Endokrinologie. 2013 Mar; 154 (3): 1225-1234.
Publikováno online 2013 Jan 31. dva: 10.1210 / cz.2012-2042
Abstraktní
Adolescentní zrání reakcí na sociální podněty je nezbytné pro typické socio-sexuální chování dospělých. Přirozeně se vyskytující vývojové změny v odezvách mužských syrských křečků na výraznou společenskou myšlenku, vaginální sekrece samčích křečků (VS), poskytují dobrý modelový systém pro vyšetřování neuroendokrinních mechanismů adolescentní změny ve společenské odměně. Sexuálně naivní dospělí, ale ne mladiství, muži vykazují pro VS podmíněné místo (CPP), což naznačuje, že VS není odměna před pubertou. V této sérii experimentů autoři zkoumali roli aktivace testosteronu a dopaminového receptoru při zprostředkování přírůstku dospívajících v pozitivní valence VS. Experiment 1 prokázal, že nahrazení testosteronu je nezbytné pro gonadektomizované dospělé křečci za účelem vytvoření CPP pro VS. Experiment 2 prokázal, že léčba testosteronem je postačující pro to, aby mladiství křečci vytvořili CPP pro VS a že antagonista dopaminového receptoru haloperidol blokuje tvorbu CPP na VS u těchto zvířat. Pokusy 3 a 4 prokázaly, že přerušení VS CPP s nízkými dávkami haloperidolu je důsledkem snížení atraktivních vlastností VS a nelze jej připisovat averzním vlastnostem haloperidolu. Společně tyto studie demonstrují, že bezpodmínečně odměňující vlastnosti společenského znamení, které jsou nezbytné pro úspěšné socio-sexuální interakce mezi dospělými, jsou výsledkem pubertalního zvyšování cirkulujícího testosteronu u samců křečků. Dále lze tomuto sociálnímu odměně zabránit antagonismem dopaminového receptoru, což naznačuje, že hypotalamické a / nebo mezokortikolimbické dopaminergní okruhy jsou cíle pro hormonální aktivaci sociální odměny.
Vzhledem k nutnosti vhodného interpretace sociálních podnětů v úspěšných sociálních interakcích dospělých a reprodukční způsobilosti je základním problémem vývojové psychobiologie identifikace neuroendokrinních mechanismů, které jsou základem adolescentního dozrávání zpracování sociálních informací. Mužské syrské křečky poskytují užitečný model, pomocí něhož lze studovat vývojové změny ve vnímání a reakci na sociální podněty, protože jejich sexuální chování závisí na neurálním zpracování vaginálních sekretů samčích křečků (VS) (1, 2) a jejich endokrinní, neurální a behaviorální odezvy na VS dozrávají během druhého měsíce postnatálního života, což odpovídá pubertu a adolescenci u tohoto druhu (3, 4). Mladé křečci samci nevykazují pro VS typickou atrakci pro dospělé (5). VS jsou navíc nepodmíněná odměna až po pubertě, protože dospělí, ale nedospělí, křečci samci tvoří pro ně upravenou preferenční místo (CPP) (6, 7). Atrakce k VS, stejně jako výkon mužského sexuálního chování, závisí na aktivačních účincích testosteronu u dospělých (8, 9) a přitažlivost k VS může být vyvolána testosteronovou léčbou mladých mužů (5). Nicméně není známo, zda je posilující hodnota VS podobně závislá na testosteronu buď u dospělých, nebo u mladých křečků.
Důležitou neurální odpovědí na chemosenzorické podněty a kopulaci u hlodavců je uvolňování dopaminu v mediální preoptické oblasti (MPOA) a nucleus accumbens (Acb) (10-20). Konkrétně dopamin byl zapleten do mnoha aspektů sexuální odměny. Například systémové podávání haloperidolu, převážně antagonisty D2 dopaminového receptoru (NIMH Psychoactive Drug Screening Program, http://pdsp.med.unc.edu) snižuje bezpodmínečnou motivaci primárních ženských vizuálních, sluchových a chemosenzorických podnětů u pohlavně naivních samců potkanů a podmíněnou motivaci k čichovým podnětům dříve spojeným se sexuálním chováním (21, 22). Kromě toho je tvorba CPP pro sexuální chování u samic křečků blokována podáváním antagonisty receptoru D2 (23). Nicméně další studie zjistily, že aktivace dopaminového receptoru není u CPP potřeba pro sexuální odměny u samců potkanů a myší (24-26). Zbývá určit, zda je aktivace dopaminového receptoru nezbytná pro CPP až VS u samců křečků. Víme však, že rozdíly v chování mezi mladistvými a dospělými křečci nedotčenými gonádou se odrážejí jejich dopaminergními reakcemi na VS. Dospělí, ale ne mladiství křečci vykazují zvýšení uvolňování dopaminu a metabolismus v reakci na VS v MPOA (18). Podobně dospělí, ale nedospělí, křečci vyjadřují Fos jako odpověď na VS v oblasti Acb, ventrální tegmentální oblast a mediální prefrontální kůru (7). Proto může být pro odměnu a přitažlivost VS nezbytné získání dopaminergní funkce v dospívání.
Dopaminergní postižení v sexuální odměně je regulováno testosteronem u hlodavců. Kastrace způsobuje pokles po sexuálním chování po 2 na 8 wk, který se shoduje s poklesem bazálních hladin dopaminu a obratu v Acb a MPOA (27). Neprítomnost nebo přítomnost předpopulační dopaminergní odpovědi MPOA na stimulační ženu předpovídá zánik nebo zotavení kopulačního chování po gonadektomii a následné nahrazení testosteronu (11, 28). Kromě toho může být pohlavní chování částečně obnoveno u dlouhodobě kastrovaných samců potkanů systémovými a intra-MPOA injekcemi apomorfinu, agonisty dopaminu (29). Konečně koncentrace testosteronu a dopaminové obvody se mění během puberty (30, 31). Proto tato série studií testovala hypotézu, že testosteron aktivuje společenskou odměnu prostřednictvím vlivů na dopaminergní odměňování pomocí modelování CPP na VS u dospělých a mladých samců křečků jako modelového systému.
Materiály a metody
Zvířata
Syrští křečci (Mesocricetus auratus) byly získány od Harlan Laboratories (Madison, Wisconsin) a umístěny do vivaria s řízenou teplotou a vlhkostí s cyklem světlo: tma 14 hodin světlo: 10 hodin tma a ad libitum přístup k potravě (Teklad Rodent diet 8640; Harlan Laboratories) a voda. Po příjezdu (viz konkrétní experimenty pro věky) byli juvenilní muži ubytováni se svými mužskými sourozenci a biologickými matkami až do odstavení na P18. Odstavce a dospělí muži byli jednotlivě umístěni do čirých polykarbonátových klecí (30.5 × 10.2 × 20.3 cm). Všichni muži byli v době studie sexuálně naivní a byli použiti pouze v jednom experimentu. Šedesát dospělých křečků, přibližně 12 měsíců starých, bylo umístěno za podobných podmínek v samostatných vivariach a použity jako zdroj VS. Samice křečků byly ovariektomizovány několik týdnů před podáním hormonů pro experimentální kontrolu dne hormonálně indukovaného estru, kdy je sekrece VS maximální. Injekci jim subkutánně podali 10 μg estradiolbenzoátu a 500 μg progesteronu v sezamovém oleji 52, respektive 4 hodiny, před odběrem VS jemnou vaginální palpací. Všechny experimenty byly prováděny při <4 luxech červeného světla 1 až 5 hodin do tmavé fáze. Křečci byli léčeni v souladu s National Institutes of Health Průvodce pro péči a používání laboratorních zvířat, a protokoly byly schváleny Michigan State University Instituce pro péči o zvířata a použití výboru.
Chirurgie a implantace hormonů
Křečci v experimentálních skupinách s gonadektomií (GDX) podstoupili operaci s izofluranovou anestézou. Byly provedeny dvoustranné podélné skrotalní řezy a semeny byly odstraněny dělením distálního k ligatu (dospělí) nebo kauzálem (mladistvým). Skupiny GDX + 0 a GDX + T byly také implantovány subkutánně 2 prázdnými nebo silastickými kapslemi obsahujícími testosteron (jeden 5 mm a jeden 13 mm testosteronu [Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri], uzavřený na každém konci 4 mm silastické lepidlo, vnitřní průměr 1.98 mm, vnější průměr 3.18 mm). Tyto kapsle vytvářejí dospělé fyziologické hladiny cirkulujícího testosteronu (~ 2-7 ng / ml, Tabulka 1). Subjekty podstoupily podkožní injekci ketoprofenového analgetika v době operace a znovu 24 hodiny po.
Testy plazmatických testosteronů
Jednou hodinu po dokončení testu CPP nebo posledního čichového testu byly křečci usmrceni předávkováním pentobarbitalem sodným (150 mg / kg, intraperitoneální) a koncový vzorek krve byl odebrán pomocí srdeční punkce pro radioimunologický test cirkulujícího plazmatického testosteronu. Duplicitní vzorky 50-μl plazmatického testosteronu byly analyzovány v rámci jediného testu s použitím soupravy Coat-A-Count Total Testosteronu (Diagnostic Products, Los Angeles, Kalifornie). Minimální detekovatelná koncentrace a intra-testovací variační koeficient byly 0.08 ng / ml a 7.9% v pokusech 1 a 2 a 0.12 ng / ml a 5.8% v pokusech 3 a 4. Pět (experiment 2) a 2 (experiment 3) křečci odstranili kapsle testosteronu midexperiment a byli vyloučeni z behaviorálních nebo testosteronových analýz. Velikost závěrečné skupiny je uvedena v Tabulka 1.
CPP testy
Umístění předvolby se uskutečnilo tak, jak bylo popsáno výše (6, 7) v zařízení s prostředním prostorem 1 a vnějšími oddíly 2 (Med Associates, St. Albans, Vermont). Tyto vnější oddíly byly navrženy tak, aby umožňovaly sdružování specifických pro jednotlivé oddělení s odlišnými vizuálními, hmatovými a čichovými podněty. Zvířata byla aklimatizována na manipulaci a nové komory 2 d před začátkem režimu CPP. CPP režim zahrnoval předtest, 10 klimatizace a testy, které se vyskytovaly ve stejnou denní dobu (± 1 h) u každého křečka. Pro snížení počtu potřebných kohort a zabránění vystavení kontrolních zvířat pachu stimulu byly kontrolní zvířata umístěna v samostatné místnosti, ve které začala tmavá fáze při 8: 00 am a testování na 9: 00 am. Experimentální zvířata byla umístěna v místnostech, ve kterých začala tmavá fáze u 2: 00 pm a testování na 3: 00 pm.
Byl použit předběžný test (2 minuty ve středním kompartmentu s následným 15minutovým přístupem do všech kompartmentů) ke stanovení preference počátečního kompartmentu každého křečka bez přítomnosti jakéhokoli stimulu. Vnější oddělení, ve kterém křeček strávil více času, bylo definováno jako původně preferované oddělení. Skóre preference definované jako [čas v původně nepřednostní kompartmentu / (čas v původně preferovaném kompartmentu + čas v původně preferovaném kompartmentu)] a skóre rozdílu definované jako [čas v původně preferovaném kompartmentu - čas v původně preferovaném kompartmentu nonpreferredartment] byly vypočítány pro každé zvíře (6). Aby se zajistilo, že každý křeček měl možnost informovaně upřednostňovat, křečci, kteří nepřišli do každého oddělení minimálně 5, byli vyloučeni z dalšího tréninku. Zvířata byla přidělena experimentálním a kontrolním skupinám tak, aby se skupiny shodovaly s počáteční komorní preferencí a hodnotami preferencí a reprezentací vrhů v různých skupinách.
Po předběžném testu získali křečci v postranních oddílech celkem 10 30-minutové kondicionační relace, relace 1 za den v po sobě jdoucích dnech, střídání 5 bez podnětu a 5 stimulačně spárované relace. Během kondicionačních schůzek bez stimulace byly křečci v experimentální i kontrolní skupině umístěni do původně preferovaných oddílů, kde zůstali sami. Během stimulačně spárovaných kondicionačních sessions byly křečci v experimentální skupině umístěni do původně nepředstavených oddílů s podnětem. Křečci v kontrolních skupinách byli také umístěni do svých původně nepředstavených oddílů, ale nebyli podnětem. Tato skupina sloužila ke kvantifikaci jakýchkoli změn v preferencích nebo rozdílu skóre mezi testy, které byly připisovány habituation během kondicionování. Přístroj CPP byl důkladně vyčištěn pomocí 25% ethanolu mezi každým zvířetem a 75% ethanolem na konci každého dne kondicionování.
V experimentech 1 a 2 byly VS použity jako stimul v kondicionačních schůzkách. Hodinu před použitím bylo přibližně 500 μl VS shromážděno od samic 30 a smícháno dohromady, aby bylo zajištěno, že každý samec byl vystaven stejnému podnětu. Přibližně 15 μl VS bylo aplikováno na vodu navlhčenou bavlněnou gázu zabalenou do zkumavky Eppendorf 2-ml, trubice 1 pro každý samec. Bezprostředně před testováním byla trubka umístěna mimo dosah mužského pohlaví v horní části zadní stěny v původně nepředstavitelném oddělení ve VS párových klimatizacích pro skupinu VS. Prázdné eppendorfní zkumavky byly použity pro kontrolní skupinu ve všech kondicionačních sedimentech a pro skupinu VS v podmínkách bez stimulace. Aby bylo zajištěno vystavení neprchavým složkám VS, byly zbývající ~ 200 μl VS smíchány s 1.5 ml minerálního oleje a přibližně 10 μl této směsi bylo aplikováno kovovou stěrkou přímo na nos křečků ve skupině VS bezprostředně před křečci byli umístěni do VS párového oddílu. Čistý olej byl aplikován na nos křečků v kontrolní skupině pro všechny kondiční konference a skupiny ve skupině VS pro kondiční konference bez stimulace.
Dvacet čtyři hodin po posledním kondicionování se křečci testovali podle svých předpokladů podle stejného postupu, který byl použit pro předběžné testování. Stejně jako v předběžném testu nebyl přítomen žádný stimul a pro každé zvíře bylo vypočítáno preferenční a rozdílové skóre.
Experiment 1: Jsou testikulární hormony nutné pro tvorbu CPP pro VS u dospělých křečků?
Tento experiment testoval, zda jsou pro zobrazování CPP pro VS u dospělých křečků požadovány cirkulující hormony varlat. Pilotní studie v této laboratoři naznačovaly, že samci křečků vytvořili CPP k VS při přípravě přípravku 1 wk po gonadektomii (32), což naznačuje, že předpokládané aktivační účinky testikulárních hormonů se neočkují, podobně jako postupný pokles sexuálního chování, k němuž dochází po mnoho týdnů po gonadektomii u mužských hlodavců (33). Proto jsme v tomto experimentu studovali křečci, kteří byli GDX 10 wk před zahájením kondicionování. Všichni dospělí přišli do laboratoře na postnatální den P56-63, ale příjezdy byly rozloženy tak, aby mohly být testovány skupiny současně. Kontrolní zvířata bez stimulu byly ponechána intaktní a testována na P64-71. Křečci ve skupině GDX + 0 byli GDX v P57-64, zůstanou bez manipulace pro 10 wk a poté implantovali prázdné kapsle na P127-134, 1 wk před předběžným testem na P134-141. Skupina GDX + T byla GDX a před testováním na P57-64 byla předána testosteronová kapsle na P1-64, 71 wk, aby sloužila jako pozitivní kontrola k prokázání významné CPP. Toto uspořádání vyžadovalo kondicionování a testování zvířat v různých mladých dospělých věkových kategoriích, ale nikdy jsme nezjistili věkové rozdíly v behaviorálních nebo neurálních reakcích na testosteron v předchozích experimentech, které kontrolovaly tuto proměnnou u mladých dospělých34). Navíc jedinci GDX / testosteronem ošetřený samci křečků podobných věku ve skupině GDX + 0 spolehlivě tvoří CPP až VS (35). Proto jsme si mysleli, že udržování kontroly bez podnětu a skupin GDX + T v týdnech 10 v laboratoři bylo zbytečné a nemohlo to odůvodnit náklady na to.
Experiment 2: Je zapotřebí aktivace testosteronu a dopaminového receptoru pro CPP až VS u mladých křečků?
Tento experiment testoval zapojení dopaminu v CPP usnadněném testosteronem na VS u mladých křečků. Všechna zvířata dorazila na P12, byla testována na P20 a byla provedena v kohortách 3. Gonad-neporušené křečky byly použity jako kontroly bez stimulace, zatímco jiné skupiny byly GDX a před testováním byly podávány prázdné nebo testosteronové kapsle v týdnech P13, 1. Skupina GDX + 0 byla zahrnuta pro potvrzení, že mladiství s nízkými hladinami testosteronu (jako u zvířat nepoškozených gonádou) neukazují CPP na VS. Skupina GDX + T byla zahrnuta k určení, zda léčba testosteronem může indukovat CPP na VS. Zbývající skupiny byly všechny GDX + T a byly podány intraperitoneální injekce haloperidolu (0.05, 0.15 a 0.45 mg / kg) nebo vehikula propylenglykolu 30 minut před VS a no-stimulačními kondicionačními sedmi. Haloperidol je silný antagonista D2, ale může také méně účinně vázat D1, adrenergní a sigma receptory (NIMH Psychoactive Drug Screening Program, http://pdsp.med.unc.edu/). Bez podnětu, kontrolní skupiny GDX + 0 a GDX + T dostávaly injekční dávku propylenglykolu 30 min před oběma kondicionačními sedmi.
Experiment 3: Dochází antagonismus dopaminového receptoru samotný v tom, že preferuje mladé křečci?
Tento pokus byl navržen tak, aby určil, zda dávky haloperidolu používané v experimentu 2 neměly žádné vnitřní averzní vlastnosti u křečků ošetřených testosteronem, takže by vyvolával kondici podmíněného místa (CPA). Pokud tak učiní, prevence CPP pro VS v experimentu 2 může být způsobena vyloučením kondicionovaného prostředí s haloperidolem. Všechna zvířata dorazili na P11 nebo P12, byli GDX + T v P13, předběžně testovali na P20 a běhali v kohortách 2 rozložených v den 1. Jako popsaná byla použita podobná paradigma kondicionování, ale haloperidol byl podán v původně upřednostňované komoře ve snaze snížit počáteční preference a nebyla použita žádná VS. V kardiologickém pořadu byl kvantifikován také pohybový pohyb (počet změn v infračerveném lomu) a výkonech stolice jako indikátory fyziologických účinků haloperidolu.
Nepodmíněný test přitažlivosti
Experiment 4: Má antagonismus dopaminového receptoru vliv na přitažlivost k VS u mladých křečků?
Tento experiment stanovil, zda haloperidol snižuje atraktivní vlastnosti VS. Byly použity zvířata, které byly z experimentu 3 vyloučeny po předběžném testu (a před expozicí haloperidolu) z důvodu nedostatečného průzkumu; tak tito muži přišli na P11-12, byli léčeni GDX a testosteronem na P13 a testovali se na 5 dnech na P28-32. VS byly odebrány od stimulačních samic 1 den před prvním dnem testování, jak je popsáno; VS od kmenů ~ 14 byly smíchány s 100 μl minerálního oleje do 1 trubek 5 Eppendorf. Trubky byly skladovány při teplotě 4 ° C, dokud se trubice 1 rozmrazila 30 minut před začátkem testování každý den. Kovová stěrka byla použita k rozmazání přibližně 15 μl čistého minerálního oleje nebo směsi VS na skleněnou šoupátko 1 na křeček bezprostředně před testem. Čistý a VS-namazaný snímek byl nalepen přibližně 5 cm na stěnu na protilehlých stranách skleněných akvárií (51 × 26 × 31.5 cm) v postupu upraveném z (36, 37). Umístění zápachu bylo vyváženo napříč skupinami a uvnitř zvířete.
Ve dnech 1 a 5 byla zvířatům injekce intraperitoneálně propylenglykolovým vehikulem 30 minut před testem. Ve dnech 2 až 4 byly zvířatům injikovány přípravky 0.05, 0.15 nebo 0.45 mg / kg haloperidolu v protizákonném pořadí. Zvířata zůstávala ve své kolonii až do okamžiku, kdy byla testována. Začátek testování, křečci byli umístěni uprostřed akvária a jejich chování bylo živě zaznamenáno a videozáznam byl zaznamenán za 5 minuty. Po dokončení testu byli křečci navráceni do kolonie, odstraněni klouzání a akvárií vyčištěni 75% ethanolem. Délka času, který křeček vynaložil na vyšetření každého snímku, s nosem menším než 0.5 cm od skluzu, byl kvantifikován z videozáznamů žalostnou žaludkou k umístění zkumavky VS. Za každé zvíře bylo vypočteno skóre přitažlivosti (čas s časovým odstupem VS s olejovým sklíčkem).
Statistická analýza
Chcete-li potvrdit, že všechny kontrolní a experimentální skupiny měly podobné počáteční preferenční a rozdílové skóre, byla použita jednocestná ANOVA. Abychom zjistili, zda podněty indukují CPP nebo CPA v pokusech 1 až 3, byly analyzovány změny preferenčních a rozdílových skóre, jak bylo uvedeno dříve (7). Změny v preferenčních a rozdílových skóre byly stanoveny odečtením předtestových opatření od testovacích opatření pro každého křečka. U kontrolních zvířat byla stanovena průměrná měřítka změny skóre preference a skóre rozdílu, aby poskytla standard pro nepodmíněnou změnu. Měření změny kontroly v preferenčních a rozdílových skóre byla poté odečtena od skóre každého experimentálního zvířete, aby se opravila jakákoli nepodmíněná změna. Kontrolní opatření proto nejsou na obrázcích zobrazena. Opravené změny v preferenčních a rozdílových skóre byly poté použity v 1-vzorku t testy v rámci každé skupiny, porovnání hodnoty s nulou, aby se vyhodnotily významné rozdíly od náhodných preferencí. Tyto statistické postupy jsou podobné těm z předchozích studií, které používaly spárované t testy pro určení změn v preferencích a skóre rozdílů v rámci skupiny (6, 38-43). Kromě toho korekce pro nepodmíněné změny pozorované u kontrolních zvířat snižuje pravděpodobnost falešně pozitivních výsledků, jelikož jakékoliv počáteční preference pro vnější část mohou být někdy sníženy po opakovaných ekvivalentních expozicích k těmto komorám (6, 7). Bylo zapotřebí významných změn jak v preferencích, tak v rozdílových skórech, aby se dospělo k závěru, že byla stanovena CPP. Za účelem posuzování účinků haloperidolu na fyziologické proměnné v experimentu 3 byly spárovány vzorky t testy byly použity pro srovnání pohybu a výdechu fekálních nemocí v komorách s haloperidolem a vehikulem v každé skupině s dávkou haloperidolu.
Aby bylo možné zhodnotit, zda antagonista dopaminových receptorů haloperidole ovlivnil bezpodmínečnou přitažlivost k VS v experimentu 4, byla použita opakovaná měření ANOVA k testování účinku dávky haloperidolu na skóre přitažlivosti, t následné testy a korekce Bonferroni. Navíc 1-vzorek t testy byly použity k určení, zda se preference každé skupiny dávek a rozdíly rozdílů významně lišily od náhodných, polovičních nebo nulových. Měření z injekcí vehikula v první a poslední den testování se nelišila a byla průměrována společně pro každé zvíře. Ke stanovení účinků léčiva na počet křížení linií byla použita ANOVA pro opakované měření, aby byly indikovány účinky léčiva na pohybovou aktivitu. Ve všech analýzách P <05 byla považována za významnou a všechny statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru SPSS (PASW Statistics 20; SPSS, An IBM Company, Chicago, Illinois).
výsledky
Experiment 1: Jsou testikulární hormony nutné pro tvorbu CPP pro VS u dospělých křečků?
Dlouhodobé dospělé křečci GDX nedokázali vytvořit CPP pro VS (Obrázek 1). Nebyly pozorovány žádné změny preferencí nebo rozdílu skóre skupiny GDX + 0 v důsledku kondicionování s VS, neboť vzorka 1 t že ani opravená změna preferencí (t(9) = -1.98, NS) nebo rozdíl (t(9) = 1.19, NS) byly významně odlišné od nuly. Naproti tomu skupina GDX + T ukázala CPP jako VS jako 1 t že korigovaná změna preferencí (t(9) = 4.06, P <01) a rozdíl (t(9) = -4.23, P Skóre <01) se významně lišila od nuly. Skupiny se nelišily ve svém počátečním skóre preferencí (F(2,29) = 2.17, NS) nebo rozdílové skóre (F(2,29) = 1.95, NS). Nedávná expozice testikulárních hormonů je proto nezbytná pro CPP vyvolanou VS.
Experiment 2: Je zapotřebí aktivace testosteronu a dopaminového receptoru pro CPP až VS u mladých křečků?
Testosteron byl dostatečný k podpoře CPP pro VS u mladých křečků (Obrázek 2). Skupina GDX + T VS, která dostala vstřikování do vozu, ukázala CPP do VS jako 1 t že korigovaná změna preferencí (t(5) = 3.11, P <05) a rozdíl (t(5) = -2.77, P Skóre <05) se významně lišila od nuly. Skupina GDX + 0 VS nevykázala významnou korigovanou změnu v preferenčním ani rozdílovém skóre v důsledku úpravy (t(6) = 0.09 [NS] a t(6) = -1.74 [NS]), replikační účinky pozorované u nedospělých mláďat s podobnými koncentracemi cirkulujícího hormonu (7). Navíc antagonismus dopaminového receptoru blokuje CPP pro VS u mladých křečků ošetřených T (Obrázek 2). CPP byl blokován haloperidolem ve všech dávkách 3: skupiny 0.05-, 0.15- a 0.45-mg / kg GDX + T VS neukázaly korigované změny preferenčních skóre (t(7) = 0.35 [NS], t(6) = 0.52 [NS] a t(7) = -0.10 [NS], resp.t(7) = -0.44 [NS], t(6) = -0.18 [NS] a t(7) = 0.31 [NS]), které se výrazně liší od nuly v důsledku kondicionování. Skupiny se nelišily v počátečním preferenčním skóre (F(5,47) = 0.27, NS) nebo rozdílové skóre (F(5,47) = 0.26, NS).
Experiment 3: Dochází antagonismus dopaminového receptoru samotný v tom, že preferuje mladé křečci?
Dolní dávky 2u haloperidolu nebyly nepříznivé (Obrázek 3). Ani skupina 0.05 ani 0.15 mg / kg neukázala CPA haloperidolu, neboť 1-cesta t že ani opravená změna preferencí (t(7) = -0.23 [NS] a t(8) = 0.55 [NS]), ani rozdíl (t(7) = -0.02 [NS] a t(9) = -0.54 [NS]) byly významně odlišné od nuly. Byla detekována CPA s nejvyšší dávkou haloperidolu. Jednosměrný t testy ukázaly, že opravená změna preferenčního skóre byla výrazně odlišná od nuly (t(7) = 2.55, P <05), ale opravená změna rozdílového skóre nebyla (t(7) = -1.88, NS). Skupiny se nelišily v počátečním preferenčním skóre (F(3,32) = 0.01, NS) nebo rozdílové skóre (F(3,32) = 0.14, NS). Haloperidol měl malý vliv na pohybovou aktivitu a počet fekálních nemocí (Obrázek 4). Spárované vzorky t testy prokázaly, že pohyb nebyl ovlivněn haloperidolem při dávkách 0.00-, 0.05-, 0.15- nebo 0.45-mg / kg (t(8) = -0.26 [NS], t(8) = 0.28, [NS], t(8) = 0.26 [NS] a t(8) = 1.21 [NS]). Výstupy stolice byly zvýšeny při dávce 0.45-mg / kg (t(8) = -2.67, P <05), ale ne při dávkách 0.00-, 0.05- nebo 0.15 mg / kg (t(8) = -1.10 [NS], t(8) = -0.59 [NS] a t(8) = -1.74 [NS]).
Experiment 4: Má antagonismus dopaminového receptoru vliv na přitažlivost k VS u mladých křečků?
Antagonismus dopaminového receptoru ovlivnil přitahování k VS způsobem závislým na dávce (Obrázek 5). Při analýze opakovaných opatření byl pozorován významný účinek dávky v bodě přitažlivosti s korekcí Greenhouse-Geisser, F(1.42,11.38) = 9.802, P <01, tak, že v následném sledování t testů, skóre vehikula se významně lišilo od skóre dávky 0.05-, 0.15- a 0.45-mg / kg (t(8) = -4.74, -3.46 a -3.80, všechny P <01). Avšak t-testy s jedním vzorkem, které porovnávají rozdílné skóre s náhodnou preferencí mezi sklíčky (nula), naznačují, že přitažlivost k VS byla stále neporušená ve skupině s 1 mg / kg, jako ve skupině s vehikulem: 0.15- a 0.00- Skóre přitažlivosti dávky mg / kg se významně lišilo od náhody (t(8) = 4.22, P <01 a t(8) = 2.81, P <05), zatímco skóre dávky 0.05 a 0.45 mg / kg se nelišilo od náhody (t(8) = 1.72 a -0.11, obě NS). Nebyly zjištěny žádné účinky dávky na počet křižovatek pomocí opakovaných měření ANOVA (F(3,24) = 0.11, NS), údaje nejsou zobrazeny. Haloperidol tedy významně snížil přitažlivost k VS v některých dávkách.
Fyziologické opatření
Fyziologická opatření jsou uvedena v Tabulka 1 a potvrzují účinnost testosteronových kapslí při zvyšování cirkulujícího testosteronu v obou věkových kategoriích. Skupiny ve stejném věku se při tělesné hmotnosti nelišily.
Diskuse
Tyto studie demonstrují, že vnímání druhově specifického chemosenzorického podnětu jako odměňování je závislý na testosteronu a zahrnuje aktivaci dopaminových receptorů. Konkrétně jsme zjistili, že dlouhodobé dospělé samci GDX samčích křečků netvoří CPP k VS, zatímco testosteronová léčba mláďat je dostatečná k tomu, aby jim umožnila vytvořit CPP pro VS. Kromě toho antagonista receptoru D2 haloperidolu zabránil expresi CPP vůči VS u mladých křečků léčených testosteronem. Z těchto zjištění vyvozujeme, že dospívající zrání zpracování sociálních informací je výsledkem pubertalního zvyšování cirkulujícího testosteronu, který díky dosud neidentifikovaným vlivům na dopaminergní okruhy vede k vnímání ženských chemosenzorických podnětů a prostředí spojených s těmito podněty jako odměňování.
Testosteron a sociální odměna
Vzhledem k nutnosti testosteronu v odměně VS v dospělosti a schopnosti testosteronu podporovat odměnu VS u mladistvých zvířat, předpokládáme, že 1) odměňující se reakce na VS přirozeně vznikají normálně kvůli pubertalnímu zvýšení cirkulujícího testosteronu a 2 ) žádné jiné hormonálně závislé nebo nezávislé dospívající vývojové procesy jsou nezbytné pro odměnu VS. Organizační účinky testosteronu během puberty se nevyžadují za odměnu VS, protože zvířata, která byla během puberty zbavena gonadálních hormonů a léčena testosteronem v dospělosti, vykazují robustní CPP k VS (35). Aktivační účinky testosteronu ve VS CPP odráží ty, které se projevují ve studiích přitažlivosti k VS u mladistvých i dospělých a v chování sexuální odezvy, které se obvykle během dospívání zvyšují (5, 9, 44). Ačkoli mechanismus, kterým testosteron usnadňuje odezvu odměny na VS, nebyl specificky identifikován, navrhujeme, aby podporoval dopaminergní tón prostřednictvím aktivace receptoru D2.
Dopamin a sociální odměna
Naše studie demonstruje roli při aktivaci receptoru D2 v odměňujícím se výkladu VS, jelikož antagonista receptoru D2 haloperidolu blokoval CPP na VS. Tato blokáda je způsobena snížením atraktivních a obohacujících vlastností VS, jak dokládá nepodmíněný test přitažlivosti. Ačkoli tyto účinky teoreticky mohou být přičítány haloperidolu indukovanému snížení čichových schopností (45), Bylo již prokázáno, že aktivace receptoru D2 snižuje citlivost a diskriminaci čichové (46-48). Navíc, v pilotních studiích, křečci vystavení dokonce i nejvyšší dávce haloperidolu byli i nadále schopni rozpoznat olfactory chování (49). Navíc blokáda CPP nebyla způsobena averzními vlastnostmi haloperidolu, které způsobily, že se zvíře vyvarovalo CPP kompartmentu spojeného s haloperidolem, protože experiment 3 prokázal, že nižší dávky přípravku Haloperidol, 2 a 0.05 mg / kg 0.15 nebyly nepříznivé. Navíc haloperidol neovlivnil pohyb a postižený výtok stolice byl podáván pouze při nejvyšší dávce. Vzhledem k tomu, že fikální výtoky byly klasicky používány jako indikátor úzkosti a averze (50), tyto nálezy jsou paralelně s tvorbou CPA na nejvyšší dávku haloperidolu, ačkoliv je jedním z tvrzení, že aktivace D2 receptorů inhibuje motilitu střev v enterálním nervovém systému (51). Celkově je nepravděpodobné, že by haloperidol interferoval se senzorickou detekcí VS nebo že je sám o sobě averzivní při nižších dávkách použitých v této studii; proto jsme dospěli k závěru, že aktivace receptoru D2 je vyžadována pro VS, aby byla vnímána jako obohacující.
Dopamin byl předtím zapojen do několika aspektů sexuálního chování, včetně předvídatelného nebo chuťového chování (52), kopulační nebo konzumní chování (53) a posilující reakce na sexuální interakce (23). Kromě toho je dopaminergní účinek u receptorů D2 pravděpodobně důležitý pro sdružování socio-sexuálních podnětů s environmentálními nebo jinými podněty. Systémové nízké dávky nešpecifického antagonisty dopaminu blokují preferovanou mateřskou preference u samic potkanů (54) a agonista D2 během koexistence s vonícím partnerem stejného pohlaví indukuje partnera stejného pohlaví pro podobně vonící muže u samců potkanů (55). Práce v monogamním prériovém volle dále podporuje důležitost receptoru D2 při sdružování sexuální odměny se stimuly nebo jednotlivci, protože systémové injekce D2, ale ne D1, receptorový agonista a antagonista usnadňují a narušují partnerskou preferenci u mužských volů (resp.56). Současná studie podporuje úlohu aktivace receptoru D2 při posilování reakcí na nepodmíněná sociální podráždění u pohlavně naivních zvířat a paraleluje účinky haloperidolu při snižování motivace primárních ženských zrakových, sluchových a chemosenzorických podnětů u pohlavně naivních samců potkanů57).
Protože jsme zjistili, že vícenásobné oblasti mozku citlivé na dopamin, včetně amygdaly, MPOA a Acb, jsou zapojeny do behaviorálních odpovědí na VS7, 18), byla systémová intervence použita pro antagonizaci dopaminových receptorů na více předpokládaných místech účinku. Ačkoli místo (místa) působení dopaminu nelze z této studie určit, existuje několik pravděpodobných kandidátů. Agonisté a antagonisté dopaminu do MPOA usnadňují a snižují výkon sexuálního chování u samců a samic potkanů (58-61). Kromě toho je MPOA zapojena do předvídatelného sexuálního chování a ženských preferencí (62, 63). Mezolimbický systém se nezdá být zapojen do výkonu kopulačního chování, s výjimkou obecných motorických schopností (63, 64). Avšak dopaminergní účinek u Acb může být zapleten do předvídatelného sexuálního chování, jako je zvýšená lokomotorická aktivita a erekce v reakci na příznaky žen, nezávisle na motorických účincích (62, 65). Kromě toho je Acb důležitý v párování a mate-cue sdružení, jak dokládá práce ve voles (66, 67). Takže dopaminový účinek v MPOA, Acb nebo v obou oblastech může být důležitý pro CPP až VS.
Testosteronová modulace dopaminergních systémů
Předchozí výzkum ukazuje změnu v obsahu dopaminu, transporterů, receptorů a synaptických odezev souvisejících s puberty v Acb (68-73). Zda byly tyto změny závislé na pubertalním vzestupu testosteronu, nebyla studována, s výjimkou, že adolescentní vzorec počáteční nadprodukce a následného prořezávání receptorů D1 a D2 u potkanů Acb nastává nezávisle na přítomnosti nebo nepřítomnosti gonadálních hormonů74). Ačkoli vývojové změny v MPOA dopaminu byly dobře studovány u ženských hlodavců (75), je méně známo o změnách dopaminergního tónu dospívajících u mužského MPOA. Avšak citlivost hormonu na dospělém MPOA je dobře zavedená. Několik studií prokázalo, že dlouhodobá (2-8 wk) gonadektomie vede ke zvýšení počtu dopaminergních ton v MPOA, včetně obsahu tkání a amfetaminem indukovaného uvolňování dopaminu, ale snížení extracelulárního dopaminu u potkanů v klidu (27, 76-79). Důležité je, že dopaminergní odpovědi MPOA na podněty u dospělých samců potkanů jsou podobně modulovány testosteronem (11, 28). Ačkoli účinky kastrace ve ventrálním striatu jsou méně konzistentní než účinky v MPOA, gonadektomie 28 d obecně snižuje koncentrace dopaminu a DOPAC v tkáni Acb (27, 80, 81). Je tedy pravděpodobné, že normativní zvýšení cirkulujícího testosteronu během adolescence podporuje dopaminergní uvolňování v odpovědi na VS, v MPOA, Acb nebo v obou, čímž se podporuje odměna VS. Mnohé z těchto studií však byly provedeny u dospělých zvířat a je zapotřebí více práce k potvrzení této hypotézy ve vývoji mozku, protože účinky vystavení testosteronu u mladých zvířat se mohou lišit od účinků u dospělých (34).
Společně tyto studie demonstrují důležitost testosteronu a dopaminu při odměňování odpovědí na nepodmíněný sociální podnět. Testosteronový a dopaminový systém dozrávají během adolescence, kdy je obvykle získávána kvalita odměňování VS. Je třeba poznamenat, že dopaminergní okruh by mohl být funkční u mladistvých zvířat, aby zprostředkoval CPP k VS, ale že pro odměnu VS je také nutná aktivace některých neurálních obvodů závislá na testosteronu. Nicméně nejdůležitější vysvětlení, vzhledem k podpůrným důkazům, spočívá v tom, že léčba testosteronem u mladistvých zvířat napodobuje normativní zvýšení pubertalního testosteronu, což zase ovlivňuje dopaminergní systém, aby umožnil VS odměnu.
Poděkování
Autoři vděčně oceňují Jane Venier, Andrew Kneynsberg, Elaine Sinclair, Susie Sonnenschein, Joshua Paasewe, Jennifer Lampen a Shannon O'Connell za jejich mnoho hodin pomáhání s CPP. Autoři navíc oceňují užitečnou zpětnou vazbu od experimentálního designu a psaní od Kayly De Lorme a Maggie Mohr.
Tato práce byla podpořena granty národních institucí zdravotnictví R01-MH068764 (do CS), T32-MH070343 (do MB) a T32-NS44928 (do MB).
Shrnutí zveřejnění: Autoři nemají nic, co by zpřístupnilo.
Poznámky pod čarou
Zkratky:
- Acb
- nucleus accumbens
- CPA
- podmíněné vyloučení místa
- CPP
- podmíněné místo
- GDX
- gonadektomizované
- MPOA
- mediální preoptickou oblast
- VS
- vaginální sekrece.
Reference