Kokain zvyšuje uvolněnou stimulaci uvolňování dopaminu více než u dospělých krys (2008)

Neurotoxikol teratol. Autorský rukopis; k dispozici v PMC 2009 Září 1.
Publikováno v posledním editovaném formuláři:
Publikováno online 2008 duben 22. dva:  10.1016 / j.ntt.2008.04.002

Abstraktní

Neurální mechanismy odpovědné za zvýšenou zranitelnost dospívajících při zahájení zneužívání drog jsou nejasné. Zkoumali jsme, zda věkové rozdíly v dopaminové neurotransmise mohou vysvětlit kokainovy ​​zvýšené psychomotorické účinky u periadolescentních potkanů. Elektrická stimulace středního předního mozkového svazku anestetizovaných postnatálních stáří 28 dní (PN28) a PN65 vyvolalo uvolnění dopaminu v jádru caudate a jádro accumbens před a po 15 mg / kg kokainu ip Extracelulární koncentrace dopaminu byly vyšší v PN65 než PN28 caudate Stimulace 20 a 60Hz a v jádru PN65 accumbens po stimulacích 60Hz. Kokain zvýšil koncentrace dopaminu vyvolané 20 Hz stimulacemi 3-násobně u dospělých, ale téměř 9-krát v periadolescentních kaudátech. Rychlost uvolňování dopaminu byla v periadolescentním kaudátu nižší, i když celková clearance dopaminu byla podobná jako u dospělých. Periadolescentní kaudát dosáhl úrovně clearance u dospělých kompenzací nižšího Vmax s vyšší afinitou k absorpci. Přísnější regulace extracelulárního dopaminu vyšším poměrem absorpce / uvolňování u periadolescentů vedla k většímu zvýšení po kokainu. V nucleus accumbens uvolňování dopaminu a Vmax byly u periadolescentů nižší než u dospělých, ale afinity absorpce a účinky na kokain byly podobné. Nezralost dopaminové neurotransmise v dorzálním striatu může být základem zvýšených akutních odpovědí na psychostimulanty u dospívajících krys a navrhuje mechanismus pro větší zranitelnost dospívajících lidí na drogové závislosti.

Klíčová slova: Vývoj, závislost, voltametrie, dopaminová neurotransmise, kokain, dospívání


Poděkování

Tato práce byla podporována grantem #DA09079

Zkratky

PN
postnatální (věk)
[DA]p
koncentrace dopaminu uvolněného na stimulační puls
[DA]max
maximální vyvolaná koncentrace dopaminu

Poznámky pod čarou

Zřeknutí se odpovědnosti vydavatele: Jedná se o soubor PDF s neupraveným rukopisem, který byl přijat k publikaci. Jako službu pro naše zákazníky poskytujeme tuto ranní verzi rukopisu. Rukopis podstoupí kopírování, sázení a přezkoumání výsledného důkazu před jeho zveřejněním ve své konečné podobě. Vezměte prosím na vědomí, že během výrobního procesu mohou být objeveny chyby, které by mohly ovlivnit obsah, a veškeré právní odmítnutí týkající se časopisu.

Reference

1. Adriani W, Chiarotti F, Laviola G. Zvýšená snaha o novinky a zvláštní senzibilizace d-amfetaminem u periadolescentních myší ve srovnání s dospělými myšmi. Behav.Neurosci. 1998;112: 1152-1166. [PubMed]
2. Andersen SL, Gazzara RA. Ongeny apomorfinem vyvolaných změn neostriatálního uvolňování dopaminu: účinky na spontánní uvolňování. J.Neurochem. 1993;61: 2247-2255. [PubMed]
3. Andersen SL, Thompson AP, Krenzel E, Teicher MH. Pubertální změny v gonadálních hormonech nepodporují nadprodukci dospívajících dopaminových receptorů. Psychoneuroendokrinologie. 2002;27: 683-691. [PubMed]
4. Belluzzi JD, Lee AG, Oliff HS, Leslie FM. Účinky nikotinu závislé na věku na pohybovou aktivitu a podmíněné místo u potkanů. Psychofarmakologie (Berl) 2004;174: 389-395. [PubMed]
5. Belluzzi JD, Wang RH, Leslie FM. Acetaldehyd zvyšuje získávání nikotinového podání u dospívajících potkanů. Neuropsychopharmacology. 2005;30: 705-712. [PubMed]
6. Bergstrom BP, Garris PA. „Pasivní stabilizace“ striatálního extracelulárního dopaminu napříč spektrem lézí zahrnující presymptomatickou fázi Parkinsonovy choroby: voltametrická studie u potkanů ​​poškozených 6-OHDA. J.Neurochem. 2003;87: 1224-1236. [PubMed]
7. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Incentivně vyvolaná aktivace mozku u dospívajících: Podobnosti a odlišnosti od mladých dospělých. J.Neurosci. 2004;24: 1793-1802. [PubMed]
8. Bolanos CA, Glatt SJ, Jackson D. Citlivost na dopaminergní léčiva u periadolescentních potkanů: behaviorální a neurochemická analýza. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;111: 25-33. [PubMed]
9. Cahill PS, Walker QD, Finnegan JM, Mickelson GE, Travis ER, Wightman RM. Mikroelektrody pro měření katecholaminů v biologických systémech. Anal.Chem. 1996;68: 3180-3186. [PubMed]
10. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Zvýšená behaviorální reakce na kokain s opakovanými dávkami u dospívajících krys. Psychofarmakologie (Berl) 2005;183: 218-225. [PubMed]
11. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Zvýšená behaviorální reakce na kokain s opakovanými dávkami u dospívajících krys. Psychopharmacology. 2005;183: 218-225. [PubMed]
12. Catlow BJ, Kirstein CL. Zvýšená lokomotorická aktivita vyvolaná kokainem u dospívajících ve srovnání s dospělými samicemi potkanů. J.Psychopharmacol. 2005;19: 443-447. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
13. Komory RA, Taylor JR, Potenza MN. Vývojová neurocircuitry motivace v dospívání: Kritické období zranitelnosti závislosti. Am.J.Psychiatry. 2003;160: 1041-1052. [PMC bezplatný článek] [PubMed]
14. Chen K, Kandel DB, Davies M. Vztahy mezi frekvencí a množstvím užívání marihuany a loňskou závislostí mezi adolescenty a dospělými ve Spojených státech. Alkohol drog závisí. 1997;46: 53-67. [PubMed]
15. Clark DB, Kirisci L, Tarter RE. Dospívající versus nástup a vývoj poruch užívání návykových látek u mužů. Alkohol drog závisí. 1998;49: 115-121. [PubMed]
16. Collins SL, Izenwasser S. Chronický nikotin odlišně mění lokomotorickou aktivitu vyvolanou kokainem u dospívajících samic a samic potkanů. Neurofarmakologie. 2004;46: 349-362. [PubMed]
17. Costall B, Naylor RJ. Srovnání schopností typických neuroleptik a thioridazinu, klozapinu, sulpiridu a metoklopramidu antagonizovat hyperaktivitu indukovanou dopaminem aplikované intracerebrálně na oblasti extrapyramidového a mezolimbického systému. Eur.J.Pharmacol. 1976;40: 9-19. [PubMed]
18. Creese I, Iverson SD. Blokování amfetaminem indukované motorické stimulace a stereotypů u dospělé krysy po neonatální léčbě 6-hydroxydopaminem. Brain Res. 1973;55: 369-382. [PubMed]
19. Cunningham MG, Bhattacharyya S, Benes FM. Amygdalokortikální klíčení pokračuje do rané dospělosti: Důsledky pro vývoj normální a abnormální funkce během dospívání. J.Comp.Neurol. 2002;453: 116-130. [PubMed]
20. Estroff TW, Schwartz RH, Hoffmann NG. Dospívající zneužívání kokainu - návykový potenciál, chování a psychiatrické účinky. Klinická pediatrie. 1989;28: 550-555. [PubMed]
21. Everitt BJ, Dickinson A, Robbins TW. Neuropsychologické základy návykového chování. Brain Res Brain Res Rev. 2001;36: 129-138. [PubMed]
22. Frantz KJ, O'Dell LE, Parsons LH. Behaviorální a neurochemické reakce na kokain u periadolescentních a dospělých potkanů. Neuropsychopharmacology. 2007;32: 625-637. [PubMed]
23. Garris PA, Walker QD, Wightman RM. Rychlost uvolňování dopaminu i absorpce klesají v částečně denervovaném striatu v poměru ke ztrátě dopaminových terminálů. Brain Res. 1997;753: 225-234. [PubMed]
24. Giedd JN, Blumenthal J, Jeffries NO, Castellanos FX, Liu H, Zijdenbos A, Paus T, Evans AC, Rapoport JL. Vývoj mozku během dětství a dospívání: longitudinální MRI studie. Příroda Neurosci. 1999;2: 861-863. [PubMed]
25. Haycock W, Becker L, Ang L, Furukawa Y, Hornykiewicz O, Kish SJ. Výrazný rozdíl mezi změnami dopaminu a jinými presynaptickými dopaminergními markery v lidském striatu souvisejícím s věkem. J.Neurochem. 2003;87: 574-585. [PubMed]
26. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Neurální mechanismy závislosti: Role učení a paměti související s odměnami. Roční přehled neurověd. 2006;29: 565-598. [PubMed]
27. Ito R, Robbins TW, Everitt BJ. Diferenční kontrola chování při hledání kokainu jádrem a skořápkou. Přírodní neurovědy. 2004;7: 389-397. [PubMed]
28. Jones SR, Garris PA, Wightman RM. Různé účinky kokainu a nomifensinu na vychytávání dopaminu v kaudátovém putamenu a nucleus accumbens. J. Pharmacol.Exp.Ther. 1995;274: 396-403. [PubMed]
29. Kantak KM, Goodrich CM, Uribe V. Vliv pohlaví, estrálního cyklu a věku nástupu léku na samopodávání kokainu potkanům (Rattus norvegicus) Exp.Clin.Psychopharmacol. 2007;15: 37-47. [PubMed]
30. Kelley AE, Schochet T, Landry CF. Riskování a hledání novinek v dospívání - úvod do části I. Vývoj mozku u dospívajících: Zranitelnosti a příležitosti. 2004;1021: 27-32. [PubMed]
31. Kelly PH. Drogově indukované motorické chování. In: Iverson LL, Iversen SD, Snyder SH, editoři. Příručka v psychofarmakologii. New York: Plenum Press; 1977. str. 295 – 332.
32. Kelly PH, Seviour PW, Iverson SD. Amfetaminové a apomorfinové reakce u krys po 6-OHDA lézích jádra accumbens septi a corpus striatum. Brain Res. 1975;94: 507-522. [PubMed]
33. Kerstetter KA, Kantak KM. Diferenciální účinky samostatně podávaného kokainu u dospívajících a dospělých potkanů ​​na učení stimulu a odměny. Psychopharmacology. 2007;194: 403-411. [PubMed]
34. Lanier LP, Isaacson RL. Časné vývojové změny lokomotorické odpovědi na amfetamin a jejich vztah k hipokampální funkci. Brain Res. 1977;126: 567-575. [PubMed]
35. Laviola G, Dellomo G, Alleva E, Bignami G. Ontogeny hyperaktivity kokainu a preferované místo v myších. Psychopharmacology. 1992;107: 221-228. [PubMed]
36. Laviola G, Pascucci T, Pieretti S. Striatální senzibilizace dopaminu na D-amfetamin u periadolescentů, ale nikoli u dospělých potkanů. Pharmacol.Biochem.Behav. 2001;68: 115-124. [PubMed]
37. Le Moal M, Simon H. Mesocorticolimbic Dopaminergic Network - Functional and Regulatory Roles. Fyziologické recenze. 1991;71: 155-234. [PubMed]
38. Leslie FM, Loughlin SE, Wang RH, Perez L, Lotfipour S, Belluzzi JD. Vývoj odezvy stimulantu předního mozku u dospívajících - poznatky ze studií na zvířatech. Vývoj mozku u dospívajících: Zranitelnosti a příležitosti. 2004;1021: 148-159. [PubMed]
39. Lew R, Patel A, Vaughan RA, Wilson A, Kuhar MJ. Mikroheterogenita dopaminových transportérů u potkana Striatum a Nucleus-Accumbens. Brain Res. 1992;584: 266-271. [PubMed]
40. Li LB, Chen N, Ramamoorthy S, Chi L, Cui XN, Wang LC, Reith ME. Role N-glykosylace ve funkčním a povrchovém transportu lidského dopaminového transportéru. J.Biol.Chem. 2004;279: 21012-21020. [PubMed]
41. Maldonado AM, Kirstein CL. Lokomotorická aktivita indukovaná kokainem je zvýšena předchozí manipulací u dospívajících samic potkanů. Physiol.Behav. 2005;86: 568-572. [PubMed]
42. Masse LC, Tremblay RE. Chování chlapců v mateřské škole a nástup užívání návykových látek během dospívání. Arch.Gen.Psychiatry. 1997;54: 62-68. [PubMed]
43. Může LJ, Kuhr WG, Wightman RM. Diferenciace procesů přetečení a absorpce dopaminu v extracelulární tekutině jádra krysího kaudátu s rychlým skenováním in vivo voltametrie. J Neurochem. 1988;51: 1060-1069. [PubMed]
44. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Vývojové a věkové změny dopaminového transportéru a dopaminových D1 a D2 receptorů v lidských bazálních gangliích. Brain Res. 1999;843: 136-144. [PubMed]
45. Michael J, Joseph JD, Kilpatrick MR, Travis ER, Wightman RM. Zlepšení získávání dat pro rychlou skenovací cyklickou voltametrii. Anal.Chem. 1999;71: 3941-3947. [PubMed]
46. Millar J, Stamford JA, Kruk ZL, Wightman RM. Elektrochemický, farmakologický a elektrofyziologický důkaz rychlého uvolňování a odstraňování dopaminu v jádru krysího kaudátu po elektrické stimulaci středního svazku předních mozků. Eur J Pharmacol. 1985;109: 341-348. [PubMed]
47. Montague DM, Lawler CP, Mailman RB, Gilmore JH. Vývojová regulace dopaminového D-1 receptoru v lidském kaudátu a putamenu. Neuropsychopharmacology. 1999;21: 641-649. [PubMed]
48. Palacios JM, Camps M, Cortes R, Probst A. Mapování dopaminových receptorů v lidském mozku. J.Neural Transm. 1988 Suppl, 27: 227 – 235. [PubMed]
49. Patel AP, Cerruti C, Vaughan RA, Kuhar MJ. Vývojově regulovaná glykosylace dopaminového transportéru. Brain Res., Vývojový mozek. 1994: 53-58. [PubMed]
50. Paus T, Zijdenbos A, Worsley K, Collins DL, Blumenthal J, Giedd JN, Rapoport JL, Evans AC. Strukturální zrání nervových drah u dětí a dospívajících: studie in vivo. Science. 1999;283: 1908-1911. [PubMed]
51. Paxinos G, Watson C. Mozek krysy ve stereotaxických souřadnicích. New York: Academic Press; 1986.
52. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Antagonismus apomorfinem a d-amfetaminem indukovaného stereotypního chování injekcí nízkých dávek haloperidolu do jádra kaudátu a jádra accumbens. Psychopharmacologia. 1975;45: 65-71.
53. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Inhibice d-amfetaminem indukovanou lokomotorickou aktivitu injekcí haloperidolu do nucleus accumbens krysy. Psychopharmacologia. 1975;41: 87-95. [PubMed]
54. Robbins TW, Everitt BJ. Drogová závislost: špatné návyky se sčítají. Příroda. 1999;398: 567-570. [PubMed]
55. Robins LN, Przybeck TR. Věk nástupu užívání drog jako faktoru drog a dalších poruch. Nida Res Monogr. 1995;56: 178-192. [PubMed]
56. Robinson TE, Berridge KC. Psychologie a neurobiologie závislosti: motivační senzitizační pohled. Závislost. 2000;95 Suppl 2: S91-S117. [PubMed]
57. Seeman P. Obrazy v neurovědě. Vývoj mozku, X: prořezávání během vývoje. Am.J.Psychiatry. 1999;156: 168. [PubMed]
58. Seeman P, Bzowej NH, Guan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S. Receptory dopaminu z lidského mozku u dětí a stárnoucích dospělých. Synapse. 1987;1: 399-404. [PubMed]
59. Sharp T, Zetterstrom T, Ljungberg T, Ungerstedt U. Přímé srovnání amfetaminem indukovaného chování a regionálního uvolňování dopaminu v mozku u potkanů ​​pomocí intracerebrální dialýzy. Brain Res. 1987;401: 322-330. [PubMed]
60. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. Důkaz in vivo pro post-adolescentní zrání mozku v frontálních a striatálních oblastech. Příroda Neurosci. 1999;2: 859-861. [PubMed]
61. Spanagel R, Weiss F. Dopaminová hypotéza odměny: minulý a současný stav. Trendy Neurosci. 1999;22: 521-527. [PubMed]
62. Spear LP. Adolescentní mozkové a věkové behaviorální projevy. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24: 417-463. [PubMed]
63. Spear LP, Brick J. Kokainem vyvolané chování vyvíjející se krysy. Behav.Neural Biol. 1979;26: 401-415. [PubMed]
64. Stamford JA. Vývoj a stárnutí Nigrostriatálního dopaminového systému potkanů ​​studovaného s rychlou cyklickou voltametrií. J.Neurochem. 1989;52: 1582-1589. [PubMed]
65. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Postnatální vývoj dopaminových D4 podobných receptorů v předních mozkových oblastech potkanů: srovnání s D2 podobnými receptory. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;110: 227-233. [PubMed]
66. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Postnatální vývoj dopaminových receptorů typu D1 v mozkových oblastech kortikálních a striatolimbických potkanů: autoradiografická studie. Dev.Neurosci. 1999;21: 43-49. [PubMed]
67. Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC. Důkazy o prořezávání dopaminového receptoru mezi adolescenci a dospělostí ve striatu, nikoli však v jádru-Accumbens. Dev.Brain Res. 1995;89: 167-172. [PubMed]
68. Thompson PM, Giedd JN, Woods RP, MacDonald D, Evans AC, Toga AW. Vzory růstu ve vyvíjejícím se mozku detekované pomocí mechanických tenzorových map kontinua. Příroda. 2000;404: 190-193. [PubMed]
69. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Zapojení hřbetního striatu v hledání kokainu řízeného cue. J.Neurosci. 2005;25: 8665-8670. [PubMed]
70. Vasilev V, Veskov R, Janac B, Rakic ​​L, Stojiljkovic M. Rozdíly související s věkem u lokomotorů a stereotypních aktivit potkanů ​​vyvolaných MK-801 a amfetaminem. Neurobiol.Aging. 2003;24: 715-723. [PubMed]
71. Walker QD, Morris S, Caster JM, Nagel J, Kuhn CM. Přehnané behaviorální reakce na stimulanty u dospívajících. Soc.Neurosci.Abst. 2005: 1026.4.
72. Walker QD, Ray R, Kuhn CM. Sexuální rozdíly v neurochemických účincích dopaminergních léčiv na striatu potkana. Neuropsychopharmacology. 2006;31: 1193-1202. [PubMed]
73. Walker QD, Rooney MB, Wightman RM, Kuhn CM. Uvolňování dopaminu a jeho absorpce jsou vyšší u striata u samic než u samců potkanů, měřeno rychlou cyklickou voltametrií. Neurovědy. 2000;95: 1061-1070. [PubMed]
74. Wightman RM, Amatore C, Engstrom RC, Hale PD, Kristensen EW, Kuhr WG, květen LJ. Charakterizace přetečení a absorpce dopaminu v striatu potkana v reálném čase. Neurovědy. 1988;25: 513-523. [PubMed]
75. Wightman RM, Zimmerman JB. Řízení dopaminové extracelulární koncentrace v krysím striatu impulsním tokem a absorpcí. Brain Res.Rev. 1990;15: 135-144. [PubMed]
76. Wills TA, Vaccaro D, McNamara G. Hledání novosti, riskování a související konstrukty jako prediktory užívání adolescentních látek: aplikace Cloningerovy teorie. J. Zneužívání substancí. 1994;6: 1-20. [PubMed]
77. Wu Q, Reith ME, Wightman RM, Kawagoe KT, Garris PA. Stanovení parametrů uvolňování a příjmu z elektricky vyvolané dynamiky dopaminu měřené voltametrií v reálném čase. J.Neurosci.Methods. 2001;112: 119-133. [PubMed]
78. Zuckerman M. Hledání citů a endogenní deficitní teorie zneužívání drog. NIDA.Res.Monogr. 1986;74: 59-70. [PubMed]