost neuroadaptivních změn ve funkci 5-HT v reakci na chronický ethanol.
Extracelulární monoaminové deficity v NAC pak mohou být základem určitých abstinenčních příznaků, zejména afektivních změn, které jsou v protikladu ke změnám způsobeným etanolem akutně. Ethanol může akutně zvýšit odměnu za stimulaci mozku (jev je závislý, alespoň částečně, na funkční integritě mezolimbického přenosu DA) (Moolten a Kornetsky, 1990; Lewis, 1991), zatímco stažení ethanolu je doprovázeno deficitem odměny měřeným zvýšením intrakraniálních prahů vlastní stimulace (Schulteis a kol., 1995). Existuje také nějaký důkaz, že aktivace 5-HT může podporovat nebo zesílit odměnu za stimulaci mozku (Gibson a kol., 1970;Miliaressis et al., 1975; Redgrave a Horrell, 1976). Lze tedy očekávat, že extraneuronální deficit tohoto vysílače zhorší deficit odměny závislý na DA, zejména s ohledem na nedávné důkazy o roli 5-HT při zprostředkování DA v NAC (Chen a kol., 1991; Devaud a Hollingsworth, 1991; Yoshimoto a McBride, 1992; Parsons a spravedlnost, 1993). V této souvislosti je zajímavé poznamenat, že progresi extracelulárních deficitů v této studii úzce souvisela se vznikem a časovým profilem abstinenčních příznaků chování v související práci, včetně deficitu odměňování mozkové stimulace, hyperirritability, behaviorální inhibice a anxiogenních účinků (Baldwin a kol., 1991; Rassnick a kol., 1992;Schulteis a kol., 1995). Synchronní vznik těchto behaviorálních a neurochemických změn tedy může odrážet roli DA a 5-HT v negativních afektivních podmínkách, které doprovázejí odběr ethanolu.
Ačkoliv v této studii byla primárním problémem role DA a 5-HT v odměňování a závislosti na ethanolu, v této studii byly primárně znepokojeny účinky samopodávání ethanolu na uvolňování těchto vysílačů u nezávislých krys. Nárůst uvolnění DA v nezávislé skupině potvrzuje předchozí zprávu (Weiss a kol., 1993) a dále podporuje úlohu DA v akutních posilovacích akcích etanolu. Zvláště důležité však bylo pozorování, že samopodávání ethanolu nezávislými krysy zvýšilo odtok 5-HT, protože tyto výsledky rozšiřují zjištění zvýšeného uvolňování 5-HT v NAC po systémovém a místním podání alkoholu (Yoshimoto a kol., 1991, 1992) k možné úloze 5-HT při akutním posilovacím působení ethanolu.
Zjištění, že bazální produkce DA byla u NONDEPENDENTních potkanů podstatně zvýšena, ve srovnání se skupinou ETHANOL-NAIVE i DEPENDENT, byla překvapivá, protože nezávislá zvířata nedostávala přístup k ethanolu po dobu 2–3 týdnů - při umístění na kontrolní tekutou stravu - předtím mikrodialyzační test. Jednou z možností vysvětlit toto pozorování je, že přerušovaný přístup k alkoholu může vést k trvalému zvýšení bazálního uvolňování DA. Alternativně lze tento nález přičíst výběru experimentálních a kontrolních zvířat. Krysy trénované ethanolem byly přiděleny NONDEPENDENT nebo DEPENDENT skupinám pouze tehdy, pokud splňovaly výběrové kritérium (stabilní denní příjem etanolu ≥ 0.5 gm / kg příjmu ethanolu), zatímco všechny krysy bez ethanolu byly testovány bez rozdílu. Pokud se předpokládá, že existuje dopaminergní „abnormalita“, která predisponuje krysy ke zvýšenému příjmu ethanolu, tento selekční proces mohl zavést „neurochemické zkreslení“ směrem ke zvýšenému bazálnímu uvolňování DA ve vzorcích ZÁVISLÉ a NEZÁVISLÉ. Z tohoto důvodu může být zvýšený výtok DA u NEZÁVISLÝCH potkanů důsledkem selekčního postupu, který upřednostňuje zahrnutí subjektů s touto neurochemickou charakteristikou. Vzhledem k rozdílům v bazálním odtoku DA mezi ZÁVISLÝMI a NEZÁVISLÝMI skupinami by tento účet také vyvolal závěr, že chronický ethanol vede k potlačení bazálního uvolňování DA v této populaci potkanů.
Proti této interpretaci se však hovoří několik úvah. Nepřítomnost rozdílů v extracelulárním DA mezi údaji o potkanech ETHANOL-NAIVE a DEPENDENT je v dobré shodě s předchozími in vitro studie, které prokázaly, že zvířata chronicky ošetřená ethanolem se neliší od neošetřených kontrol při striatální nebo accumbální DA syntéze a hladinách DOPAC (Tabakoff a Hoffman, 1978; Fadda a kol., 1980; Patel a Pohorecký, 1989; Gil a kol., 1992). Vzhledem k soudržnosti mezi současnými a dřívějšími údaji o celém tkáni (které využívaly určitou formu nuceného podávání ethanolu, a tudíž nezahrnovaly potenciální zkreslení výběru), je nepravděpodobné, že by samotné současné výběrové postupy mohly přispět k posílení Vydání DA ve skupině NONDEPENDENT. Přímější podpora pro možnost, že tento účinek souvisí spíše s přerušovanou konzumací ethanolu, než se zkreslením výběru, pochází z nedávné práce v této laboratoři, která ukazuje, že náhodně vybrané krysy Wistar podrobené opakovaným intraperitoneálním injekcím etanolu výrazně zvýšily bazální extracelulární koncentrace DA v NAC měřeno 24 hodin po závěrečném ošetření ethanolem (AD Smith a F. Weiss, nepublikovaná pozorování). Na druhou stranu, i když tyto údaje podporují hypotézu, že opakovaná expozice ethanolu může zvýšit bazální odtok DA v NAC, vytrvalýzlepšení bazálního efluxu DA ve skupině NONDEPENDENT jasně vyžaduje potvrzení a potenciální význam tohoto zjištění pro chování při hledání ethanolu je třeba objasnit.
Závěrem lze říci, že výsledky naznačují, že dva neurotransmiterové systémy, u nichž se předpokládá, že zprostředkovávají akutní zesilující vlastnosti alkoholu, mohou také hrát roli při posilování účinků alkoholu u závislých osob. Tyto výsledky podporují teorie neuroadaptací, které vnímají stažení jako výsledek fyziologických změn v obvodech odměňování mozku, které se projeví jako reakce protichůdné po ukončení expozice léku.
Poznámky pod čarou
- Přijaté Listopad 2, 1995.
- Revize byla přijata Únor 23, 1996.
- Přijato Únor 28, 1996.
Tato práce byla podporována Národním institutem pro zneužívání alkoholu a granty na alkoholismus AA 08164 a AA 10531 (FW) a Národním institutem pro zneužívání alkoholu a alkoholismus Specialized Center Grant AA 06420 (GK, FW; ředitel, GFK). PH byl hostujícím vědcem z Biomedical Research Center, Alko Ltd., Helsinki, Finsko. Toto je publikační číslo NP-8871 od The Scripps Research Institute.
Korespondence by měla být adresována Friedbertovi Weissovi, oddělení neurofarmakologie (CVN-15), The Scripps Research Institute, 10666 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037.
- Copyright © 1996 Společnost pro neurovědy
;
