Curr Neuropharmacol. 2011 Mar; 9 (1): 63 – 67.
Tento článek byl citováno další články v PMC.
Abstraktní
Účelem této studie bylo zjistit, zda funkce odměny v mozku klesá během vysazení nikotinu a metamfetaminu a zda snížená funkce odměny souvisí s averzí během vysazení těchto léků. Za tímto účelem byly samcům krys Sprague-Dawley chronicky infuze podány 9 mg / kg / den nikotinu nebo 6 mg / kg / den metamfetaminu za použití osmotických minipump. V intrakraniálním samostimulačním (ICSS) paradigmatu chronická infuze nikotinu a metamfetaminu snížila prahové hodnoty pro laterální hypotalamický ICSS, zatímco jejich antagonisté, mecamylamin a haloperidol zvýšili prahové hodnoty ICSS u potkanů léčených nikotinem a metamfetaminem. V kondicionovaném paradigmatu averze na místo vyvolaly mecamylamin a haloperidol místo averze u potkanů infikovaných nikotinem a metamfetaminem. Je zajímavé, že zvýšení prahových hodnot odměny ICSS a averze během abstinence nikotinu vysráženého mecamylaminem byly téměř stejné jako ty, které byly pozorovány při vysazení metamfetaminu vysráženého haloperidolem. Tato studie ukazuje, že funkce 1) pro odměňování mozku se snížila během odběru nikotinu a metamfetaminu, a 2), snížení funkce odměny může odrážet negativní afektivní stav (averzi) během vysazení od nikotinu a metamfetaminu.
1. ÚVOD
Klinické důkazy ukazují, že afektivní příznaky abstinenčního syndromu mohou být více relevantní pro touhu po drogách a relaps k nutkavému užívání drog než somatické příznaky abstinence [1-3]. Z tohoto důvodu byly afektivní aspekty drogové závislosti rozsáhle zkoumány pomocí různých druhů experimentálních paradigmat. Mezi nimi je metoda měření intrakraniální samostimulace (ICSS) široce používána k měření funkce odměňování mozku. Ve studiích na zvířatech snižuje akutní podávání drogy zneužívání prahů odměny ICSS [4, 5] a tato zvýšená citlivost na stimulaci je považována za míru euforie vyvolané léky [6]. Dále se předpokládá, že odměna ICSS může být utlumena po opakovaném podání zneužívání léku, které je výsledkem neuroadaptovaných změn systémů odměňování mozku, a odráží dysforii během vysazení z léku [7, 8]. Mnoho studií prokázalo zvýšení prahových hodnot odměn ICSS během stažení z různých druhů zneužívání drog, včetně amfetaminu [9], kokain [6], opiáty [10], ethanol [11] a nikotinu [12], které všechny podporují výše uvedenou hypotézu. Proto byla tato studie navržena s cílem objasnit, zda zvýšení prahových hodnot odměny ICSS souvisí s negativním afektivním stavem stažení, konkrétně se zaměřením na dva různé typy psychostimulancií, nikotin a metamfetamin.
2. MATERIÁLY A METODY
2.1. Zvířata
Sedmdesát dva samců krys Sprague-Dawley (332-396 g) získaných od Clea Japan Inc. (Tokio) bylo individuálně umístěno v místnosti pro zvířata při regulované teplotě (22 ± 2 ° C) s cyklem 12 / 12 světlo / tma hodin (rozsvítí se v 8: 00 AM). Každá krysa byla krmena 15 g potravy denně (voda volně dostupná) během experimentu, s výjimkou období 3 dní před a 7 dní po operaci. Tento experiment byl proveden v souladu se Zásadami laboratorní péče o zvířata lékařské fakulty Jikei University.
2.2. Drogy
(-) - tartrát nikotinu hydrogen (Sigma, St. Louis, MO, USA), hydrochlorid mecamylaminu (Sigma), (-) methamphetamin hydrochlorid (Dainipponn Seiyaku, Japonsko) a haloperidol hydrochlorid (Sigma) byly rozpuštěny ve fyziologickém roztoku a injikovány do objem 1.0 ml / kg.
2.3. Intracraniální sebe-stimulace
2.3.1. Zařízení
Standardní komora pro operátory 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA) vybavená jednou pákou a startovacím světlem nad pákou na přední stěně a na zadní stěně bylo použito domovní světlo. Boční stěny byly vyrobeny z průhledného plexiskla.
2.3.2. Chirurgie
Krysy byly anestetizovány pentobarbitálem sodným (50mg / kg, ip) a byly připraveny bipolární elektrodou z nerezové oceli (Neuroscience, Japonsko) v laterálním hypotalamu (souřadnice 3.8mm zadní až bregma; 1.4mm ventrální k dura) podle do atlasu Paxinose a Watsona [13]. Aby se vyvážila jakákoli možná asymetrie mozku, polovina krys dostala implantáty na pravé straně mozku a druhá na levé straně.
2.3.3. Postup
V tréninkových sezeních ICSS se rozsvítilo světlo domu a světlo cue a elektrické podněty byly podány pokaždé, když krysa stiskla páku. Podněty sestávaly z pravoúhlých katodových pulzů 1.5 msec, dodávaných 100 Hz pro 150 msec s pevným proudem 120 μA. Každé školení trvalo 15 min. Školení ICSS bylo prováděno alespoň po dobu 6 dní a pokračovalo, dokud počet pákových stisků nebyl více než 30 za minutu po sobě následující dny.
Pro měření základní linie odpovědi na ICSS byl proveden základní test pro 15 min před každým prahovým testem ICSS. Postup základního testu byl stejný jako v tréninku ICSS. Mezní test ICSS byl složen z časových zásobníků 11 min. 3 min oddělených časem 1 min. Během časového limitu bylo zhasnuto světlo domu a lampa tága. V každém zkušebním koši byla tato světla zapnuta a krysy dostaly elektrickou stimulaci po každém stisknutí páky. V koších byl elektrický stimulační proud snížen o 10 μA z 120 μA na 20 μA v sestupném pořadí.
Před implantací minipumpy byla stanovena stabilní základní linie reakce na ICSS pro všechny krysy. V den 1 byla krysám, které byly anestetizovány diethyletherem, subkutánně implantována osmotická minipumpa (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, USA) s průtokem 1.03 μl / h naplněným nikotinem nebo metamfetaminem ve fyziologickém roztoku. Koncentrace nikotinu a metamfetaminu byla upravena o rozdíly v tělesné hmotnosti, ale byla přibližně 116 a 77.3 mg / ml, což vedlo k kontinuální subkutánní infuzi rychlostí 9 mg / kg za den nikotinu a rychlostí 6 mg / kg za den metamfetaminu podle metody předchozí studie [14]. Hraniční test ICSS byl proveden v den 2, 4 a 6 po implantaci minipumpy.
V den 7 po implantaci minipumpy dostaly krysy mecamylamin (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg / kg, sc) ve skupinách infikovaných nikotinem a solným roztokem nebo haloperidol (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg / kg, sc) ve skupinách infikovaných metamfetaminem a solným roztokem 15 min. před začátkem testovací relace s prahem ICSS, za použití designu latinsko-náměstí uvnitř subjektu. Zvířata byla povinna vrátit se k výchozím prahovým hladinám ICSS po dobu alespoň jedné relace ICSS před následnými injekcemi antagonisty nebo vehikula.
2.3.4. Histologie
Krysy byly utraceny hlubokou anestézií pentobarbitálem sodným. Mozek byl odstraněn a uložen v 10% formaldehydovém roztoku. Mozek byl krájen na tloušťku 100 μm a špička elektrody byla mikroskopicky vyšetřena.
2.4. Podmínka averze
2.4.1. Appatarus
Kondicionování místa bylo provedeno podle metody Suzuki et al. [15, 16]. Přístroj sestával z raketoplánu (30 × 60 × 30 cm: š × l × h), který byl rozdělen do dvou oddílů stejné velikosti. Jeden oddíl byl bílý s texturou podlahou a druhý byl černý s hladkou podlahou.
2.4.2. Postup
V den 1 byly krysy připraveny s osmotickými minipumpami obsahujícími nikotin, metamfetamin nebo solný roztok za stejných podmínek, jaké byly popsány pro studii ICSS.
Ráno (9: 00) v den 7 infuze nikotinu nebo metamfetaminu byly potkanům podkožně injikovány antagonisty testovaného léčiva (mecamylamin nebo haloperidol) nebo fyziologického roztoku (1.0 ml / kg) a okamžitě omezeny na jeden oddíl zkušební přístroj pro 60 min. Večer (21: 00) téhož dne byly krysy ošetřeny solným roztokem nebo antagonistou (mecamylamin nebo haloperidol), v tomto pořadí, a omezeny na druhý oddíl na 60 min. Dvojice injekcí (antagonista nebo fyziologický roztok) a kompartmentu (bílá nebo černá) byly vyváženy u všech subjektů. Kontrolním potkanům ve skupinách infikovaných nikotinem, metamfetaminem a solným roztokem se v kondicionační relaci injektoval fyziologický roztok místo mecamylaminu nebo haloperidolu. Po injekcích fyziologického roztoku byly krysy ráno a do druhého oddílu uzavřeny.
Ráno v den 8 byly provedeny zkoušky kondicionování následujícím způsobem: oddíl, který oddělil dva oddíly, byl zvýšen na 12 cm nad podlahou a podél švu, který oddělil oddíly, byla vložena neutrální platforma. Čas strávený v každém oddílu během relace 900 byl měřen automaticky infračerveným paprskovým senzorem (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokio, Japonsko).
2.5. Posouzení somatických abstinenčních příznaků
V experimentu ICSS byla každá krysa umístěna do válcové plastové pozorovací komory bezprostředně po ukončení prahové relace odměn ICSS po podání mecamylaminu nebo haloperidolu a po 10 min byly pozorovány somatické známky stažení. Při hodnocení příznaků somatického abstinence byla frekvence abstinenčních příznaků zaznamenána pomocí stupnice opiátové abstinence upravené podle skóre abstinence nikotinu nebo metamfetaminu [1]. Experti byli slepí k léčbě každé krysy. V experimentu CPP byly somatické abstinenční příznaky pozorovány stejným způsobem jako v experimentu ICSS s výjimkou skutečnosti, že pozorování somatických abstinenčních příznaků bylo prováděno v přístroji CPP.
2.6. Analýza dat
Pro měření reakce ICSS byl jako míra použit počet vyztužení za minutu v každém zásobníku. Ve zkušebních dnech byl počet zesílení při každém elektrickém proudu převeden na procento základní hodnoty získané v ten den. Pro stanovení prahu ICSS byla křivka tvaru S individuálně upravena podle modelu sigmoid-Gompertz. S použitím tohoto modelu byla jako prahová hodnota ICSS určena elektrický proud indukující 50% základní odezvy. Všechna data byla analyzována pomocí analýzy rozptylu (ANOVA) s opakovanými měřeními v rámci jedinců, po které následovala Tukeyova metoda Studentized Range po pozorování statisticky významného účinku léčebných podmínek v ANOVA.
Skóre kondicionování představuje čas strávený v místě spárovaném s léčivem mínus čas strávený v místě spárovaném s vehikulem a jsou vyjádřeny jako průměr ± SEM. Behaviorální data byla statisticky vyhodnocena pomocí obousměrné ANOVA s opakovanými měřeními, která byla použita pro stanovení účinky léčby na antagonistou indukovanou kondici. Když ANOVA indikovala přítomnost významného účinku, byla provedena další analýza pomocí metody Tukey's Studentized Range Method.
3. VÝSLEDEK
3.1. Prahové hodnoty ICSS
Během chronického podávání nikotin (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) a metamfetamin (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) významně snížil prahové hodnoty ICSS pro odměnu. Porovnání jednotlivých průměrů odhalilo významné účinky 4. a 5. dne infuze nikotinu (P<0.05) a 2. den, 4. a 5. den infuze metamfetaminu (P
Jak je znázorněno na Obr.11) u chronických potkanů infikovaných nikotinem a metamfetaminem mecamylamin (F (1, 47) = 9.59, P<0.01) a haloperidol (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) způsobily významné zvýšení prahových hodnot odměny ICSS. Porovnání jednotlivých průměrů odhalilo významné účinky při dávce 1.0 mg / kg mecamylaminu (P<0.05) a při 0.25 a 0.5 mg / kg haloperidolu (P<0.05). U potkanů infikovaných nikotinem nebyl zaznamenán žádný významný účinek dávky (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) nebo u potkanů infikovaných metamfetaminem (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05) nebo interakce × dávka buď u potkanů infikovaných nikotinem (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) nebo u potkanů infikovaných metamfetaminem (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Podmíněná averze k místu (CPA)
Jak je znázorněno na Obr.22), potkany kontrolující fyziologický roztok nevykazovaly žádnou preferenci pro žádnou kompartment. Mecamylamin a haloperidol nevyvolával významnou preferenci místa ani averzi u potkanů infikovaných fyziologickým roztokem. Na druhé straně, mecamtlamine (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) a haloperidol (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) vyvolala averzi k místu u chronických potkanů infikovaných nikotinem a metamfetaminem. Významná averze k místu byla pozorována při 1.0 mg / kg mecamylaminu (P<0.01) a při 0.25 a 0.5 mg / kg haloperidolu (P <0.05 a P <0.01). U potkanů infikovaných nikotinem nebyl zaznamenán žádný významný účinek dávky (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) nebo u potkanů infikovaných metamfetaminem (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05) nebo interakce × dávka buď u potkanů infikovaných nikotinem (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) nebo u potkanů infikovaných metamfetaminem (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Somatické příznaky
Celkový počet somatických příznaků se nelišil u potkanů léčených nikotinem a fyziologickým roztokem během podávání mecamylaminu ani v experimentu ICSS (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) nebo v experimentu CPA (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Kromě toho se u potkanů léčených metamfetaminem a solným roztokem během podávání haloperidolu nelišily ani v experimentu ICSS (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) nebo v experimentu CPA (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Histologická analýza
Výsledky histologické analýzy ukázaly, že hroty elektrod byly umístěny v oblasti laterálního hypotalamu, v předním / zadním rozmezí sahajícím od -3.84 mm do -4.20 mm od bregmy. Nezdalo se, že by existovaly rozdíly mezi elektrodovými polohami kontrolních a experimentálních zvířat (Obr. 33).
4. DISKUSE
Výsledky současné studie ukazují, že chronické podávání nikotinu a metamfetaminu snižuje prahové hodnoty odměny ICSS, zatímco jejich antagonisté, mecamylamin a haloperidol zvyšují prahové hodnoty odměny ICSS a indukují CPA u potkanů léčených nikotinem a metamfetaminem. Pokud jde o změny v obvodech odměňování mozku během stažení, bylo argumentováno, že jak se vyvíjí závislost, dochází k neuroadaptacím v rámci stejných mozkových obvodů, které zprostředkovávají zesilující nebo odměňující účinky zneužívání drog po akutním podání, což vede k expresi negativního afektivního známky abstinence po abstinenci drog [7, 8]. V souladu s touto představou tato studie naznačila, že nikotin i metamfetamin vykazovaly při akutním podání pokles prahových hodnot odměny ICSS a zvyšovaly se během vysazení vysráženého antagonistou. Jiné drogy zneužívání, jako je kokain [6], opiáty [10] a ethanol [11] také bylo uvedeno, že vyvolávají podobný vzorec účinků na prahové hodnoty odměn ICSS. Otázka, zda takové změny v obvodech odměňování mozku jsou dostatečné k zohlednění negativních afektivních důsledků stažení, byla předmětem šetření. Paradigma CPA je užitečným a citlivým behaviorálním indexem k detekci averze k abstinenčním příznakům, jak bylo uvedeno v předchozích studiích týkajících se nikotinu [15, 16] a opiáty [17, 10]. V této studii indukovaly mecamylamin a haloperidol CPA v dávkách vykazujících zvýšení prahů odměny ICSS, což naznačuje, že zvýšení prahu odměny ICSS může zprostředkovat averzi během vysazení nikotinu a metamfetaminu. Na druhé straně mecamylamin a haloperidol nevyvolávaly somatické abstinenční příznaky. Je známo, že somatické známky odvykání od psychostimulancií jsou slabší než od opiátů, barbiturátů a alkoholu. Dále je obtížnější pozorovat somatické abstinenční příznaky vyvolávané antagonisty nikotinu než ty, které vyvolaly spontánní abstinenční vyšetření [12]. Je zajímavé, že v této studii byla zvýšení prahových hodnot odměny ICSS a averze v průběhu abstinence nikotinu téměř stejná jako u pozorování při abstinenci metamfetaminu, což může naznačovat, že snížení funkce odměny za mozek, které vede k averze k abstinenčnímu stavu, se nemusí významně lišit. v intenzitě mezi nikotinem a metamfetaminem, bez ohledu na akutní účinky těchto léků na systém odměn. Jinými slovy se předpokládá, že neuroadaptace v obvodech odměňování mozku se vyvíjejí téměř na stejnou úroveň mezi nikotinem a metamfetaminem, ačkoli stimulují systém odměňování v různé míře, přičemž akutní metamfetamin je silnější než akutní nikotin. K objasnění této otázky je však nutné provést další studie s využitím širšího spektra dávek léčiv nebo jiných druhů experimentálních paradigmat.
Závěrem lze říci, že tato studie naznačuje, že funkce 1) pro odměňování mozku se snížila během abstinence nikotinu a metamfetaminu, a 2), že funkce odměny může odrážet negativní afektivní stav (averzi) během abstinence od nikotinu a metamfetaminu.
Poděkování
Tato studie byla částečně podpořena granty ministerstva školství, kultury, sportu, vědy a techniky Japonska (č. 16591166) a Nadace pro výzkum kouření.
REFERENCE
;