Endogenní neuroplasticita dopaminergních neuronů indukovaná opioidy ve ventrální tegmentální oblasti ovlivňuje přírodní a opiátovou odměnu (2014)

KOMENTÁŘE: Projekt Studie DeltaFosB často citujeme všechny na ně jádro accumbens (centrum odměn), a zjistili, že sex do značné míry zakazuje stejné mozkové mechanismy jako pervitin a kokain. Z mezníkové studie téhož výzkumného pracovníka (Zákon o přírodních a léčebných odměnách na společných mechanismech neurální plasticity s ΔFosB jako klíčovým mediátorem (2013)):

Přirozené a drogové odměny se tedy nejen sbíhají na stejné nervové dráze, ale sbíhají se na stejných molekulárních mediátorech a pravděpodobně ve stejných neuronech v Nucleus Accumbens, aby ovlivnily motivaci a „touhu“ po obou druzích odměn

Odběr: meth, kokain a sex dělají totéž základní věci stejným nervovým buňkám v centru odměn (nucleus accumbens), ať už se dějí jinak v jiném mozku. Toto demontovalo obvyklou řeč, že přírodní odměny a drogy se liší v mechanismech a účincích.

Tato nová studie zkoumala, co sex dělá s VTA. VTA je místo, kde začínají nervové buňky produkující dopamin - a rozvětvují se do nucleus accumbens, frontální kůry a amygdaly. VTA je v zásadě zdrojem (pramenem) většiny našeho dopaminu. Podívejte se na tyto 2 obrázky okruhu odměn: Pic1, Pic2

Výzkumníci zjistili, že sex (vrchol) způsobuje, že se buňky těla ve VTA dočasně zmenšují (u mužů). Buněčné těla a jejich dendriti obsahují šedou hmotu mozku. To je přesně to, co dělá heroinová závislost na VTA (není to jednorázové užívání heroinu, ale chronické užívání heroinu). Všimněte si, že toto stejné smrštění těl buněk VTA se vyskytuje u lidských závislých na heroinu.

Sexuálně indukované smrštění buněk trvá nejméně po dobu 7. Změny vyvolané sexem se vrátily k normálu v 30 dnech, ale výzkumníci hodnotili pouze dny 1, 7 a 30.

Snižování buněčných těl v závislosti na heroinu má za následek nižší dopamin v nucleus accumbens - nebo jak říkáme desenzitizace. Vědci podali morfin krysám, aby vyhodnotili jejich reakci (po sexu), ale nic se nestalo. Krysy obvykle mají morfin velmi rádi, ale zde byly dočasně znecitlivěny. Stručně řečeno, okruh odměn po ejakulaci krys nereagoval na nízkou hladinu heroinu. Vědci předpokládali, že k vyvolání „normální“ reakce potkana budou zapotřebí vyšší dávky.

Shrnuto - Sex (dočasně) dělá ve VTA přesně to samé jako závislost na heroinu: zmenšování těl nervových buněk produkujících dopamin. To vede ke snížení dopaminu v centru odměn a menší reakci na narkotika - a zotavení mozků potkanů ​​trvá nejméně 7 dní.


 

J Neurosci. 2014 Jun 25;34(26):8825-36. dva: 10.1523 / JNEUROSCI.0133-14.2014.

Džbány KK1, Coppens CM2, Beloate LN3, Fuller J2, Van S2, Frohmader KS2, Laviolette SR2, Lehman MN4, Cooled LM5.

Abstraktní

Přírodní odměna a drogy zneužívání se sbližují na mezolimbické cestě a aktivují společný mechanismus neurální plasticity v nucleus accumbens. Chronická expozice opiátům indukuje plasticitu v dopaminergních neuronech v ventrální tegmentální oblasti (VTA), která reguluje toleranci odměny morfinu.

Zde zkoumáme hypotézy, že propouštění indukované uvolňování endogenních opioidů ve VTA způsobuje morfologické změny VTA dopaminových buněk u samců potkanů, které regulují dlouhodobou expresi zkušeností vyvolané posilování sexuálního chování.

Za prvé, sexuální zkušenost snížila počet dnů doprovázených VTA dopaminem soma 1 a 7, ale ne 30 dní po posledním páření. Tento účinek byl blokován naloxonem před každou relací páření; tedy plasticita dopaminových buněk VTA byla závislá na působení endogenních opioidů.

Na druhé straně plasticita VTA byla spojena se změnou opiátové odměny, protože sexuálně zkušení muži nevytvářeli kondicionované místo pro 0.5 mg / kg morfinu.

Dále bylo zjištěno, zda endogenní opioidní účinek zprostředkovává sexuální odměnu a paměť u samců potkanů ​​léčených naloxonem během zkušenosti s pářením, a to buď systémově nebo intra-VTA. Naloxon nezabránil počáteční zkušenosti vyvolané zprostředkování sexuálního chování během opakovaných sňatků nebo podmíněných místních preferencí pro páření. Léčba naloxonem však zhoršila dlouhodobější projev zkušeností vyvolaných zjednodušení sexuálního chování a nervové aktivace v mezolimbických oblastech indukovaných podmíněnými podněty spojené s pářením.

Společně tato data demonstrují, že endogenní opioidy během páření indukují neurální plasticitu v neuronech VTA dopaminu, které se zdají být kritické pro odměnu morfinu a dlouhodobou paměť pro přirozené chování odměňování.

 

Úvod

Přirozené odměňování je zprostředkováno mezokorticolimbickým systémem (Meisel a Mullins, 2006; Hoebel a kol., 2009; Frohmader a kol., 2010a; Pitchers a kol., 2010a; Young a kol., 2011; Blum a kol., 2012). Zneužívání drog způsobuje v tomto systému neurální změny, které zase přispívají k vývoji a projevu zneužívání návykových látek (Hyman a kol., 2006; Nestler, 2012). Předtím jsme zjistili, že zkušenosti s přírodním odměňováním, tj. Sexuální zkušeností u samců potkanů, také způsobují neurální plasticitu v nucleus accumbens (NAc), včetně zvýšené dendritické stonky (Pitchers a kol., 2010a) a deltaFosB (Pitchers a kol., 2013). Na druhé straně tato sexuálně indukovaná plasticita je kritická pro účinky sexuálního zážitku na následném páření, které se projevuje jako usnadnění iniciace a výkonu sexuálního chování (Pitchers a kol., 2010b, 2012, 2013). Navíc sexuální zkušenost mění reakci na psychostimulanty, včetně senzibilizace pohybové aktivity a zvýšené odměny (Frohmader a kol., 2010a; Pitchers a kol., 2010a, 2013).

NAc je jedním z cílů dopaminergních neuronů ve ventrální tegmentální oblasti (VTA). Neurony VTA dopaminu se aktivují během páření a po expozici podmíněným znamením, které předpovídají sexuální odměnu (Balfour a spol., 2004; Frohmader a kol., 2010a), prostřednictvím vazby endogenního opioidního peptidu (EOP) na μ-opioidních receptorech (MOR; Matthews a němčina, 1984; Johnson a Severní, 1992; Klitenick a kol., 1992; Ikemoto a kol., 1997; Balfour a spol., 2004). Proto expozice podmíněným znamením, které předpovídá sexuální chování, způsobuje uvolnění EOP a VTA aktivací dopamínových buněk, což usnadňuje sexuální motivaci (Mitchell a Stewart, 1990; van Furth a kol., 1995; van Furth a van Ree, 1996) a uvolňování dopaminu v NAc (Fiorino a kol., 1997).

Opakovaná expozice exogenním opiátům způsobuje morfologické změny VTA (Mazei-Robison a kol., 2011; Mazei-Robison a Nestler, 2012), sníženou velikostí soma VPA dopaminových neuronů (Sklair-Tavron a kol., 1996; Spiga a kol., 2003; Chu a kol., 2007; Russo a kol., 2007; Mazei-Robison a kol., 2011), snížení hladin neurofilamentových proteinů (Beitner-Johnson a spol., 1992), zvýšená excitabilita buněk dopaminu a snížený axoplazmatický transport a dopaminový výstup na NAc (Beitner-Johnson a spol., 1992; Mazei-Robison a kol., 2011). Tyto změny VTA dopaminových neuronů způsobují toleranci morfinu k odměňování a jsou přechodné, protože se během jednoho měsíce drogové abstinence rozpadají (Russo a kol., 2007). V současné době není jasné, zda plasticita v dopaminových neuronech VTA je jedinečná pro účinky opiátů nebo je-li také produkována uvolňováním EOP během přirozeného přínosného chování.

Zde zkoumáme hypotézu, že přirozené zkušenosti s odměnou způsobují neuroplasticitu podobnou opiátům a že opiáty konvergují na mechanismus plasticity, který je rozhodující pro přírodní odměňování a odměnu. Testujeme, zda sexuální zkušenost u samců potkanů ​​snižuje velikost soma dopaminových neuronů VTA prostřednictvím procesu závislého na činnosti EOP ve VTA. Dále zkoumáme, zda změny EOP indukované dopaminovými neurony VTA jsou spojeny s posílením přírodního odměňování a přidělením stimulačních podnětů k podněcům souvisejícím s přirozenou odměnou a přitom způsobují křížovou toleranci k morfinové odměně.

Materiály a metody

Zvířata

Dospělí samci potkanů ​​Sprague-Dawley (200-225 g) byli získáni od Charles River a umístěni ve dvojicích v uměle osvětlených místnostech v cyklu 12 h světlo / tma ve všech experimentech (světla na 10: 00 AM s výjimkou experimentu s tolerancí morfinu , zhasne na 5: 00 PM). Jídlo a voda byly k dispozici podle libosti s výjimkou testování chování. Stimulované ženy byly ovariectomizovány a implantovány subkutánně kapslemi 5% 17-β-estradiolbenzoátu SILASTIC (vnitřní průměr 1.98 mm, délka 0.5 cm, Dow-Corning). V injekcích s progesteronem (subkutánně, 500 μg v 0.1 ml sezamového oleje) bylo podáno 3-6 h před testováním na vyvolání sexuální vnímavosti. Všechny postupy byly schváleny Výborem pro péči o zvířata z University of Western Ontario a University of Michigan a byly v souladu s Kanadskou radou pro péči o zvířata a národními ústavy pro zdraví, které zahrnují obratlovce ve výzkumu.

Časový průběh změn velikosti VTA dopaminu soma

Denní setkání.

Pro studium časového průběhu změn velikosti neuronového soma dopaminu ve VTA byly u 1u, 7u nebo 31u usmrceny sexuálně zkušení a naivní zvířata (n = 5-8 za skupinu) po posledním dni páření (zkušený) nebo manipulace (naivní). Sexuálně zkušené skupiny se shodovaly na sexuální chování během závěrečného sňatku, stejně jako celkový počet ejakulací během pěti zasedání (průměr 5u pro každou skupinu) a nelítaly se v žádném parametru sexuálního chování.

Párty zasedání.

Sexuálně naivní muži byli zařazeni do jedné ze dvou experimentálních podmínek: sexuálně naivní nebo sexuálně zkušení. Sexuálně zkušené zvíře se pětkrát spojily v po sobě jdoucích dnech s receptivními ženami v pravoúhlých testovacích klecích (60 × 45 × 50 cm) až do zobrazení ejakulace nebo až do 1 h (podle toho, co nastane dříve). Klece byly důkladně vyčištěny roztokem 70% ethanolu a mezi pářením byla přidána čerstvá podložka. Během tmavé fáze bylo provedeno sexuální chování (2-6 h po nástupu tmy). Pouze zvířata, která se ejakulovala během alespoň čtyř z pěti sňatků, byla považována za sexuálně zkušený a zařazena do experimentů. Byly pozorovány všechny páření a bylo zaznamenáno sexuální chování. Počet intromise (M), náběhové latence (ML, doba od zavedení ženy do první mount), latence intromise (IL, doba od zavedení ženy do první intromise) a ejakulační latence (EL; čas od první intromise po ejakulaci) byly zaznamenány (Agmo, 1997). Naivní zvířata byla umístěna do čisté testovací klece pro přípravek 1 h současně s sexuálně zkušenými muži ve stejném pokoji, kteří byli vystaveni vzdálenému ženskému pachu a podobným úrovním narušení a novinkou v životním prostředí jako zkušení muži.

Označení imunofluorescence.

Zvířata byla hluboce anestetizována za použití pentobarbitalu sodného (270 mg / kg, ip) a perforována intrakardiálně s 50 ml fyziologického roztoku 0.9% a následně 500 ml 4% paraformaldehydu v pufru 0.1 m fosfát sodný (PB). Mozky byly odstraněny a postfixovány pro 1 h při pokojové teplotě (RT) ve stejném fixačním prostředku a poté ponořeny do 20% sacharózy a 0.01% azidu sodného v 0.1 m PB pro skladování při 4 ° C. Koronální řezy byly rozřezány na 35 μm na zmrazovací mikrotom (H400R, Microm) a byly shromážděny ve čtyřech paralelních řadách v roztoku kryoprotektantu (30% sacharózy, 30% ethylenglykolu v 0.1 m PB) a poté uloženy při 20 ° C. Všechny inkubace byly prováděny při pokojové teplotě s jemným mícháním a bohatým oplachem s 0.1 m PBS, pH 7.35, mezi inkubacemi. Části byly vystaveny 1% H2O2 pro 10 min, aby se zničily endogenní peroxidázy, pak byly zablokovány v inkubačním roztoku 1 h (PBS +: PBS obsahující 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich) a 0.1% bovinní sérový albumin (Jackson Immuno Research Laboratories). Dále se řezy inkubovaly přes noc při RT v myší tyrosinhydroxylázové (TH) -antibody (1: 20 000; Millipore). Po inkubaci primárních protilátek byly sekce inkubovány v kozí anti-myší protilátce konjugované s AlexaFluor 555 (1: 100; Invitrogen, Eugene, OR) pro 30 min. Konečně byly části promyty 0.1 m PB, namontovány na skleněných sklíčkach Superfrost Plus, sušeny a pokryty gelatolem obsahujícím protizánětlivé činidlo 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan (DABCO, 50 mg / ml, Sigma-Aldrich; Lennette, 1978).

Analýza dat: velikost neuronového soma.

Obrázky TH-imunoreaktivních (IR) neuronů ve VTA byly provedeny při zvětšení 40 × při třech podkožních a podkožních hladinách (Balfour a spol., 2004). Mezi buňkami na různých úrovních nebyly zjištěny žádné rozdíly. Velikost soma TH-IR neuronů byla analyzována pomocí ImageJ (National Institutes of Health). Průměrná oblast, obvod a kruhovitost byla měřena podle popisu Sklair-Tavron a kol. (1996). Bylo analyzováno průměrné množství 25 buněk na zvíře (kombinované hladiny 3 VTA) a zahrnuty byly pouze buňky s jasně viditelným jádrem. Pro každé zvíře byla vypočítána průměrná plocha, obvod a kruhovitost. Pro statistickou analýzu byla použita obousměrná metoda ANOVA [faktory: sexuální zkušenost (sex se zkušenostmi nebo naivní pohlaví) a čas (1, 7 nebo 31 d) post hoc srovnání pomocí metody Holm-Sidak s významovou úrovní 0.05.

Nev-dopaminové změny VTA

Biweekly páření zasedání.

Chcete-li otestovat, zda je pro snížení počtu TH-IR neuronových soma nutná sexuální zkušenost během denního páření, byly analyzovány neurony VTA dopaminu u zvířat, které byly párovány během pěti biweekly páření. Pivovary byly popsány výše, ale během období 2.5 týdnů. Mozky byly shromážděny 7 d po posledním páření nebo manipulaci.

Označení imunoperoxidázy.

Navíc bylo testováno, zda použití citlivých technik barvení s imunoperoxidázou a detekcí chromogenů by také umožnilo vizualizaci změn velikosti TH-IR soma. Perfusní a tkáňové zpracování bylo popsáno výše. Po ošetření přípravkem 1% H2O2 a PBS +, byly rezy inkubovány přes noc při RT v myší polyklonální tyrosinhydroxylázové (TH) -antibody (1: 20 000; Millipore). Po inkubaci primárních protilátek byly části inkubovány s kozím anti-králičím IgG konjugovaným s biotinem (1 h, 1: 500 v PBS +, Vector Laboratories), avidin-biotin-křenová peroxidáza (1 h, ABC elita 1 1 000 v PBS , 3,3-diaminobenzidin-tetrahydrochlorid (10 min, 0.02%, DAB, Sigma-Aldrich) zesítěný síranem nikelnatým v (0.02% v 0.1 m PB) s peroxidem vodíku (0.015%). Sekce byly důkladně promyty v 0.1 m PB, aby byla ukončena reakce a namontovány na kódované skleněné sklíčka Superfrost plus (Fisher) s 0.3% želatinou v ddH2O. Po dehydrataci byly všechny sklíčka pokryty krycí vrstvou DPX (dibutylftalát xylen, Sigma-Aldrich).

Analýza dat: velikost neuronového soma.

Buňky TH-IR byly analyzovány na plochu, obvod a kruhovitost, jak je popsáno výše. Kromě toho byly analyzovány TH-IR buňky v substantia nigra (SN), ve stejných částech, které byly použity pro analýzu VTA TH-IR buněk. Nakonec, po analýze VTA a SN TH-IR buněk, byly řezy kontrastně barveny s použitím krezylové violeti a non-TH-IR buňky byly analyzovány za použití stejných metod, jak je popsáno výše. Rozdíly mezi naivními a zkušenými skupinami byly porovnány pomocí dvoufunkčních studentských t testy s významnou úrovní 0.05.

Účinky naloxonu na redukci velikosti dopaminového soma indukovaného zkušeností

Aby se zjistilo, zda MOR hrály roli při změnách velikosti dopaminových neuronových soma indukovaných sexuálních zkušeností, byly MOR během sexuálního chování zablokovány. Polovina zvířat získala sexuální zkušenost, zatímco druhá polovina zvítězila, ale zůstala sexuálně naivní. Sexuálně zkušené zvíře bylo dovoleno se spojit v 5 po sobě jdoucích dnech. V sexuálně zkušených a naivních skupinách byla zvířata před zavedením ženy (zkušený) nebo před manipulací léčena neselektivním antagonistou MOR naloxonem (10 mg / kg, sc, Sigma-Aldrich, rozpuštěný v fyziologickém roztoku 0.9%) nebo fyziologickým roztokem 30 min (naivní); čímž vznikly čtyři experimentální skupiny: sexuálně naivní fyziologický roztok (Naive Sal), sexuálně naivní naloxon (Naive NLX), sexuálně zkušený fyziologický roztok (Exp Sal) a sexuálně zkušený naloxon (Exp NLX; n = 5-8 v každé skupině). Léčba naloxonem neměla statisticky významné účinky na žádný parametr sexuálního chování, u žádného ze skupin léčených 5 d a naloxonem a fyziologickým roztokem byly v sexuálních zkušenostech totožné. Všechna zvířata byla usmrcena intracardiální perfuzí 7 d po posledním páření. Sekce, imunohistochemie a analýza dat (dvojcestné ANOVA, faktory: sexuální zkušenost a léčba drog) pro velikost dopaminu soma byly prováděny výše popsaným způsobem.

Morphine podmíněné místo preference

Experimentální design.

Dříve, Russo et al. (2007) ukázal, že chronický morfin indukuje toleranci k morfinové odměně. Vzhledem k tomu, že sexuální zkušenost a chronický morfin způsobují podobné snížení soma velikosti dopaminových neuronů ve VTA, funkční relevance sexuálně indukovaných morfologických změn byla testována na morfinovou odměnu. Sexuálně zkušení a naivní zvířata byla rozdělena do šesti různých experimentálních skupin (n = 9-13 na skupinu) založené na sexuálním chování (sexuálně naivní nebo zkušené) a dávce morfinu (0.5, 5.0 nebo 10.0 mg / kg, ip) a byly testovány na preferenci podmíněného místa (CPP) indukované morfinem.

Morphine-CPP.

Kondicionování se uskutečnilo 1 d po posledním páření a skupiny byly shodné pro sexuální výkonnost během posledního páření. Použitá paradigma CPP se skládala z předběžného testování, dnů kondicionování a post-testu a na něm byl založen přístroj Tenk a kol. (2009). Stručně řečeno, aparát CPP (MED Associates) sestával ze tří odlišných komor. Mezi každou relací bylo zařízení důkladně vyčištěno 70% roztokem ethanolu, aby se minimalizovaly přetrvávající čichové stopy. K určení individuálních preferencí byl proveden předběžný test, během kterého byl zvířatům umožněn volný přístup k celému zařízení po dobu 15 minut. Jako skupina zvířata nevykazovala významnou preferenci pro konkrétní komoru, ale každé jednotlivé zvíře mělo mírnou počáteční preferenci. Krysy, které vykazovaly podstatnou preferenci jedné z komor (rozdíl> 200 s mezi časem stráveným v každé z komor; <5% zvířat) během předběžného testu, byly ze studie vyloučeny. Během kondicionování byla droga spárována s původně preferovanou nebo nepreferovanou komorou pomocí nezaujatého paradigmatu (Tzschentke, 2007) a zvířata byla omezena na komory pro 30 min. Zvířata byla podána ráno (9: 00 AM do 12: 00 PM) injekčně fyziologickým roztokem (ip) a uzavřena do komory s párovou solankou (kontrola). Odpoledne (1: 00-4: 00 PM) byla zvířatům podána injekce morfinem (ip, 0.5 mg / kg, 5.0 mg / kg nebo 10.0 mg / kg, morfin sulfát rozpuštěný v fyziologickém roztoku 0.9%, Johnson Matthey) do morfinové párové komory. Zvířata byla podrobena dvěma kondicionačním dnům. Následující den (3 d po posledním dni páření) byl proveden post-test, procedurálně identický s předběžným testem. Pro statistickou analýzu byl čas strávený v komoře v páru morfinů v průběhu post-testu srovnáván s časem stráveným v salinově spárované komoře během post-testu na sexuálně naivní nebo zkušené muže v každé dávce za použití párového t test. p <0.05 bylo považováno za statisticky významné. Další kontrolní skupiny sexuálně naivních a zkušených zvířat dostaly fyziologický roztok v párových i nepárových komorách, které sloužily jako negativní kontroly. U žádné skupiny nebyly zjištěny žádné rozdíly v čase stráveném mezi komorami.

Účinky systémového naloxonu na zkušenosti vyvolané zjednodušení sexuálního chování

Experimentální design.

Sexuální zkušenosti vedou k usnadnění sexuálního chování, které je udržováno alespoň za měsíc 1 (Pitchers a kol., 2012). Pro analýzu účinku blokování MOR na zkušenosti vyvolané usnadnění sexuálního chování, sexuálně zkušení zvířata dostávali buď naloxon nebo fyziologický roztok před pěti po sobě jdoucími pářeními (n = 12 každý), jak je popsáno výše. Jeden týden po posledním páření se uskutečnil závěrečný test páření, během kterého se všechna zvířata nechala spárovat do jedné ejakulace nebo až do 1 h. Žádná léčba naloxonem nebo fyziologickým roztokem nebyla provedena před pářením v poslední den testování. Byly porovnávány parametry páření, aby se zjistilo, zda naloxon postihuje buď sexuální zkušenost indukovanou usnadněním páření (den 1 vs den 5), nebo udržování této podpory (den 5 versus test) za použití dvoucestné ANOVA [faktory: léčba (fyziologický roztok versus naloxon ) a den (den 1, den 5 nebo test)] a metodu Holm-Sidak pro post hoc srovnání. Pro všechny statistické testy, p <0.05 byla považována za statisticky významnou.

Další kontrolní experimenty

Systémový naloxon v den testu.

Chcete-li ukázat, že změněné sexuální chování na konečném páření testovacího dne nebylo způsobeno absencí naloxonu, jsme v závěrečném páru testovacího dne podali buď naloxon nebo fyziologický roztok zvířatům, které dostaly páření spojené s naloxonem, zatímco oni získali sexuální zkušenost. Konkrétně, všechna zvířata dostávali injekci naloxonu (10 mg / kg, sc) 30 min před pářením na jednu ejakulaci během 5 po sobě jdoucích dnů. V den testování 7 d později přibližně polovina zvířat dostala injekci naloxonu (10 mg / kg, n = 7) nebo fyziologickým roztokem (n = 6) 30 min před zavedením vnímavé ženy. Byl pozorován a zaznamenán sexuální chování. Byly porovnávány parametry páření, aby se zjistilo, zda naloxon postihuje buď sexuální zkušenost indukovanou usnadněním páření (den 1 vs den 5), nebo udržování této podpory (den 5 versus test) za použití dvoucestné ANOVA [faktory: léčba (fyziologický roztok versus naloxon ) a den (den 1, den 5 nebo test)] a metodu Holm-Sidak pro post hoc srovnání. Pro všechny statistické testy, p <5% bylo považováno za statisticky významné.

Účinky naloxonu na krátkodobé vyjádření usnadněného sexuálního chování.

Účinky léčby naloxonem (10 mg / kg, sc) během páření byly testovány na následném sexuálním chování během konečného páření testovacího dne, který byl proveden pouze po 1 d po posledním páření (fyziologický roztok, n = 5; naloxonu, n = 4).

Systémová naloxonová předběžná léčba.

Aby se zjistilo, zda opakovaná léčba samotným naloxonem způsobuje poškození sexuálního chování 7 d po poslední léčbě, podstoupily sexuálně naivní zvířata pět denních injekcí naloxonu (10 mg / kg, sc) nebo fyziologického roztoku v následujících dnech před provedením testu 7 d po konečném naloxonu nebo injekce solného roztoku. V tomto posledním zkušebním dni zvířata nedostala žádnou injekci. Sexuální chování bylo pozorováno a zaznamenáno, jak je popsáno výše. Parametry páření byly porovnávány mezi skupinami, které používají nepárovku t testy. Pro všechny statistické testy, p <5% bylo považováno za statisticky významné.

Systémový naloxon a odměna za sex.

Jednou z možností tlumících účinků naloxonu na zachování udržovaného sexuálního chování je to, že naloxon blokuje prospěšné účinky sexuálního chování. Pro testování této možnosti bylo paradigma CPP provedeno pro sexuální chování bezprostředně po injekci naloxonu nebo solného roztoku u mužů bez předchozí sexuální zkušenosti. Postup CPP byl podobný postupu popsanému výše pro morfin-CPP, včetně předběžných, kondicionačních dnů a post-testu.

Pohlavní chování bylo spárováno s původně nepředstavenou komorou. Protihodnotným způsobem každé zvíře dostalo injekci naloxonu (n = 12) nebo fyziologickým roztokem (n = 11) 30 min před tím, než obdržíte přístup k receptivní ženě. Průměrná doba trvání relace páření byla ~ XXXX min. Jednu minutu po ejakulaci bylo zvíře umístěno do párové komory pro 13 min. Ve druhém dni podávání zvířat byla zvířatům podána injekce buď naloxonu nebo fyziologického roztoku (podle toho, co obdržela před pářením), a byly umístěny do nepárového prostoru pro 30 min. Dále byl proveden post-test, identický s předběžným testem. K určení preference komory byl porovnán čas strávený ve spárované komoře během předtestu a po testu. Pro statistickou analýzu je spárován t testy byly použity k porovnání preferenčních a rozdílových skóre a času v párové komoře během předtestu a po testu, aby se zjistilo, zda byla pro sexuální chování vytvořena významná CPP. p <0.05 bylo považováno za významné.

Účinky intra-VTA naloxonu na zkušenosti vyvolané usnadnění sexuálního chování

Experimentální design.

Aby bylo možné zjistit, zda je činnost EOP specificky ve VTA zodpovědná za účinky změn vyvolaných sexuálními zkušenostmi na sexuální chování, podstoupila zvířata před vpichováním naloxonu nebo fyziologického roztoku místně do VTA před pět denních sňatků. Behaviorální paradigma byla podobná systémovému experimentu s naloxonem. Sexuálně zkušené zvířata se nechali během 5 po sobě jdoucích dní ponechat v klidu, dokud nebyla jedna ejakulace nebo až do 1 h. Pět minut před podáním receptivní samice potkani samci dostávali oboustranné infuze buď naloxonu (10 μg / μl na hemisféru, objem 0.5 μl, rozpuštěný ve fyziologickém roztoku 0.9%) nebo fyziologický roztok (0.5 μl na hemisféru). Bilaterální mikroinjekce byly podávány s průtokovou rychlostí 0.5 μl / min v min. Intervalu 1, po kterém následovala další 1 min s injekční kanyly, která zůstala na místě pro difúzi. Injekční kanyla byla poté nahrazena figurínou kanyly a prachovým uzávěrem. Jeden týden po posledním dni páření (testovací den) se všechna zvířata znovu spojila s ejakulací bez infúze naloxonu nebo fyziologického roztoku. Obrázek 3A popisuje experimentální design. Analýza dat byla provedena tak, jak je popsáno v systémovém experimentu s naloxonem.

Operace kanyly.

Samci potkanů ​​se anestetizují intraperitoneální injekcí (0.1 ml / kg) ketaminu (0.87 mg / ml) a xylazinu (0.13 mg / ml) a umístí se do stereotaktického přístroje (Kopf Instruments). Bilaterální vodící kanyly s průměrem 21 (Plastics One) byly spuštěny malými vrtacími otvory v lebce do mozku směrem k VTA při -4.8 mm AP, ± 0.75 mm ML od bregma a -7.8 mm DV od vrcholu lebky podle Paxinos a Watson (2013). Kanyly byly zajištěny zubním akrylem, který se přidal ke třem šroubům zasunutým do lebky. Zvířatům bylo přiděleno období regenerace v týdnu 2 a byly denně zvládnuty při návyku na manipulaci a injekční postupy používané při testování chování.

Ověření umístění kanyly.

Umístění kanyly bylo vyšetřeno za použití TH-imunostainingu pro potvrzení, že VTA byla přesně cílená. V analýzách byly zahrnuty pouze zvířata se správným umístěním (konečná velikost skupiny: zkušený fyziologický roztok) n = 8; zkušeného naloxonu n = 6). Tři další zvířata, která dostávali intra-VTA injekce naloxonu namířená mimo VTA, byly seskupeny dohromady ve "zmeškané" injekční skupině. Vynechaná skupina byla analyzována samostatně, aby sloužila jako anatomická kontrola a Mann-Whitney U test byl použit k porovnání chování v závěrečném testovacím dni s naloxonem a pokusnými muži léčenými fyziologickým roztokem.

Expresivní exprese pERK indukované kontextuální indukcí

Experimentální design.

Bylo prokázáno, že expozice kleci, ve které muži získali zkušenost s pářením, způsobuje aktivaci MOR ve VTA a neurální aktivitu ve VTA a NAc (Balfour a spol., 2004). Prostředí pro páření tedy slouží jako podmíněné znamení, které předpovídá sexuální odměnu. Současná studie zkoumala, zda je pro následnou podmíněnou stimulaci indukovanou nervovou aktivací nutná aktivace MOR během sexuální zkušenosti. Naloxon nebo fyziologický roztok byl podán systémově (ip) 30 min před umístěním do páření arény a zavedením receptivní samice pro páření (zkušený) nebo před kontrolní manipulací, která sestávala z umístění do manipulační klece bez prezentace samice (neutrální prostředí, naivní). Tak byly vytvořeny čtyři experimentální skupiny: Naive Sal, Naive NLX, Exp Sal ​​a Exp NLX. Jeden týden po konečném páření byla polovina zvířat v každé skupině vystavena krycí kleci (Exp males: podmíněné pohlaví spojené s pohlavním stykem) nebo manipulační klec (naivní muži: nezodpovědné / neutrální), zatímco druhá polovina nebyla vystavena všechny náznaky a místo toho zůstaly v domácích klecích (k určení výchozího výrazu pERK). Tato experimentální paradigma vytvořila skupiny 8: Naive Sal-No Cue, Naive Sal + Cue, Naive NLX-Cue, Naive NLX + Cue, Exp Sal-No Cue, Exp Sal ​​+ Cue, Exp NLX-Cue (n = 4 každý kromě Naive NLX-No Cue, n = 3). Zvířata byla perfundována 10-15 min po expozici. Kontrolní zvířata byla odebrána z jejich domovních klecí a perfundována současně.

Imunohistochemie.

Oddělení a imunohistochemie byly prováděny tak, jak je popsáno výše. Zde jsme použili králičí polyklonální protilátku proti p42 a p44 MAP kinázám ERK1 a ERK2 (pERK, 1: 4 000, Cell Signaling Technology). Primární protilátka byla v literatuře podrobně charakterizována (Roux a Blenis, 2004; Murphy a Blenis, 2006; Frohmader a kol., 2010b). Kromě toho vynechání primární protilátky zabránila veškeré imunoreaktivitě a analýze Western blotů mozkové tkáně potkana odhalila dvě pásy při odpovídající molekulové hmotnosti.

Analýza dat.

pERK-imunoreaktivní (-IR) buňky byly počítány v mnoha oblastech mozku za použití trubičky pro kresbu kamery lucidní připojené k Leica DMRD mikroskop: NAc [jádro (C) a plášť (S); 400 × 600 μm; mediální prefrontální kůra; mPFC; přední cingulární oblast (ACA); prelimbiální kůra (PL); infralimbická kůra (IL); 600 × 800 μm], caudate-putamen (CP; 800 × 800 μm) a bazolaterální amygdala (BLA, 900 × 1200 μm; Balfour a spol., 2004; Frohmader a kol., 2010b; Pitchers a kol., 2010b). Byly počítány dvě sekce na oblast mozku a počet buněk ve standardních oblastech analýzy byl potom vypočten jako počet buněk na mm2. Tyto dva počty byly vypočteny v průměru na jedno zvíře pro výpočet skupinových prostředků. Skupinové průměry v sexuálně zkušených nebo naivních skupinách byly porovnávány pomocí dvoucestných faktorů ANOVA (léčba drogami (NLX nebo Sal) a příznaky (příznaky nebo ne), následované post hoc srovnání pomocí souhrnných testů Holm-Sidak nebo Mann-Whitney, kde je to vhodné s významnou úrovní p <0.05. Ve skořápce NAc sexuálně zkušených zvířat došlo k silnému trendu k významnosti faktorů, a proto bylo provedeno párové srovnání pouze pro srovnání skupin s fyziologickým roztokem (Sal-No Cue) a solným tágem (Sal + Cue).

Snímky.

Digitální snímky byly zachyceny pomocí CCD kamery (Macrofire, Optronics) připojené k a Leica mikroskop (DM5000B) s pevným nastavením fotoaparátu. Obrázky byly importovány do softwaru Adobe Photoshop 9.0. Obrázky nebyly změněny jinak než s úpravou jasu a kontrastu.

výsledky

Sexuální zkušenosti vyvolané změny VTA dopamínových buněk

Sexuální zkušenost vedla ke snížení velikosti VTA dopaminu soma (Obr. 1A-C). Sexuální zkušenost výrazně snížila plochu a obvod soma buněk VTA TH-IR (oblast: F(1,31) = 23.068, p <0.001; obvod, F(1,31) = 18.225, p <0.001). Došlo také k hlavnímu významnému působení času (oblast: F(2,31) = 6.377, p = 0.005; obvod, F(2,31) = 4.389, p = 0.021) a významná interakce mezi zkušenostmi a časem (oblast: F(2,31) = 5.284, p = 0.011; obvod, F(2,31) = 4.347, p = 0.022). Párové srovnání odhalilo, že oblast a obvod TH-IR buněk byl po posledním dni sexuálního chování u sexuálně zkušených zvířat výrazně snížen 1 a 7 d v porovnání s sexuálně neurálními kontrolami [Obr. 1B, plocha: p = 0.002 (1 d), p <0.001 (7 dní); C, obvod: p = 0.009 (1 d), p <0.001 (7 d)]. Účinek sexuálního chování se rozptýlil, když následovalo období abstinence odměny, protože velikost soma neuronů TH-IR se vrátila na výchozí hodnotu 31 dní po posledním páření (Obr. 1B, plocha: p = 0.798; C, obvod: p = 0.785). Změny způsobené sexuálními zkušenostmi nebyly zjištěny v kruhovitosti v žádném časovém okamžiku (Obr. 1D). Snížení velikosti VTA dopaminu soma nebylo závislé na denním páření, protože zkušenost s pářením během pěti biweekly spojených sessions také vedla k redukci velikosti VTA dopaminu soma (Obr. 2A,B, E-H, plocha: p = 0.004; obvod: p <0.001). Naproti tomu sexuální zkušenost neovlivnila velikost soma TH-IR v substantia nigra (Obr. 2C, I-J, plocha: p = 0.13; obvod: p = 0.16) ani změněné velikosti soma v blízkých VTA ne-TH-IR neuronech (Obr. 2D, E-H, plocha: p = 0.46; obvod: p = 0.45).

Obrázek 1. 

Endogenní opioidem indukované změny soma velikosti VTA dopaminových neuronů. A, Reprezentativní snímky dopaminových neuronů VTA od sexuálně naivních a zkušených zvířat, které ukazují snížení velikosti soma 7 d po konečném páření. Měřítko, 5 μm. Kvantitativní údaje ukazující, že sexuální zkušenost (Exp, černé pruhy) způsobila významné snížení plochy (B; v μm2) a obvod (C; v μm) buněk dopaminu VTA, 1 d (Naive, Exp; n = 6) a 7 d (Naivní, n = 5; Exp, n = 6), ale ne 31 d (Naive, n = 6; Exp, n = 8) po konečném páření ve srovnání s sexuálně naivními kontrolami (Naivní, bílé pruhy). Plocha byla snížena na 84% u zkušených mužů ve srovnání s naivními kontrolami u 1 nebo 7 d. Perimetr byl snížen na 91.6 a 90% u zkušených skupin ve srovnání s kontrolou u 1 a 7 d resp. Na kruhovitost nebyl žádný vliv (D). Tato plasticita dopaminových buněk v oblasti (E) a obvod (F) bylo zabráněno naloxonem (NLX, n = 8), ale ne solný roztok (Sal, n = 7) během páření, 7 d po konečném páření v porovnání s sexuálně naivními kontrolami (Sal, n = 5; NLX, n = 6). Data představují průměr ± SEM; * signalizuje významný rozdíl oproti sexuálně naivním kontrolám ve stejný den (B, C) nebo ve srovnání s pohlavně naivními kontrolami léčenými fyziologickým roztokem a sexuálně zkušenými muži léčenými naloxonem (E, F).

Obrázek 2. 

Sexuální zkušenost nezmenšila velikost soma v neuronech substantia nigra dopaminu nebo VTA nondopaminových neuronech. Oblast VTA TH-IR neuronového soma (A; v μm2) a obvod (B; v μm) u sexuálně naivných (bílé) a zkušených (černých) zvířat, která získala zkušenost dvojnásobným spíšením týdně spíše než během po sobě jdoucích dnů. Substantia nigra TH-IR oblast soma (C) a VTA non-TH-IR soma oblast (D) u sexuálně naivných (bílých) a zkušených (černé) zvířat. Data představují průměr ± SEM; * označuje signifikantní rozdíl oproti sexuálně naivním kontrolám. Reprezentativní snímky zobrazující TH-IR (hnědé) neurony ve VTA sexuálně naivních (E) a zkušenými (F) muži. G, H, Obraz většího zvětšení neuronu vyznačený šipkou v E a F resp. Neurony označené Nisslem jsou v těchto obrázcích zobrazeny modře. Reprezentativní snímky ukazující TH-IR neurony v SN sexuálně naivních (I) a zkušenými (J) muži. Stupnice měřítka: E-J, 20 μm.

Snížení velikosti soma ve VS dopaminových neuronech způsobené sexuálními zkušenostmi závisí na aktivaci opioidních receptorů

Snížení velikosti VTA dopaminového neuronového soma způsobené sexuálními zkušenostmi bylo blokováno neselektivním naloxonem MOR antagonisty, podávaným před každým pářením. Léčba naloxonem před porodními poruchami měla významný vliv na oblast (F(1,22) = 4.738, p = 0.041) a měla tendenci k významnému vlivu na obvod (F(1,22) = 2.892, p = 0.052). Významná interakce mezi zkušeností a léčbou naloxonem byla zjištěna pro oblast (F(1,22) = 5.578, p = 0.027) a obvod (F(1,22) = 8.167, p = 0.009). Párové srovnání ukázalo, že sexuální zkušenost u zvířat ošetřených solným roztokem významně snížila plochu a obvod dopaminových neuronů VTA 7 d po posledním páření v porovnání se sexuálně naivními muži léčenými fyziologickým roztokem (Obr. 1E, plocha: p = 0.018; F, obvod: p = 0.007). Na rozdíl od sexuálně zkušených zvířat léčených naloxonem se nelišily od neléčených mužů léčených naloxonem (Obr. 1E, plocha: p = 0.483; F, obvod: p = 0.330). Navíc velikost soma u zkušených slaných zvířat byla významně snížena ve srovnání se zkušenými naloxonovými zvířaty (Obr. 1E, plocha: p = 0.002; F, obvod: p = 0.002). Tento účinek naloxonu byl specifický pro sexuální zkušenost, neboť samotná léčba naloxonem neovlivnila velikost samice TH-IR buněk soma u pohlavně naivních mužů léčených naloxonem ve srovnání s kontrolami léčenými fyziologickým roztokem (Obr. 1E,F). Navíc tento účinek naloxonu na redukci velikosti soma indukovaného zkušeností nebyl způsoben účinkem naloxonu na sexuální chování, jelikož chování kojení se významně nelišilo u mužů léčených naloxonem a fyziologickým roztokem, s výjimkou delšího času k zahájení páření po ejakulaci (interval po ejakulaci) u mužů léčených naloxonem během první a páté relacep = 0.03 a p = 0.004). Obě muži léčené fyziologickým roztokem a naloxonem se během každé z pěti páteřních relací spojily s ejakulací.

Sexuální zkušenost vyvolaná tolerance morfinu

Účinky sexuální zkušenosti na velikost VTA dopaminu soma působením EOP ve VTA jsou podobné jako u exogenních opiátů (Sklair-Tavron a kol., 1996; Russo a kol., 2007). Proto bylo testováno, zda přirozená odměna vyvolaná plasticita VTA dopamínových buněk ovlivňuje odměnu opiátového morfinu. Sexuální zkušenost skutečně způsobila toleranci odměn morfinu, podobně jako účinky chronických opiátů (Russo a kol., 2007). Sexuálně zkušení muži nedokázali vyvinout CPP pro dávku morfinu 0.5 mg / kg; zatímco sexuálně naivní muži tvořili CPP pro tuto dávku, jak je naznačeno tím, že v době morfinu spárovalo více času v porovnání s komorou sdruženou ve fyziologickém roztoku během posttestu (Obr. 3; p = 0.039). Obě sexuálně naivní a zkušené skupiny strávily výrazně delší dobu v komoře ve skupině s morfinem ve srovnání s komorou ve slaném páru s vyššími dávkami morfinu: 5.0 mg / kg (Obr. 3; Naivní: p = 0.029; Exp: p = 0.012) a 10.0 mg / kg (Obr. 3; Naivní: p <0.001; Exp: p = 0.002).

Obrázek 3. 

Účinky sexuální zkušenosti na morfinovou odměnu. Doba strávená v komorách salin (Sal) nebo morfinů (Mor, 0.5, 5 nebo 10 mg / kg tělesné hmotnosti) během post-testu u pohlavně naivních (Naive, n = 10-13) nebo zkušenými (Exp, n = 9-13). Data představovaná jako průměr ± SEM; * signalizuje významné rozdíly ve srovnání se salami párovou komorou u stejných zvířat. NS, nevýznamné.

Zkušenosti vyvolané sexuálními zkušenostmi usnadňují chování páření závisí na aktivaci opioidních receptorů

Zjištění dosud demonstrují, že EOP působící ve VTA během 5 denních krátkých srážek způsobuje plasticitu dopaminových neuronů VTA, která je podobná účinkům chronického morfinu nebo samo-podávání heroinuRusso a kol., 2007; Mazei-Robison a kol., 2011). Předpokládáme hypotézu, že redukce velikosti VTA dopaminu soma je kritická pro učení o odměňování a zvláště pro sexuálně motivované sexuálně motivované sexuální chování z hlediska motivace a výkonu. Tato hypotéza byla testována blokováním MOR pomocí naloxonu během páření a vyšetřením účinků na usnadnění sexuálního chování vyvolaného sexuálními zkušenostmi během pěti denních sňatků. Údaje jsou uvedeny v Obrázek 4 pouze pro první a páté setkání, jelikož se jedná o údaje, které nejlépe ilustrují zkušenosti vyvolané usnadnění páření. Navíc dlouhodobé účinky léčby naloxonem během páření jsou testovány na udržování zkušeností vyvolaných zjednodušení chování při páření během závěrečného testu páření 1 týden později. Obrázek 4A ukazuje experimentální návrh. Významný hlavní účinek páření na všech parametrech sexuálního chování (latence mount: F(2,55) = 11.286, p <0.001; latence intromise: F(2,55) = 8.767, p <0.001; latence ejakulace: F(2,55) = 10.368, p <0.001) a léčba naloxonem s latencíF(1,55) = 6.585, p = 0.013) a intromise (F(1,55) = 7.863, p = 0.007). Párové srovnání ukázalo, že léčba naloxonem ovlivnila sexuální chování během prvního páření, protože naloxonové živočichy měly významně delší latence než první (p = 0.002) a intromise (p = 0.002) ve srovnání s kontrolami fyziologického roztoku v první den páření. Tento naloxonový účinek na počáteční sexuální chování byl snížen sexuálními zkušenostmi a nebyl pozorován během žádného z následujících sňatků (Tabulka 1). Navíc podávání naloxonu před každým z pěti sňatků nezabránilo počáteční usnadnění sexuálního chování se sexuální zkušeností. V souladu s posilujícími účinky sexuálních zkušeností vykazovali muži léčeni fyziologickým roztokem sníženou dobu latence (Obr. 4B; p = 0.032) intromisie (Obr. 4C; p = 0.033) a ejakulace (Obr. 4D; p <0.001) během páté relace páření ve srovnání s první relací páření, což naznačovalo usnadnění sexuálního chování. Podobně muži ošetřovaní naloxonem vykazovali významně kratší latenci k připojení (Obr. 4B; p <0.001), intromise (Obr. 4C; p <0.001) a ejakulace (Obr. 4D; p = 0.017) na pátém místě ve srovnání s prvním dnem. Navíc samci léčeni naloxonem se nelišili od fyziologických roztoků v žádném z latencí během pátého páření.

Obrázek 4. 

Endogenní opioidy hrají klíčovou roli při zkušenostem vyvolaném zjednodušení sexuálního chování. A, Experimentální design. B-D, Parametry sexuálního chování u mužů léčených fyziologickým roztokem (Sal, bílé tyčinky, n = 11) nebo naloxon (NLX, černé pruhy, n = 12) se systémovou správou. Zobrazená data jsou latence pro připojení (B; sekund), intromise (C; sekund) a ejakulaci (D; sekund) v dnech 1 a 5 po dobu pěti po sobě jdoucích dnů páření. Dále jsou uvedeny údaje o závěrečném páření testu 7 d po páté relaci páření. Data jsou prezentována jako střední ± SEM; + znamená významný rozdíl mezi dny 1 a 5 během léčby; * signalizuje významný rozdíl mezi testovaným dnem a dnem 5 během léčby; # znamená signifikantní rozdíl mezi skupinami naloxonu a fyziologického roztoku během dne.

Zobrazit tuto tabulku: 

Tabulka 1. 

Naloxonové podání před pářením zvýšilo latentní hodnoty při montáži a intromise pouze v první den páření

Naproti tomu léčba naloxonem během sexuálního zážitkového setkání narušila udržování zkušeností vyvolaného ulehčování sexuálního chování na konečném páření testovacího dne. Testovací den byl proveden po 7 d po konečném páření v nepřítomnosti injekce naloxonu. Subjekty léčené solným roztokem vykazovaly očekávané zkušenosti vyvolané urychlení sexuálního chování. Konkrétně, latence k mount, intromission a ejakulaci se nelišily mezi pátým sbalením a konečným testovacím dnem (Obr. 4B-D). Zatímco samice léčené naloxonem vykazovaly významný nárůst latencí přiObr. 4B; p = 0.033), intromise (Obr. 4C; p = 0.036) a ejakulace (Obr. 4D; p = 0.049) ve zkušební den ve srovnání s pátou relací páření. V testovacím dni byly naloxonem zjištěny výrazně nižší poměry než u mužů léčených fyziologickým roztokem, což je prokázáno delšími latencemi při namáhání (Obr. 4B; p = 0.017) a intromise (Obr. 4C; p = 0.043). Léčba naloxonem tak zablokovala udržování, nikoliv však počáteční, rozvoj zkušeností vyvolaného ulehčování sexuálního chování. Tato zjištění naznačují kritickou úlohu pro EOP-indukovanou VTA dopaminergní neuronovou plastičnost při dlouhodobém vyjádření posílení přírodního odměňování.

Několik dodatečných kontrolních experimentů bylo provedeno, aby se zjistilo, že účinky blokády opioidního receptoru na ztrátu dlouhodobého posilování sexuálního chování se vyskytovaly nezávisle na nedostatku podávání naloxonu v konečném páření testovacího dne (Obr. 5A,B), byly specifické pro ztrátu dlouhodobé, ale nikoliv krátkodobé udržovací podpory páření (Obr. 5E,F), nebyly způsobeny každodenní expozicí samotnému naloxonu (Obr. 5C,D) a nebyly způsobeny ztrátou sexuální odměny u mužů léčených naloxonem (Obr. 5G,H). Za prvé, ukázalo se, že změněné sexuální chování na závěrečném páření nebylo způsobeno nepřítomností naloxonu, byl v konečném páru testovacího dne buď naloxon nebo fyziologický roztok zvířatům, které dostaly páření s naloxonem, získaly sexuální zkušenost (Obr. 5A). Tam byl významný hlavní efekt páření den na latence k mount (Obr. 5B; F(2,27) = 30.031, p = 0.038) a intromise (Tabulka 2; F(2,27) = 10.686, p = 0.048). Neexistuje žádný hlavní efekt páření dne na latenci k ejakulaci (Tabulka 2; F(2,27) = 2.388, p = 0.109) Stejně jako je popsáno výše, léčba naloxonem během páření neovlivňovala usnadnění sexuálního chování během počátečních pět sexuálních zážitkových zasedání. Obě skupiny (léčené salinem a naloxonem, které byly stanoveny léčbou přijaté během závěrečného páření, oba dostávaly naloxon během páření) prokázaly usnadněné sexuální chování v den 5 ve srovnání s denem 1 a ukázaly signifikantně kratší latence na první montáž (Obr. 5B; solný: p = 0.033; naloxon: p = 0.014) a intromise (Tabulka 2; solný: p = 0.034; naloxon: p = 0.026). Zvířata, která dostávali buď naloxon nebo fyziologický roztok v závěrečném testovacím dni, měli k dispozici delší latence (Obr. 5B; solný: p = 0.018; naloxon: p = 0.029) a intromise (Tabulka 2; solný: p = 0.019; naloxon: p = 0.020) ve srovnání s pátým dnem páření. Podávání naloxonu nebo fyziologického roztoku v testovacím dni bezprostředně před pářením tedy neovlivnilo účinek léčby naloxonem během sexuálních zkušeností a útlum dlouhodobé podpory sexuálního chování byl shodný s útlumem u zvířat, kterým nebyla podána žádná injekce na konečný den testování páření (Obr. 4).

Obrázek 5. 

Endogenní opioidy jsou důležité v dlouhodobém vyjádření zkušeností vyvolaných pro usnadnění sexuálního chování. AExperimentální návrh experimentu na účinek léčby NLX v den testování. B, Latence v dny 1 a 5 po dobu pěti po sobě jdoucích dnů páření a závěrečného testovacího dne (Test) po injekci slaným (šedým) nebo naloxonovým (černým). Data představují průměr ± SEM. * signalizuje signifikantní rozdíl mezi dnem 1 a dnem 5 během léčby. # označuje významný rozdíl mezi testovacím dnem a denem 5 během léčby. C, Experimentální návrh experimentu k testování účinku předúpravy samotného naloxonu bez sexuální zkušenosti s chováním páření. D, Latence při konečném páření testovacího dne, 7 dní po 5 dnech buď fyziologického roztoku nebo injekce naloxonu v nepřítomnosti páření. Data představují průměr ± SEM. E, Experimentální návrh experimentu s cílem ověřit, zda léčba naloxonem ovlivnila krátkodobé projevy usnadněného sexuálního chování u sexuálně zkušených zvířat. F, Latence připevnění v den 1 a den 5 po dobu pěti po sobě jdoucích dnů páření a konečného páření testovacího dne, 1 den za den 5 za přítomnosti fyziologického (šedého) nebo naloxonového (černého) injekce. Data představují průměr ± SEM. * signalizuje signifikantní rozdíl mezi dnem 1 a dnem 5 během léčby. G, Experimentální návrh experimentu s cílem ověřit, zda léčba naloxonem blokuje odměňující účinky sexuálního chování. H, Čas strávený v páření komory (v sekundách) během předběžného testu (bílý) a po testu (černý) u zvířat, které dostávaly buď naloxon nebo fyziologický roztok před pářením. Data představují průměr ± SEM; * signalizuje významný rozdíl ve srovnání s předběžným testem.

Zobrazit tuto tabulku: 

Tabulka 2. 

Uvedené údaje jsou latence k intromisii a ejakulaci (sekundy) z kontrolních pokusů prováděných za účelem zjištění, že účinky blokády MOR na ztrátu dlouhodobého posílení sexuálního chování se vyskytly nezávisle na nedostatku podávání naloxonu v posledním dni testování páření

Aby se zjistilo, zda léčba naloxonem byla spárována se sexuálními zkušenostmi a neopakovala se na samotný naloxon, který způsobil poškození sexuálního chování 7 d po poslední léčbě, před podáním injekcí naloxonu nebo fyziologickým roztokem před konečným párovým testem 7 d později (Obr. 5C). Nebyly zjištěny žádné významné rozdíly mezi parametry páření mezi skupinami, které byly předem ošetřeny fyziologickým roztokem a naloxonem (Obr. 5D; latence připojení; latence intromise: fyziologický roztok 139.7 ± 40.3 vs naloxon 121.83 ± 42.55; ejakulační latence: fyziologický roztok 887.9 ± 70.0 vs naloxon 1050.8 ± 327.31). Tyto výsledky ukazují, že samotný naloxon není dostatečný ke změně následného sexuálního chování, podobně jako nedostatek účinků samotného naloxonu na plasticitu neuronu VTA dopaminu.

Předpokládáme hypotézu, že léčba naloxonem při získávání sexuálních zkušeností narušuje dlouhodobé projevy sexuálního chování vyvolané sexuálními zkušenostmi. Pro další zkoušku byly účinky léčby naloxonem během páření testovány na následné sexuální chování během závěrečného páření testu, který byl proveden pouze 1 d po posledním páření (experimentální design; Obr. 5E). Významný vliv páření dne na horu (Obr. 5F; F(2,20) = 19.780, p <0.001) a latence intromise (Tabulka 2; F(2,20) = 19.041, p <0.001). Nebyl zaznamenán žádný významný hlavní účinek dne na latenci ejakulace (Tabulka 2; F(2,20) = 3.042, p = 0.070). Podobně, jak bylo popsáno výše, všichni muži (navzdory léčbě fyziologickým roztokem nebo naloxonem) ukázali usnadnění sexuálního chování během pěti relací sexuální zkušenosti, které byly signifikantně kratší,Obr. 5F; solný: p = 0.002; naloxon: p = 0.018) a intromise (Tabulka 2; solný: p = 0.006; naloxon: p = 0.009) v den 5 ve srovnání s datem 1. Podobně bylo v testovacím dni demonstrováno usnadněné sexuální chování ve srovnání s dnem 1 označeným výrazně kratšími latencemi k uložení (Obr. 5F; solný: p = 0.001; naloxon: p = 0.020) a intromise (Tabulka 2; solný: p = 0.004; naloxon: p = 0.009). Ještě důležitější bylo, že léčba naloxonem během páření významně neovlivňovala sexuální chování vyvolané sexuálními zkušenostmi při testování 1 d po sexuálním zážitku, nezávisle na léčbě naloxonem v tomto konečném páření testovacího dne.

Nakonec jsme testovali možnost, že oslabující účinky naloxonu na dlouhodobou expresi zprostředkovaného sexuálního chování jsou způsobeny blokujícím účinkem naloxonu na prospěšné vlastnosti sexuálního chování. Naloxon podaný těsně před pářením však nezměnil tvorbu CPP pro páření (Obr. 5G), což naznačuje, že léčba naloxonem nezměnila sexuální odměnu. Obě skupiny léčené fyziologickým roztokem a naloxonem vytvořily významnou CPP pro sexuální chování, což bylo zřejmé z výrazně zvýšeného času stráveného v sexuálně spárované komoře (Obr. 5H; solný: p = 0.038; naloxon: p = 0.002) během testu v porovnání s předběžným testem. Proto naloxon nevyvíjí škodlivý účinek na udržování usnadněného sexuálního chování tím, že blokuje odměnu spojenou se sexuálním chováním.

Usnadnění sexuálního chování závisí na činnosti EOP ve VTA

Aby bylo potvrzeno, že EOP jedná konkrétně ve VTA s cílem vyvolat dlouhodobé napomáhání sexuálnímu chování, experimentální návrh uvedený v Obrázek 3A byla opakována s infuzí intra-VTA naloxonu spíše než systémovými injekcemi. Výsledky byly shodné se systémovým podáváním popsaným výše. Významný vliv páření dne na všechny parametry sexuálního chování (Obr. 6A, latence připojení: F(2,33) = 4.494, p = 0.019; B, latence intromise: F(2,33) = 4.042, p = 0.027; C, ejakulační latence: F(2,33) = 5.309, p = 0.010) a intra-VTA naloxonová léčba při latencích k léčbě (F(1,33) = 7.345, p = 0.011) a intromise (F(1,33) = 6.126, p = 0.019). Intra-VTA naloxon nezabránil počáteční zkušenosti vyvolané urychlení sexuálního chování během 5 d páření, jelikož muži léčeni naloxonem prokázali sníženou latenci při namáhání (Obr. 6A; p = 0.001), intromise (Obr. 6B; p <0.001) a ejakulace (Obr. 6C; p = 0.001) v den 5 ve srovnání s datem 1. Muži léčeni naloxonem se nelíčili od samců léčených fyziologickým roztokem v pátý den páření v žádné z těchto latencí. Intra-VTA naloxon léčba, stejně jako systémové podání, způsobil významně zvýšil mount (Obr. 6A; p <0.001) a latence intromise (Obr. 6B; p <0.001) v první páření ve srovnání s muži ošetřenými solným roztokem, což nebylo pozorováno během následujících párení (během nichž se muži ošetřovaní naloxonem a fyziologickým roztokem nelišili). Jedním neočekávaným pozorováním bylo, že v tomto experimentu muži ošetřovaní solným roztokem nevykazovali statisticky významné usnadnění latence Mount nebo Intromission (jak bylo ukázáno ve všech experimentech popsaných výše) a pouze latence ejakulace byla zkrácena pátý den ve srovnání s prvním dnem (solný: p = 0.001).

Obrázek 6. 

Endogenní opioidy ve VTA zprostředkovávají zkušenosti vyvolané ulehčení sexuálního chování a jeho dlouhodobé udržování. Parametry sexuálního chování u mužů léčených fyziologickým roztokem (Sal, bílé tyčinky, n = 8) nebo NLX (černé pruhy, n = 6) s intravenózním podáváním. Zobrazená data jsou latence pro připojení (A), intromise (B) a ejakulace (C) v dnech 1 a 5 po dobu pěti po sobě jdoucích dnů páření. Dále jsou uvedeny data pro konečný testovací den, 7 d následující den 5 v nepřítomnosti injekce fyziologického roztoku nebo naloxonu. Data představují průměr ± SEM; + znamená významný rozdíl mezi dny 1 a 5 během léčby; * signalizuje významný rozdíl mezi testovaným dnem a dnem 5 během léčby; # označuje signifikantní rozdíl mezi skupinami naloxonu a Sal během dne. Schematické výkresy koronálních částí VTA (H, -4.60, I, -5.00, J, -5.25 z bregma) ukazují místa injekce intravenózně pro všechny zvířata v experimentu 5 (fyziologický roztok, bílý, naloxon, pomocí šablonových výkresů z map Brain v Swanson (Swanson, 2004). Kanyly byly dvoustranné, ale místa injekce jsou jednostranně reprezentována pro snadnější prezentaci. fr, Fasciculus retroflexus; ML, Mediální dřevo; SN, substantia nigra.

Intra-VTA naxolonová léčba blokovala udržování usnadněného sexuálního chování pozorovaného u sexuálně zkušených mužů, podobně jako účinky systémového naloxonu. Konkrétně, v posledním dni testu měli muži léčeni naloxonem delší latenci (Obr. 6A; p = 0.011), intromise (Obr. 6B; p = 0.010) a ejakulace (Obr. 6C; p = 0.015) ve srovnání s jejich pátým relativním porovnáním a ve srovnání s muži léčenými fyziologickým roztokem v poslední den testování (Obr. 6A, p = 0.006; B, p = 0.008). Na rozdíl od zvířat ošetřených fyziologickým roztokem se nelišily počty latencí až po namíchání a intromise mezi posledním testovacím dnem a dnem 5 páření. Tyto účinky byly specifické pro dodávku naloxonu do VTA, jelikož samci s místy kanylace v blízkosti, ale ne zaměřovali se na VTA (Obr. 6D; n = 3) vykazovaly dlouhodobé urychlení sexuálního chování podobné kontrolám ošetřeným solným roztokem (ML, IL = 53 ± 6.245, EL = 389 ± 299.5 a významně odlišné ve srovnání s intra-VTA naloxonovými zvířaty na konečném páření testovacího dne (ML, IL: p = 0.029; EL: p = 0.0395).

Aktivita EOP je zapotřebí pro sexuálně podmíněnou stimulaci indukovanou nervovou aktivitou

Na základě dosud zjištěných zjištění jsme předpokládali, že aktivace EOP ve VTA během zkušenosti s pářením a následné snížení velikosti VTA dopaminu soma jsou kritické pro přidělení motivačního podnětu ke sbližování podnětů spojených s odměnou a následně k udržení usnadněného sexuálního chování. Pro testování této hypotézy byly zkoumány účinky blokování opioidních receptorů během zkušeností s pářením na nervovou aktivitu indukovanou následnou expozicí podmíněným kontextuálním znamením, které předpovídají sexuální odměnu (kontextuální podněty spojené s pohlavím). Sexuálně neobvyklé živočichové byli také vystaveni vlivům na životní prostředí, ale tyto nebyly spojeny s předchozí zkušeností s pářením, tudíž byly neutrální. Konečně byly výchozí hladiny pERK zjištěny u sexuálně zkušených a naivních kontrolních skupin, které zůstaly v domácích klecích a nebyly vystaveny žádným známkám (-No Cue). Potvrzení a rozšíření předchozích zjištění (Balfour a spol., 2004), expozice kontextuálním podnětům spojeným s předchozími sexuálními odměnami výrazně zvýšila expresi pERK u sexuálně zkušených mužů v NAc (Obr. 7) a mPFC (Obr. 8A-C), ale nezpůsobila neuronovou aktivaci v BLA (Obr. 8D) nebo CPu (údaje nejsou zobrazeny). Byly zjištěny hlavní účinky expozice v NAC jádru (F(1,12) = 12.1941, p = 0.004), ACA (F(1,12) = 5.541, p = 0.038) a PL (F(1,12) = 5.241, p = 0.041) a léčba naloxonem v jádře NAc (F(1,12) = 6.511, p = 0.025), ACA (F(1,12) = 15.242, p = 0.002) a PL (F(1,12) = 7.336, p = 0.019). V jádře NAc došlo k významné interakci (F(1,12) = 10.107, p = 0.008), ACA (F(1,12) = 16.060, p = 0.002), PL (F(1,12) = 8.235, p = 0.014) a IL ((F(1,12) = 6.965, p = 0.022). Za prvé, expozice Cue spojená s pářením významně zvýšila pERK u zvířat se sexuálně zkušenými zvířaty (Exp Sal ​​+ Cue) ve srovnání s kontrolami, které nebyly vystaveny žádným příznakům a byly odebrány z klece (Exp Sal-No Cue) v jádře NAcObr. 7A; p <0.001) a podoblasti mPFC ACA (Obr. 8A; p = 0.001), PL (Obr. 8B; p = 0.003) a IL (Obr. 8C; p = 0.029). Naproti tomu v sexuálně naivních zvířatech léčených fyziologickým roztokem nevyvolávala expozice kontextuálním podněcům, které nebyly spojeny se sexuální odměnou, pERK v žádných oblastech mozku (Naive Sal + Cue ve srovnání s naivní Sal-No Cue; Obr. 7, 8), což dokládá, že indukce pERK je specifická pro expozici podnětů souvisejících se sexuální zkušeností. Kromě toho samotná sexuální zkušenost nezměnila výchozí pERK expresi v žádné z oblastí mozku, neboť neexistovaly žádné rozdíly mezi skupinami, které byly odebrány z domácích klecí, ať už jsou naivní nebo zkušenosti sexuálně a jsou léčeny fyziologickým roztokem nebo naloxonem.

Obrázek 7. 

Endogenní opioidní účinek je zapotřebí pro nervovou aktivaci v NAc indukovanou sexuálně podmíněnými podněty. Počty buněk pERK-IR na mm2 v nucleus accumbens core (A) a shell (B) u sexuálně naivních (bílých) a zkušených zvířat, kteří byli před léčbou systémovým NLX nebo fyziologickým roztokem (Sal) během páření (Exp male) nebo manipulačních sedení (naivní muži). Skupiny byly buď vystaveny kontextuálním podnětům (Cue), které byly spojeny s krysami v exponích a neutrálními podněty u naivních zvířat, nebo byly odebrány z domácích klecí (No Cue, což je indikováno nedostatečným označením Cue). Data jsou prezentována jako střední ± SEM; * signalizuje významné rozdíly ve srovnání s kontrolními přípravky, které nebyly předem ošetřeny solným roztokem (Naive Sal-No Cue a Exp Sal-No Cue); # označuje signifikantní rozdíl ve srovnání s expuštěnou skupinou vystavenou Cue (Exp Sal ​​+ Cue). Reprezentativní snímky buněk pERK-IR na mm2 v jádře NAc sexuálně zkušených mužů se Sal (C, D) nebo NLX (E, F), které byly buď odebrány z domácí klece (No Cue, C, E), nebo vystaveny kontextuálním znamením spojeným s pářením (Cue; D, F). N = 4 každá skupina kromě Naive NLX (No Cue), n = 3. ac, Přední komise. Měřítko, 100 μm.

Obrázek 8. 

Účinky naloxonu na párování indukované pERK exprese v jiných cílových oblastech VTA. Počty buněk pERK-IR na mm2 v sexuálně naivních (bílých) a zkušených (Exp; černé) zvířatech, které byly před léčbou systémovým NLX nebo fyziologickým roztokem (Sal) během páření a byly vystaveny kontextuálním podnětům (Cue) nebo domácí kleciA), PL (B), IL (C) a BLA (D). Data představují průměr ± SEM; * signalizuje významné rozdíly ve srovnání s kontrolními přípravky, které nebyly předem ošetřeny solným roztokem (Naive Sal-No Cue a Exp Sal-No Cue); # signalizuje signifikantní rozdíl ve srovnání se sexuálně naivními kontrolami (Naive Sal + Cue) exponovanými na léčbě salu.

Na podporu naší hypotézy léčba naloxonem během sexuálních zkušeností výrazně oslaben indukcí pERK podmíněnými podmíněnými příznaky. Exprese pERK u těchto zkušených mužů (exp. NLX + Cue) léčených naloxonem (Exp NLX + Cue) se nelíčila od výchozí exprese pERK u žádných sexuálně naivních nebo zkušených kontrolních skupin odebraných z domácích klecí (Naive Sal-No Cue nebo Naive NLX- Žádný Cue). Navíc exprese pERK u zkušených mužů (exp. NLX + Cue) léčených naloxonem byla výrazně nižší ve srovnání s experimentálními zvířaty (Exp Sal ​​+ Cue) ošetřenými salinem ošetřenými zvířatyObr. 7A; p = 0.002) a subregiony mPFC (Obr. 8A, ACA: p <0.001; B, PL: p = 0.002; C, IL: p = 0.015).

V obalu NAc nedošlo k obousměrné analýze ANOVA statisticky významné účinky faktorů expozice a léčby naloxonem. Párové srovnání však ukázalo, že expozice vyvolaná vyvoláním pERK v skupině sexuálně zkušené skupiny ošetřené solným roztokem (Exp SAL + Cue) ve srovnání s kontrolní skupinou bez fyziologického záření, exponovaném na počátku léčby (Obr. 7B; Naivní SAL-No Cue: p = 0.0163).

Diskuse

Současná studie ukazuje, že EOP působící ve VTA během sexuálního chování, což je přirozené odměňování, způsobilo silné, ale přechodné snížení velkosti soma VTA dopamínových buněk. Snížení velikosti soma nebylo pozorováno u ne-dopaminových neuronů VTA ani u dopaminových neuronů v blízké substantia nigra, což naznačuje, že tato změna byla specifická pro VTA dopaminové buňky. Tato plasticita VTA dopaminu se jeví podobná jako u chronické expozice opiátů (Sklair-Tavron a kol., 1996; Russo a kol., 2007; Mazei-Robison a kol., 2011) a způsobila podobnou toleranci k exogenní opiátové (morfinové) odměně. Ukázali jsme, že plasticita dopaminových VTA je kritická pro dlouhodobou (udržovací), ale nikoliv krátkodobou (rozvojovou), posílení sexuálního chování a neuralistickou aktivitu indukovanou koulí spojenou s odměnou (pERK) v cílových oblastech VTA: NAc a mPFC. Tato zjištění naznačují úlohu pro plasticitu dopaminových VTA v dlouhodobém vyjádření stimulačního vývoje přírodních předpovědních podnětů nebo odměnové paměti.

Bylo dobře zdokumentováno, že sexuální zkušenost vede k usnadnění následného sexuálního chování, včetně rychlejšího nástupu do zahájení páření a zvýšeného výkonu (Balfour a spol., 2004; Pitchers a kol., 2010a,b, 2012). Toto ulehčení nebo posílení sexuálního chování je udržováno alespoň po 28 d po páření (Pitchers a kol., 2012). Kromě toho bylo prokázáno, že sexuální chování a podmíněné chování, které předpovídají sexuální odměnu, způsobují internalizaci MOR ve VTA a indukují neuronovou aktivaci v mezolimbickém systému, včetně VTA (dopaminových a nondopaminových neuronů), NAc, PFC a BLABalfour a spol., 2004, 2006). Je dobře známo, že neurony VTA dopaminu hrají klíčovou roli při učení a přiřazování stimulačních projevů stimulů souvisejících s odměňováním (Berridge a Robinson, 1998; Berridge a kol., 2009; Flagel a kol., 2011) a jsou kritické pro odhady odměn (Schultz, 2010). Současná zjištění rozšiřují naše současné znalosti tím, že demonstrují, že neuroplasticita VTA vyvolaná odměnou je kritická pro tyto funkce a závisí na aktivaci MOR pomocí EOP ve VTA. V současné době není známo, který EOP je MOR ligand, který působí ve VTA během mužského sexuálního chování. Ačkoli jak β endorfin, tak enkefalin se podíleli na stimulační motivaci pro potravinářské zesilovače (Hayward a kol., 2002), zůstává to pro mužské sexuální chování. Dříve jsme prokázali, že neurony β-endorfinu nejsou během páření aktivovány, ani se nezvyšuje POMC mRNA; což naznačuje, že β endorfin nemusí být kritickým EOP působícím ve VTA během páření (Davis a kol., 2007). Tato plasticita VTA dopaminu byla nezbytná pro neurální aktivitu v mPFC, NAc a VTA po expozici sexuální odměny předpovídajících environmentálních podnětů. Navíc, plasticita dopaminových VTA byla kritická pro dlouhodobé vyjádření zvýšené iniciace a výkonu sexuálního chování. Naproti tomu neuroplasticita VTA způsobená sexuálními zkušenostmi nebyla vyžadována pro hedonickou odezvu, protože odměna pohlaví (stanovená CPP) a krátkodobá podpora sexuální motivace a výkonu (během sexuální zkušenosti nebo 1 d později) zůstala neporušená i přes blokaci MOR během páření (Mehrara a Baum, 1990). Namísto toho údaje naznačují, že neuroplasticita VTA dopaminu zprostředkovává dlouhodobější (7 d po předchozí sexuální zkušenosti; Pitchers a kol., 2012) vyjádření "chtění" odměny za sex a zvýšené motivované reakce na páření (Miller a Baum, 1987; Berridge a Robinson, 1998).

Sexuálně zkušené zvířata prokázaly křížovou toleranci k morfinové odměně, podobně jako účinky běžícího kolečka u myší, další přírodní přínosné chování, účinek blokovaný léčbou naloxonem (Lett a kol., 2001, 2002) a bylo zjištěno, že jsou závislé na plasticitě dopaminových buněk VTA (současné zjištění). Podobně jako u přírodních odměn, opakovaná expozice opiátům morfinu nebo heroinu vede k přechodné redukci velikosti VTA dopaminu soma (Sklair-Tavron a kol., 1996; Spiga a kol., 2003; Russo a kol., 2007; Mazei-Robison a kol., 2011). Navíc expozice opiátů s krátkou ochrannou lhůtou způsobuje toleranci odměňování, což je zapříčiněno vyššími dávkami léčiva, které vyžadují vytvoření odměnových sdružení (Shippenberg a kol., 1987; Russo a kol., 2007) a způsobuje, že zvířata sama podávají eskalaci příjmu léků (Ahmed a kol., 2000; Walker a kol., 2003). Proto EOP a opiáty působí na společné nervové substráty, aby indukovaly toleranci odměn při předčasném vysazení, což může odrážet kompenzační homeostatický mechanismus, který by působil proti stimulaci opakovanou expozicí (Koob a Le Moal, 2005). Naproti tomu při dlouhodobé abstinenci léků na opiáty se tolerance změní na citlivost na odměňující vlastnosti léku (Harris a Aston-Jones, 2003; Aston-Jones a Harris, 2004; Harris a Gewirtz, 2004). Zajímavé je, že sexuální zkušenost, po níž následuje období sexuální abstinence přípravku 7-28 d, způsobuje křížovou senzibilizaci psychostimulační odměny (Pitchers a kol., 2010a), který je závislý na zprostředkované expresi deltaFosB a aktivaci 1 receptoru dopaminu v NAc (Pitchers a kol., 2013). Zkušenost se sexuální odměnou způsobuje současně toleranci odměny opiátů a psychostimulantní odměnu, přestože je třeba ještě testovat delší období sexuální abstinence na toleranci odměn morfinu. Předpokládáme, že tyto opačné účinky na odměnu léku mohou být zprostředkovány různými formami neurální plasticity v různých oblastech mezolimbického systému: VTA EOP a plasticita dopaminu zprostředkovávají toleranci odměny opiátů (současná studie), zatímco exprese NAc deltaFosB řídí psychostimulantní senzibilizaci (Pitchers a kol., 2013). Obě tyto události mohou přispět k eskalaci užívání drog (Ahmed a Koob, 1998, 1999; Ahmed a kol., 2000, 2002, 2003; Walker a kol., 2003).

Molekulární mechanismy, kterými EOP ovlivňuje dopaminové neurony VTA během přirozeného chování odměňování, zůstávají neznámé. Metoda IRS2-Akt-mTORC2 je hlavní mediátor snížené velikosti soma v VTA způsobené opakovaným morfinem (Jaworski a kol., 2005; Russo a kol., 2007; Mazei-Robison a kol., 2011). Opakované podávání morfinů indukované změny velikosti dopaminových neuronů ve VTA může být zabráněno intra-VTA infuzemi neurotrofního faktoru pocházejícího z mozku (BDNF; Sklair-Tavron a Nestler, 1995). BDNF aktivuje tuto cestu prostřednictvím signalizace TrkB (Russo a kol., 2007), receptorovou kinázu s vysokou afinitou pro BDNF a část dráhy IRS2-Akt (Seroogy a Gall, 1993; Numan a Seroogy, 1999) a vyjádřeno na dopaminu a neuronech GABA ve VTA. Downregulace různých složek dráhy IRS2-Akt pomocí technologie přenosu virových vektorů genů napodobuje účinky chronické expozice opiátů. Dále mohou být účinky expozice opiátů zachráněny obnovením této signalizační dráhy (Russo a kol., 2007) a nadměrná exprese složky mTORC2 zabraňuje redukci dopaminových soma indukovaných morfinem (Mazei-Robison a kol., 2011). Proto předchozí práce, která zkoumala účinky chronických opiátů na velikost VTA dopaminu soma, ukazuje, že morfin-indukovaná downregulace dráhy IRS2-Akt-mTOR je pro tento účinek dostatečná a nezbytná (Mazei-Robison a Nestler, 2012). Je proto lákavé spekulovat, že účinky sexuální zkušenosti na dopaminovou neuroplasticitu VTA jsou podobně zprostředkovány BDNF a cestou IRS2-Akt-mTORC2.

Na závěr současná studie prokázala, že neuroplastičnost VTA je způsobena zkušenostmi s přírodním odměňováním, zejména opakovaným mužským sexuálním chováním. Konkrétně EOP působí ve VTA ke snížení velikosti dopaminového soma, o němž se předpokládá, že je spojena se zvýšenou neurální excitabilitou a méně dopaminu, což vede k hypodopaminergnímu systému a mění fungování mezolimbického systému v reakci na příznaky, které předpovídají sexuální odměnu. Navíc neuroplasticita VTA je kritická pro stimulační motivaci a odměnu paměti, ale ne pro hedonický dopad sexuálního chování. Konečně neuroplasticita VTA způsobená přírodním odměňováním, po níž následuje krátká doba odměny, má vliv na opiátovou odměnu a může proto ovlivnit zranitelnost vývoje drogové závislosti.

Poznámky pod čarou

  • Doručeno leden 12, 2014.
  • Revize byla přijata květen 17, 2014.
  • Přijato května 20, 2014.
  • Tento výzkum byl podpořen granty od kanadského Institutu výzkumu zdraví LMC a Rady pro výzkum přírodních věd a inženýrství společnosti KKP

  • Autoři neuvádějí žádné konkurenční finanční zájmy.

  • Korespondence by měla být adresována Dr. Lique M. Coolenovi z University of Mississippi Medical Center, oddělení fyziologie a biofyziky, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216-4505. [chráněno e-mailem]

Reference

    1. Agmo A

    (1997) Pohlavní chování samců potkanů. Brain Res Brain Res Protoc 1: 203-209.

    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1998) Přechod z mírného na nadměrný příjem léků: změna v hedonické žádané hodnotě. Věda 282: 298-300.

    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1999) Dlouhodobý nárůst žádané hodnoty pro samo-podávání kokainu po eskalaci u potkanů. Psychofarmakologie 146: 303-312.

    1. Ahmed SH,
    2. Walker JR,
    3. Koob GF

    (2000) Trvalé zvyšování motivace k užívání heroinu u potkanů ​​s historií eskalace léků. Neuropsychopharmacology 22: 413-421.

    1. Ahmed SH,
    2. Kenny PJ,
    3. Koob GF,
    4. Markou A

    (2002) Neurobiologické důkazy hedonické alostázy spojené s eskalací užívání kokainu. Nat Neurosci 5: 625-626.

    1. Ahmed SH,
    2. Lin D,
    3. Koob GF,
    4. Parsons LH

    (2003) Eskalace samoadministrace kokainu nezávisí na změně koncentrace dopaminu v jádře indukovaných kokainem. J Neurochem 86: 102-113.

    1. Aston-Jones G,
    2. Harris GC

    (2004) Brainové substráty pro zvýšené užívání drog během dlouhotrvajícího stažení. Neurofarmakologie 47: 167-179.

    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Cooled LM

    (2004) Sexuální chování a environmentální příznaky spojené s pohlavím aktivují mezolimbický systém u samců potkanů. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

    1. Balfour ME,
    2. Brown JL,
    3. Yu L,
    4. Cooled LM

    (2006) Potenciální přínosy eferentů z mediální prefrontální kůry k nervové aktivaci po sexuálním chování u samčích krys. Neurovědy 137: 1259-1276.

    1. Beitner-Johnson D,
    2. Guitart X,
    3. Nestler EJ

    (1992) Neurofilamentové proteiny a mezolimbický dopaminový systém: společná regulace chronickým morfinem a chronickým kokainem v ventrální tegmentální oblasti potkana. J Neurosci 12: 2165-2176.

    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Jaká je role dopaminu v odměně: hedonický dopad, učení se odměňování nebo stimulační podněcování? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE,
    3. Aldridge JW

    (2009) Dissekce komponent odměn: "liking", "wanting" a učení. Curr Opin Pharmacol 9: 65-73.

    1. Blum K,
    2. Werner T,
    3. Carnes S,
    4. Carnes P,
    5. Bowirrat A,
    6. Giordano J,
    7. Oscar-Berman M,
    8. Gold M

    (2012) Sex, drogy a rock 'n' roll: hypotéza společné mezolimbické aktivace jako funkce polymorfizmu genu odměňování. J Psychoaktivní drogy 44: 38-55.

    1. Chu NN,
    2. Zuo YF,
    3. Meng L,
    4. Lee DY,
    5. Han JS,
    6. Cui CL

    (2007) Periferní elektrická stimulace obrátila redukci velikosti buněk a zvýšila hladinu BDNF ve ventrální tegmentální oblasti u potkanů ​​trpících chronickým morfinem. Brain Res 1182: 90-98.

    1. Davis BA,
    2. Fitzgerald ME,
    3. Brown JL,
    4. Amstalden KA,
    5. Cooled LM

    (2007) Aktivace neuronů POMC během celkového vzrušení, ale ne sexuálního chování u samců potkanů. Behav Neurosci 121: 1012-1022.

    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Dynamické změny jaderného výtoku nucleus accumbens dopada během Coolidge efektu u samců potkanů. J Neurosci 17: 4849-4855.

    1. Flagel SB,
    2. Clark JJ,
    3. Robinson TE,
    4. Mayo L,
    5. Czuj A,
    6. Willuhn I,
    7. Akers CA,
    8. Clinton SM,
    9. Phillips PE,
    10. Akil H

    (2011) Selektivní role dopaminu v učení o odměňování podnětů. Příroda 469: 53-57.

    1. Frohmader KS,
    2. Džbány KK,
    3. Balfour ME,
    4. Cooled LM

    (2010a) Kombinace radosti: přezkum účinků drog na pohlavní chování u lidí a zvířecích modelů. Horm Behav 58: 149-162.

    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Wise RA,
    4. Lehman MN,
    5. Cooled LM

    (2010b) Metamfetamin působí na subpopulace neuronů, které regulují sexuální chování u samců potkanů. Neurovědy 166: 771-784.

    1. Harris AC,
    2. Gewirtz JC

    (2004) Zvýšený nával během stažení z akutního morfinu: model stažení opiátu a úzkost. Psychofarmakologie 171: 140-147.

    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2003) Změna motivace a učení po stažení opiátů: důkazy pro prodlouženou dysregulaci odměňování. Neuropsychopharmacology 28: 865-871.

    1. Hayward MD,
    2. Pintar JE,
    3. Nízká MJ

    (2002) Selektivní schéma odměn u myší bez beta-endorfinu a enkefalinu. J Neurosci 22: 8251-8258.

    1. Hoebel BG,
    2. Avena NM,
    3. Bocarsly ME,
    4. Rada P

    (2009) Přírodní závislost: behaviorální a obvodový model založený na závislosti na cukru u potkanů. J Addict Med 3: 33-41.

    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Neurální mechanismy závislosti: role odměňování a paměti. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

    1. Ikemoto S,
    2. Kohl RR,
    3. McBride WJ

    (1997) Blokáda receptoru GABA (A) v přední ventrální tegmentální oblasti zvyšuje extracelulární hladiny dopaminu v nucleus accumbens potkanů. J Neurochem 69: 137-143.

    1. Jaworski J,
    2. Spangler S,
    3. Seeburg DP,
    4. Hoogenraad CC,
    5. Sheng M

    (2005) Kontrola dendritické arborizace fosfosinozitidem-3'-kináza-Akt-savčí cíl rapamycinové dráhy. J Neurosci 25: 11300-11312.

    1. Johnson SW,
    2. Severní RA

    (1992) Opioidy vyvolávají dopaminové neurony hyperpolarizací místních interneuronů. J Neurosci 12: 483-488.

    1. Klitenick MA,
    2. DeWitte P,
    3. Kalivas PW

    (1992) Regulace uvolňování somatodendritického dopaminu ve ventrální tegmentální oblasti pomocí opiátů a GABA: studie in vivo mikrodialýzy. J Neurosci 12: 2623-2632.

    1. Koob GF,
    2. Le Moal M

    (2005) Plasticita odměňování neurocircuitry a "temná strana" drogové závislosti. Nat Neurosci 8: 1442-1444.

    1. Lennette DA

    (1978) Vylepšené upevňovací médium pro imunofluorescenční mikroskopii. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT

    (2001) Naloxon zeslabuje kondici podmíněného místa indukovanou kolečkem běžícím u potkanů. Physiol Behav 72: 355-358.

    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT,
    4. Flynn G

    (2002) Dřívější zkušenost s běžícími koly způsobuje křížovou toleranci k odměňujícímu účinku morfinu. Pharmacol Biochem Behav 72: 101-105.

    1. Matthews RT,
    2. Německý DC

    (1984) Elektrofyziologické důkazy excitace dopaminových neuronů ventrální tegmentální oblasti potkanů ​​morfinem. Neurovědy 11: 617-625.

    1. Mazei-Robison MS,
    2. Koo JW,
    3. Friedman AK,
    4. Lansink CS,
    5. Robison AJ,
    6. Vinish M,
    7. Krishnan V,
    8. Kim S,
    9. Siuta MA,
    10. Galli A,
    11. Niswender KD,
    12. Appasani R,
    13. Horvath MC,
    14. Neve RL,
    15. Worley PF,
    16. Snyder SH,
    17. Hurd YL,
    18. Cheer JF,
    19. Han MH,
    20. Russo SJ,
    21. et al.

    (2011) Role pro signalizaci mTOR a neuronovou aktivitu při adaptacích indukovaných morfinem v dopaminových neuronech ventrální tegmentální oblasti. Neuron 72: 977-990.

    1. Mazei-Robison MS,
    2. Nestler EJ

    (2012) Opioidem indukovaná molekulární a buněčná plasticita ventrální tegmentální oblasti a neuronů katecholaminu locus coeruleus. Cold Spring Harb Perspect Med 2: a012070.

    1. Mehrara BJ,
    2. Baum MJ

    (1990) Naloxon narušuje expresi, ale nikoliv pořizování podmíněné odezvy na preferenční místo u estrální samice potkanů. Psychofarmakologie 101: 118-125.

    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Sexuální zkušenosti s hlodavci: buněčné mechanismy a funkční důsledky. Brain Res 1126: 56-65.

    1. Miller RL,
    2. Baum MJ

    (1987) Naloxon brzy po kastraci inhibuje páření a kondicionované místo pro ženskou estru u samců potkanů. Pharmacol Biochem Behav 26: 781-789.

    1. Mitchell JB,
    2. Stewart J

    (1990) Usnadnění sexuálního chování u samců potkanů ​​spojených s intravenózními injekcemi opiátů. Pharmacol Biochem Behav 35: 643-650.

    1. Murphy LO,
    2. Blenis J

    (2006) Specificita signálu MAPK: správné místo ve správný čas. Trends Biochem Sci 31: 268-275.

    1. Nestler EJ

    (2012) Transkripční mechanismy drogové závislosti. Clin Psychopharmacol Neurosci 10: 136-143.

    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (2013) Mozkový krys ve stereotaktických souřadnicích (Academic, Boston), Ed 7.

    1. Džbány KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Cooled LM

    (2010a) Neuroplasticita v mezolimbickém systému vyvolaná přirozenou odměnou a následnou abstinencí odměny. Biol Psychiatry 67: 872-879.

    1. Džbány KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Cooled LM

    (2010b) DeltaFosB v nucleus accumbens je rozhodující pro posílení účinků sexuální odměny. Genes Brain Behav 9: 831-840.

    1. Džbány KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Cooled LM

    (2012) Přírodní zkušenost s odměnou mění distribuci a funkci AMPA a NMDA receptorů v nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

    1. Džbány KK,
    2. Vialou V,
    3. Nestler EJ,
    4. Laviolette SR,
    5. Lehman MN,
    6. Cooled LM

    (2013) Přírodní a drogové odměny působí na společné mechanismy neurální plasticity s DeltaFosB jako klíčovým prostředníkem. J Neurosci 33: 3434-3442.

    1. Roux PP,
    2. Blenis J

    (2004) ERK a p38 MAPK aktivované proteinové kinázy: skupina protein kináz s různými biologickými funkcemi. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320-344.

    1. Russo SJ,
    2. Bolanos CA,
    3. Theobald DE,
    4. DeCarolis NA,
    5. Renthal W,
    6. Kumar A,
    7. Winstanley CA,
    8. Renthal NE,
    9. Wiley MD,
    10. Vlastní DW,
    11. Russell DS,
    12. Neve RL,
    13. Eisch AJ,
    14. Nestler EJ

    (2007) IRS2-Akt dráha v midbrainových dopaminových neuronech reguluje behaviorální a buněčné odpovědi na opiáty. Nat Neurosci 10: 93-99.

    1. Schultz W

    (2010) Vícenásobné funkce dopaminových neuronů. F1000 Biol Rep 2: 2.

    1. Seroogy KB,
    2. Gall CM

    (1993) Exprese neurotrofinů dopaminergními neurony středního mozku. Exp Neurol 124: 119-128.

    1. Shippenberg TS,
    2. Bals-Kubik R,
    3. Herz A

    (1987) Motivační vlastnosti opioidů: důkaz, že aktivace delta-receptorů zprostředkovává procesy zpevnění. Brain Res 436: 234-239.

    1. Sklair-Tavron L,
    2. Nestler EJ

    (1995) Opačné účinky morfinu a neurotrofinů NT-3, NT-4 a BDNF na neurony locus coeruleus in vitro. Brain Res 702: 117-125.

    1. Sklair-Tavron L,
    2. Shi WX,
    3. Lane SB,
    4. Harris HW,
    5. Bunney BS,
    6. Nestler EJ

    (1996) Chronický morfin indukuje viditelné změny v morfologii mezolimbických dopaminových neuronů. Proc Natl Acad Sci USA 93: 11202-11207.

    1. Spiga S,
    2. Serra GP,
    3. Puddu MC,
    4. Foddai M,
    5. Diana M

    (2003) Abnormality indukované abstinencí z morfinu v konfrontační laserové skenovací mikroskopii VTA. Eur J Neurosci 17: 605-612.

    1. Swanson LW

    (2004) Mapy mozku: struktura mozku krys (Academic, San Diego), Ed 3.

    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Džbány KK,
    5. Cooled LM

    (2009) Sexuální odměna u samců potkanů: účinky sexuální zkušenosti na podmíněných preferencích místa spojených s ejakulací a intromisemi. Horm Behav 55: 93-97.

    1. Tzschentke TM

    (2007) Měření odměny s paradigmem preferencí preferovaného místa (CPP): aktualizace za poslední desetiletí. Addict Biol 12: 227-462.

    1. van Furth WR,
    2. van Ree JM

    (1996) Sexuální motivace: zapojení endogenních opioidů do ventrální tegmentální oblasti. Brain Res 729: 20-28.

    1. van Furth WR,
    2. Wolterink G,
    3. van Ree JM

    (1995) Regulace mužského sexuálního chování: zapojení opioidů mozku a dopaminu. Brain Res Brain Res Rev 21: 162-184.

    1. Walker JR,
    2. Chen SA,
    3. Moffitt H,
    4. Inturrisi CE,
    5. Koob GF

    (2003) Chronická expozice opiátů vede ke zvýšení heroinu při potížích. Pharmacol Biochem Behav 75: 349-354.

    1. Young KA,
    2. Gobrogge KL,
    3. Liu Y,
    4. Wang Z

    (2011) Neurobiologie párových vazeb: pohledy ze sociálně monogamního hlodavce. Přední neuroendokrinol 32: 53-69.

  •