Komentáře: Norepinefrin (Noradrenalin) se uvolňuje během šokujících nebo úzkostných událostí, jako jsou šokující internetové porno scény. Uživatelé mohou směřovat k šokujícímu nebo rušivějšímu materiálu, protože silně stimulují obvody odměňování.
J Neurosci. 2003 Mar 1;23(5):1879-85.
Ventura R1, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S.
Abstraktní
Zvyšující se důkazy ukazují na významné zapojení kortikálních oblastí do návykových mechanismů. Noradrenergní přenos v mediálním prefrontálním kortexu (mpFC) prokázal, že ovlivňuje motorické účinky amfetaminu, ačkoli neexistují žádné důkazy o jeho zapojení do odměňujících účinků tohoto psychostimulantu.
Současné experimenty byly zaměřeny na zkoumání možnosti selektivní účasti prefrontálního kortikálního norepinefrinu (NE) na odměňování-posilující účinky amfetaminu. Abychom tak učinili, vyhodnotili jsme účinky selektivního vyčerpání MPFC NE u myší inbredního kmene C57BL / 6J, což je pozadí běžně používané v molekulárních přístupech, o nichž je známo, že jsou vysoce náchylné k odměňujícím účinkům psychostimulantu. V první sérii experimentů jsme prokázali nepřítomnost preferencí podmíněného místa indukovaného amfetaminem u myší nesoucích prefrontální NE vyčerpání. Ve druhé sérii experimentů jsme prokázali, že stejná léze dramaticky snižuje uvolňování dopaminu vyvolané amfetaminem vyvolaným mezoakcumbeny, měřeno intracerebrální mikrodialýzou.
Tyto výsledky naznačují, že noradrenergní prefrontální přenos, který umožňuje zvýšení uvolňování dopaminu v nucleus accumbens indukovaném amfetaminem, je kritickým faktorem pro odměňující a posilující účinky tohoto léčiva.
Úvod
Léky zneužívání patřící do různých tříd, i když mají různé primární molekulární cíle, zvyšují přenos dopaminu (DA) v nucleus accumbens (NAc) (Di Chiara a Imperato, 1988; Wise a Rompre, 1989; Weiss a kol., 1992; Pontieri a kol., 1995; Koob a kol., 1998; Robbins a Everitt, 1999). Kromě toho se předpokládá, že jak odměňující-posilující, tak motorizující účinek návykových látek závisí na zvýšené uvolňování DA v rámci NAc (Wise a Rompre, 1989; Di Chiara, 1995; Koob a kol., 1998).
Na druhou stranu se stále zvyšují důkazy o významném zapojení mořského norepinefrinu (NE) do behaviorálních a centrálních účinků zneužívání drog. Bylo tedy prokázáno, že myši, které postrádají norepinefrinový transportér, jsou hypersenzitivní na psychostimulanty (Xu a kol., 2000). Naproti tomu myši, které postrádají α1b-adrenergní receptory, jsou hypersenzitivní vůči behaviorálním účinkům psychostimulantů a opioidů (Drouin a kol., 2002b) a zvyšující se účinky amfetaminu (Amph) na uvolňování dopaminuAuclair a kol., 2002). Navíc se prokázalo, že prazosin, antagonista α1-adrenergního antagonisty, vstřikovaný buď systemicky nebo lokálně do prefrontální kůry, redukuje lokomotorickou hyperaktivitu indukovanou d-amfetaminemSnoddy a Tessel, 1985; Dickinson a kol., 1988; Blanc a kol., 1994; Darracq a kol., 1998). Konečně, nezávislé studie podporují úlohu a1-adrenoreceptorů u amfetaminem indukovaných mezoakkumbentů DA (Pan et al., 1996; Darracq a kol., 1998; Shi a kol., 2000).
Kortikální NE může mít v těchto účincích rozhodující úlohu. Ve skutečnosti jsou noradrenergní projekce difuzní skrze mozkovou kůru a koncentrace NE překračují také koncentrace DA v mediální prefrontální kůře (mpFC). Kromě toho velké množství důkazů naznačuje, že MPFC se podílí na zprostředkování odměňování a motorických stimulujících účinků návykových látek u hlodavců (Carter a Pycock, 1980 ; Bubser a Schmidt, 1990; Tzschentke a Schmidt, 1998a,b). Konečně se zvyšují důkazy o významném zapojení kortikálních oblastí do návykových mechanismů. Ve skutečnosti zobrazovací studie u lidí naznačují, že orbitofronální kůra, specifická oblast prefrontální kůry, se podílí na zesíleném chování, podmíněných reakcích a vzorcích kompulzivního užívání léků (Volkow a Fowler, 2000).
Amfetamin je vysoce návykový psychostimulant, který silně stimuluje lokomotorickou aktivitu a má silné posilující a odměňující účinky měřené podmínkou podmíněné polohy (CPP) (Vezina, 1993; Cabib a kol., 2000; Robinson a Berridge, 2001). Psychostimulant uvolňuje NE mnohem účinnější než DA (Kuczenski a Segal, 1997; Rothman a kol., 2001). Nicméně, ačkoli řada nedávných zpráv naznačuje zapojení MPFC NE v amf-indukované hyperlocomoci a mezoakkumbeni DA uvolňování (Blanc a kol., 1994;Darracq a kol., 1998), neexistují žádné údaje o roli MPFC NE v odměňování účinku tohoto psychostimulantu.
Zkoumali jsme účinek selektivní deplece NEP na MPFC na odměřující-posilující účinky amfetaminu, měřeno pomocí CPP u myší kmene C57BL / 6J inbred, což je pozadí běžně používané v molekulárních přístupech, o nichž je známo, že jsou vysoce náchylné k stimulačně odměňujícím účinky amfetaminu (Puglisi-Allegra a Cabib, 1997; Cabib a kol., 2000). Navíc jsme zhodnotili účinky prefrontalní NE vyčerpání amf-indukované mezoakkumbens DA uvolňování. Ve skutečnosti existují přesvědčivé důkazy o významné roli uvolňování DA mezoakcumbens v CPP indukované amfetaminem (Carr a White, 1986;Olmstead a Franklin, 1996; Schildein a kol., 1998).
Materiály a metody
Zvířata
Samce myší inbredního kmene C57BL / 6JIco (C57) (Charles River, Calco, Itálie), 8-9 týdnů staré v době pokusů, byly uloženy, jak bylo popsáno výše (Ventura a kol., 2001). Každá experimentální skupina sestávala ze zvířat 5-12. Všechny pokusy byly provedeny podle italského národního zákona (DLM, 116 / 92) o používání zvířat pro výzkum.
Drogy
D-amfetamin sulfát, chloralhydrát, 6-hydroxydopamin (6-OHDA) a GBR 12909 (GBR) byly zakoupeny od firmy Sigma (Milán, Itálie). Amf (2.5 mg / kg), chloralhydrát (450 mg / kg) a GBR (15 mg / kg) byly rozpuštěny ve fyziologickém roztoku (0.9% NaCl) a injikovány intraperitoneálně v objemu 10 ml / kg. 6-OHDA byl rozpuštěn ve fyziologickém roztoku obsahujícím Na-metabisulfit (0.1m).
Upřednostňovaná předvolba místa
Behaviorální experimenty byly prováděny za použití CPP přístroje (Cabib a kol., 1996, 2000). Přístroj sestával ze dvou šedých plexisklových komor (15 × 15 × 20 cm) a středové dráhy (15 × 5 × 20 cm). Dvě posuvné dveře (4 × 4 cm) spojily dráhu s komorami. V každé komoře byly jako podmíněné podněty použity dva trojúhelníkové rovnoběžky (5 × 5 × 20 cm) vyrobené z černého plexiskla a uspořádané v různých vzorcích (vždy pokrývající stejný povrch komory). Postup školení pro úpravu místa byl popsán dříve Cabib et al. (1996, 2000). Stručně ve dne 0 (předběžná zkouška), myši mohli volně prozkoumat celý přístroj za min. 15. Během následující studie 9 d (fáze kondicionování) byla myši denně omezena na 40 min alternativně v jedné ze dvou komor. U každého zvířete během fáze kondicionování byl jeden ze vzorků konzistentně spárován s fyziologickým roztokem a druhý s fyziologickým roztokem nebo Amph (2.5 mg / kg). Párování bylo vyváženo, takže pro polovinu každé experimentální skupiny byla Amph spárována s jedním ze vzorků a polovina z nich s druhým. Testování bylo provedeno v den 10 as pro předběžný test.
Behaviorální údaje byly shromážděny a analyzovány metodou "EthoVision" (Noldus informační technologie, Wageningen, Nizozemsko), plně automatizovaný systém sledování videa (Spink a kol., 2001). Stručně řečeno, videokamera CCD zaznamenává experimentální systém. Signál je pak digitalizován (hardwarovým zařízením nazývaným grabber rámce) a předán do paměti počítače. Později se digitální data analyzují pomocí softwaru EthoVision, aby se získala "vzdálenost přesunuta" (v milimetrech), použitá jako míra pohybu a "čas strávený" (v sekundách), používaný jako surovina pro preferenční skóre v každém sektoru přístroje každým subjektem.
Mikrodialýza
Zvířata byla anestetizována chloralhydrátem, namontovaným ve stereotaktickém rámu (David Kopf Instruments, Tujunga, CA) vybavený myšovým adaptérem a jednostranně implantován vodicí kanyla (nerezová ocel, vnější průměr hřídele, 0.38 mm, Metalant, Stockholm, Švédsko ,) v mpFC nebo v NAc. Délka vodící kanyly byla 1 mm pro mpFC a 4.5 mm pro NAc. Vodící kanyla byla fixována epoxidovým lepidlem a k další stabilizaci byl přidán zubní cement. Souřadnice z bregma [měřeno podle atlasu Franklin a Paxinos (1998)] byly následující (v mm): + 2.52 anteroposterior a 0.6 boční pro mpFC; a + 1.60 anteroposterior a 0.6 laterální pro NAc [včetně většinou subdivize shellu (Franklin a Paxinos, 1998)]. Sonda (délka dialýzní membrány, 2 mm pro mpFC a 1 mm pro NAc, vnější průměr 0.24 mm, MAB 4 měďová mikrodialyzační sonda, Metalant) byla zavedena 24 hr po implantaci vodící kanyly. Zvířata byla lehce anestetizována, aby se usnadnilo manuální vkládání mikrodialyzátorové sondy do vodící kanyly. Membrány byly testovány in vitro obnovení DA a NE v den před použitím k ověření využití.
Sonda mikrodialýzy byla připojena k čerpadlu CMA / 100 (Carnegie Medicine, Stockholm, Švédsko) pomocí potrubí polyethelen-20 a dvoukanálové kapaliny s ultra nízkým točivým momentem (model 375 / D / 22QM; Instech Laboratories, Plymouth Meeting, PA) umožňující volný pohyb. Umělý CSF (v mm: 147 NaCl, 2.2 CaCl2a 4 KCl) (Pontieri a kol., 1995) byla čerpána dialyzační sondou s konstantním průtokem 2 μl / min. Pokusy byly prováděny 22-24 hr po umístění sondy. Každé zvíře bylo umístěno do kruhové klece vybavené mikrodialyzačním zařízením (Instech Laboratories) a podložkou na klec na podlaze. Perfuze dialýzy byla zahájena 1 hod. Později. Po zahájení dialýzní perfúze byly myši ponechány nenarušeny ~ 2 hod před odebráním základních vzorků. Dialysát byl shromážděn každých 20 min pro 180 min. Byly odebrány tři výchozí vzorky před léčbou. Byly zaznamenány pouze údaje z myší s správně umístěnou kanyla. Umístění byla posuzována barvením na methylenové modři. Na obrázku 1 je znázorněno umístění mikrodialyzačních sond v mpFC a NAc. Dvacet mikrolitrů vzorků dialyzátu bylo analyzováno pomocí HPLC. Zbývajících 20 μl bylo uchováno pro možnou následnou analýzu. Koncentrace (pg / 20 μl) nebyly korigovány na zotavení sondy. Průměrná koncentrace tří vzorků odebraných bezprostředně před ošetřením (<10% variace) byla brána jako bazální koncentrace.
Umístění mikrodialýzních sond v mediální prefrontální kůře a nucleus accumbens. Siluety sondy byly kresleny na reprezentativní úseky myší mozku a rozsah implantačních míst. Kruhy představují oblasti vyrazené pro analýzu tkáně. Podrobnosti naleznete v části Materiály a metody. The Čísla uveďte milimetry rostral na bregma podle Franklin a Paxinos (1998).
Systém HPLC sestával z systému Alliance (Waters Corporation, Milford, MA) a coulometrického detektoru (model 5200A Coulochem II; ESA, Chelmsford, MA) opatřeného kondicionační buňkou (M 5021) a analytickou buňkou (M 5011). Kondicionační buňka byla nastavena na 400 mV, elektroda 1 na 200 mV a elektroda 2 na -250 mV. Byla použita kolona Nova-Pack C18 (3.9 × 150 mm; Waters Corporation) udržovaná na teplotě 33 ° C. Průtok byl 1.1 ml / min. Mobilní fáze byla popsána výše (Westerink a kol., 1998). Limit detekce testu byl 0.1 str.
NE vyčerpání v MPFC
Anestezie a chirurgická sada jsou popsány v předchozím odstavci. Zvířatům byla injikována GBR (15 mg / kg) 30 min před mikroinjekcí 6-OHDA pro ochranu dopaminergních neuronů. Bilaterální injekce přípravku 6-OHDA (1.5 μg / 0.1 μl / 2 min pro každou stranu) byla provedena do mpFC [souřadnice: + 2.52 anteroposterior, ± 0.6 lateral; -2.0 ventrální s ohledem na bregmu (Franklin a Paxinos, 1998)] pomocí kanyly z nerezavějící oceli (vnější průměr 0.15 mm, UIMED, Lausanne, Švýcarsko) připojené k injekční stříkačce 1 μl polyethylenovou trubicí a poháněné čerpadlem CMA / 100. Kanyla byla ponechána na místě po dobu dalších 2 min po ukončení infuze. Podobná léčba byla provedena na zvířatech sham (Sham), ale byl podán intracerebrální vehikulum. Zvířata byla použita pro mikrodialyzaci nebo behaviorální experimenty 7 d po operaci.
NE a DA tkáňové hladiny v mpFC stejně jako v NAc byly hodnoceny tak, jak bylo popsáno výše (Ventura a kol., 2001), aby se vyhodnotilo množství a rozsah vyčerpání. Mozok byl fixován svisle na mrazicí desce zmrazeného mikrotomu. Děrování obou hemisfér byly získány z řezů mozku (koronální sekce), které nebyly silnější než 300 μm. Byly použity trubky z nerezové oceli s vnitřním průměrem 0.8 (NAc) nebo 2.3 mm (mpFC). Souřadnice byly měřeny podle atlasu Franklin a Paxinos (1998) (koronální úseky jako mm z bregma): mpFC, dva plátky od 2.96 do 2.34; NAc, tři plátky od 1.70 po 0.98. Na obrázku 1 je reprezentováno děrování. Razníky byly uloženy v tekutém dusíku až do dne analýzy.
DA a NE byly stanoveny současně s použitím HPLC s reverzní fází spojenou s elektrochemickou detekcí Coulochem. V den analýzy byly zmrazené vzorky zváženy a homogenizovány v 0.1N HClO4 obsahující 6 mmNa-metabisulfit a 1 mm EDTA. Homogenáty byly centrifugovány při 10,000x g pro 20 min při 4 ° C. Alikvoty supernatantu byly přeneseny do systému HPLC.
Systém HPLC byl popsán v předchozím odstavci, přičemž potenciály byly nastaveny na + 450 a + 100 mV v analytických a kondicionačních buňkách. Kolona, kolona Nova-Pack (3.9 × 150 mm) a předkolon Sentry Guard Nova-Pack (3.9 × 20 mm) byly zakoupeny od společnosti Waters Corporation. Průtok byl 1 ml / min. Mobilní fáze sestávala z 3% methanolu v pufru 0.1 mNa-fosfát, pH 3, 0.1 mm Na2 EDTA a Na sodné soli 0.5 mm 1-oktansulfonové kyseliny (Aldrich, Milwaukee, WI).
Statistika
NE vyčerpání. Účinky prefrontální deplece NE na tkáňové hladiny DA a NE v MPFC a NAc byly analyzovány obousměrnou ANOVA s následujícími faktory: léze (dvě úrovně: Sham a NE depleted); a experiment (tři úrovně: behaviorální experiment, mikrodialýza v NAc a mikrodialýza v MPFC) (n = 85). Individuální porovnání mezi skupinami, pokud je to vhodné, bylo provedeno společností post hoc test (Duncanův test s více rozsahy).
Upřednostňovaná předvolba místa. Pro experimenty s CPP byly provedeny statistické analýzy na preferenčních skórech, které byly vyhodnoceny výpočtem doby strávené v odděleních (spárovaných) a spárovaných (nepárových) odděleních ve zkušební den minus čas strávený ve stejných oddílech na předběžném testu. V případě zvířat, které dostávaly páru solanku s oběma odděleními, byla spárovaná oddělení identifikována jako první, na kterou byli vystaveni. Údaje z experimentů CPP (n = 23) byly analyzovány opakovanými měřeními ANOVA, přičemž jedna byla mezi faktory (léze, dvě úrovně: Sham a NE vyčerpána) a jedna v rámci faktoru (párování, dvě úrovně: spárována a nepárovková) u myší ošetřených fyziologickým roztokem a Amph. Lokomotorická aktivita byla analyzována třícestnou metodou ANOVA s faktory léčby (dvě úrovně: fyziologický roztok a Amph), léze (dvě úrovně: Sham a NE vyčerpaná) a den [dvě úrovně: první den (první párování) (poslední párování)]. Jednoduché účinky byly hodnoceny jednocestnou metodou ANOVA.
Mikrodialýza. Statistická analýza byla provedena na surovinách (koncentrace, pg / 20 μl). Účinky Amphu na extracelulární NE hladiny v MPFC byly analyzovány opakovanými měřeními ANOVA s jedním mezi faktory (léčba, dvě úrovně: fyziologický roztok a Amph) a jeden v rámci faktoru (minuty, sedm úrovní: 0, 20, 40, 60, 80, 100 a 120) (n = 18). Účinky prefrontalní NE vyčerpání na uvolňování DA v NAc zvířat (n = 47), které byly testovány s Amph, byly analyzovány opakovanými měřeními ANOVA, přičemž mezi dvěma faktory (léčba, dvě úrovně: fyziologický roztok a Amph a léze, dvě úrovně: Sham a NE vyčerpaný) a jeden faktor (minuty, sedm úrovní: 0 , 20, 40, 60, 80, 100 a 120). Účinky prefrontalní NE vyčerpání na uvolňování NE a DA v MPFC zvířat (n = 15) provokovaných pomocí Amph byly analyzovány opakovanými měřeními ANOVA s jedním faktorem (léze, dvě úrovně: Sham a NE vyčerpaná) a jedna v rámci faktoru (minuty, devět úrovní: -40, -20, 0, 20, 40 , 60, 80, 100 a 120). Jednoduché účinky byly hodnoceny jednosměrnou ANOVA pro každý časový bod. Individuální porovnání mezi skupinami, pokud je to vhodné, bylo provedeno společností post hoc test (Duncanův test s více rozsahy).
výsledky
NE vyčerpání
Statistická analýza účinků prefrontální deplece NE na úrovni tkání DA a NE v MPFC nevykazovala žádný významný experimentální efekt a významný léziový efekt (F (2,79) = 7.08; p <0.0005) pouze pro hodnoty NE, zatímco hladiny dopaminu se významně nelišily. Nebyl patrný žádný významný experiment nebo účinek léze na NE nebo DA v NAc (tabulka1).
NE a DA tkáňové hladiny (ng / gm mokré hmotnosti) v mpFC a NAc myších a myší s deplecí NE
Upřednostňovaná předvolba místa
Účinky deplece NE v mediální prefrontální kůře na Amph indukované kondicionování jsou uvedeny na obrázku2. Výsledky neprokázaly žádnou preferenci pro obě komory u zvířat, u kterých došlo k párování fyziologickým roztokům s oběma odděleními, bez ohledu na stav léze (Sham nebo NE depleted) (Obr. 2 A). Pokud jde o zvířata ze skupin léčených Amphem, ANOVA odhalila významnou interakci párování x lézí (F (1,11) = 6.3;p <0.05). Falešná skupina zvířat vykazovala významnou preferenci pro Amph-pairedF (1,12) = 7.6; p <0.05), ale Amph nedokázal vyvolat jakoukoli preferenci pro komparátor s párem léčiv ve skupině s deplecí NE (obr. 2 B).
Účinky deplece prefrontálního kortikálního norepinefrinu na skóre preferencí (podrobnosti viz Materiály a metody) ukázané fyziologickým roztokem (A) a amfetamin (B) v kondicionovaném testu preferenčního místa. Všechna data jsou vyjádřena jako střední ± SE. * *p <0.05 ve srovnání s nepárovým oddílem.
Účinky Amph-indukované lokomotorické aktivity jsou uvedeny na obrázku3. ANOVA vykazovala významnou lézi (F (1,38) = 8.58; p <0.01) a hlavní účinky léčby (F (1,38) = 122.2; p <0.0005) a významná léčebná interakce × den (F (1,38) = 17.7; p <0.0005). Jednoduché analýzy účinků odhalily významné účinky léze a dne pouze ve skupinách léčených Amph. Zvířata ošetřená amfy ze skupin s falešnou imunitou i se sníženou hladinou NE vykazovala v poslední den významně zvýšenou pohybovou aktivitu ve srovnání s tou, která se projevila při prvním párování léků. Porovnání mezi skupinami navíc ukázala, že pohybová aktivita indukovaná Amph u myší s deplecí NE byla vyšší než aktivita indukovaná u myší Sham v poslední den (obr. 3 B).
Účinky deplece prefrontálního kortikálního norepinefrinu na pohybovou aktivitu indukovanou fyziologickým roztokem (A) a amfetamin (B) prvního dne (první párování) nebo posledního dne (poslední párování) oddílu párování. Všechna data jsou vyjádřena jako střední ± SE. * *p <0.05 ve srovnání s dnem 1. #p <0.05 ve srovnání s falešnou skupinou.
Mikrodialýza
Účinky Amph na uvolnění NE v MPFC jsou uvedeny na obrázku4. Statistické analýzy odhalily významnou léčbu × minutovou interakcí (F (1,96) = 9.52; p <0.0005). Jednoduché analýzy efektů odhalily významný účinek minut pouze pro Amph a významný rozdíl mezi fyziologickým roztokem a Amph ve všech časových bodech. Amph produkoval jasný nárůst NE ve srovnání s fyziologickým roztokem po 120 minutách po injekci a dosáhl maxima ~ 400% zvýšení po 40 minutách po injekci. U myší s injekcí solného roztoku nebyl patrný žádný významný účinek.
Extracelulární norepinefrin v mediální prefrontální kůře zvířat, které dostávají fyziologický roztok (sal) nebo amfetamin (2.5 mg / kg, ip) (amph). Výsledky jsou vyjádřeny jako procentní změny (znamená ± SE) od bazálních hodnot (1.16 ± 0.12 pg / 20 μl). Statistická analýza byla provedena na nespracovaných datech. * *p<0.01 ve srovnání s fyziologickým roztokem.
Účinky prefrontální deplece NE na uvolňování DA indukované systémovým Amph v NAc jsou uvedeny na obrázku5. Statistické analýzy odhalily významnou léčbu × léze × minutové interakce (F (1,258) = 5.63; p <0.0005). Jednoduchá analýza efektů odhalila významný účinek minut pouze pro Amph a významný rozdíl mezi fyziologickým roztokem a Amph. Amph produkoval významné zvýšení uvolňování DA v NAc Sham myší ve srovnání s fyziologickým roztokem po dobu 100 minut po injekci a dosáhl maximální hodnoty (350% bazálních hodnot) za 40 minut po injekci. Navíc Amph nedokázal produkovat zvýšené uvolňování DA v NAc prefrontálních myší s deplecí NE. Bazální odtok DA se mezi skupinami významně nelišil.
Účinky deplece prefrontalového kortikálního norepinefrinu na extracelulární dopamin v jádře akumumenu zvířat, které dostávají fyziologický roztok (sal) nebo amfetamin (2.5 mg / kg, ip) (amph). Výsledky jsou vyjádřeny jako procentní změny (znamená ± SE) od bazálních hodnot (1.30 ± 0.16 pg / 20 μl). Statistická analýza byla provedena na nespracovaných datech. * *p <0.01 ve srovnání s fyziologickým roztokem.
Abychom zjistili, zda selektivní NE vyčerpání v MPFC ovlivňuje extracelulární NE a DA, jsme změřili účinky Amph na výtok prefrontálního kortikálního aminu. Účinky prefrontální NE vyčerpání na uvolňování NE a DA indukované systémovým Amph v MPFC jsou uvedeny na obrázku6. Statistické analýzy odhalily významnou interakci lézí × minut (F (1,104) = 33.72; p<0.0005) pouze pro SV. Jednoduché analýzy efektů odhalily významný účinek minut pouze pro skupinu Sham a významný rozdíl mezi skupinami Sham a NE-ochuzenými ve všech časových bodech po injekci Amph. Nebyly patrné žádné významné rozdíly v bazálním extracelulárním NE mezi simulovanými a NE-ochuzenými zvířaty. Po stimulaci Amphem však nedošlo k významným změnám v kůře zbavené NE. Nebyly patrné žádné významné rozdíly mezi falešnými a NE-ochuzenými zvířaty v bazálním i Amph-indukovaném extracelulárním DA.
Účinky deplece prefrontalového kortikálního norepinefrinu na extracelulární norepinefrin a dopamin v mediálním prefrontálním kortexu zvířat dostávajících amfetamin (2.5 mg / kg, ip). * *p <0.01 ve srovnání s falešnou skupinou.
Diskuse
První hlavní zjištění v této studii je, že prefrontální NE vyčerpání blokuje CPP indukovanou systémovým Amph. Ve skutečnosti, zatímco Sham myši vykazovaly významnou preferenci pro Amph párovou komoru, nebyla v NE-depleted skupině žádná přednost. Pokud se jedná o něco jiného, druhá skupina zobrazuje nezanedbatelnou přednost pro oddělení sdružené ve fyziologickém roztoku. Přednost pro oddíl, který není spárován s Amph, lze připsat zvýšení času stráveného v tomto oddělení v den testování. U zvířat, které jsou vyčerpány NE, to možná naznačuje mírně nepříznivou reakci na oddělení spárované s léčivými přípravky (Cabib a kol., 1996, 2000). Při střídání i navíc zvyšování času stráveného v prostoru, který byl dříve spárován s vozidlem, může znamenat důkladný průzkum prostředí vnímaného jako nového z důvodu paměťových poruch podporovaných vyčerpáváním PFC NE (Kobayashi a kol., 2000; Gibbs a Summers, 2002.). Amph může usnadnit zapamatování kompozice spárované s léčivými přípravky u myší s nízkým obsahem NO působením na jinou oblast mozku (Mattay a kol., 1996; Hsu a kol., 2002) nebo na jiném neurotransmiteru (Castellano a kol., 1996), což vedlo v den testování ke snížení průzkumu známého a mírně nepříznivého prostředí. Tato pravděpodobnost zaručuje budoucí specifické experimentální testování, protože dále podporuje důsledky selektivní redukce pozitivních posilovacích účinků Amphu ve skupině s deplecí NE. Mezitím údaje o pohybové aktivitě nabízejí nepřímou podporu hypotéze, že prefrontální kortikální NE deplece selektivně ovlivňuje pozitivní posilující účinky Amph. Skutečně skupina s deplecí NE vykazovala jednoznačný důkaz behaviorální senzitizace na pohybové stimulační účinky Amph v poslední den párování. Je třeba zdůraznit, že myši kmene C57 jsou charakterizovány nízkou citlivostí na kontextu nezávislou a vysokou náchylnost k kontextově závislé senzibilizaci (viz přehled, viz Puglisi-Allegra a Cabib, 1997) jev, který je vysoce závislý na schopnosti spojit kontext s účinky léků. Takže vyčerpání MPFC NE neinterferuje s asociativními procesy u Amph-ošetřených zvířat.
Účinky selektivní deplece NE na odměňující účinky Amph, které se zde uvádějí, se mohou objevit v rozporu s předchozími zprávami o nepřítomnosti jakéhokoli účinku excitotoxických lézí pFC na Amph-indukované CPP (Tzschentke a Schmidt 1998a). Tento rozpor však není překvapující vzhledem k protichůdným výsledkům získaným různými manipulacemi s pFC ohledně behaviorálních reakcí na psychostimulant. Ačkoli byly popsány excitotoxické léze a ablace pFC, které podporují zvýšenou lokomotorickou odpověď na Amph (Whishaw a kol., 1992;Dalley a kol., 1999; Roffman a kol., 2000), v nějakém výzkumu nebyl nalezen žádný účinek lézí pFC na Amph indukovanou lokomoci (Burns a kol., 1993; Tzschentke a Schmidt, 1998a). Navíc excitotoxické léze ne vždy reprodukují účinky kortikální aminergní deplece (Collins a kol., 1998). Zjistili jsme, že prefrontální NE vyčerpání blokuje CPP, ale nezhoršilo aktivační účinky motoru vyvolané společností Amph. Naše výsledky jsou v souladu s řadou studií, které naznačují jen velmi slabou nebo žádnou korelaci mezi motory stimulujícími a odměňujícím a posilujícím účinkem zneužívání drog (vizTzschentke, 1998). Nicméně předchozí studie uvádějí, že snížení přenosu NE zabraňuje pohybové hyperaktivitě indukované intra-NAc injekcí Amph (Blanc a kol., 1994) a snižuje akutní lokomotorický účinek systémového Amphu (Drouin a kol., 2002a). Kromě toho bylo prokázáno, že myši postrádající podjednotky adrenergních receptorů podjednotky a1 vykazují nižší lokomotorickou aktivitu indukovanou Amph než divoký typ (Drouin a kol., 2002b).
Nesrovnalosti mezi těmito předchozími a současnými výsledky mohou záviset na rozdílech v podmínkách testování. Odlišný od experimentálních postupů zaměřených konkrétně na posouzení lokomotorických účinků psychostimulantů (Cabib a kol., 2000; Auclair a kol., 2002), nepoužívali jsme prodloužené habituation v testovacích klecích před vyvoláním léčiva, aby se zabránilo riziku latentní inhibice souvislostí mezi účinky léků a environmentálních podnětů. Nicméně studie používající vyčerpání NE naznačily zachovanou lokomotorickou odpověď na Amph (Archer a kol., 1986; Geyer a kol., 1986; Mohammed a kol., 1986). Proto může být, že manipulace s přenosem NE podporuje složité účinky, které závisí na rozsahu a / nebo selektivitě změn kortikálního fungování.
Stojí za zmínku, že jsme použili originální experimentální postup k vyvolání masivního, ale selektivního prefrontálního vyčerpání NE (> 90%), produkujícího pouze slabé, nevýznamné snížení hladin DA ve tkáni (~ 7%), aniž by to ovlivnilo buď DA nebo NE tkáň úrovně v NAc. Pokud je nám známo, jedná se o první zprávu o účincích selektivní neurotoxické léze prefrontálního NE. I když deplece NE způsobila dramatický pokles hladin neurotransmiterové tkáně v mpFC, bazální extracelulární hodnoty NE v dialyzátu se nelišily od hodnot shamových zvířat. Tyto výsledky naznačují, že ušetřené noradrenergní aferenty vyvinou kompenzační reakci, která vede k extracelulárnímu odtoku NE podobnému odtoku simulovaných zvířat, v souladu s předchozími studiemi založenými na neselektivní depleci NE (Abercrombie a Zigmond, 1989; Hughes a Stanford, 1998). Zda je tato kompenzační reakce závislá na zvýšené syntéze neurotransmiterů nebo na dalších mechanismech, je třeba zjistit. Nicméně vyčerpání NE zrušilo noradrenergní odpověď na Amph výzvou v mpFC, což možná naznačuje, že kompenzační reakce neumožňuje další zvýšení odtoku NE po Amph challenge.
Druhým důležitým zjištěním této studie je dramatické snížení amfetaminem indukované uvolňování DA v NAc prefrontálních NE-deplétovaných myší. Proto ve skupině Sham systémové Amph způsobilo velké a významné zvýšení odtoku DA v NAc (maximální nárůst), který dosáhl maximální hodnoty při 350 min po injekci. Naopak nebyl pozorován žádný významný nárůst NAc u zvířat, které neměly NE, což ukazuje na to, že intaktní noradrenergní přenos uvnitř MPFC je nezbytnou podmínkou pro Amph-stimulované uvolňování DA v rámci NAc. Velmi nedávné výsledky ukázaly, že Amph nedokáže zvýšit extracelulární DA v NAc myší postrádajících a40b-adrenergní receptory (Auclair a kol., 2002) tento názor podporují.
Dosavadní výsledky nelze přičítat redukovaným hladinám DA nebo NE tkáně v NAc, které nebyly ovlivněny prefrontální kortikální NE vyčerpáním, a tak vylučují, že 6-OHDA difunduje do NAc.
Cortical NE se může účastnit propagace DA podporované Amph v NAc prostřednictvím různých mechanismů. Za prvé, může aktivovat excitační prefronto-kortikální projekci na ventrální tegmentální oblast (VTA). Nedávné výsledky skutečně odhalily NE-dependentní excitaci neuronů VTA DA u zvířat léčených Amph (Shi a kol., 2000), což podporuje názor, že funkční množství amf-indukované mezoakkumbíny DA uvolnění závisí na impulsním toku (Darracq a kol., 1998; Shi a kol., 2000; Paladini a kol., 2001). Za druhé by mohlo dojít k aktivaci kortikooblastových glutamatergických projekcí, které stimulují AMPA-kainátové NMDA presynaptické receptory umístěné na DA nervových terminálech usnadňujících uvolňování (Darracq a kol., 2001). Za třetí, může usnadnit aktivaci inhibitorů GABAergních neuronů zprostředkovaných ionotropními receptory. Tyto neurony se účastní dvojité inhibiční smyčky, která se podílí na kontrole DA buněčné aktivity místními GABAergními neurony (Darracq a kol., 2001). Značný účinek vyčerpání kortikálních NE na Amph-indukované akumulační DA uvolňování v našich experimentech poukazuje na zapojení všech tří mechanismů. Odstranění NE-zprostředkovaného excitačního vstupu do VTA DA neuronů, usnadnění uvolňování DA pomocí receptorů NMDA v rámci adenumens a inhibice kontroly GABAergické tonické inhibice DA buněk tak mohla přispět k silné redukci psychostimulačních účinků o uvolnění DA v rámci accumbens. Je třeba poznamenat, že vyčerpání NE neovlivnilo prefrontální DA odpověď na kortikální DA, což může přispět k inhibici akumulace DA uvolňování prostřednictvím aktivace D1 na kortikálních glutamatergických eferentů (Tassin, 1998). Role D4 DA receptory v účincích NE musí být vzaty v úvahu ve světle afinity NE pro tento podtyp receptoru a jejich možného zapojení do účinků Amph (Newman-Tancredi a kol., 1997;Feldpausch a kol., 1998).
Společně narušení těchto různých mechanismů pomocí vyčerpání MPFC NE může konvergovat k inhibici aktivity DA neuronů. Blokování DA neuronů může snížit Amph indukovanou reverzi membránového transportéru DA (Darracq a kol., 2001), poskytující vysvětlení o skutečné nepřítomnosti amf-indukované uvolnění DA mezoakkumbentů u zvířat, které jsou předčasně kortikální NE vyčerpané. Konečně, dramatické snížení amf-indukované uvolnění DA mezoakkumbentů u myší s nízkým obsahem NO posiluje údaje o chování, což ukazuje na blokaci posilujících účinek psychostimulantu. Ve skutečnosti existují přesvědčivé důkazy, které podporují významnou úlohu uvolňování DA mezoakcumbens v CPP indukované amfetaminem (Carr a White, 1986; Olmstead a Franklin, 1996;Schildein a kol., 1998).
Na závěr naše výsledky poprvé ukazují kritickou úlohu prefrontálního přenosu NE ve zprostředkování posilující-odměňující účinky amfetaminu prostřednictvím modulace uvolňování DA v NAc.
Poznámky pod čarou
- Přijal srpen 2, 2002.
- Revize byla přijata prosinec 2, 2002.
- Přijato v prosinci 9, 2002.
-
Tato práce byla podpořena Ministero della Ricerca Scientifica e Tecnologica (COFIN 2000-2001) a Ateneo 60% (1999-2000).
-
Korespondence by měla být adresována Stefano Puglisi-Allegra, Dipartimento di Psicologia, Università "La Sapienza", prostřednictvím dei Marsi 78, 00185 v Římě, Itálie. E-mailem:[chráněno e-mailem].
- Copyright © 2003 Společnost pro neurovědy
Reference
- ↵
- Abercrombie ED,
- Zigmond MJ
(1989) Částečné poškození centrálních noradrenergních neuronů: snížení obsahu norepinefrinu v tkáních je větší než snížení extracelulárního norepinefrinu měřené mikrodialýzou. J Neurosci 9: 4062-4067.
- ↵
- ↵
- Auclair A,
- Cotecchia S,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(2002) D-Amfetamin nezvyšuje hladinu extracelulárního dopaminu u myší postrádajících a1b-adrenergní receptory: vztah mezi funkčním a nefunkčním uvolňováním dopaminu. J Neurosci 22: 9150-9154.
- ↵
- Blanc G,
- Trovero F,
- Vezina D,
- Hervè AM,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(1994) Blokáda prefronto-kortikálních α-1-adrenergních receptorů zabraňuje lokomotorické hyperaktivitě vyvolané podkožní injekcí d-amfetaminu. J Neurosci 6: 293-298.
- ↵
- ↵
- Burns LH,
- Robbins TW,
- Everitt BJ
(1993) Diferenciální účinky excitotoxických lézí bazolaterální amygády, ventrálního subiculu a mediálního prefrontálního kortexu na reakci s podmíněným zesílením a lokomotorickou aktivitou potencovanou infuzemi d-amfetaminu uvnitř pacienta. Behav Brain Res 55: 167-183.
- ↵
- ↵
- Cabib S,
- Orsini C,
- Le Moal M,
- Piazza PV
(2000) Zrušení a zvrácení rozdílů v kmenových reakcích na chování po drogovém zneužívání po krátké zkušenosti. Věda 289: 463-465.
- ↵
- Carr GD,
- Bílá NM
(1986) Anatomická disociace odměňujících a averzních účinků amfetaminu: intrakraniální mikroinjekční studie. Psychofarmakologie 89: 340-346.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Dalley JW,
- Thomas KL,
- Howes SR,
- Tsai TH,
- Aparicio-Legarza MI,
- Reynolds GP,
- Everitt BJ,
- Robbins TW
(1999) Účinky excitotoxických lézí potkaní prefrontální kůry na regulaci CREB a presynaptické markery dopaminové a aminokyselinové funkce v nucleus accumbens. Eur J Neurosci 11: 1265-1274.
- ↵
- Darracq L,
- Blanc G,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(1998) Význam noradrenalin-dopaminové vazby v lokomotorických aktivačních účincích d-amfetaminu. J Neurosci 18: 2729-2739.
- ↵
- ↵
- ↵
- Di Chiara G,
- Imperato A
(1988) Léky užívané člověkem přednostně zvyšují koncentrace synaptických dopaminů v mezolimbickém systému volně se pohybujících krys. Proc Natl Acad Sci USA 85: 5274-5278.
- ↵
- ↵
- ↵
- Drouin C,
- Darracq L,
- Trovero F,
- Blanc G,
- Glowinski J,
- Cotecchia S,
- Tassin JP
(2002b) α-1b-adrenergní receptory ovlivňují lokomotorické a odměňující účinky psychostimulantů a opiátů. J Neurosci 22: 2873-2884.
- ↵
- Feldpausch DL,
- Needham LM,
- Stone MP,
- Althaus JS,
- Yamamoto BK,
- Svensson KA,
- Obchodník KM
(1998) Úloha receptoru dopaminu D4 při indukci behaviorální senzitizace na amfetamin a doprovodnou biochemickou a molekulární adaptaci. J Pharmacol Exp Ther 286: 497-508.
- ↵
- Franklin KBJ,
- Paxinos G
(1998) Můstek myši ve stereotaxických souřadnicích. (Academic, San Diego).
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Hughes ZA,
- Stanford SC
(1998) Částečná noradrenergní léze vyvolaná DSP-4 zvyšuje koncentraci extracelulární noradrenalinu v čelním kortexu potkana: studie mikrodialýzy in vivo. Psychofarmakologie 36: 299-303.
- ↵
- Kobayashi K,
- Noda Y,
- Matsushita N,
- Nishii K,
- Sawada H,
- Nagatsu T,
- Nakahara D,
- Fukabori R,
- Yasoshima Y,
- Yamamoto T,
- Miura M,
- Kano M,
- Mamiya T,
- Miyamoto Y,
- Nabeshima T
(2000) Modré neuropsychologické deficity způsobené sníženým metabolizmem noradrenalinu u myší heterozygotních pro mutovaný gen hydroxylázy tyrosinu. J Neurosci 20: 2418-2426.
- ↵
- ↵
- Kuczenski R,
- Segal DS
(1997) Účinky methylfenidátu na extracelulární dopamin, serotonin a norepinefrin: srovnání s amfetaminem. J Neurochem 68: 2032-2037.
- ↵
- Mattay VS,
- Berman KF,
- Ostrem JL,
- Esposito G,
- Van Horn JD,
- Bigelow LB,
- Weinberger DR
(1996) Dextroamfetamin zvyšuje fyziologické signály specifické pro "neuronovou síť": studie rCBF s pozitronovou emisní tomografií. J Neurosci 16: 4816-4822.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Pan WH,
- Sung JC,
- Fuh SM
(1996) Lokální aplikace amfetaminu do ventrální tegmentální oblasti zvyšuje uvolňování dopaminu v nucleus accumbens a mediální prefrontální kůře prostřednictvím noradrenergní neurotransmience. J Pharmacol Exp Ther 278: 725-731.
- ↵
- Pontieri FE,
- Tanda G,
- Di Chiara G
(1995) Intravenózní kokain, morfin a amfetamin přednostně zvyšují extracelulární dopamin v "skořápce" ve srovnání s "jádrem" krysího nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 92: 12304-12308.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Shi WX,
- Pun CL,
- Zhang XX,
- Jones MD,
- Bunney BS
(2000) Duální účinky d-amfetaminu na dopaminové neurony zprostředkované receptory dopaminu a nondopaminu. J Neurosci 20: 3504-3511.
- ↵
- ↵
- ↵
- Tassin JP
(1998) Interakce norepinefrinu s dopaminem v prefrontální kůře a ventrální tegmentální oblasti: význam pro duševní choroby. Adv Pharmacol 42: 712-716.
- ↵
- ↵
- Tzschentke TM,
- Schmidt WJ
(1998a) Diskrétní léze chinolinové kyseliny potkaních prelimbických mediálních prefrontálních kůry ovlivňují kokain a MK-801-, ale ne morfinové a amfetaminem indukovanou odměnu a psychomotorickou aktivaci měřenou paradigmem preferování kontextu. Behav Brain Res 97: 115-127.
- ↵
- Tzschentke TM,
- Schmidt WJ
(1998b) Účinky diskrétních lézí chinolinové kyseliny potkaní infralimbické mediální prefrontální kůry na preferenci podmíněného místa vyvolaného léčivy. Behav Pharmacol 9 [Suppl 1] S87.
- ↵
- ↵
- ↵
- Volkow ND,
- Fowler JS
(2000) Závislost, onemocnění nutkání a pohnutí: zapojení orbitrofrontální kůry. Cereb Cortex 10: 318-325.
- ↵
- Weiss F,
- Hurd YL,
- Ungerstedt U,
- Markou A,
- Plotsky PM,
- Koob GF
(1992) Neurochemické korelace kokainu a etanolu. Ann. NY Acad Sci 654: 220-241.
- ↵
- Westerink BHC,
- Enrico P,
- Feimann J,
- De Vries JB
(1998) Farmakologie mezokortických dopaminových neuronů. Studie dvoudijové mikrodialýzy ve ventrální tegmentální oblasti a prefrontální kůře mozku krys. J Pharmacol Exp Ther 285: 143-154.
- ↵
- ↵
- Wise RA,
- Rompre PP
(1989) Mozkový dopamin a odměna. Annu Rev Psychol 40: 194-225.
- ↵
Články citující tento článek
-
Postnatální averzní zkušenost zhoršuje citlivost na přírodní odměny a zvyšuje náchylnost k negativním událostem ve věku dospělých Cerebral Cortex, 1 Červenec 2013, 23 (7): 1606-1617
-
Neurobiologická disociace obnovení a rekonzolidace paměti spojené s kokainem Journal of Neuroscience, 16 Leden 2013, 33 (3): 1271-1281
-
Nucleus accumbens dopaminuje zprostředkování amfetaminového poškození společenské vazby u monogamních druhů hlodavců PNAS, 19 Leden 2010, 107 (3): 1217-1222
-
Účinky methylfenidátu na knockinové myši s transportérem dopaminu odolným vůči methylfenidátu Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1 listopad 2008, 327 (2): 554-560
-
Mediální prefrontální kortex určuje odpovědi na stres přesahující dopaminové dopaminergní účinky norepinefrinu a dopaminu Cerebral Cortex, 1 Prosinec 2007, 17 (12): 2796-2804
-
Noradrenergní mechanismy v rekonstrukci vyvolané kokainem s cílem vyvolat u vepřových opic Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 1 Srpen 2007, 322 (2): 894-902
-
Funkční vazba mezi prefrontálním kortexem a dopaminovými neurony ve ventrální tegmentální oblasti Journal of Neuroscience, 16 Květen 2007, 27 (20): 5414-5421
-
Prefrontální / akumbalový katecholaminový systém určuje motivační povahu příznaků pro stimulaci odměn a odmítnutí PNAS, 20 Březen 2007, 104 (12): 5181-5186
-
Behaviorální senzitizace amfetaminu je výsledkem odpojení noradrenergních a serotonergních neuronů PNAS, 9 Květen 2006, 103 (19): 7476-7481
-
Prefrontalní kortikální uvolňování noradrenalinu je kritické pro morfinu-indukovanou odměnu, reintrodukci a uvolňování dopaminu v jaderném akumenu Cerebral Cortex, 1 Prosinec 2005, 15 (12): 1877-1886
-
Noradrenalin a dopaminový efekt v prefrontální kortexi ve vztahu k klasickému kondicionování Journal of Neuroscience, 10 březen 2004, 24 (10): 2475-2480
-
Segregace amfetaminové odměny a lokomotorické stimulace mezi Nucleus Accumbens Medial Shell a Core Journal of Neuroscience, 16 Červenec 2003, 23 (15): 6295-6303
;
