Změna dynamiky uvolňování dopaminu během dospívání a po dobrovolném příjmu alkoholu (2014)

Dospívání je spojeno s vysokou impulsivitou a podstupováním rizik, což zvyšuje náchylnost dospívajících k užívání drog. Včasné užívání drog je spojeno se zvýšeným rizikem poruch užívání návykových látek později v životě, ale neurobiologický základ není jasný. Mozek prochází během dospívání rozsáhlým vývojem a poruchy v této době jsou předpokládány, aby přispěly ke zvýšené zranitelnosti. Přechod z kontrolovaného na nutkavé užívání drog a závislost zahrnuje dlouhodobé změny v nervových sítích, včetně přechodu od nucleus accumbens, zprostředkování akutních posilujících účinků, k náboru dorzálního striata a formování návyků. Cílem této studie bylo otestovat hypotézu zvýšeného uvolňování dopaminu po farmakologické výzvě u dospívajících potkanů. Uvolňování a absorpce dopaminu vyvolané draslíkem bylo zkoumáno pomocí chronoamperometrických záznamů dopaminu v kombinaci s expozicí amfetaminu u časných a pozdních dospívajících potkanů ​​a dospělých potkanů. Kromě toho byly zkoumány důsledky dobrovolného příjmu alkoholu během dospívání na tyto účinky. Údaje ukazují postupné zvyšování evokovaného uvolňování dopaminu s věkem, což podporuje předchozí studie naznačující, že množství uvolnitelného dopaminu se s věkem zvyšuje. Naproti tomu v reakci na amfetamin bylo pozorováno postupné snižování evokovaného uvolňování s věkem, což podporuje poměrně větší zásobu dopaminu u mladších zvířat.. Měření dopaminu po dobrovolném příjmu alkoholu vedla k nižší amplitudě uvolňování v reakci na chlorid draselný, což naznačuje, že alkohol ovlivňuje uvolnitelný soubor dopaminu, což může mít důsledky pro zranitelnost vůči závislosti a další psychiatrické diagnózy zahrnující dopamin v dorzálním striatu.

Materiály a metody

Etické prohlášení

Všechny pokusy na zvířatech byly provedeny podle protokolu schváleného Etickou komisí pro zvířata v Uppsale a dodržovaly pokyny švédské legislativy o pokusech na zvířatech (zákon o dobrých životních podmínkách zvířat SFS1998: 56) a směrnice Rady Evropských společenství (86 / 609 / EHS).

Zvířata

Těhotné krysy Wistar (RccHan: WI, Harlan Laboratories BV, Horst, Nizozemsko) dorazily do zařízení pro zvířata v den gestace 16. Zvířata dorazila do šarží v průběhu několika týdnů, aby se přizpůsobily načasování chronoamperometrických záznamů. Přehrady byly jednotlivě umístěny v makrolonových klecích (59 cm × 38 cm × 20 cm) s potravou na pelety (typ R36; Lantmännen, Kimstad, Švédsko) a vodou z vodovodu podle libosti. Klece obsahovaly podestýlku a papírové archy (40 × 60 cm; Cellstoff, Papyrus) a personál péče o zvířata je jednou týdně měnil. Místnost pro zvířata byla udržována při konstantní teplotě (22 ± 1 ° C) a vlhkosti (50 ± 10%) v pravidelném cyklu 12 h světlo / tma s rozsvícenými světly v 06: 00 am. Všechny místnosti měly maskovací šum v pozadí, aby se minimalizovaly neočekávané zvuky, které by mohly zvířata rušit.

Přehled experimentální osnovy je uveden v Obrázek 1. Vrhy, které se narodily ve stejný den (postnatální den (PND) 0), byly křížově pěstovány tak, aby zahrnovaly samce 6 a samice 4 s cílem kontrolovat mateřský stres při přepravě, chování matek a genetiku. Štěňata byla odstavena na PND 22 a chována 3 v kleci až do PND 28 (± 1 den) nebo PND 42 (± 1 den), když byly prováděny chronoamperometrické záznamy. V této studii byly dále použity pouze samci štěňat. Skupině třiceti samců potkanů ​​byl poskytnut dobrovolný binge-like přístup k 20% ethanol v paradigmatu s volbou dvou lahví od PND28 k PND65. Zvířata dostala 24 hodinový přístup k ethanolu po tři po sobě jdoucí dny v týdnu, tj. Od úterý do čtvrtka po dobu šesti týdnů, celkem 18 relací. Pro měření příjmu ethanolu byly láhve zváženy před a po každé relaci a byly vypočteny gramy čistého ethanolu na kilogram tělesné hmotnosti. Polohy lahví byly mezi relacemi změněny, aby se zabránilo preferenci pozice. Zvířata pijící ethanolem byla individuálně chována od PND 28 do PND 70. Zvířata s nejvyšším kumulativním příjmem ethanolu (g / kg) byla vybrána a potom byly provedeny elektrochemické záznamy při PND 70 (± 2 dní). Ve stejném období byly také umístěny kontroly na pitnou vodu odpovídající věku podle věku.

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (23KB)

• TIFF

  původní obrázek (89KB)

Obrázek 1. Experimentální osnova.

E = pití alkoholu, PND = postnatální den, W = pití vody.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g001

Chronoamperometrické záznamy dopaminu In vivo

Materiály.

Inaktin, Nafion 5% roztok, dopamin hydrochlorid, kyselina L-askorbová, chlorid draselný, chlorid sodný, fosforečnan sodný, chlorid vápenatý a d-amfetamin sulfát byly získány od Sigma-Aldrich, LLC (St Louis, MO, USA). Lepivý vosk Kerr byl získán od DAB LAB AB (Upplands Väsby, Švédsko). Mikroelektrody z uhlíkových vláken (SF1A; 30 um vnější průměr × 150 um délka) byly zakoupeny od Quanteon, LLC (Nicholasville, KY, USA), stříbrný drát referenční elektrody (200 um, teflonová izolace) byl zakoupen od AM Systems Inc. ( Carlborg, WA, USA) a skleněné kapiláry (vnitřní průměr 0.58 mm) pro mikropipety byly zakoupeny od World Precision Instruments Ltd (Stevenage, Velká Británie).

Ordinace.

Dopaminové záznamy byly prováděny v PND 28 (± 1 den), PND 42 (± 1 den) nebo PND 70 (± 2 dní). Chirurgie byla provedena bezprostředně před elektrochemickými záznamy. K udržování tělesné teploty byla použita topná podložka cirkulující vodou (Gaymar Industries, Inc., Orchard Park, New York). Zvířata byla anestetizována Inactin 125 mg / kg intraperitoneálně (ip) a umístěna do stereotaxického rámce (Stoelting Co., Wood Dale, IL, USA). Díra v lebce byla vyvrtána přesahující záznamové místo pro elektrodu a další otvor byl vyvrtán vzdáleně od záznamového místa pro umístění referenční elektrody Ag / AgCl.

Vysokorychlostní chronoamperometrické záznamy uvolňování a vychytávání dopaminu.

Vysokorychlostní chronoamperometrická měření (vzorkovací frekvence 1 Hz, celkem 200 ms) byla provedena pomocí záznamového systému FAST16-mkII (Fast Analytical Sensing Technology, Quanteon, LLC, Nicholasville, KY, USA) podle dříve popsaného postupu. [16]. Mikroelektrody z uhlíkových vláken (SF1A) byly potaženy třemi vrstvami Nafionu 5 min zahříváním při 200 ° C před prvním potahováním a po každém potahování [17]. Elektrody byly poté kalibrovány in vitro ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfátem 0.05 M pro stanovení selektivity, limitu detekce (LOD) a sklonu před použitím in vivo [16]. Mikroelektrody vykazovaly lineární odezvy na sériové přidání dopaminu (2 – 6 µM) s průměrným korelačním koeficientem (R2) 0.999 ± 0.0003. Průměrná selektivita pro všechny elektrody použité v této studii byla 14482 ± 3005 uM pro dopamin nad kyselinou askorbovou. Průměrná LOD byla 0.026 ± 0.004 uM dopamin a průměrný sklon byl -1.00 ± 0.03 nA / uM dopamin. Průměrný poměr redukce / oxidace měřený během referenčních maximálních odezev dopaminu byl 0.67 ± 0.02, což svědčí o detekci převážně dopaminu [17]. Stříbrný drát byl pokoven a použit jako in vivo Referenční elektroda Ag / AgCl [18].

Experimentální protokol in vivo.

Mikropipeta (10 – 15 µm vnitřní průměr) byla naplněna izotonickým roztokem chloridu draselného (120 mM KCl, 29 mM NaCl, 2.5 mM CaCl₂· 2H₂O) (pH 7.2 – 7.4) pomocí jehly pro plnění pipetou (28G, World Precision Instruments, Aston, UK). Mikropipeta byla připevněna přibližně 150 – 200 um od špičky uhlíkových vláken pomocí lepivého vosku. Elektroda byla stereotakticky umístěna do dorzálního striata, AP: + 1.0 mm, L: + 3.0 mm od bregma, řezná tyč byla upravena podle věku a hmotnosti [19], [20]. Elektroda byla zpočátku umístěna hřbetní (-3.0 mm) na místo záznamu pomocí mikromanipulátoru (Narishige International Ltd, Londýn, Velká Británie), aby ji snížila, a nechala se dosáhnout stabilní základní linie asi 45-60 min před tím, než byla snížena na hloubka −4.0 mm od bregma. Elektroda pak byla ponechána další 5 – 10 min se stabilizovat v místě záznamu před stanovením účinku jediné injekce chloridu draselného na uvolňování dopaminu. Roztok draslíku byl lokálně aplikován pomocí tlakové ejekce řízené PicoSpritzerem III (Parker Hannifin Corporation, Pine Brook, NJ, USA) a tlak (10 – 20 psi) a čas (0.5 – 1.0 s) byly upraveny tak, aby dodávaly 100 nl roztok draslíku měřený chirurgickým mikroskopem opatřeným okulárovým retikulem [21].

Uvolňování vyvolané draslíkem bylo použito v kombinaci se subkutánními injekcemi amfetaminu nebo fyziologického roztoku. Byly vytvořeny tři referenční píky podobné amplitudě, 10 min. Pět minut po posledním referenčním vrcholu byly potkanům podány buď 2 mg / kg amfetaminu nebo ekvivalentní množství fyziologického roztoku (1 ml / kg) a po dalším uvolnění 5 min bylo opět vyvoláno každých 10 min, čímž byly produkovány píky v 5, 15, 25 , 35, 45, 55 a 65 min. Po systémové injekci, viz Obrázek 2A pro reprezentativní stopu. Dávka amfetaminu byla vybrána na základě behaviorálních účinků ve studiích lokomoce a samopodávání [22]-[24].

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (43KB)

• TIFF

  původní obrázek (194KB)

Obrázek 2. Reprezentativní stopy.

A) Reprezentativní stopa oxidačního proudu pro potkana v postnatálním dni 28 přijímajícího amfetamin a B) detail druhého referenčního píku pro stejné zvíře ukazující, jak byla vypočtena amplituda a T80. Amp = amplituda, Base = základní linie, Ref = reference.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g002

Ověření umístění a vyloučení elektrod.

Elektrody byly po ukončení experimentu odříznuty a ponechány na místě a mozky byly zmrazeny. Umístění bylo ověřeno dělením zmrazených mozků. Ze zvířat 12 v PND28 byl 1 vyloučen kvůli nesprávnému umístění a 2 kvůli chybám záznamu. U zvířat 12 v PND 42 bylo zvíře 1 vyloučeno z důvodu nesprávného umístění. U zvířat 16 v PND 70 byly 3 vyloučeny z důvodu chyb záznamu. U zvířat konzumujících ethanol 16 v PND 70 byla 2 vyloučena z důvodu chyb záznamu. Chyby záznamu zahrnují ucpání pipety a elektrické poruchy, jako jsou výpadky napájení a poruchy obecného napájení záznamové jednotky.

Analýza dat.

Maximální amplituda evokovaných píků a čas, kdy pík klesne na 80% své amplitudy (T80), byly vypočteny pomocí softwaru FAST Analysis verze 4.4 (Quanteon, LLC, Nicholasville, KY, USA), viz Obrázek 2B pro reprezentativní stopu. Tři referenční píky byly zprůměrovány a procento těchto píku bylo vypočteno pro píky po injekci. Pro statistickou analýzu byla použita analýza rozptylu opakovaných měření (ANOVA) k porovnání chronoamperometrických údajů v čase mezi věkovými nebo pitnými skupinami a léčbou (fyziologickým roztokem nebo amfetaminem), po níž následoval Fisherův nejméně významný rozdíl (LSD) post-hoc test. Pro údaje o příjmu ethanolu, které nebyly normálně distribuovány, byla použita Friedman ANOVA. Statistické analýzy byly prováděny pomocí Statistica 10 (StatSoft Inc., Tulsa, OK, USA). Rozdíly byly považovány za statisticky významné při p <0.05.

výsledky

Účinky závislé na věku

Rozdíly v referenčních amplitudách mezi věkovými skupinami jsou uvedeny v Obrázek 3. Opakované měření ANOVA porovnávající věk a čas ukázalo hlavní účinek věku [F (2,22) = 5.81; p = 0.009], ale žádný účinek času [F (2,44) = 1.43; p = 0.25] nebo jakýkoli interakční účinek mezi časem a věkem [F (4,44) = 1.70; p = 0.17].

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (28KB)

• TIFF

  původní obrázek (199KB)

Obrázek 3. Referenční amplitudy píku v různých věcích.

Amplitudy (uM) (průměr ± SEM) tří referenčních vrcholů před léčbou buď amfetaminem nebo fyziologickým roztokem ve třech věkových skupinách; postnatální den (PND) 28, 42 a 70. ** p <0.01.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g003

Žádné účinky věku [F (2,24) = 1.02; p = 0.38], čas [F (2,48) = 0.94; p = 0.40] nebo čas a věk [F (4,48) = 0.22; p = 0.93] byly nalezeny pro referenční hodnoty T80. Střední ± standardní chyba průměrných (SEM) referenčních hodnot T80 byla 17.3 ± 1.3 pro PND 28, 19.5 ± 0.9 pro PND 42 a 20.5 ± 1.0 pro PND70.

Rozdíly mezi věkovými skupinami v amplitudové odezvě na amfetamin jsou uvedeny v Obrázek 4A-C. Léčba amfetaminem vedla k hlavním účinkům věku [F (2,26) = 3.95; p = 0.03], léčba [F (1,26) = 10.77; p = 0.003] a čas [F (6,156 3.32) = 0.004; p = 12,156] a interakční efekty mezi časem a věkem [F (2.23 0.01) = 6,156; p = 4.20], čas a léčba [F (0.001 2,26) = 2.37; p <0.11], ale žádná interakce mezi věkem a léčbou [F (12,156) = 0.77; p = 0.68] nebo čas, věk a léčba [F (XNUMX XNUMX) = XNUMX; p = XNUMX].

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (118KB)

• TIFF

  původní obrázek (667KB)

Obrázek 4. Amplitudy a odezvy T80 v čase v různých věcích.

Odpovědi v průběhu času po subkutánních (sc) injekcích solného roztoku nebo amfetaminu, jako procento referenčních hodnot (průměr ± SEM), pro amplitudy v A) postnatální den (PND) 28, B) PND 42 a C) PND 70 a pro hodnoty T80 při D) PND 28, E) PND 42 a F) PND 70. * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001 ve srovnání s fyziologickými kontrolami, ^#p <0.05 ve srovnání s ekvivalentním časovým bodem při PND 42, ° p <0.05, °° p <0.01, °°° p <0.001 ve srovnání s ekvivalentním časovým bodem při PND 70, ^§p <0.05, ^§§p <0.01, ^§§§p <0.001 ve srovnání s ekvivalentním časovým bodem při PND 28.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g004

Reakce T80 na amfetamin je uvedena v Obrázek 4D – E. Nebyl zaznamenán žádný hlavní vliv věku [F (2,25) = 1.87; p = 0.17], ale došlo k účinkům léčby [F (1,25) = 26.52; p <0.001], čas [F (6,150) = 7.70; p <0.001] a interakční účinek času a léčby [F (6,150 12.29) = 0.001; p <2,25]. Mezi věkem a léčbou nedošlo k žádné interakci [F (1.29) = 0.29; p = 12,150], čas a věk [Ž (0.66) = 0.78; p = 12,150] a trend směrem k interakci mezi časem, věkem a léčbou [F (1.60 0.098) = XNUMX; p = XNUMX].

Dobrovolný příjem alkoholu u dospívajících

Údaje o příjmu etanolu u krys 14, které byly použity v chronoamperometrických záznamech, jsou uvedeny v tabulce Tabulka 1. Friedman ANOVA nevykazoval žádné významné rozdíly v příjmu v průběhu času, ačkoli tam byl trend [χ² = 9.80; p = 0.08] směrem k rozdílům způsobeným příjmem během druhého týdne (PND 35 – 37), který byl mírně vyšší než v následujících týdnech. Friedman ANOVA preferencí vykázal v průběhu času nárůst [χ² = 19.7; p = 0.001], hlavně v důsledku zvýšení během prvních tří týdnů, viz Tabulka 1.

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (28KB)

• TIFF

  původní obrázek (167KB)

Tabulka 1. Střední, minimální a maximální příjem alkoholu (g / kg / 24 h) a preference (%) po dobu šesti týdnů přístupu k alkoholu a střední, minimální a maximální kumulativní příjem (g) po relacích 18.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.t001

Rozdíly v referenčních amplitudách mezi skupinami konzumujícími ethanol a vodu jsou uvedeny v Obrázek 5. Opakovaná měření ANOVA srovnávající pitnou skupinu a čas ukázaly hlavní účinek pitné skupiny [F (1,17) = 16.22; p <0.001], ale žádný vliv času [F (2,34) = 1.76; p = 0.19] nebo jakýkoli interakční účinek mezi časem a pitnou skupinou [F (4,44) = 1.32; p = 0.28].

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (27KB)

• TIFF

  původní obrázek (181KB)

Obrázek 5. Referenční amplitudy píku u zvířat konzumujících vodu nebo ethanol.

Amplitudy (uM) (průměr ± SEM) tří referenčních vrcholů před ošetřením buď amfetaminem nebo fyziologickým roztokem ve skupinách pijících vodu a ethanol. ** p <0.01, *** p <0.001.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g005

Žádné účinky pití skupiny [F (1,18) = 0.04; p = 0.85], čas [F (2,36) = 1.96; p = 0.16] nebo skupina času a pití [F (2,36) = 0.22; p = 0.81] byly nalezeny pro referenční hodnoty T80. Průměrné hodnoty ± SEM referenční hodnoty T80 byly 20.5 ± 1.0 pro krysy pitné vody a 19.1 ± 1.3 pro krysy pitné etanol.

Reakce na amfetamin ve skupinách konzumujících ethanol a vodu je ukázána v Obrázek 6. Pro amplitudy, jak je uvedeno v Obrázek 6A, došlo k trendu účinku léčby [F (1,19) = 3.01; p = 0.099] a došlo k hlavnímu účinku času [F (6,114) = 2.30; p = 0.04], ale žádný účinek skupiny pití [F (1,19) = 0.39; p = 0.54] nebo jakýkoli interakční účinek mezi léčenou a pitnou skupinou [F (1,19) = 0.83; p = 0.37] nebo čas a ošetření [F (6,114) = 1.13; p = 0.35], čas a skupina pití [F (6,114) = 0.44; p = 0.85] nebo čas, skupina pro léčbu a pití [F (6,114) = 0.27; p = 0.95].

Stáhnout:  

• PPT

  Powerpointový snímek

• PNG

  větší obrázek (67KB)

• TIFF

  původní obrázek (305KB)

Obrázek 6. Amplitudy a odpovědi T80 v čase u zvířat konzumujících vodu nebo ethanol.

Odpovědi v průběhu času po subkutánních (sc) injekcích solného roztoku nebo amfetaminu, jako procento referenčních hodnot (průměr ± SEM), pro A) amplitudy a B) hodnoty T80 ve skupinách pijících vodu (W) - nebo ethanol (E) . * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001 ve srovnání s fyziologickými kontrolami.

dva: 10.1371 / journal.pone.0096337.g006

Pro hodnoty T80 Obrázek 6B, došlo k hlavnímu účinku léčby [F (1,19) = 17.35; p <0.001] a čas [F (6,114 2.42) = 0.03; p = 6,114] a účinek interakce mezi časem a léčbou [F (10.28 0.001) = 1,19; p <0.33]. Nebyl žádný účinek skupiny na pití [F (0.57) = 1,19; p = 0.76], nebo jakýkoli interakční účinek mezi léčenou a pitnou skupinou [F (0.40) = 6,114; p = 1.66], skupina času a pití [F (0.14 6,114) = 1.75; p = 0.12] nebo skupina času, léčby a pití [F (XNUMX XNUMX) = XNUMX; p = XNUMX].

Diskuse

Účinky na uvolňování a vychytávání dopaminu závislé na věku byly zkoumány za bazálních podmínek a v reakci na amfetamin u časných a pozdních dospívajících i dospělých krys. Rovněž byl zkoumán vliv pití alkoholu během dospívání a je podle našich znalostí první studií zkoumající uvolňování a vychytávání u dobrovolných potkanů ​​s pitím adolescentů chronoamperometrickou technikou.

Účinky závislé na věku

Rozdíly v referenčních amplitudách závislé na věku jsou v souladu s předchozí studií využívající voltametrii v kombinaci s elektrickou stimulací, která ukázala, že dospělé krysy uvolňovaly při stimulaci více dopaminu než mladé krysy [12]. Časový bod adolescence používaný Stamfordem (1989) byl přibližně PND 30, ale od té doby studie ukázaly, že kolem PND 40 – 45 existují vrcholy bazálních extracelulárních hladin dopaminu [25]-[27] a dopaminový receptor D₂ hustota [28], zatímco hladiny tyrosinhydroxylázy jsou nižší než časná adolescence i dospělost [29]. Současná studie proto zahrnovala dva časové body během dospívání, PND 28 a PND 42, což odpovídá časné a pozdní adolescenci [11]. Amplituda u pozdních adolescentních zvířat byla střední k amplitudám v časné adolescenci a dospělosti, což naznačuje, že vývoj od adolescence do dospělosti zahrnoval postupné zvyšování uvolňovací kapacity dopaminu v reakci na chlorid draselný v dorzálním striatu. To je v souladu se zprávami o zvýšených extracelulárních hladinách dopaminu v nucleus accumbens v dospělosti ve srovnání s dospívání [30], [31]. Jak již bylo zmíněno, některé studie také ukazují maximální hladiny na PND 45 [25]-[27] a mohou být sladěny se současnou studií prostřednictvím zpráv o zvýšených rychlostech střelby kolem stejného PND [32], [33]. Současná studie neměřila bazální extracelulární hladiny a je možné, že zvýšená rychlost vypalování má za následek zvýšení bazálních hladin bez jakéhokoli vrcholu uvolňování indukovaného draslíkem. Kromě toho jedna ze studií prokazujících draslíkem indukované extracelulární hladiny v jádru připadá na vrchol kolem PND 42 [25] kontrastuje s údaji z dorzálního striata, od Stamforda (1989) a současné studie, které ukazují regionální rozdíly.

Míra vychytávání, T80, neodhalila žádné rozdíly mezi věky v současné studii, zatímco Stamford (1989) zjistil, že míra vychytávání byla vyšší u dospělých potkanů. To může být způsobeno metodickými rozdíly v míře vychytávání; T80 zahrnuje jak lineární, tak křivočarou část křivky, zatímco Stamford použil lineární část křivky [34]. Koncentrace dosažené v této studii jsou pouze desetinou koncentrací v předchozí studii a V_max by proto nemělo být dosaženo. Použití lineární části křivky píku pro výpočet rychlosti absorpce za těchto podmínek povede pouze k absorpčním rychlostem závislým na amplitudách. [35]. T80 byl vybrán, protože také bere v úvahu křivočarou část křivky, kde koncentrace dopaminu jsou nižší a jsou citlivější na blokátory absorpce dopaminu [35], [36]. Samozřejmě, že T80 je také závislý na amplitudě, ale jak je vidět v této studii, rozdíly v amplitudě automaticky nevedou k rozdílům v T80, což naznačuje, že poměr vychytávání k uvolnění je posunut směrem k vychytávání u mladších zvířat. Podporující současná zjištění je studie, která použila kvantitativní mikrodialýzu a nezjistila žádné rozdíly v extrakční frakci, nepřímé míře absorpce, v jádrech accumbens potkanů ​​na PND 35, 45 a 60 [26].

Vyšší uvolňování vyvolané draslíkem v dospělosti může být způsobeno větší uvolnitelnou zásobou dopaminu [12] a může být zahrnuto mnoho faktorů, jako jsou věkově závislé rozdíly v syntéze dopaminu tyrosinhydroxylázou [29], [37], vezikuly obsahující vezikulární monoaminový transportér-2 (VMAT-2) [38]a kinetika VMAT-2 [39]a také prořezávání receptorů D2 [28] a funkce [40]. Tyto faktory mohou také pomoci vysvětlit zvýšené amplitudy pozorované po amfetaminu u časně dospívajících zvířat. Současná data jsou opět v souladu s údaji vykazujícími větší nárůst uvolňování dopaminu u mladých ve srovnání s dospělými zvířaty v reakci na nomifensin. [12] což naznačuje, že časně dospívající potkany mají proporcionálně větší zásobu, která se může uvolnit po stimulaci psychoaktivními látkami. Toto je dále podpořeno údaji, které ukazují větší nárůst stimulovaného extracelulárního dopaminu po amfetaminu u dospívajících zvířat [22]. Existují však studie mikrodialýzy, které ukazují nižší extracelulární hladiny dopaminu po amfetaminu u dospívajících ve srovnání s dospělými [30], [37], což opět zdůrazňuje, že možnost zvýšení stimulovaného uvolňování nemusí nutně znamenat zvýšení extracelulárních hladin a že různé techniky mohou přidat doplňující informace.

Nebyly nalezeny žádné účinky závislé na věku na T80 po amfetaminu, což naznačuje, že amfetamin má podobné účinky na absorpci dopaminu ve všech věkových skupinách. To opět potvrzují výsledky Stamford (1989), které nevykazují žádné rozdíly ve stupni blokády vychytávání po nomifensinu mezi věkovými skupinami. Existují také studie, které naznačují, že rozdíly ve struktuře a funkci transportu dopaminu související s věkem souvisejí s místem vázajícím kokain na transportéru, nikoli však s místem vázajícím amfetamin. [22] což by mohlo naznačovat, že na věku závislé účinky amfetaminu na absorpci neexistují. Byl však zaznamenán trend interakce mezi časem, věkem a léčbou, což naznačuje, že v průběhu času reagovaly na amfetamin různě v závislosti na věku. Další studie zkoumající vychytávání exogenním dopaminem by také mohly pomoci oddělit vychytávání závislé na amplitudě od funkce transportéru [41]-[43]. Důležité by byly rovněž studie na probuzených potkanech, protože současná studie byla prováděna na anestetizovaných zvířatech. Použitou anestézií byl barbiturát thiobutabarbital (inaktin), pozitivní alosterický modulátor receptorů kyseliny gama-aminomáselné (GABA) A, který u potkanů ​​způsobuje prodlouženou a stabilní anestezii [44]. GABA může mít různé účinky v závislosti na věku a historii pití alkoholu [45] a proto by anestézie mohla interagovat s věkem nebo léčbou a vyvolat matoucí účinky. Ukázalo se však, že pentobarbital, další barbiturát, má malý účinek na hladinu dopaminu ve striatu. [46]. Navíc v této studii bylo uvolňování indukováno pomocí chloridu draselného a nespoléhalo se na spontánní jevy, což by mělo snižovat význam GABAergického tónu při uvolňování. Pokud jde o absorpci dopaminu, existují zprávy, že barbituráty mohou specificky ovlivnit absorpci dopaminu [47], není však jasné, zda může docházet také k interakci s věkem nebo léčbou.

Dobrovolný příjem alkoholu u dospívajících

Dobrovolný příjem alkoholu u dospívajících po dobu šesti týdnů měl za následek nižší referenční amplitudy ve srovnání s kontrolami s pitím vody. Amplitudy byly podobné amplitudám pozorovaným u časných dospívajících potkanů. Protože účinky byly pozorovány v amplitudách a ne v čase absorpce, je možné si představit, že alkohol ovlivňuje faktory regulující uvolnitelný soubor dopaminu spíše než dopaminový transportér a existují údaje podporující neovlivněný příjem po adolescentním alkoholu [14]. Existují také údaje o mikrodialýze, které ukazují zvýšenou extracelulární hladinu dopaminu po expozici dospívajícím intraperitoneálním injekcím alkoholu [14], [27], [48], a to je poněkud v rozporu se současnými nálezy sníženého uvolnitelného dopaminu. Jak již bylo zmíněno, zvýšená rychlost střelby může být způsobem, jak sladit údaje o mikrodialýze se současnými údaji, ale neexistují žádné studie, které by to podpořily. Kromě toho existují studie, které ukazují, že způsob expozice alkoholu, tj. Dobrovolný nebo nucený, může mít na neurobiologii odlišné účinky [49].

Při léčbě amfetaminem nebyly žádné významné rozdíly mezi skupinami konzumujícími alkohol a vodu v amplitudách nebo T80. Trend směřující k vlivu na amplitudy však byl způsoben nárůstem skupiny konzumující alkohol. Existuje také větší variabilita v reakci na amfetamin ve skupině konzumující alkohol, což by mohlo být způsobeno změnou v příjmu alkoholu, i když tato odchylka nesouvisí s odpovědí (data nejsou uvedena). To také poukazuje na omezení v této studii, a to, že hladiny alkoholu v krvi nebyly měřeny. Studie byla založena na nerušeném přístupu k 24 ha změřeným hladinám alkoholu v krvi by musel být přístup omezen a stres spojený s odběrem krve by riskoval narušení příjmu zvířat. Nelze tedy vyloučit korelaci mezi odpovědí a jednotlivými hladinami alkoholu v krvi. Údaje o příjmu uvedené v této studii jsou však podobné jiným studiím, které ukazují neurobiologické účinky alkoholu, používaly krysy Wistar v podobném věku nebo paradigmy příjmu[50]-[52]. To naznačuje, že nejen jedinci náchylní k vysokému příjmu, ale také skromní pijáci z průřezu obecné populace, riskují změny v neurobiologii po dobrovolném příjmu alkoholu u dospívajících.

Žádné rozdíly v době absorpce po amfetaminu nenaznačují, že adolescentní alkohol nemá žádný účinek na funkci transportu dopaminu v reakci na amfetamin, ale měl by také prospěch z výzkumu aplikací exogenního dopaminu. [41]-[43].

Dále byla učiněna dvě zajímavá pozorování. Zaprvé, referenční amplitudy po požití alkoholu jsou podobné amplitudám pozorovaným u zvířat na začátku periody příjmu alkoholu, tj. PND 28. Za druhé, velikost nárůstu amplitud po amfetaminu u zvířat konzumujících alkohol je podobná pozdním dospívajícím potkanům, tj. PND 42. Zda se tato zjištění vztahují ke změněnému vývoji uvolnitelné zásoby a zásobní zásoby dopaminu v neuronech, je ještě třeba objasnit. Současná studie nezahrnovala skupinu dospělých potkanů ​​konzumujících alkohol, takže nelze vyvodit závěry o možnosti účinků specifických pro věk. Indikace věkově specifických účinků však lze nalézt v rozporech mezi studiemi dospívajících potkanů ​​vystavených alkoholu, které vykazují neovlivněný příjem dopaminu [14] a studie dospělých potkanů ​​a opic vystavených alkoholu, které vykazují zvýšené vychytávání, ale nemají žádný vliv na vyvolaný přetečení dopaminu [53], [54]. Pro budoucí studie by proto bylo velmi zajímavé zkoumat expozici alkoholu a mechanismy, které vedou k jeho účinku v různých věkových skupinách. Další zkoumání faktorů, jako je tyrosinhydroxyláza, hustota a funkce receptoru dopaminu a vezikulární monoaminový transportér, by mohly pomoci objasnit možné účinky alkoholu závislé na věku na uvolnitelnou zásobu a zásobní zásobu dopaminu. Podle našich znalostí nebyly tyto faktory po adolescentním alkoholu zkoumány.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Údaje ukazují postupné zvyšování evokovaného přetečení dopaminu s věkem, což podporuje předchozí studie naznačující, že se množství uvolnitelného dopaminu zvyšuje s věkem. Na rozdíl od toho byl pozorován postupný pokles evokovaného přetečení s věkem v reakci na amfetamin, podporující úměrně větší zásobu dopaminu u mladších zvířat, díky čemuž jsou potenciálně citlivější na drogy uvolňující dopamin. Adolescentní příjem alkoholu měl za následek přetečení nižší než u kontrol s pitím vody. To naznačuje, že alkohol ovlivňuje uvolnitelný soubor dopaminu, což může mít důsledky pro zranitelnost vůči závislosti a jiným psychiatrickým diagnózám zahrnujícím dopaminový systém v dorzálním striatu.

Poděkování

Autoři děkují paní Maritě Bergové za technickou pomoc a Dr. Martinovi Lundbladovi za metodické diskuse.

Autorské příspěvky

Koncipované a navržené experimenty: SP IN. Provedené experimenty: SP. Analyzovaná data: SP IN. Napsal článek: SP.