Journal of Neuroscience, 15 březen 2001, 21(6): 2123-2130;
+ Autorizace
Abstraktní
Přenos dopaminu v nucleus accumbens může být aktivován léky, stresem nebo motivovaným chováním a opakovaná expozice těmto podnětům může senzitizovat tuto odpověď dopaminu. Cílem této studie bylo zjistit, zda ženské sexuální chování aktivuje neurony nucleus accumbens a zda minulý sexuální zážitek křížově senzitizuje neuronální reakce v nucleus accumbens na amfetamin. Pomocí imunocytochemického značení byla exprese c-Fos v různých subregionech (shell versus jádro na rostrální, střední a kaudální úrovni) jádra accumbens zkoumána u křečků žen, které měly různá množství sexuálních zkušeností. Samice křečků, které dostaly buď 6 týdny sexuální zkušenosti nebo sexuálně naivní, byly testovány na sexuální chování vystavením dospělých křečků. Předchozí sexuální zážitek zvýšil značení c-Fos v rostrální a kaudální úrovni, ale ne ve středních úrovních nucleus accumbens. Testování na sexuální chování zvýšilo značení v jádře, ale ne v shellu, nucleus accumbens. Pro ověření, že ženské sexuální chování může senzibilizovat neurony v mezolimbické dopaminové dráze, byly pak porovnávány lokomoční odpovědi sexuálně zkušených a sexuálně naivních žen na injekci amfetaminu. Amfetamin zvýšil celkovou pohybovou aktivitu u všech žen. Nicméně, sexuálně zkušená zvířata reagovala dříve na amfetamin než sexuálně naivní zvířata. Tato data ukazují, že ženské sexuální chování může aktivovat neurony v nucleus accumbens a že sexuální zkušenost může zkříženě senzitizovat neuronální reakce na amfetamin. Tyto výsledky navíc poskytují další důkazy o funkčních rozdílech mezi skořápkou a jádrem nucleus accumbens a přes jeho anteroposteriorní osu.
- ženské sexuální chování
- nucleus accumbens
- skořápka
- jádro
- c-Fos
- senzibilizace
- křížová senzibilizace
- amfetamin
Dopaminové neurony pocházející ze středové mozkové ventrální tegmentální oblasti a promítané do různých jader předního mozku, včetně nucleus accumbens, jsou součástí mesolimbického dopaminového systému. Bylo navrženo, že tento dopaminový systém je důležitý pro regulaci chutného chování (Mitchell a Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto a Panksepp, 1999), jakož i samoobsluha zneužívaných drog (Pierre a Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain a kol., 1999; McKinzie a kol., 1999; Peoples a kol., 1999; Bradberry a kol., 2000). Systémové podávání různých drog zneužívání (např. Kokainu, amfetaminu a heroinu) aktivuje dopaminové cesty (Pontieri a kol., 1995; Nisell a kol., 1997; Pierce a Kalivas, 1997a; Tanda a kol., 1997; Tanda a Di Chiara, 1998; Barrot a kol., 1999; Cadoni a Di Chiara, 1999) a opakovaná expozice těmto farmakologickým látkám může tyto neurony reagující na dopamin citlivě \ tRobinson a kol., 1988; Kalivas a kol., 1992; Kalivas a Duffy, 1993; Pierce a Kalivas, 1995; Kuczenski a kol., 1997; Nisell a kol., 1997; Birrell a Balfour, 1998; Heidbreder a Feldon, 1998; Cadoni a Di Chiara, 1999; Cadoni a kol., 2000). Výzkum poskytl důkazy, že nucleus accumbens také reaguje na určité vlastnosti spojené s pářením. Zvýšení hladiny extracelulárního dopaminu v jádře během pohlavních interakcí u samic potkanů (Mermelstein a Becker, 1995; Pfaus a kol., 1995) a křečků (Meisel a kol., 1993; Kohlert a kol., 1997; Kohlert a Meisel, 1999). Podobně jako při opakovaném podávání léků, i četné testy sexuálního chování také zvyšují hladinu dopaminu v jádrech akumulace, což naznačuje, že sexuální zkušenost může senzitizovat neurony v dopaminové dráze (Kohlert a Meisel, 1999).
Coreus accumbens se skládá z mnoha anatomicky odlišných podoblastí, z nichž nejznámější jsou skořápka a jádro. Anatomické spojení skořepiny a jádra se liší, což naznačuje, že tyto dvě podoblasti regulují různé funkce (Crawley a kol., 1985a,b; Heimer a kol., 1991; Zahm a Brog, 1992; Brog a kol., 1993;Kalivas a Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry a kol., 1995; Pierce a Kalivas, 1995; Pontieri a kol., 1995; Broening a kol., 1997; Heimer a kol., 1997; Kelley a kol., 1997; Stratford a Kelley, 1997; Heidbreder a Feldon, 1998; Lanca et al., 1998; Bassareo a Di Chiara, 1999; Di Chiara a kol., 1999b; Groenewegen a kol., 1999; Kelley, 1999; McKinzie a kol., 1999; Zahm, 1999; Brown a Molliver, 2000). Protože nucleus accumbens je heterogenní jádro, není jasné, zda jsou reakce na ženské sexuální chování lokalizovány do specifických subregionů nucleus accumbens nebo se šíří po celém jádru. Techniky dříve použité k zodpovězení této otázky (např. Mikrodialýza) nejsou dostatečně prostorově citlivé, aby prozkoumaly funkční heterogenitu akumu- lentů. Naproti tomu imunocytochemické zpracování proteinu c-Fos poskytuje metodu pro zkoumání diskrétní buněčné aktivace mezi subregiony nucleus accumbens. Prvním cílem tohoto experimentu bylo tedy zjistit, zda je buněčná aktivace po ženském sexuálním chování lokalizována do specifických subregionů nucleus accumbens.
Zajímavou vlastností těchto dopaminových drah je křížová senzibilizace. Jinými slovy, dopaminové neurony, které byly dříve senzibilizovány na jeden lék, budou vykazovat citlivé reakce na první léčivo podané poprvé (Cunningham a Kelley, 1992; Pierce a Kalivas, 1997a; Birrell a Balfour, 1998; Taylor a Horger, 1999). Kromě zkřížené senzibilizace mezi léky, několik studií uvádělo křížovou senzibilizaci mezi opakovanými expozicemi farmakologickým činitelům a přirozeným motivovaným chováním (Mitchell a Stewart, 1990a,b; Tidey a Miczek, 1997; Fiorino a Phillips, 1999). Proto jsme zkoumali, zda by sexuálně zkušená a sexuálně naivní zvířata reagovala odlišně na nový stimul, o němž je známo, že aktivuje dopaminové cesty (tj. Křížová senzibilizace), jako je amfetamin. Pokud ženské sexuální chování senzibilizuje dopaminové cesty, pak by sexuálně zkušené ženy měly vykazovat zvýšenou behaviorální odpověď na jednu injekci amfetaminu.
MATERIÁLY A METODY
Obecné metody
Zvířata. Samci a samci syrských křečků byli dodáni z Charles River Laboratories (Kingston, NY) v době, kdy byl použit X60 d. Samice byly chovány individuálně a samčí stimulační zvířata byla umístěna ve skupinách po třech nebo čtyřech v plastových klecích (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). Místnost pro kolonie zvířat byla udržována na konstantní teplotě (22 ° C) s vypnutými světly mezi 1: 30 a 11: 30 PM (14 / 10 hod. Cyklus světlo / tma). Jídlo a voda byly k dispozici podle libosti.
Postupy použité v tomto experimentu jsou v souladu s National Institutes of Health Pokyny pro péči a používání laboratorních zvířat a byly schváleny Výborem pro péči a použití zvířat Purdue.
Sexuální zkušenost. Přibližně 1 týden poté, co samice dorazily do laboratoře, byly bilaterálně ovariektomizovány pod anestézií pentobarbitalem sodným (Nembutal) (8.5 mg na 100 gm tělesnou hmotnost, ip). Po ovariektomii byly samice nejprve rozděleny do dvou skupin. Jedna skupina žen obdržela 6 týdny sexuálního zážitku se stimulačním mužem; druhá skupina zůstala sexuálně naivní. Všechny samice byly hormonálně aktivovány jednou týdně po dobu 6 týdne. U 48u i 24u před sexuálním zážitkem byly samice injikovány subkutánně 10 μg estradiol benzoátu v 0.1 ml bavlníkového oleje. V den zkušebního testu samice dostaly 500 μg progesteronu v 0.1 ml bavlníkového oleje (subkutánní injekce). Samice, které nedostaly sexuální zkušenost, byly injikovány hormonálním režimem a zůstaly ve svých domácích klecích v koloniálním pokoji. U přípravku 4 – 5 h po podání progesteronu byl do domácí klece experimentální samice umístěn dospělý křeček mužského pohlaví, který obdržel sexuální zkušenost s použitím jiných studií sexuálního chování. Pořadí klecí obsahujících samce bylo každý týden otočeno, aby se minimalizovala pravděpodobnost, že jednotlivé samce a samice byly spárovány více než jednou v průběhu 6 týdnů sexuální zkušenosti.
Imunocytochemie. Samice křečků, zabité předávkováním pentobarbitalem sodným, byly intrakardiálně perfundovány 25 mm PBS roztok, pH 7.5, pro 2 min (průtok, 25 ml / min), následovaný 4% paraformaldehydem v PBS pro 20 min. Mozky byly po fixaci na 2h v paraformaldehydu a uloženy v 10% sacharózovém PBS přes noc při 4 ° C.
Sériové koronální 40 μm zmrazené řezy byly odebrány celým jádrem accumbens. Po třech opláchnutích 10 min v PBS byly řezy inkubovány buď v primární protilátce proti c-Fos (1: 6000 v PBS s 0.3% Triton X-100; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) nebo v primární protilátce proti kalbindinu-D (28 kDa) (1: 6000 v PBS s 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) při 4 ° C pro 48 hr. Řezy c-Fos a kalbindin-D pak byly inkubovány po dobu 45 min při teplotě místnosti v biotinylované anti-králičí IgG sekundární protilátce (1: 200 v PBS; souprava Elite Vectastain ABC; Vector Laboratories, Burlingame, CA), následovaná inkubace s komplexem avidin-biotin křenové peroxidázy (1: 50 v PBS; souprava Elite Vectastain ABC) pro 45 min při pokojové teplotě, s třemi výplachy 10 min v PBS před každou inkubací. Po dvou výplachech v PBS a promytí 10 min v 0.1 m Tris pufr, pH 7.6, řezy c-Fos a kalbindin-D byly inkubovány pro 5 a 10 min, v tomto pořadí, v 0.08% diaminobenzidinu (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) v Tris pufru obsahujícím 0.003% peroxidu vodíku a 0.015% chlorid nikelnatý. Všechny řezy byly opět opláchnuty v Tris pufru a deionizované vodě a pak byly naneseny na diapozitivy potažené chromem. Sklíčka byla sušena, dehydratována, vyčištěna a překryta s použitím Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).
Mikroskopická analýza. Neurální tkáň obarvená pro kalbindin-D, který vymezuje shell a jádro nucleus accumbens (Jongen-Relo a kol., 1994a; Johnson a Wood, 1999) byl použit k identifikaci každé sekce na rostrální, střední a kaudální úrovni dorzálního jádra accumbens. Sekce z nucleus accumbens na rostrální, střední a kaudální úrovni zabarvené kalbindinem jsou znázorněny na obrázku. 1 A-C. Bylo publikováno, že mezi jádrem a skořepinou v imunoreaktivitě kalbindinu-D v syrském křečkovi jsou ve srovnání s potkani méně odlišné rozdíly, ale barvení tohoto peptidu je stále schopno vymezit subregiony nucleus accumbens (Johnson a Wood, 1999). Krabice zahrnující oblast odběru vzorků 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) byla umístěna nad hřbetní skořápku a jádro nucleus accumbens pro každou sekci. Obraz každého řezu byl vytištěn na průhlednou fólii a obrazy pak byly navrstveny na odpovídající řezy c-Fos pro každé zvíře, přičemž bylo zajištěno, že krabička byla umístěna do stejné polohy pro všechna zvířata. Postava 1, D a E, ilustruje jeden kaudální řez ze zvířete, které dostalo 6 týdny sexuální zkušenosti a byl testován na sexuální chování. Schránka byla umístěna do jádra kaudálního jádra accumbens na obrázku 1 Da ve skořápce caudal accumbens na obrázku1 E. Krabice se stejnými rozměry byla umístěna do stejné tkáňové sekce v mediální cingulární kůře a nad mediální a laterální dorzální kaudátové jádro v každé ze tří úrovní vzorkovaných pro nucleus accumbens. Protože jsme předpokládali, že mohou existovat rostrální-kaudální variace účinků páření na c-Fos, byla analyzována pouze jedna sekce na úrovni, aby se zvýšila anatomická přesnost našeho odběru. Počet imunoreaktivních buněk c-Fos v každé vybrané oblasti byl počítán pomocí videokamery připojené k počítačovému systému pro analýzu obrazu (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).
Řezy tkáně Nucleus accumbens obarvené pro kalbindin-D a c-Fos. A-C jsou sekce z rostral (A), uprostřed (B) a kaudální (C) nucleus accumbens zbarvené (středová čára je vlevo) pro kalbindin, ilustrující rozdělení mezi subregiony shellu a jádra (\ thvězdičky). Mezi rostrální a střední částí a 320 μm mezi středním a kaudálním řezem je 240 μm. Spodní obrázky (D, E) jsou příklady barvení c-Fos z kaudálního jádra (D) a shell (E) jádra accumbens (středová čára je přesně) sexuálně zkušené ženy zabité po testu sexuálního chování. obdélník ilustruje oblast odběru vzorků (0.2 × 0.5 mm).
Experiment 1
První experiment zkoumal účinky sexuálního zážitku a testování na c-Fos indukci v nucleus accumbens, dorzální caudate jádro a cingulate kortex. Cíl experimentu byl dvojí. Prvním cílem bylo zjistit, zda existují rozdíly v buněčné aktivaci v kterékoli z oblastí mozku v důsledku předchozích sexuálních zkušeností a / nebo testů chování. Pokud byla změněna exprese c-Fos, bylo určeno, zda by změny mohly být lokalizovány do specifických subregionů ve třech analyzovaných oblastech mozku.
Samice syrských křečků obdržely 6 týdny sexuální zkušenosti nebo zůstaly sexuálně naivní. Během 6 týdnů zkušeností byla měřena kumulativní doba, po kterou byla samice předpokládána lordóza (nehybnost doprovázená dorsoflexí zad) pro každou 10 min testovací relaci. Nebyly zaznamenány žádné míry mužského sexuálního chování. Během týdne byly podávány stejné série injekcí estradiol benzoátu a progesteronu. Tentokrát byla polovina sexuálně zkušených a naivních žen testována na sexuální chování umístěním dospělého muže do své domácí klece. Zbývající ženy zůstaly ve svých domácích klecích. U 7 – 60 min po expozici samci byly samičky intrakardiálně perfundovány a jejich mozky byly zpracovány na expresi c-Fos. Ženy, které nebyly testovány na sexuální chování, byly perfundovány 90 h po podání progesteronu.
Analýza dat. Vzhledem k tomu, že se počet buněk nelišil mezi ženami, které nebyly testovány na sexuální chování během týdne 7, bez ohledu na předchozí sexuální zkušenost (viz Tabulka1 například, experimentální samice byly nakonec rozděleny do tří léčebných skupin pro analýzu. První skupina obsahovala samice, které obdržely 6 týdny sexuální zkušenosti a byly testovány na sexuální chování (zkušenost / test, n = 6). Druhou skupinu tvořili ženy, které nezískaly žádnou předchozí zkušenost, ale byly testovány na sexuální chování (žádné zkušenosti / testy,n = 8). Poslední skupina obsahovala všechny křečky samice, které nebyly testovány na sexuální chování, bez ohledu na předchozí sexuální zkušenost (žádný test, n = 13). Dvě skupiny, které nebyly testovány na sexuální chování, byly kombinovány, aby zvýšily statistickou sílu v analýzách. Počet c-Fos-zbarvených buněk z dorzálního jádra accumbens, dorzálního caudate jádra a cingulate cortex byly porovnány mezi třemi skupinami.
Porovnání průměrného počtu ± SEM c-Fos-imunoreaktivních buněk v jádru nucleus accumbens a jádru mezi žádnými testovanými léčebnými skupinami
Počet buněk byl analyzován pomocí multifaktorových ANOVA. Jednoduché hlavní efekty ANOVA a post hoc Tam, kde to bylo vhodné, byly provedeny Newman – Keulsovy testy. Údaje o chování (doba trvání lordózy) byly analyzovány pomocí dvoustranného sledování t test.
Experiment 2
Druhý experiment porovnával schopnost nového stimulu, amfetaminu, produkovat behaviorální senzibilizaci u sexuálně zkušených a sexuálně naivních ženských křečků. Exprese c-Fos v nucleus accumbens, dorzální caudate jádro a cingulate kortex byly analyzovány znovu, aby se určilo, zda vzor buněčné aktivity byl podobný výsledkům získaným v experimentu 1.
Samice syrských křečků dostala 6 týdny sexuální zkušenosti nebo zůstala sexuálně naivní. V týdnu 7 byly všechny samice transportovány do nového prostředí (tj. Skleněné akvárium 10 gallon v neznámém pokoji) 4 h po podání progesteronu. Samice byly umístěny do skleněného akvária 10 gallon pro 10 min, poté byla podána polovina sexuálně zkušených a sexuálně naivních žen.d-amfetamin sulfát (1 mg na 1 kg tělesné hmotnosti v 1.0 ml 0.9% NaCl; dar od Dr. David Nichols, Purdue University). Zbývajícím ženám byl injikován 0.9% NaCl (1 mg na 1 kg tělesné hmotnosti). Samice byly pak umístěny zpět do akvária 10 gallon pro další 60 min. 70 min relace byly videotapovány pro analýzu celkové lokomotorické aktivity samic. V průběhu 30 min po celkovém testu aktivity byly samičky intrakardiálně perfundovány a jejich mozky byly zpracovány na expresi c-Fos.
Analýza videokazety. Během týdne 7 byly videozáznamy 70 min testovány lokomoční aktivity. Skleněná akvária 10 gallon byla rozdělena do tří stejných oblastí na obrazovce videa a lokomoční aktivita samic byla zaznamenána z hlediska počtu plošných křížení.
Analýza dat. Minulá sexuální historie neovlivnila lokomotorickou aktivitu ženských křečků injikovaných fyziologickým roztokem; proto byly pokusné samice rozděleny do tří léčebných skupin pro analýzu. První skupina obsahovala samice, které dostaly 6 týdny sexuální zkušenosti a byly jim injikovány amfetamin (zkušenosti / amfetamin, n = 8). Druhou skupinu tvořili ženy, kterým byl podáván amfetamin, ale nedostal žádné sexuální zkušenosti (žádné zkušenosti / amfetamin,n = 8). Poslední skupina obsahovala všechny křečky samice, kterým byl injikován fyziologický roztok, bez ohledu na předchozí sexuální zkušenost (fyziologický roztok, n = 15). Průměrná lokomotorická aktivita samic byla porovnána mezi třemi léčebnými skupinami v 70 min testů (v periodě 10 min) s použitím dvoufaktorových ANOVA. Jednoduché hlavní efekty ANOVA a post hoc Tam, kde to bylo vhodné, byly provedeny Newman – Keulsovy testy.
Počet buněk obarvených pro c-Fos se nelišil mezi ženami injikovanými fyziologickým roztokem bez ohledu na minulý sexuální zážitek. Počet c-Fos-obarvených buněk z dorzálního jádra accumbens, dorzálního caudate jádra a cingulačního kortexu byl tedy porovnán mezi stejnými třemi léčebnými skupinami jako v prvním experimentu. Počet buněk byl analyzován pomocí multifaktorových ANOVA. Jednoduché hlavní efekty ANOVA a post hoc Tam, kde to bylo vhodné, byly provedeny Newman – Keulsovy testy.
VÝSLEDKY
Experiment 1
Opatření sexuálního chování
Doba trvání lordózy během testu na sexuální chování v týdnu 7 byla porovnána mezi zkušenostmi / testem a žádnými zkušenostmi / zkušebními skupinami. Průměrná doba trvání lordózy během testu 10 min byla 341 ± 53 sec pro zkušební / zkušební skupinu a 478 ± 20 sec pro žádnou zkušební skupinu. Samice v žádné zkušební / zkušební skupině nepředpokládaly lordózu po významně delší dobu než samice ve zkušební skupině (zkušební skupina).t 6 = 5.131; p = 0.05). Sexuální zkušenost navíc neovlivnila trvání lordózy. Analýza neprokázala signifikantní rozdíly mezi průměrnou dobou trvání týdne 1 (399 ± 44 sec) a týdnem 7 (341 ± 53 sec) u žen ve skupině zkušenost / test.
exprese c-Fos v nucleus accumbens
Třícestná ANOVA léčebných časů rostral – caudální hladina, kdy skořápkové jádro nezjistilo žádné významné hlavní účinky léčby a žádné třícestné interakce mezi léčbou, akumulační hladinou a shell-core (obr. 1). 2); byly však zjištěny dvě důležité obousměrné interakce (doba léčby shell-core a doba léčby rostral – caudal).
exprese c-Fos ve skořápce a jádru jádra accumbens na rostrální, střední a kaudální úrovni pro každou z léčených skupin. Třícestná ANOVA (doba léčby rostral – caudal level krát shell-core) byla použita ke zkoumání účinků sexuálního zážitku a chování na průměr ± SEM c-Fos buněk. Nebyly zjištěny žádné významné hlavní účinky léčby a žádné třícestné interakce mezi léčbou, hladinou akumulace a shell-core.
Zkoumání doby léčby interakce shell-core odhalilo významné hlavní účinky léčebných skupin pouze v jádru nucleus accumbens (Obr. 1). 3). Párové vícenásobné srovnání ukázalo, že ženy testované na sexuální chování během týdne 7 (zkušenosti / testy a žádné zkušenosti / testy) měly podstatně více buněk barvených c-Fos v jádru nucleus accumbens než samice, které nebyly testovány (ne test) (Newman – Keuls, p <0.01). V plášti jádra accumbens nebyly pozorovány žádné účinky testování. Kromě toho neexistovaly žádné výslovné účinky sexuálních zkušeností na počet buněk exprimujících c-Fos buď v plášti, nebo v jádru accumbens.
Exprese c-Fos ve skořápce a jádru nucleus accumbens se zhroutila na úrovni rostral – caudal. Třícestná ANOVA odhalila obousměrnou interakci mezi léčbou a průměrem ± SEM počtu c-Fos buněk ve skořápce a jádru nucleus accumbens (doba zpracování shell-core;F (2,24) = 4.243; p<0.026). Jednosměrná ANOVA sondující tuto interakci našla významné hlavní účinky léčených skupin pouze v jádru nucleus accumbens (F (2,24) = 7.341; p<0.003) a nikoli ve skořápce accumbens (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Různé dopisy významné rozdíly mezi skupinami.
Zkoumání doby léčby rostrálně-kaudální interakce zjistilo významné hlavní účinky léčebných skupin jak na rostrální, tak na kaudální úrovni, nikoli však na střední úrovni nucleus accumbens (obr. 1). 4). Newman – Keuls post hoc testy ukázaly, že ženy, které obdržely 6 týdny sexuální zkušenosti a byly testovány na sexuální chování (zkušenost / test), měly více c-Fos-pozitivních buněk v rostrálním jádru accumbens než ženy, které byly testovány, ale které nedostaly žádný předchozí sexuální zážitek (žádné zkušenosti / zkoušky; p <0.05) a ženy, které nebyly testovány na sexuální chování (žádný test;p <0.01). The post hoc testy ukázaly podobné výsledky pro caudal nucleus accumbens. Samice v experimentální / zkušební skupině měly vyšší počet buněk exprimujících c-Fos v kaudálním jádru accumbens než samice ve skupině bez zkušenosti / testu (p <0.05) a žádná testovací skupina (p <0.01). Proto testování sexuálního chování během 7. týdne zvýšilo počet buněk obarvených c-Fos v rostrálním a kaudálním jádru accumbens pouze u těch žen, které získaly 6 týdnů zkušeností.
Exprese c-Fos přes rostrální-kaudální dimenzi nucleus accumbens, zhroutil se přes jádro a shell. Ačkoliv trojcestná ANOVA ukázala, že obousměrná interakce mezi léčebnými skupinami a průměrem ± SEM c-Fos buněk přes rostrální-kaudální hladiny nucleus accumbens se blíží pouze významnosti (F (4,48) = 2.365; p <0.066), jednotlivě jsme zkoumali každou hladinu nucleus accumbens pro účinek léčby na barvení c-Fos. Jednosměrná ANOVA odhalila významné hlavní účinky léčených skupin jak na rostrální úrovni (F (2,48) = 5.230; p<0.009) a kaudální úroveň (F (2,48) = 7.455; p <0.002), ale ne na střední úrovni (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) z nucleus accumbens. Různé dopisyvýznamné rozdíly mezi skupinami.
exprese c-Fos v jádru caudate a cingulate cortex
Počet buněk z jádra dorzální kaudaty byl také analyzován pomocí trojcestné ANOVA. Analýza odhalila pouze interakci mezi léčbou a expresí c-Fos v mediálním a laterálním jádru kaudátu (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Samostatná analýza mediálního a laterálního kaudátového jádra jednosměrnou ANOVA však neukázala žádný rozdíl v počtu buněk obarvených c-Fos mezi zkušeností / testem, žádnou zkušeností / testem a žádnými testovacími skupinami (tabulka2). Kromě toho nebyly zjištěny žádné hlavní účinky sexuálního prožitku nebo chování na počet buněk exprimujících c-Fos nebo jakékoliv interakce v kůře cingulátu (data nejsou uvedena).
Průměr ± SEM počet c-Fos-imunoreaktivních buněk v mediálním a laterálním dorzálním kaudátovém jádru
Experiment 2
Pohybová aktivita
Obousměrná ANOVA (doba testování doby léčby), která porovnávala průměrnou aktivitu žen ve zkušenostech / amfetamin, žádné zkušenosti / amfetamin a skupiny ošetření fyziologickým roztokem v 70 min testů odhalily interakci mezi léčebnou skupinou a testovacím obdobím. Pro zkoumání této interakce byly jednotlivé léčebné skupiny testovány odděleně jednosměrnými ANOVA. Analýzy ukázaly signifikantní změny ve střední celkové aktivitě během testu 70 min u dvou skupin žen, kterým byl injikován amfetamin (zkušenosti / amfetamin a žádné zkušenosti / amfetamin). Obecná aktivita samic, kterým byl podáván fyziologický roztok, se však významně nemění v 70 min (obr. 1).5). Newman – Keuls post hocpak byly použity testy, které určily, které 10 min testovací období se lišilo. Párové vícenásobné srovnávání ukázalo, že celková aktivita pohlavně zkušených žen užívajících amfetamin významně zvýšila 10 min po injekcích (p <0.05). Navíc ve srovnání s 10 minutami před injekcí zůstaly ženy ve skupině léčené zkušenostmi / amfetaminem významně aktivnější 20 minut (p <0.05) a 30 min (p<0.05) po injekcích. Naproti tomu účinky amfetaminu u sexuálně naivních žen nebyly patrné až 20 minut po injekcích. V tomto časovém bodě byly tyto ženy významně aktivnější ve srovnání s 10 minutami před injekcí (p <0.05). Navíc aktivita sexuálně naivních žen, kterým byl podáván amfetamin, zůstala významně zvýšena po dobu 30 minut (p <0.05) a 40 min (p<0.01) po injekcích.
Účinky amfetaminu na celkovou aktivitu sexuálně zkušených a sexuálně naivních ženských křečků. Dvousměrná ANOVA (doba testování v době léčby) odhalila interakci mezi léčebnou skupinou a testovacím obdobím (F (12,150) = 2.288;p <0.011) pro průměrné počty aktivity ± SEM. Jednosměrná ANOVA sondující jednotlivé léčebné skupiny vykázala významné změny v obecné aktivitě u žen ve zkušenosti / amfetamin (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) a žádné zkušenosti / amfetamin (F (6,150) = 3.893;p <0.001) léčené skupiny. Aktivita žen injikovaných solným roztokem se nezměnila (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc testy ukázaly, že sexuálně zkušené ženy reagovaly rychleji na amfetamin, což ukazuje na zvýšení aktivity během prvního 10u po injekci. Sexuálně naivní ženy nereagovaly na amfetamin do doby, než 20 min po injekci. *p <0.05 oproti období před testováním.
c-Fos výraz
Třícestná ANOVA (doba léčby rostral – caudal level krát shell-core) byla použita ke zkoumání účinků sexuálního zážitku a amfetaminu na expresi c-Fos v nucleus accumbens. Nebyly zjištěny žádné významné hlavní účinky léčby a žádné třícestné interakce mezi léčbou, hladinou akumulace a shell-core. Kromě toho analýza neprokázala žádné interakce mezi léčebnými skupinami a expresí c-Fos ve skořápce a jádru akumulace nebo mezi léčebnými skupinami a značením c-Fos na rostrální, střední a kaudální úrovni nucleus accumbens ( data nejsou zobrazena).
Počet buněk z jádra dorzální kaudaty byl také analyzován pomocí trojcestné ANOVA. Počáteční analýza neodhalila žádný významný účinek předchozího sexuálního zážitku nebo amfetaminu na počet c-Fos-pozitivních buněk. Kromě toho nebyl žádný účinek předchozího sexuálního zážitku nebo amfetaminu na počet buněk exprimujících c-Fos nalezen v cingulárním kortexu pomocí dvoucestné ANOVA (data nejsou uvedena).
DISKUSE
Účel tohoto šetření byl dvojí. Nejprve jsme zkoumali účinky sexuální zkušenosti na buněčnou aktivitu v různých subregionech nucleus accumbens. Druhá otázka, zda předchozí sexuální zkušenost mohla senzibilizovat mezolimbickou dopaminovou dráhu, byla zkoumána porovnáním behaviorálních odpovědí sexuálně zkušených a naivních zvířat s injekcí amfetaminu. Naše zjištění nejen naznačují, že ženské sexuální chování může aktivovat neurony v nucleus accumbens, ale také to, že sexuální zkušenost může zkříženě senzitizovat neuronální reakce na amfetamin.
Účinky sexuálního chování na expresi c-Fos ve skořápce a jádru nucleus accumbens
Testování sexuálního chování zvýšilo expresi c-Fos v jádru, ale nikoliv ve skořápce jádra accumbens, což podporuje předchozí výzkum, který ukazuje, že jediné sexuální setkání může aktivovat neurony v nucleus accumbens u ženských hlodavců (Meisel a kol., 1993; Joppa a kol., 1995; Mermelstein a Becker, 1995; Pfaus a kol., 1995; Kohlert a kol., 1997; Kohlert a Meisel, 1999). Literatura zabývající se funkční dichotomií nucleus accumbens je složena z četných zpráv o rozdílech v přenosu dopaminu uvnitř shellu a jádra nucleus accumbens v odezvě na farmakologické a fyziologické stimuly. Podání několika návykových látek má za následek selektivní zvýšení hladiny extracelulárního dopaminu ve skořápce nucleus accumbens (Pontieri a kol., 1995; Nisell a kol., 1997; Pierce a Kalivas, 1997a; Tanda a kol., 1997; Tanda a Di Chiara, 1998; Barrot a kol., 1999; Cadoni a Di Chiara, 1999). Podobně vysoce chutné potraviny (Tanda a Di Chiara, 1998; Di Chiara a kol., 1999a; Kelley, 1999), mírný stres (např. šok nohy) (Kalivas a Duffy, 1995; Tidey a Miczek, 1997; Bruijnzeel a kol., 1999; Wu a kol., 1999) a environmentální novost (\ tRebec a kol., 1997;Rebec, 1998) také selektivně zvyšuje přenos dopaminu ve skořápce nucleus accumbens.
Naše zjištění jsou v souladu s hypotézou, že skořápka a jádro jsou funkčně odlišné, i když jsme zjistili, že jádro, a nikoliv skořápka, reaguje na sexuální chování. Je však možné, že došlo ke změnám v c-Fos imunoreaktivitě ve skořápce nucleus accumbens, ale tyto změny nebyly detekovány. Shell je komplexně organizovaný do různých subregions, střední, ventrální, a postranní shell, s ventrální a hřbetní oblasti středního shellu možná být dva více zřetelné subregions (Groenewegen a kol., 1999). Tyto subregiony shellu, stejně jako střední a boční části jádra, dostávají různé kombinace vstupů z kortikálních a subkortikálních oblastí (Groenewegen a kol., 1999). Dále, uvnitř těchto subregions jsou funkčně odlišné soubory neurons, které jsou organizovány do zřetelných anatomických kompartmentů (\ tGroenewegen a kol., 1999). Protože účinky sexuálního chování na expresi c-Fos v této studii byly zkoumány pouze v dorsomediálním shellu, je možné, že se počet c-Fos-pozitivních buněk ve skutečnosti změnil v jiném subregionu shellu.
Navzdory pozorování, že mnoho funkcí nucleus accumbens je lokalizováno do oblasti shellu, je rozumné předpokládat, že různé neurální obvody uvnitř nucleus accumbens zprostředkovávají zesilovací vlastnosti různých chování. Carelli a kol. (2000)nedávno uvedli, že neurony nucleus accumbens u potkanů vykazují podobnou neuronální aktivitu během operativní reakce na dvě přirozené výztužné látky (tj. potravu a vodu), ale různé způsoby vypalování během reakce na přirozený zesilovač versus kokain. Došli k závěru, že oddělené nervové obvody v nucleus accumbens zpracovávají informace o posílení potravy a vody proti odměně kokainu (Carelli a kol., 2000).
Sexuální zkušenosti ovlivňují expresi c-Fos přes rostrální-kaudální osu nucleus accumbens
Literatura zkoumající subjadernou organizaci prostřednictvím rostral-caudal nucleus accumbens je malá; byly však pozorovány jasné funkční a anatomické rozdíly. Naše nálezy jsou konzistentní se studiemi, které uvádějí diferenciální regulaci neurochemických a motorických reakcí přes rostrální-kaudální osu akumulatů. Cholecystokinin (CCK) diferencovaně moduluje účinky vyvolané dopaminem v rostrálním a kaudálním jádru accumbens (Crawley a kol., 1985a,b), potencující hyperlokomotii indukovanou dopaminem při infuzi do kaudálních akumulací, což je oblast inervovaná CCK neurony kolokalizovanými dopaminem (Crawley a kol., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Nicméně, CCK je behaviorálně neaktivní, když je injikován do rostral nucleus accumbens, oblasti, která přijímá samostatné projekce CCK a dopaminu (Crawley a kol., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Bylo také hlášeno, že přímá infuze amfetaminu do rostrálního shellu, kaudálního obalu nebo jádra odlišně ovlivňuje behaviorální aktivitu a extracelulární hladiny dopaminu a serotoninu (Heidbreder a Feldon, 1998). Regulace opioidních peptidů, substance P, dopaminových D1 receptorů (Voorn a Docter, 1992; Jongen-Relo a kol., 1994b; Voorn a kol., 1994) a uvolnění acetylcholinu (Jongen-Relo a kol., 1995) agonisty dopaminového a dopaminového receptoru se také liší mezi rostrálními a kaudálními částmi akumulat, přičemž rostrální akumulace je citlivější na depleci a podávání dopaminu. Ačkoli tyto funkční rozdíly mezi rostrálním a kaudálním jádrem accumbens byly hlášeny, proč tyto funkční rozdíly existují, stále ještě nejsou zcela objasněny.
Sexuální zkušenost ovlivňuje pohybovou aktivitu vyvolanou amfetaminem
Výsledky uváděné zde a v dřívější studii naznačují, že předchozí sexuální zkušenost senzibilizuje neuronální reakce na testování sexuálního chování, což ukazuje na senzibilizované zvýšení uvolňování dopaminu (Kohlert a Meisel, 1999) a buněčné aktivity v nucleus accumbens (tato studie). Jedním z důvodů je však to, že zkušené ženy v předchozí studii mohly reagovat na testování sexuálního chování i na environmentální podněty, protože sexuální zkušenost a testování byly prováděny ve stejné místnosti. Environmentální podněty podmíněně spojené s motivovaným chováním mohou získat stimulační vlastnosti a dále zvyšovat hladiny dopaminu v nucleus accumbens (Reid a kol., 1996, 1998; Watson a Little, 1999). Druhou obavou je, že protože měření mužského sexuálního chování nebylo zaznamenáno, není známo, zda dvě skupiny žen testované na sexuální chování dostaly srovnatelné množství vaginocervikální stimulace. Bylo zjištěno, že vaginervikální stimulace je nezbytná pro uvolňování dopaminu v nucleus accumbens během páření (Kohlert a kol., 1997). Možná, že sexuálně zkušené ženy dostaly více vaginocervikální stimulace (v této studii nebyla měřena), čímž se zvýšila indukce c-Fos. Proto, abychom ověřili, že ženské sexuální chování senzitizuje mezolimbickou dopaminovou dráhu, zkoumali jsme, zda sexuálně zkušené a naivní ženy reagovaly odlišně na injekci amfetaminu, což je další podnět, který zprostředkovává jeho účinky prostřednictvím dopaminových drah. Kromě toho, aby bylo zajištěno, že pozorované senzibilizované reakce byly způsobeny opakovaným sexuálním chováním a ne kvůli podmíněnému spojení prostředí se sexuálním chováním, byly v nových podmínkách testovány behaviorální reakce křečků na amfetamin.
Amfetamin zvýšil celkovou aktivitu u všech křečků. Sexuálně zkušené ženy však dříve reagovaly na amfetamin než naivní ženy. Tyto výsledky potvrzují hypotézu, že opakované sexuální chování může senzitizovat neurony v mezolimbické dopaminové dráze a naznačují, že změny v cestě vyvolávají senzitivní behaviorální reakce jak na přirozené motivované chování, tak na psychomotorický stimulant (křížová senzibilizace).
Tato zjištění jsou v souladu s hypotézou, že existují konvergentní nervové mechanismy zprostředkovávající reakce na drogy a sexuální chování (Robinson a Berridge, 1993; Pierce a Kalivas, 1997b). Několik nedávných studií pozorovalo křížovou senzibilizaci mezi opakovanou expozicí léčivem a přirozeným motivovaným chováním. Stres sociální porážky zkracuje dobu potřebnou pro vlastní podávání kokainu u potkanů (Tidey a Miczek, 1997). Prostředí spárované s opakovanými injekcemi morfinu může usnadnit sexuální chování u samců potkanů (Mitchell a Stewart, 1990a,b). Předběžná léčba amfetaminem také usnadňuje sexuální chování u sexuálně naivních samců potkanů a je korelována s rozšířeným uvolňováním dopaminu v nucleus accumbens (Fiorino a Phillips, 1999).
Exprese c-Fos byla analyzována v nucleus accumbens po léčbě amfetaminem. To bylo předpokládal, že amfetamin by zvýšil c-Fos expresi v nucleus accumbens, a ve větší míře u sexuálně zkušených žen. Nicméně žádný účinek amfetaminu na počet buněk exprimujících c-Fos nebyl nalezen v žádné z podoblastí nucleus accumbens. Z tabulky je zřejmé3 že kontrolní zvířata v experimentu 2 (samičky) měly vyšší počet c-Fos-pozitivních buněk ve srovnání s kontrolními zvířaty v experimentu 1 (žádné testované samice). Badiani a kol. (1998) uvádí, že se zvýšila novost c-fos obsah mRNA v nucleus accumbens, a že tento účinek novosti nac-fos obsah byl tak silný v několika oblastech mozku, že podávání amfetaminu v novém prostředí nevyvolalo další přírůstkovou reakci. Zdá se tedy možné, že v naší studii byl stres přenášený do nového prostředí testovací místnosti aktivován syntézou proteinu c-Fos, čímž byly maskovány změny v expresi c-Fos vyvolané amfetaminem a sexuálním prožitkem.
Střední hodnota ± SEM bazální počet c-Fos-imunoreaktivních buněk v jádře accumbens shell a jádro pro kontrolní zvířata v experimentech 1 a 2
Potenciální význam
Tyto experimenty se připojují k rostoucímu seznamu studií (Mitchell a Stewart, 1990b; Fiorino a Phillips, 1999; Miczek a kol., 1999) naznačující, že zkušenosti zvířete mohou senzibilizovat citlivost mezolimbické dopaminové cesty jak na chování, které je součástí přirozeného repertoáru zvířete, tak na určité léky, o nichž je známo, že lidé jsou zneužíváni (Wise a Bozarth, 1987). Klíčovou otázkou ve výzkumu zneužívání drog je individuální zranitelnost vůči účinkům drog (Newcomb, 1992; Robinson a Berridge, 1993) a kolektivně může tento výzkum nabídnout pohled na vývoj závislosti na lidech.
Poznámky pod čarou
- Přijaté Červenec 8, 2000.
- Revize byla přijata Prosinec 12, 2000.
- Přijato Prosinec 20, 2000.
Tento výzkum byl podpořen grantem Národní vědecké nadace IBN-9723876. Děkujeme Melissě Zila, Shannon McCanna, Marchelle Bakerové, Michaelu Huntingtonovi a Deborah Shelleyové za jejich odbornou pomoc při testování chování a zpracování c-Fos.
Korespondence by měla být adresována Dr. Robert L. Meisel, katedra psychologických věd, Purdue University, West Lafayette, IN 47907-1364. E-mailem: [chráněno e-mailem].
- Copyright © 2001 Společnost pro neurovědy
;