Endogen opioid-induceret neuroplasticitet af dopaminerge neuroner i det ventrale tegmentale område påvirker naturlig og opiatbelønning (2014)

KOMMENTARER: DeltaFosB undersøgelser vi nævner ofte alle fokuserede på kernen accumbens (belønningscenter) og fandt ud af, at køn stort set slår de samme hjernemekanismer som meth & kokain. Fra den samme forskers milepælstudie (Lov om natur- og lægemiddelbelønninger om fælles neuralplasticitetsmekanismer med ΔFosB som nøgleformidler (2013)):

Naturlige belægninger og lægemiddelbelønninger konvergerer ikke kun på den samme neurale vej, de konvergerer på de samme molekylære mediatorer og sandsynligvis i de samme neuroner i Nucleus Accumbens for at påvirke incitamentets opmærksomhed og "manglende" begge typer belønninger

Take away: meth, kokain og sex alle gør de samme grundlæggende ting for de samme nerveceller i belønningscentret (nucleus accumbens), uanset hvad de kan gøre anderledes andetsteds i hjernen. Dette afmonterede det sædvanlige talepunkt, at naturlige belønninger og stoffer er forskellige i mekanismer og virkninger.

Denne nye undersøgelse undersøgte, hvad sex gør med VTA. VTA er hvor de dopaminproducerende nerveceller begynder - og de forgrener sig til nucleus accumbens, frontal cortex og amygdala. Dybest set er VTA kilden til det meste af vores dopamin. Se disse 2 billeder af belønningskredsløbet: Pic1, Pic2

Forskere fandt, at sex (climax) får cellerne i VTA til at krympe midlertidigt (hos mænd). Celllegemer og deres dendritter omfatte hjernens grå materiale. Dette er præcis hvad heroinafhængighed gør for VTA (Ikke en gang brug af heroin, men kronisk heroinbrug). Bemærk, at den samme krympning af VTA-cellerne forekommer hos humane heroinmisbrugere.

Den kønsfremkaldte cellekrympning varer i mindst 7 dage. Ændringer fremkaldt af køn var vendt tilbage til normal på 30 dage, men forskerne vurderede kun dage 1, 7 og 30.

Krympning af cellelegemer i heroinafhængighed resulterer i lavere dopamin i nucleus accumbens - eller hvad vi kalder desensibilisering. Forskerne administrerede morfin til rotterne for at vurdere deres respons (efter køn), men intet skete. Normalt kan rotterne lide morfin meget, men her blev de midlertidigt desensibiliserede. Kort sagt var de belønningskredsløb, som post-ejakulatoriske rotter ikke reagerede på det lave niveau af heroin. Forskere antog, at højere doser ville være nødvendige for at fremkalde en "normal" rottereaktion.

For at opsummere - Sex (midlertidigt) gør nøjagtigt det samme i VTA som afhængighed af heroin: krympning af de dopaminproducerende nervecellelegemer. Dette fører til lavere dopamin i belønningscentret og mindre lydhørhed over for narkotika - og det tager mindst 7 dage for rottehjerner at komme sig.

 

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

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

Abstrakt

Naturlig belønning og misbrugsmiddel konvergerer på den mesolimbiske vej og aktiverer den fælles mekanisme af neural plasticitet i nucleus accumbens. Kronisk eksponering for opiater fremkalder plasticitet i dopaminerge neuroner i det ventrale tegmentale område (VTA), som regulerer morfinbelønningstolerance.

Her tester vi hypoteserne om, at parringsinduceret frigivelse af endogene opioider i VTA forårsager morfologiske ændringer af VTA dopaminceller hos hanrotter, som igen regulerer det langsigtede udtryk for oplevelsesinduceret forstærkning af seksuel adfærd.

For det første nedsatte seksuel oplevelse VTA dopamin soma størrelse 1 og 7 dage, men ikke 30 dage efter den sidste parringssession. Denne effekt blev blokeret med naloxon før hver parringssession Dermed var VTA dopamincelleplasticitet afhængig af virkning af endogene opioider.

Til gengæld var VTA-plasticitet forbundet med ændret opiatbelønning, da seksuelt erfarne mænd ikke danner konditioneret sted præference for 0.5 mg / kg morfin.

Derefter blev det bestemt, om endogen opioidvirkning medierer seksuel belønning og hukommelse hos hanrotter behandlet med naloxon under parring erfaring, enten systemisk eller intra-VTA. Naloxon forhindrede ikke den første oplevelsesinducerede tilrettelæggelse af seksuel adfærd over gentagne parringssessioner eller konditioneret præferencer for parring. Imidlertid svækkede naloxonbehandling det langsigtede udtryk for erfaringsinduceret lettelse af seksuel adfærd og neural aktivering i mesolimbiske områder induceret af parringsassocierede betingede signaler.

Sammen viser disse data, at endogene opioider under parring fremkalder neural plasticitet i VTA dopaminneuroner, der forekommer kritiske for morfinbelønning og langsigtet hukommelse til naturlig belønningsadfærd.

 

Introduktion

Naturlig belønning adfærd er medieret af mesocorticolimbic system (Meisel og Mullins, 2006; Hoebel et al., 2009; Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a; Young et al., 2011; Blum et al., 2012). Misbrugsmedicin forårsager neurale ændringer i dette system, hvilket igen bidrager til udvikling og udtryk for stofmisbrug (Hyman et al., 2006; Nestler, 2012). Vi har tidligere fastslået, at erfaring med naturlig belønningsadfærd, dvs. seksuel oplevelse hos hanrotter, også medfører neural plasticitet i nucleus accumbens (NAc), herunder øgede dendritiske rygsøjler (Pitchers et al., 2010a) og deltaFosB (Pitchers et al., 2013). Til gengæld er denne sexinduserede plasticitet kritisk for virkningerne af sexoplevelse ved efterfølgende parring, manifesteret som lette indvielse og præstationer af seksuel adfærd (Pitchers et al., 2010b, 2012, 2013). Endvidere ændrer kønserfaring respons på psykostimulerende midler, herunder sensibilisering af lokomotorisk aktivitet og forbedret belønning (Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a, 2013).

NAc er et nedstrøms mål for de dopaminerge neuroner i det ventrale tegmentale område (VTA). VTA dopaminneuroner aktiveres under parring og efter udsættelse for betingede indikatorer, der forudser seksuel belønning (Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010a) gennem endogent opioidpeptid (EOP) -binding ved μ-opioidreceptorer (MOR'er; Matthews og German, 1984; Johnson og North, 1992; Klitenick et al., 1992; Ikemoto et al., 1997; Balfour et al., 2004). Eksponering for betingede signaler, der forudsiger seksuel adfærd, forårsager frigivelse af EOP- og VTA-dopamin-celleaktivering, hvilket letter seksuel motivation (Mitchell og Stewart, 1990; van Furth et al., 1995; van furth og van ree, xnumx) og dopaminfrigivelse i NAc (Fiorino et al., 1997).

Gentagen eksponering for eksogene opiater forårsager morfologiske ændringer i VTA (Mazei-Robison et al., 2011; Mazei-Robison og Nestler, 2012), reduceret soma-størrelse af VTA dopaminneuroner (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Chu et al., 2007; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011), nedsat niveau af neurofilamentproteiner (Beitner-Johnson et al., 1992), øget excitabilitet af dopaminceller og reduceret aksoplasmatisk transport og dopaminudgang til NAc (Beitner-Johnson et al., 1992; Mazei-Robison et al., 2011). Disse VTA dopaminneuron forandrer årsag til morfinbelønningstolerance og er forbigående, da de forsvinder inden for en måned af lægemiddelafholdenhed (Russo et al., 2007). Det er for tiden uklart, om plasticitet i VTA dopaminneuronerne er unik for opiaternes opgaver, eller hvis de også fremstilles ved frigivelse af EOP under naturlige givende adfærd.

Her tester vi hypotesen om, at naturlig belønning oplevelse forårsager neuroplasticitet ligner den, der er forårsaget af opiater, og således opiate konvergerer på en plasticitetsmekanisme, der er kritisk for naturlig belønning adfærd og belønning hukommelse. Vi tester om, hvorvidt seksuel oplevelse hos hanrotter reducerer den soma størrelse af VTA dopaminneuroner via en proces, der er afhængig af EOP-virkningen i VTA. Derudover undersøger vi, om EOP-inducerede ændringer i VTA dopaminneuroner er forbundet med forstærkningen af ​​naturlig givende adfærd og tilskrivningen af ​​incitamentsalighed til tegnrør forbundet med naturlig belønning, samtidig med at der forårsages krydstolerance over for morfinbelønning.

Materialer og Metoder

Dyr

Voksne Sprague-Dawley-hanrotter (200-225 g) blev opnået fra Charles River og blev indrettet parvis i kunstigt oplyste rum på en 12 h lys / mørk cyklus i alle eksperimenter (lyser ved 10: 00 AM med undtagelse af morfin tolerance eksperimentet , tændes ved 5: 00 PM). Mad og vand var til rådighed ad libitum undtagen under adfærdstestning. Stimuløse kvinder blev ovariektomiseret og implanteret subkutant med 5% 17-β-østradiolbenzoat SILASTIC kapsler (1.98 mm indre diameter, 0.5 cm længde, Dow-Corning). Injektioner af progesteron (subkutan, 500 μg i 0.1 ml sesamolie) blev administreret 3-6 h før testning for at inducere seksuel modtagelighed. Alle procedurer blev godkendt af University of Western Ontario og University of Michigan Animal Care Committees, og i overensstemmelse med Canadas råd om dyrepleje og nationale institutter for sundhedsmæssige retningslinjer, der involverer hvirveldyr i forskning.

Tidskursus for VTA dopamin soma størrelse ændres

Daglige parringssessioner.

For at studere tidsforløbet af ændringer i dopamin neuron soma størrelse i VTA blev seksuelt erfarne og naive dyr dræbt ved 1, 7 eller 31 d (n = 5-8 pr. Gruppe) efter den sidste parringsdag (oplevet) eller håndtering (naiv). Seksuelt erfarne grupper blev matchet til seksuel adfærd under den afsluttende parringssession samt samlede antal ejakulationer i løbet af de fem sessioner (gennemsnit af 5 for hver gruppe) og afviste ikke i nogen parameter for seksuel adfærd.

Parring sessioner.

Seksuelt naive mænd blev tildelt to af de to forsøgsbetingelser: seksuelt naive eller seksuelt erfarne. Seksuelt erfarne dyr fik lov til at mate fem gange i sammenhængende dage med modtagelige kvinder i rektangulære testbure (60 × 45 × 50 cm) indtil udvisning af ejakulation eller op til 1 h (hvilken som helst der kom først). Bure blev grundigt rengjort med 70% ethanolopløsning, og der blev tilsat friskt sengetøj mellem parringssessioner. Seksuel adfærd blev udført i den mørke fase (2-6 h efter mørkets begyndelse). Kun dyr, der ejakulerede i mindst fire af de fem parringssessioner, blev betragtet som seksuelt erfarne og inkluderet i forsøg. Alle parringssessioner blev observeret, og seksuel adfærd blev registreret. Antallet af monteringer (M), monteringslatens (ML; tid fra introduktion af kvinden til første montering), intromission latens (IL; tid fra introduktion af kvinden til første intromission) og ejakulationslatens (EL; tidspunkt fra første intromission til udløsning) blev registreret (Agmo, 1997). Naive dyr blev anbragt i et rent testbur for 1 h samtidig med seksuelt erfarne mænd parring i samme rum, således at de blev udsat for fjerne kvindelige lugt og lignende niveauer af forstyrrelse og miljømæssig nyskab som erfarne hanner.

Immunofluorescensmærkning.

Dyrene blev dybt bedøvet ved anvendelse af natriumpentobarbital (270 mg / kg, ip) og perfuseret intrakardielt med 50 ml 0.9% saltopløsning efterfulgt af 500 ml 4% paraformaldehyd i 0.1 m natriumphosphatbuffer (PB). Hjerner blev fjernet og efterfikseret til 1 h ved stuetemperatur (RT) i det samme fikseringsmiddel og dernæst nedsænket i 20% saccharose og 0.01% natriumazid i 0.1 m PB til opbevaring ved 4 ° C. Koronale sektioner blev skåret ved 35 μm på et frysende mikrotom (H400R, Microm) og blev opsamlet i fire parallelle serier i kryoprotektantopløsning (30% sucrose, 30% ethylenglycol i 0.1 m PB) og derefter opbevaret ved 20 ° C. Alle inkubationer blev udført ved stuetemperatur med forsigtig omrøring og rigelige skylninger med 0.1 m PBS, pH 7.35, mellem inkubationer. Sektioner blev udsat for 1% H2O2 for 10 min til at ødelægge endogene peroxidaser, derefter blokeret for 1 h i inkubationsopløsning (PBS +: PBS indeholdende 0.4% Triton X-100; Sigma-Aldrich) og 0.1% bovint serumalbumin (Jackson Immuno Research Laboratories). Dernæst blev sektioner inkuberet natten over ved stuetemperatur i en mustyrosinhydroxylase (TH) -antistof (1: 20 000; Millipore). Efter primær antistofinkubering blev sektioner inkuberet i AlexaFluor 555-konjugeret gede-antimus-antistof (1: 100; Invitrogen, Eugene, OR) til 30 min. Endelig blev sektionerne vasket med 0.1 m PB, monteret på Superfrost Plus glasskinner, tørret og dækket med gelvatol indeholdende anti-fading agent 1,4-diazabicyclo (2,2) octan (DABCO; 50 mg / ml Sigma-Aldrich; Lennette, 1978).

Data analyse: neuron soma størrelse.

Billeder af TH-immunoreaktive (IR) neuroner i VTA blev taget ved 40 × forstørrelse ved tre rostrale til kaudale niveauer (Balfour et al., 2004). Der blev ikke fundet forskelle mellem celler på de forskellige niveauer. Soma-størrelsen af ​​TH-IR-neuroner blev analyseret ved hjælp af ImageJ (National Institutes of Health). Middelt areal, omkreds og cirkularitet blev målt som beskrevet af Sklair-Tavron et al. (1996). Et gennemsnit på 25 celler pr. Dyr (kombineret alle 3 VTA niveauer) blev analyseret, og kun celler med en klart synlig kerne blev inkluderet. For hvert dyr blev middelarealet, omkredsen og cirkulariteten beregnet. Til statistisk analyse blev der anvendt en tovejs ANOVA [faktorer: seksuel oplevelse (køn erfarne eller sex naive) og tid (1, 7 eller 31 d)] efterfulgt af post hoc sammenligninger ved brug af Holm-Sidak-metoden med et signifikansniveau på 0.05.

VTA-ikke-dopaminændringer

Biweekly parring sessioner.

For at teste om seksuel oplevelse under daglige parringssessioner er påkrævet for fald i TH-IR-neuron soma-størrelse, blev VTA dopaminneuroner af dyr, der havde parret under fem ugers parringssessioner, analyseret. Parring sessioner var som beskrevet ovenfor, men over en periode på 2.5 uger. Hjerner blev samlet 7 d efter sidste parring eller håndtering.

Immunoperoxidasemærkning.

Derudover blev det testet, hvorvidt anvendelse af følsomme farvningsteknikker med immunoperoxidase- og kromogenpåvisning også ville muliggøre visualisering af TH-IR-soma-størrelsesændringer. Perfusion og vævsforarbejdning var adfærd som beskrevet ovenfor. Efter behandling med 1% H2O2 og PBS + blev sektioner inkuberet natten over ved stuetemperatur i en mus polyklonal tyrosinhydroxylase (TH) -antistof (1: 20 000; Millipore). Efter inkubation af primær antistof blev inkuberet sektioner inkuberet med biotinkonjugeret gede-anti-kanin-IgG (1 h, 1: 500 i PBS +, Vector Laboratories), avidin-biotin-peberrodsperoxidase (1 h, ABC-elite; 1: 1 000 i PBS Vector Laboratories) og 3,3'-diaminobenzidin-tetrahydrochlorid (10 min, 0.02%, DAB; Sigma-Aldrich) forbedret med nikkelsulfat i (0.02% i 0.1 m PB) med hydrogenperoxid (0.015%). Sektioner blev vasket grundigt i 0.1 m PB for at terminere reaktionen og monteret på kodede Superfrost plus glasskinner (Fisher) med 0.3% gelatine i ddH2O. Efter dehydrering blev alle dias dækket med DPX-monteringsmiddel (dibutylphthalat-xylen; Sigma-Aldrich).

Data analyse: neuron soma størrelse.

TH-IR-celler blev analyseret for areal, perimeter og cirkularitet som beskrevet ovenfor. Derudover blev TH-IR-celler i substantia nigra (SN) i de samme sektioner anvendt til analyse af VTA TH-IR-celler analyseret. Endelig, efter analyse af VTA- og SN TH-IR-celler, blev sektioner forsænket under anvendelse af cresyl-violet, og ikke-TH-IR-celler blev analyseret under anvendelse af de samme metoder som beskrevet ovenfor. Forskelle mellem naive og erfarne grupper blev sammenlignet ved hjælp af to-halede studerende t tests med et signifikansniveau på 0.05.

Virkninger af naloxon på erfaring-induceret dopamin soma størrelse reduktion

For at afgøre, om MOR'er spillede en rolle i sex-oplevelsesinducerede ændringer i dopamin-neuron soma-størrelse, blev MOR blokeret under seksuel adfærd. Halvdelen af ​​dyrene fik seksuel erfaring, mens den anden halvdel blev håndteret, men forblev seksuelt naiv. Seksuelt erfarne dyr fik lov til at parre sig på 5 sammenhængende dage. Inden for de seksuelt erfarne og naive grupper blev dyr behandlet med den ikke-selektive MOR-antagonist naloxon (10 mg / kg, sc; Sigma-Aldrich, opløst i 0.9% saltvand) eller saltvand 30 min. Før introduktion af den kvindelige (erfarne) eller før behandling (naive); derved skabes fire forsøgsgrupper: sexuelt naiv saltvand (Naive Sal), sexuelt naiv naloxon (Naive NLX), seksuelt erfaren saltvand (Exp Sal) og seksuelt erfaren naloxon (Exp NLX; n = 5-8 pr. Gruppe). Naloxonbehandling havde ikke statistisk signifikante virkninger på nogen parameter af seksuel adfærd på nogen af ​​5 d, og naloxon- og saltopløsningsbehandlede grupper var identiske i seksuel oplevelse. Alle dyr blev dræbt via intracardial perfusion 7 d efter sidste parringssession. Sektionering, immunhistokemi og dataanalyse (tovejs-ANOVA, faktorer: kønserfaring og behandling af lægemidler) til dopamin soma-størrelse blev udført som beskrevet ovenfor.

Morfin betinget sted præference

Eksperimentelt design.

Tidligere Russo et al. (2007) viste kronisk morfin inducerer tolerance over for morfinbelønning. Da seksuel erfaring og kronisk morfin forårsager tilsvarende fald i soma-størrelse af dopaminneuroner i VTA, blev den funktionelle relevans af de sexfremkaldte morfologiske forandringer testet for morfinbelønning. Seksuelt erfarne og naive dyr blev opdelt i seks forskellige forsøgsgrupper (n = 9-13 pr. Gruppe) baseret på seksuel adfærd (seksuelt naiv eller erfaren) og morfindosis (0.5, 5.0 eller 10.0 mg / kg, ip) og blev testet for morfininduceret konditioneret præference for præferencer (CPP).

Morfin-CPP.

Konditionering fandt sted 1 d efter den sidste parringssession og grupper blev matchet til seksuel præstation under den sidste parringssession. Det anvendte CPP-paradigme bestod af en pretest, konditioneringsdage og posttest, og apparatet var baseret på Tenk et al. (2009). Kort fortalt bestod CPP-apparatet (MED Associates) af tre forskellige kamre. Mellem hver session blev apparatet grundigt rengjort med 70% ethanolopløsning for at minimere langvarige olfaktoriske signaler. For at bestemme individuelle præferencer blev der foretaget en forprøvning, hvor dyr fik fri adgang til hele apparatet i 15 minutter. Som gruppe viste dyr ikke signifikant præference for et specifikt kammer, men hvert enkelt dyr havde en lille indledende præference. Rotter, der udviste en væsentlig præference for et af kamrene (> 200 s forskel mellem tid brugt i hvert af kamrene; <5% af dyrene) under forudtesten, blev ekskluderet fra undersøgelsen. Under konditionering blev lægemiddel parret med enten oprindeligt foretrukket eller ikke-foretrukket kammer ved anvendelse af et upartisk paradigme (Tzschentke, 2007) og dyr var begrænset til kamrene for 30 min. Dyr blev injiceret med saltvand (ip) om morgenen (9: 00 AM til 12: 00 PM) og begrænset til saltvandsparret kammer (kontrol). I eftermiddag (1: 00-PM) blev dyr injiceret med morfin (ip, 4 mg / kg, 00 mg / kg eller 0.5 mg / kg; morphinsulfat opløst i 5.0% saltvand, Johnson Matthey) og begrænset til det morfin-parrede kammer. Dyr blev udsat for to konditioneringsdage. Den næste dag (10.0 d efter sidste parringsdag) blev en posttest, der var proceduremæssigt identisk med pretest, udført. For statistisk analyse blev tiden brugt i det morfinparede kammer under efterprøvningen sammenlignet med den tid, der blev brugt i saltvandsparret kammeret under efterprøvningen for seksuelt naive eller erfarne hanner inden for hver dosering ved anvendelse af en parret t test. p <0.05 blev betragtet som statistisk signifikant. Yderligere kontrolgrupper af seksuelt naive og erfarne dyr fik saltvand i både parrede og uparrede kamre for at tjene som negative kontroller. Ingen forskelle i tidsforbrug mellem kamre blev påvist for begge grupper.

Virkninger af systemisk naloxon på erfaringsinduceret lettelse af seksuel adfærd

Eksperimentelt design.

Seksuel erfaring resulterer i lette seksuel adfærd, der opretholdes i mindst 1 måned (Pitchers et al., 2012). For at analysere effekten af ​​blokering af MOR på erfaringsfremkaldt tilrettelæggelse af seksuel adfærd modtog seksuelt erfarne dyr enten naloxon eller saltvand inden de fem sammenhængende parringssessioner (n = 12 hver) som beskrevet ovenfor. En uge efter den sidste parringssession blev der gennemført en endelig parringstest, hvor alle dyr fik lov til at mate til en udløsning eller op til 1 h. Ingen naloxon eller saltopløsning blev indgivet før parring på den afsluttende testdag. Parametre for parring blev sammenlignet med at bestemme, hvorvidt naloxon påvirket enten sex-oplevelsesinduceret facilitering af parring (dag 1 vs dag 5) eller vedligeholdelse af denne tilpasning (dag 5 vs test) ved anvendelse af en tovejs ANOVA [faktorer: behandling (saltvand versus naloxon ) og dag (dag 1, dag 5 eller test)] og Holm-Sidak metode til post hoc sammenligninger. For alle statistiske tests, p <0.05 blev anset for at være statistisk signifikant.

Yderligere kontrolforsøg

Systemisk naloxon på testdag.

For at vise, at ændret seksuel adfærd på den afsluttende parningstestdag ikke skyldtes fraværet af naloxon, administrerede vi enten naloxon eller saltvand på den afsluttende parringstestdag til dyr, der modtog parring parret med naloxon, mens de fik seksuel oplevelse. Specielt modtog alle dyr naloxoninjektion (10 mg / kg, sc) 30 min forudgående parring til en ejakulation i 5 sammenhængende dage. På testdag 7 d senere modtog ca. halvdelen dyrene en injektion af naloxon (10 mg / kg, n = 7) eller saltvand (n = 6) 30 min før introduktion af en modtagelig kvinde. Seksuel adfærd blev observeret og registreret. Parametre for parring blev sammenlignet med at bestemme, hvorvidt naloxon påvirket enten sex-oplevelsesinduceret facilitering af parring (dag 1 vs dag 5) eller vedligeholdelse af denne tilpasning (dag 5 vs test) ved anvendelse af en tovejs ANOVA [faktorer: behandling (saltvand versus naloxon ) og dag (dag 1, dag 5 eller test)] og Holm-Sidak metode til post hoc sammenligninger. For alle statistiske tests, p <5% blev anset for at være statistisk signifikant.

Virkninger af naloxon på kortvarigt udtryk for letter seksuel adfærd.

Virkningerne af behandling med naloxon (10 mg / kg, sc) under parring blev testet på efterfølgende seksuel adfærd under en sidste parningstestdag, som kun blev udført 1 d efter sidste parring (saltvand, n = 5; naloxon, n = 4).

Systemisk naloxonbehandling.

For at afgøre om det gentages behandling af naloxon alene forårsager nedsat seksuel adfærd 7 d efter sidste behandling, modtog seksuelt naive dyr fem daglige naloxon (10 mg / kg, sc) eller saltopløsning i på hinanden følgende dage før en parringstest 7 d efter slutlig naloxon eller saltopløsning. På denne sidste testdag modtog dyr ikke nogen injektion. Seksuel adfærd blev observeret og registreret som beskrevet ovenfor. Parametre for parring blev sammenlignet mellem grupper, der anvendte uparret t tests. For alle statistiske tests, p <5% blev anset for at være statistisk signifikant.

Systemisk naloxon og sexbelønning.

En mulighed for naloxons dæmpende virkninger på visningen af ​​vedligeholdelse af lettere seksuel adfærd er, at naloxone blokerer de givende effekter af seksuel adfærd. For at teste denne mulighed blev CPP-paradigmet udført for seksuel adfærd umiddelbart efter naloxon eller saltinjektion hos mænd uden nogen tidligere seksuel oplevelse. CPP-proceduren svarede til den ovenfor beskrevne for morfin-CPP, inklusive forforsøg, konditioneringsdage og post-test.

Seks adfærd blev parret med det oprindeligt ikke-fremmende kammer. På modbalanceret måde modtog hvert dyr en injektion af naloxon (n = 12) eller saltvand (n = 11) 30 min før modtagelse af adgang til en modtagelig kvinde. Den gennemsnitlige varighed af parringssessionen var ~13 min. Et minut efter ejakulation blev dyret anbragt i det parrede kammer for 30 min. På den anden konditioneringsdag modtog dyr en injektion af enten naloxon eller saltvand (alt efter hvad de modtog før parring) og blev anbragt i det opparrede kammer for 30 min. Derefter blev en posttest udført, identisk med pretest. For at bestemme kammerpræferensen blev tiden brugt i det parrede kammer under præstestesten og efterprøven sammenlignet. Til statistisk analyse, parret t test blev brugt til at sammenligne præference- og forskels scores og tid i parret kammer under pretest og post-test for at afgøre, om en signifikant CPP blev dannet til seksuel adfærd. p <0.05 blev betragtet som signifikant.

Virkninger af intra-VTA naloxon på erfaring induceret lettelse af seksuel adfærd

Eksperimentelt design.

For at afgøre, om EOP-aktionen specifikt i VTA var ansvarlig for virkningerne af seksuel oplevelsesfremkaldt ændring i seksuel adfærd, gennemgik dyr lokal infusion af naloxon eller saltvand i VTA før fem daglige parringssessioner. Behavioral paradigme lignede det systemiske naloxon eksperiment. Seksuelt erfarne dyr fik lov til at parre sig i 5 sammenhængende dage indtil en ejakulation eller op til 1 h. Femten minutter før introduktion af den modtagelige kvinde modtog hanrotterne bilaterale infusioner af enten naloxon (10 μg / μl pr. Halvkugle, 0.5 μl volumen, opløst i 0.9% saltvand) eller saltvand (0.5 μl pr. Halvkugle). Bilaterale mikroinjektioner blev indgivet ved en strømningshastighed på 0.5 μl / min over et 1 min interval efterfulgt af et yderligere 1 min med injektionskanylen tilbage til diffusion. Injektions kanylen blev derefter erstattet med dummy kanylen og støvhætten. En uge efter den sidste parringsdag (testdag) parrede alle dyr endnu en gang til ejakulation uden infusion af naloxon eller saltvand. Figur 3A beskriver det eksperimentelle design. Data analyse blev udført som beskrevet i systemisk naloxon eksperiment.

Kanaloperation.

Mandrotter blev bedøvet med en intraperitoneal injektion (0.1 ml / kg) ketamin (0.87 mg / ml) og xylazin (0.13 mg / ml) og anbragt i et stereotaksisk apparat (Kopf Instruments). Bilaterale 21-måleguide-kanyler (Plast One) blev sænket gennem små huller i kraniet i hjernen mod VTA ved -4.8 mm AP, ± 0.75 mm ML fra bregma og -7.8 mm DV fra toppen af ​​kraniet ifølge Paxinos og Watson (2013). Kanyler blev sikret med dental akryl, der klæbte på tre skruer sat i kraniet. Dyr blev givet en 2-ugers restitutionsperiode, og blev behandlet dagligt til tilpasning til håndtering og injektionsprocedurer anvendt under adfærdsmæssig testning.

Cannula placering verifikation.

Placeringen af ​​kanylerne blev undersøgt under anvendelse af TH-immunostaining for at bekræfte, at VTA var nøjagtigt målrettet. Kun dyr med ordinære placeringer blev inkluderet i analyser (sidste gruppestørrelser: erfarne saltopløsninger n = 8; erfarne naloxon n = 6). Tre yderligere dyr, der modtog intra-VTA naloxon injektioner rettet uden for VTA blev grupperet sammen i en "savnet" injektionsgruppe. Den ubesvarede gruppe blev analyseret separat for at tjene som anatomiske kontroller og Mann-Whitney U test blev brugt til at sammenligne adfærd på den afsluttende testdag med naloxon og saltvandsbehandlede erfarne hanner.

Parring-associeret kontekstuel cue-induceret pERK-ekspression

Eksperimentelt design.

Eksponering for buret, hvor mænd har erhvervet parring erfaring, har vist sig at forårsage MOR aktivering i VTA og neurale aktivitet i VTA og NAc (Balfour et al., 2004). Derfor fungerer parringsmiljøet som en betinget kø, der forudsiger seksuel belønning. Den nuværende undersøgelse afprøvede, om MOR-aktivering under seksuel erfaring er påkrævet for efterfølgende betinget cue-induceret neural aktivering. Naloxon eller saltvand blev administreret systemisk (ip) 30 min før placering i parringsarenaen og indførelsen af ​​en modtagelig kvinde til parring (erfaret) eller før kontrolmanipulationen, som bestod af placering i håndteringsburet uden præsentation af kvinden (neutral miljø, naiv). Således blev fire eksperimentelle grupper oprettet: Naive Sal, Naive NLX, Exp Sal ​​og Exp NLX. En uge efter den endelige parringssession blev halvdelen af ​​dyrene i hver gruppe udsat for parringskassen (exp male: kønassocierede betingede cues) eller håndteringskage (naive mænd: usædvanlige / neutrale signaler), mens den anden halvdel ikke var udsat for nogen signaler og i stedet forblev i hjemmebure (for at bestemme baseline pERK udtryk). Dette eksperimentelle paradigme producerede 8 grupper: Naive Sal-No Cue, Naive Sal + Cue, Naive NLX-No Cue, Naive NLX + Cue, Exp Sal-No Cue, Exp Sal ​​+ Cue, Exp NLX-No Cue, Exp NLX + Cue (n = 4 hver undtagen Naive NLX-No Cue, n = 3). Dyrene blev perfunderet 10-15 min efter cue eksponering. Kontroldyr blev fjernet fra deres hjemmebure og perfunderet samtidigt.

Immunhistokemi.

Sektionering og immunhistokemi blev udført som beskrevet ovenfor. Her anvendte vi et kaninpolyklonalt antistof mod p42 og p44 MAP Kinases ERK1 og ERK2 (pERK; 1: 4 000; Cell Signal Technology). Det primære antistof er i høj grad karakteriseret i litteraturen (Roux og Blenis, 2004; Murphy og Blenis, 2006; Frohmader et al., 2010b). Endvidere forhindrede udeladelse af det primære antistof al immunoreaktivitet og Western blot-analyse af rottehjernevæv afslørede to bånd ved passende molekylvægte.

Dataanalyse.

pERK-immunoreaktive (-IR) celler blev talt i en række hjerneområder ved anvendelse af et kamera lucida-trækrør fastgjort til en Leica DMRD-mikroskop: NAc [kerne (C) og skal (S); 400 × 600 μm; medial prefrontal cortex; MPFC; anterior cingulate område (ACA); prelimbic cortex (PL); infralimbic cortex (IL); 600 × 800 μm hver], caudat-putamen (CP; 800 × 800 μm) og basolateral amygdala (BLA; 900 × 1200 μm; Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010b; Pitchers et al., 2010b). To sektioner blev talt pr. Hjerneområde, og antallet af celler i standardområderne af analyser blev derefter beregnet som antal celler pr. Mm2. De to tæller blev gennemsnitligt pr. Dyr til beregning af gruppemedlemmer. Gruppegennemsnit inden for seksuelt erfarne eller naive grupper blev sammenlignet med tovejs ANOVA [faktorer: narkotikabehandling (NLX eller Sal) og cue (cue eller no cue)] efterfulgt af post hoc sammenligninger ved brug af Holm-Sidak eller Mann-Whitney summeprøven, hvor det er relevant, med et signifikansniveau på p <0.05. I NAc-skalen af ​​seksuelt erfarne dyr var der en stærk tendens i retning af faktorernes betydning, og der blev derfor foretaget parvise sammenligninger for kun at sammenligne saltvand (Sal-No Cue) og saltvand (Sal + Cue) -grupper.

Billeder.

Digitale billeder blev taget med et CCD-kamera (Macrofire, Optronics), der var knyttet til a Leica mikroskop (DM5000B) med faste kameraindstillinger. Billeder blev importeret til Adobe Photoshop 9.0-software. Billeder blev ikke ændret på nogen måde bortset fra justering af lysstyrke og kontrast.

Resultater

Sex erfaring-inducerede ændringer i VTA dopamin celler

Seksuel erfaring resulterede i et fald i VTA dopamin soma størrelse (Fig 1A-C). Seksuel erfaring reducerede markant og omkreds af summen af ​​VTA TH-IR-celler (område: F(1,31) = 23.068, p <0.001; omkreds, F(1,31) = 18.225, p <0.001). Der var også en væsentlig væsentlig effekt af tid (område: F(2,31) = 6.377, p = 0.005; omkreds, F(2,31) = 4.389, p = 0.021) og en betydelig interaktion mellem erfaring og tid (område: F(2,31) = 5.284, p = 0.011; omkreds, F(2,31) = 4.347, p = 0.022). Parvise sammenligninger afslørede, at området og omkredsen af ​​TH-IR-celler var signifikant reduceret 1 og 7 d efter den sidste dag med seksuel adfærd hos seksuelt erfarne dyr sammenlignet med seksuelt naive kontroller [Fig 1B, areal: p = 0.002 (1 d), p <0.001 (7 d); C, omkreds: p = 0.009 (1 d), p <0.001 (7 d)]. Effekten af ​​seksuel adfærd forsvandt, efterfulgt af perioden med belønningsafholdenhed, da somastørrelsen af ​​TH-IR-neuroner vendte tilbage til baseline 31 d efter den sidste parringssession (Fig 1B, areal: p = 0.798; C, omkreds: p = 0.785). Kønserfaringsinducerede ændringer blev ikke påvist i cirkulærhed på et hvilket som helst tidspunkt (Fig 1D). VTA dopamin soma størrelsesreduktion var ikke afhængig af daglige parringssessioner, da parring erfaring under fem ugentlige parring sessioner også produceret en reduceret VTA dopamin soma størrelse (Fig 2A,B, E-H, areal: p = 0.004; omkreds: p <0.001). I modsætning hertil påvirkede kønserfaring ikke TH-IR somastørrelsen i substantia nigra (Fig 2C, I-J, areal: p = 0.13; omkreds: p = 0.16) eller ændret soma-størrelse i nærliggende VTA-ikke-TH-IR-neuroner (Fig 2D, E-H, areal: p = 0.46; omkreds: p = 0.45).

Figur 1. 

Endogene opioid-inducerede soma størrelse ændringer af VTA dopamin neuroner. A, Repræsentative billeder af VTA dopaminneuroner fra seksuelt naive og erfarne dyr, der viser reduktionen i soma-størrelse 7 d efter den endelige parringssession. Skalestang, 5 μm. Kvantitative data, der viser, at seksuel oplevelse (Exp, sorte søjler) forårsagede betydelig reduktion i areal (B; i μm2) og omkreds (C; i μm) af VTA dopaminceller, 1 d (Naive, Exp; n = 6) og 7 d (Naive, n = 5; Exp, n = 6), men ikke 31 d (Naive, n = 6; Exp, n = 8) efter endelig parring, sammenlignet med seksuelt naive kontroller (Naive, hvide søjler). Området blev reduceret til 84% hos erfarne mænd sammenlignet med naive kontroller ved 1 eller 7 d. Perimeter blev reduceret til 91.6 og 90% i erfarne grupper sammenlignet med kontrol ved 1 og 7 d resp. Der var ingen effekt på cirkulariteten (D). Denne dopamincelle plasticitet i område (E) og omkreds (F) blev forhindret af naloxon (NLX, n = 8), men ikke saltvand (Sal, n = 7) behandling under parring, 7 d efter afsluttende parringssession sammenlignet med seksuelt naive kontroller (Sal, n = 5; NLX, n = 6). Data repræsenterer middel ± SEM; * angiver signifikant forskel i forhold til seksuelt naive kontroller af samme dag (B, C) eller sammenlignet med saltvandsbehandlede seksuelt naive kontroller og naloxonbehandlede, seksuelt erfarne hanner (E, F).

Figur 2. 

Seksuel erfaring faldt ikke soma størrelse i substantia nigra dopamin neuroner eller VTA nondopamin neuroner. VTA TH-IR neuron soma område (A; i μm2) og omkreds (B; i μm) hos seksuelt naive (hvide) og erfarne (sorte) dyr, der fik erfaring ved parring to gange om ugen i stedet for i sammenhængende dage. Substantia nigra TH-IR soma område (C) og VTA ikke-TH-IR soma-område (D) hos seksuelt naive (hvide) og erfarne (sorte) dyr. Data repræsenterer middel ± SEM; * angiver signifikant forskel i forhold til seksuelt naive kontroller. Repræsentative billeder, der viser TH-IR (brune) neuroner i VTA af seksuelt naiv (E), og erfarne (F) hanner. G, HEt højere forstørrelsesbillede af neuronen angivet med pilen i E , F henholdsvis. Nissl-farvede neuroner er vist i blåt i disse billeder. Repræsentative billeder, der viser TH-IR-neuroner i SN af seksuelt naiv (I) og erfarne (J) hanner. Skalestænger: E-J, 20 μm.

Kønserfaringsinduceret soma-størrelsesreduktion af VTA dopaminneuroner er afhængig af opioidreceptoraktivering

Reduktionen af ​​VTA dopamin neuron soma størrelse forårsaget af seksuel oplevelse blev blokeret af den ikke-selektive MOR antagonist naloxon, administreret før hver parringssession. Naloxonbehandling før parring sessioner havde en betydelig effekt på området (F(1,22) = 4.738, p = 0.041) og trender mod en signifikant effekt på omkredsen (F(1,22) = 2.892, p = 0.052). Der blev fundet en signifikant interaktion mellem erfaring og naloxonbehandling for område (F(1,22) = 5.578, p = 0.027) og omkreds (F(1,22) = 8.167, p = 0.009). Parvise sammenligninger viste, at seksuel oplevelse i saltopdrættede dyr signifikant reducerede området og omkredsen af ​​VTA dopaminneuroner 7 d efter den sidste parringssession sammenlignet med saltvandsbehandlede sexuelt naive mænd (Fig 1E, areal: p = 0.018; F, omkreds: p = 0.007). I modsætning hertil adskiller sig seksuelt erfarne naloxonbehandlede dyr ikke fra naloxonbehandlede naive mænd (Fig 1E, areal: p = 0.483; F, omkreds: p = 0.330). Derudover blev soma-størrelsen af ​​erfarne saltvandsdyr signifikant reduceret sammenlignet med erfarne naloxondyr (Fig 1E, areal: p = 0.002; F, omkreds: p = 0.002). Denne effekt af naloxon var specifik for seksuel erfaring, da alene naloxonbehandling ikke påvirker TH-IR-celle soma-størrelse hos sexuelt naive naloxonbehandlede hanner sammenlignet med saltbehandlede kontroller (Fig 1E,F). Desuden skyldes denne virkning af naloxon på erfaring-induceret soma-størrelsesreduktion ikke virkninger af naloxon på seksuel adfærd, da parringsadfærd ikke var signifikant forskellig mellem naloxon- og saltopløsningsbehandlede hanner, bortset fra længere tid at indlede parring efter ejakulation (post-ejakulationsinterval) hos naloxonbehandlede mænd under den første og femte parringssession (p = 0.03 og p = 0.004, henholdsvis). Både saltvands- og naloxonbehandlede hanner copulerede til ejakulation under hver af de fem parringssessioner.

Seksuel erfaring-induceret morfinbelønningstolerance

Virkningerne af seksuel oplevelse på VTA dopamin soma størrelse ved virkningen af ​​EOP i VTA ligner dem, der er rapporteret for eksogene opiater (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007). Derfor blev det testet, om naturlig belønningsinduceret VTA dopamincelleplastik påvirker belønning for opiatmorfinen. Faktisk har seksuel erfaring forårsaget tolerance for morfinbelønning, svarende til virkningerne af kroniske opiater (Russo et al., 2007). Seksuelt erfarne mænd undlod at udvikle en CPP til 0.5 mg / kg morfindosis; hvorimod seksuelt naive mænd dannede en CPP for denne dosis, som angivet ved at bruge en større mængde tid i det morfin-parrede kammer sammenlignet med saltvandsparret i løbet af efterprøven (Fig 3; p = 0.039). Både seksuelt naive og erfarne grupper tilbragte en signifikant større mængde tid i det morfin-parrede kammer sammenlignet med saltvandsparret kammer med højere doser morfin: 5.0 mg / kg (Fig 3; naive: p = 0.029; Exp: p = 0.012) og 10.0 mg / kg (Fig 3; naive: p <0.001; Exp: p = 0.002).

Figur 3. 

Virkningerne af seksuel oplevelse på morfinbelønning. Tider brugt i saltvands- (Sal) eller morfinparret (Mor, 0.5, 5 eller 10 mg / kg legemsvægt) kamre under post-testen hos seksuelt naive (Naive, n = 10-13) eller erfarne (Exp, n = 9-13) hanner. Data præsenteret som middel ± SEM; * angiver signifikant forskel i forhold til Sal-parret kammer inden for samme dyr. NS, ikke signifikant.

Kønserfaringsinduceret lettelse af parringsadfærd er afhængig af opioidreceptoraktivering

Resultaterne hidtil viser, at EOP virker i VTA under 5 daglige korte parringssessioner forårsager plasticitet af VTA dopaminneuronerne, der ligner virkningerne af kronisk morfin eller heroin selvadministration (Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Vi antog, at reduktion af VTA dopamin soma-størrelse er afgørende for belønning af læring og specifikt til seksualiseringsfremkaldt tilrettelæggelse af kønsadfærd med hensyn til motivation og ydeevne. Denne hypotese blev testet ved at blokere MOR ved anvendelse af naloxon under parring og undersøgelse af virkningerne på lette seksuel adfærd induceret af seksuel oplevelse under de fem daglige parringssessioner. Data præsenteres i Figur 4 kun for den første og femte parringssession, da disse er de data, der bedst illustrerer erfaringsinduceret lette deltagelse af parringsadfærd. Desuden testes de langsigtede virkninger af naloxonbehandling under parringssessionerne på opretholdelsen af ​​erfaringsinduceret tilrettelæggelse af parringsadfærd under en sidste parringstest 1 uge senere. Figur 4A viser det eksperimentelle design. Der var en signifikant hovedvirkning af parringssession på alle parametre for sexadfærd (mount latency: F(2,55) = 11.286, p <0.001; intromission latens: F(2,55) = 8.767, p <0.001; ejakulationslatens: F(2,55) = 10.368, p <0.001) og naloxonbehandling ved ventetid til montering (F(1,55) = 6.585, p = 0.013) og intromission (F(1,55) = 7.863, p = 0.007). Parvise sammenligninger viste, at naloxonbehandling havde påvirket seksuel adfærd under den første parringssession, fordi naloxondyr havde signifikant længere latencer til første montering (p = 0.002) og intromission (p = 0.002) sammenlignet med saltvandskontrol på den første parringsdag. Denne naloxon-effekt på indledende sexadfærd blev reduceret af seksuel erfaring og blev ikke observeret under nogen af ​​de efterfølgende parringssessioner (Tabel 1). Desuden forhindrede naloxonadministration før hver af de fem parringssessioner ikke indledende tilrettelæggelse af seksuel adfærd med seksuel oplevelse. I overensstemmelse med de forstærkende virkninger af seksuel oplevelse udviste saltvandsbehandlede hanner nedsatte latenser til at montere (Fig 4B; p = 0.032) intromission (Fig 4C; p = 0.033) og ejakulation (Fig 4D; p <0.001) under den femte parringssession sammenlignet med den første parringssession, som angav lempelse af seksuel adfærd. Tilsvarende viste naloxonbehandlede mænd signifikant kortere ventetid til montering (Fig 4B; p <0.001), intromission (Fig 4C; p <0.001) og ejakulation (Fig 4D; p = 0.017) på den femte sammenlignet med den første dag. Desuden afviste naloxonbehandlede hanner ikke fra saltopløsninger i nogen af ​​latenserne under den femte parringssession.

Figur 4. 

Endogene opioider spiller en afgørende rolle i den oplevelsesinducerede tilrettelæggelse af seksuel adfærd. A, Eksperimentelt design. B-D, Seksuelle adfærdsparametre for mænd behandlet med saltvand (Sal, hvide søjler, n = 11) eller naloxon (NLX; sorte søjler, n = 12) med systemisk administration. Data vist er latens at montere (B; sekunder), intromission (C; sekunder) og ejakulation (D; sekunder) på dage 1 og 5 på fem på hinanden følgende dage med parring. Derudover vises data for den endelige parringstest, 7 d efter den femte parringssession. Data præsenteres som middel ± SEM; + indikerer signifikant forskel mellem dage 1 og 5 inden for behandling; * angiver signifikant forskel mellem testdag og dag 5 inden for behandling # indikerer signifikant forskel mellem naloxon og saltvand grupper inden for dagen.

Tabel 1. 

Administration af naloxon før parring øgede latenser kun til montering og intromission på den første parringsdag

I modsætning hertil forstyrrede naloxonbehandling under seksuelt oplevelsessession vedligeholdelsen af ​​erfaringsinduceret tilrettelæggelse af seksuel adfærd på den afsluttende parningstestdag. Testdagen blev udført 7 d efter endelig parringssession i fravær af en naloxoninjektion. Saltebehandlede kontrolmænd viste den forventede oplevelsesinducerede lettelse af seksuel adfærd. Specifikt varierede latenser til montering, intromission og ejakulation mellem den femte parringssession og den afsluttende testdag (Fig 4B-D). Mens naloxonbehandlede hanner viste en signifikant stigning i latenser til montering (Fig 4B; p = 0.033), intromission (Fig 4C; p = 0.036) og ejakulation (Fig 4D; p = 0.049) på testdagen sammenlignet med den femte parringssession. På forsøgsdagen viste man også, at naloxondyr var signifikant langsommere end saltvandshandlede mænd som vist ved længere ventetider at montere (Fig 4B; p = 0.017) og intromission (Fig 4C; p = 0.043). Således blokerede naloxonbehandling vedligeholdelsen, men ikke den indledende udvikling af erfaringsinduceret tilrettelæggelse af seksuel adfærd. Disse fund indikerer en kritisk rolle for EOP-induceret VTA dopamin neuron plasticitet på langsigtet udtryk for forstærkning af naturlig belønning adfærd.

Adskillige yderligere kontrolforsøg blev udført for at bestemme, at virkningerne af opioidreceptorblokade på tab af langvarig forstærkning af seksuel adfærd forekom uafhængig af mangel på naloxonadministration på den afsluttende parningstestdag (Fig 5A,B) var specifikke for tab af langsigtet, men ikke kortvarig vedligeholdelse af parringslettelse (Fig 5E,F), blev ikke forårsaget af daglig eksponering for naloxon alene (Fig 5C,D) og blev ikke forårsaget af et tab af seksuel belønning hos naloxonbehandlede hanner (Fig 5G,H). For det første for at vise, at ændret seksuel adfærd på den endelige parringstest ikke skyldtes fraværet af naloxon, blev enten naloxon eller saltvand administreret på den afsluttende parringstestdag til dyr, der modtog parring parret med naloxon, mens de fik seksuel erfaring (Fig 5A). Der var en betydelig hovedvirkning af parring dag på latencies at montere (Fig 5B; F(2,27) = 30.031, p = 0.038) og intromission (Tabel 2; F(2,27) = 10.686, p = 0.048). Der var ingen hovedvirkning af parring dag ved latens til udløsning (Tabel 2; F(2,27) = 2.388, p = 0.109) På samme måde som beskrevet ovenfor påvirker naloxonbehandling under parring ikke tilrettelæggelsen af ​​seksuel adfærd i løbet af de første fem seksuelle oplevelsessessioner. Begge grupper (saltvands- og naloxonbehandlede grupper som bestemt ved behandling modtaget under den afsluttende parringstest, begge modtog naloxon under parring) viste, at seksuel adfærd på dag 5 blev lettere sammenlignet med dag 1 og viste signifikant kortere latenser til første montering (Fig 5B; saltvand: p = 0.033; naloxon: p = 0.014) og intromission (Tabel 2; saltvand: p = 0.034; naloxon: p = 0.026). Dyr, der modtog enten naloxon eller saltvand på den afsluttende parningstestdag havde længere ventetider at montere (Fig 5B; saltvand: p = 0.018; naloxon: p = 0.029) og intromission (Tabel 2; saltvand: p = 0.019; naloxon: p = 0.020) sammenlignet med den femte dag med parring erfaring. Administrationen af ​​naloxon eller saltvand på testdagen umiddelbart før parring påvirker derfor ikke effekten af ​​naloxonbehandling under seksuelle oplevelsesforløb, og dæmningen af ​​langvarig tilrettelæggelse af seksuel adfærd var identisk med den, der blev vist hos dyr, der ikke fik nogen injektion på den afsluttende parningstestdag (Fig 4).

Figur 5. 

Endogene opioider er vigtige i det langsigtede udtryk for oplevelsesinduceret tilrettelæggelse af seksuel adfærd. A, Eksperimentelt design til forsøg på effekten af ​​NLX behandling på testdag. B, Beredskabstid på dage 1 og 5 på fem sammenhængende dage efter parring og sidste parningstestdag (Test) efter saltopløsning (grå) eller naloxon (sort) injektion. Data repræsenterer middel ± SEM. * indikerer signifikant forskel mellem dag 1 og dag 5 inden for behandling. # indikerer signifikant forskel mellem testdag og dag 5 inden for behandling. C, Eksperimentelt design til eksperiment til at teste effekten af ​​naloxon-forbehandling alene uden seksuel oplevelse på parringsadfærd. D, Mount latens på den afsluttende parrings testdag, 7 dage efter 5 dage med enten saltopløsning eller naloxon injektion i fravær af parring. Data repræsenterer middel ± SEM. E, Eksperimentelt design til forsøg for at teste om naloxonbehandling påvirket kortsigtet visning af lettere seksuel adfærd hos seksuelt erfarne dyr. F, Beredskabstid på dag 1 og dag 5 på fem sammenhængende dage af parring og sidste parningstestdag, 1 dag efter dag 5 i nærværelse af saltvand (grå) eller naloxon (sort) injektion. Data repræsenterer middel ± SEM. * indikerer signifikant forskel mellem dag 1 og dag 5 inden for behandling. G, Eksperimentelt design til forsøg for at teste om naloxonbehandling blokerede de givende virkninger af seksuel adfærd. H, Tid brugt til parring af parret kammer (i sekunder) under pretest (hvid) og posttest (sort) for dyr, der modtager enten naloxon eller saltvand, før parring. Data repræsenterer middel ± SEM; * angiver signifikant forskel i forhold til pretest.

Tabel 2. 

Data vist er latenser til intromission og ejakulation (sekunder) fra kontrolforsøg udført for at fastslå, at virkningerne af MOR-blokade på tab af langsigtet forstærkning af seksuel adfærd forekom uafhængig af manglende administration af naloxon på den afsluttende parningstestdag

For at afgøre, om det var naloxonbehandling, når det var parret med seksuel erfaring og ikke gentaget til naloxon i sig selv, der forårsagede nedsat seksuel adfærd 7 d efter sidste behandling, modtog seksuelt naive dyr enten fem daglige injektioner af naloxon eller saltopløsning før en endelig parringstest 7 d senere (Fig 5C). Der blev ikke påvist nogen signifikante forskelle for nogen parringsparameter mellem saltvand og naloxon-forbehandlede grupper (Fig 5D; mount latency; intromission latens: saltvand 139.7 ± 40.3 vs naloxon 121.83 ± 42.55; ejakulationslatens: saltvand 887.9 ± 70.0 vs naloxon 1050.8 ± 327.31). Disse resultater indikerer, at alene naloxon ikke er tilstrækkelig til at ændre efterfølgende seksuel adfærd, ligner manglen på effekter af naloxon alene på VTA dopamin neuron plasticitet.

Vi antager, at naloxonbehandling under erhvervelsen af ​​seksuel oplevelse forstyrrer det langsigtede udtryk for seksuel erfaring, der fremkaldes af seksuel adfærd. For at teste dette yderligere blev effekterne af naloxonbehandling under parring testet på efterfølgende seksuel adfærd under en endelig parringstest, som kun blev udført 1 d efter sidste parring (eksperimentelt design; Fig 5E). Der var en væsentlig hovedvirkning af parring dag på mount (Fig 5F; F(2,20) = 19.780, p <0.001) og intromissionsforsinkelser (Tabel 2; F(2,20) = 19.041, p <0.001). Der var ingen signifikant hovedeffekt af dagen på ejakulationslatens (Tabel 2; F(2,20) = 3.042, p = 0.070). På samme måde som beskrevet ovenfor viste alle mænd (på trods af saltvands- eller naloxonbehandlingerne) at lette seksuel adfærd under de fem seksuelle oplevelsessessioner, der er angivet med betydeligt kortere latenser til montering (Fig 5F; saltvand: p = 0.002; naloxon: p = 0.018) og intromission (Tabel 2; saltvand: p = 0.006; naloxon: p = 0.009) på dag 5 sammenlignet med dag 1. På samme måde blev lette seksuel adfærd demonstreret på testdag sammenlignet med dag 1 angivet med signifikant kortere latenser til montering (Fig 5F; saltvand: p = 0.001; naloxon: p = 0.020) og intromission (Tabel 2; saltvand: p = 0.004; naloxon: p = 0.009). Endnu vigtigere påvirker behandlingen med naloxon under parring ikke signifikant den kønserfaringsinducerede tilrettelæggelse af kønsadfærd, når den testes 1 d efter kønserfaring, uafhængig af naloxonbehandling på denne afsluttende parningstestdag.

Endelig testede vi muligheden for, at naloxons dæmpende virkning på den langsigtede ekspression af lettet seksuel adfærd skyldes en blokerende virkning af naloxon på de givende egenskaber ved seksuel adfærd. Imidlertid ændrede naloxon indgivet umiddelbart før parring ikke dannelsen af ​​CPP til parring (Fig 5G), hvilket tyder på, at naloxonbehandling ikke ændrede seksuel belønning. Både saltvands- og naloxonbehandlede grupper dannede en signifikant CPP for seksuel adfærd som indikeret ved signifikant forøget tid brugt i sexparret kammer (Fig 5H; saltvand: p = 0.038; naloxon: p = 0.002) under efterprøvningen sammenlignet med præstestesten. Derfor udøver naloxon ikke sin skadelige virkning på vedligeholdelse af letter seksuel adfærd ved at blokere belønningen forbundet med seksuel adfærd.

Tilrettelæggelse af seksuel adfærd er afhængig af EOP-handling i VTA

For at bekræfte, at EOP virker specifikt i VTA for at fremkalde langvarig tilrettelæggelse af seksuel adfærd, er det eksperimentelle design, der er skitseret i Figur 3A blev gentaget med intra-VTA naloxon-infusioner snarere end systemiske injektioner. Resultaterne var identiske med systemisk administration beskrevet ovenfor. Der var en væsentlig hovedvirkning af parringsdag på alle parametre for sexadfærd (Fig 6A, montage latens: F(2,33) = 4.494, p = 0.019; B, intromission latens: F(2,33) = 4.042, p = 0.027; C, ejakulationslatens: F(2,33) = 5.309, p = 0.010) og intra-VTA naloxonbehandling på latenser til montering (F(1,33) = 7.345, p = 0.011) og intromission (F(1,33) = 6.126, p = 0.019). Intra-VTA naloxon forhindrede ikke den første oplevelsesinducerede tilrettelæggelse af seksuel adfærd under 5 d for parring, da naloxonbehandlede hanner viste nedsatte latenser til montering (Fig 6A; p = 0.001), intromission (Fig 6B; p <0.001) og ejakulation (Fig 6C; p = 0.001) på dag 5 sammenlignet med dag 1. Naloxonbehandlede hanner adskiller sig ikke fra saltvandsbehandlede mænd på den femte parringsdag i nogen af ​​latenserne. Intra-VTA naloxonbehandling, som systemisk administration, forårsagede signifikant øget montering (Fig 6A; p <0.001) og intromissionsforsinkelser (Fig 6B; p <0.001) på den første parringsdag sammenlignet med saltvandsbehandlede mænd, som ikke blev observeret under efterfølgende parringssessioner (hvor naloxon- og saltvandsbehandlede mænd ikke var forskellige). En uventet observation var, at saltvandbehandlede hanner i dette eksperiment ikke viste statistisk signifikant lempelse af monterings- eller intromissionslatenser (som vist i alle eksperimenter beskrevet ovenfor), og kun ejakulationslatens blev kortsluttet på den femte dag sammenlignet med den første dag (saltvand: p = 0.001).

Figur 6. 

Endogene opioider i VTA medierer erfaring-induceret lettelse af seksuel adfærd og dens langsigtede vedligeholdelse. Seksuelle adfærdsparametre for mænd behandlet med saltvand (Sal, hvide barer, n = 8) eller NLX (sorte søjler, n = 6) med intra-VTA administration. Data vist er latens at montere (A), intromission (B) og ejakulation (C) på dage 1 og 5 på fem sammenhængende dage efter parring. Derudover vises data for den endelige parrings testdag, 7 d følgende dag 5 i fravær af saltopløsning eller naloxoninjektion. Data repræsenterer middel ± SEM; + indikerer signifikant forskel mellem dage 1 og 5 inden for behandling; * angiver signifikant forskel mellem testdag og dag 5 inden for behandling # indikerer signifikant forskel mellem naloxon og Sal-grupper inden for dagen. Skematiske tegninger af koronale VTA sektioner (H, -4.60; I, -5.00; J, -5.25 fra bregma), der indikerer intra-VTA injektionssteder for alle dyr i forsøg 5 (saltvand, hvidt, naloxon, sort, savnet, grå) ved hjælp af skabeloner fra Swanson Brain Maps (Swanson, 2004). Kanyler var bilaterale, men injektionssteder er ensidigt repræsenteret for at lette præsentationen. Fr, Fasciculus retroflexus; ML, medial lemniscus; SN, substantia nigra.

Intra-VTA naxolonbehandling blokerede vedligeholdelsen af ​​lettere seksuel adfærd, der blev observeret hos seksuelt erfarne mænd, svarende til virkningerne af systemisk naloxon. På den sidste testdag havde naloxonbehandlede hanner længere ventetider at montere (Fig 6A; p = 0.011), intromission (Fig 6B; p = 0.010) og ejakulation (Fig 6C; p = 0.015) sammenlignet med deres femte parringssession og sammenlignet med de saltvandsbehandlede mænd på den sidste testdag (Fig 6A, p = 0.006; B, p = 0.008). I modsætning hertil varierede saltvandsbesatte dyr ikke i latenser til montering og intromission mellem den afsluttende testdag og dag 5 af parring. Disse virkninger var specifikke for levering af naloxon til VTA, som mænd med kanyleringssteder i nærheden, men ikke målrettet mod VTA (Fig 6D; n = 3) viste langsigtet tilrettelæggelse af seksuel adfærd svarende til saltbehandlede kontroller (ML, IL = 53 ± 6.245, EL = 389 ± 299.5 og signifikant anderledes end intra-VTA naloxondyr på den afsluttende parningstestdag (ML, IL: p = 0.029; EL: p = 0.0395).

EOP-handling er påkrævet for sex-associeret betinget cue-induceret neural aktivering

Baseret på resultaterne hidtil har vi hypotetiseret, at EOP-aktivering i VTA under parring erfaring og efterfølgende VTA dopamin soma størrelse reduktion er afgørende for tilskrivning af incitament salience til parring belønning-associerede stimuli og følgelig vedligeholdelse af lettere seksuel adfærd. For at teste denne hypotese blev virkningerne af blokering af opioidreceptorer under parring erfaring på neurale aktivitet induceret ved efterfølgende eksponering for konditionerede kontekstuelle signaler prædiktive for seksuel belønning (sex-associerede kontekstuelle signaler) undersøgt. Seksuelt naive dyr blev også udsat for miljøindikationer, men disse var ikke forbundet med tidligere parring erfaring, og dermed var neutrale signaler. Endelig blev baseline pERK-niveauer bestemt i seksuelt erfarne og naive kontrolgrupper, som forblev i hjemmebure og ikke udsat for nogen signaler (-No Cue). Bekræftelse og udvidelse af tidligere resultater (Balfour et al., 2004) viste eksponering for kontekstuelle tegn i forbindelse med tidligere kønsbelønning signifikant øget pERK-udtryk hos seksuelt erfarne mænd i NAc (Fig 7) og mPFC (Fig 8A-C), men forårsagede ikke neuronal aktivering i BLA (Fig 8D) eller CPu (data ikke vist). Der var hovedvirkninger af cue eksponering i NAc kerne (F(1,12) = 12.1941, p = 0.004), ACA (F(1,12) = 5.541, p = 0.038), og PL (F(1,12) = 5.241, p = 0.041) og naloxonbehandling i NAc-kernen (F(1,12) = 6.511, p = 0.025), ACA (F(1,12) = 15.242, p = 0.002), og PL (F(1,12) = 7.336, p = 0.019). Der var betydelig interaktion i NAc-kernen (F(1,12) = 10.107, p = 0.008), ACA (F(1,12) = 16.060, p = 0.002), PL (F(1,12) = 8.235, p = 0.014), og IL ((F(1,12) = 6.965, p = 0.022). For det første øgede parring-relateret Cue-eksponering signifikant pERK i saltvandsbehandlede, seksuelt erfarne dyr (Exp Sal ​​+ Cue) sammenlignet med kontroller, der ikke blev udsat for nogen signaler og taget fra hjemmet buret (Exp Sal-No Cue) i NAc-kernenFig 7A; p <0.001), og mPFC-underregioner ACA (Fig 8A; p = 0.001), PL (Fig 8B; p = 0.003) og IL (Fig 8C; p = 0.029). I modsætning hertil fremkaldte eksponering for de kontekstuelle signaler, der ikke var forbundet med seksuel belønning, i saltvandsbehandlede seksuelt naive dyr ikke pERK i nogen af ​​hjerneområderne (Naive Sal + Cue sammenlignet med naiv Sal-No Cue; Fig. 7, 8), hvilket viser at induktion af pERK er specifik for eksponeringen af ​​de seksuelle erfaringsrelaterede signaler. Endvidere ændrede seksuel oplevelse ikke alene baseline pERK-udtryk i nogen af ​​hjernegrupperne, da der ikke var nogen forskel mellem grupper, der blev taget fra hjemmebure, hvad enten de var seksuelt naive eller oplevede og behandlet med saltvand eller naloxon.

Figur 7. 

Endogen opioidvirkning er nødvendig for neural aktivering i NAc induceret af kønsbetingede betingede signaler. Antal pERK-IR-celler pr. Mm2 i kernen accumbens kernen (A) og skal (B) hos seksuelt naive (hvide) og erfarne (Exp; sorte) dyr, der var forbehandlet med systemisk NLX eller saltvand (Sal) under parringssessioner (Exp male) eller behandlingssessioner (Naive Male). Grupper blev enten udsat for kontekstuelle signaler (Cue), som var parringsrelaterede signaler i eksaminer og neutrale signaler i naive dyr eller taget fra hjemmebure (Ingen Cue, angivet ved manglende Cue-mærkning). Data præsenteres som middel ± SEM; * indikerer signifikant forskel i forhold til saltopløsningsbehandlede ingen cue-eksponerede kontroller (Naive Sal-No Cue og Exp Sal-No Cue); # indikerer signifikant forskel i forhold til Sal-behandlet Cue-eksponeret Exp-gruppe (Exp Sal ​​+ Cue). Repræsentative billeder af pERK-IR-celler pr. Mm2 i NAc-kerne af seksuelt erfarne mænd med Sal (C, D) eller NLX (E, F), der enten blev taget fra hjemmet buret (No Cue, C, E) eller udsat for de parringsrelaterede kontekstuelle signaler (Cue; D, F). N = 4 hver gruppe undtagen Naive NLX (No Cue), n = 3. ac, anterior commissure. Skalestang, 100 μm.

Figur 8. 

Virkningerne af naloxon på parring af cue-induceret pERK-ekspression i andre VTA-målområder. Antal pERK-IR-celler pr. Mm2 hos seksuelt naive (hvide) og erfarne (eks, sorte) dyr, der var forbehandlet med systemisk NLX eller saltvand (Sal) under parringssessioner og blev udsat for kontekstuelle tegn (Cue) eller hjemmekage (ingen tegn) i ACAA), PL (B), IL (C) og BLA (D). Data repræsenterer gennemsnit ± SEM; * indikerer signifikant forskel i forhold til saltopløsningsbehandlede ingen cue-eksponerede kontroller (Naive Sal-No Cue og Exp Sal-No Cue); # indikerer signifikant forskel i forhold til Sal-behandlede cue-eksponerede seksuelt naive kontroller (Naive Sal + Cue).

Til støtte for vores hypotese svækkede naloxonbehandling under seksuel erfaring signifikant pERK-induktion af de køn-associerede betingede signaler. pERK-ekspression i disse naloxonbehandlede cue-eksponerede erfarne mænd (Exp NLX + Cue) afvigede ikke fra baseline pERK-ekspression i nogen af ​​de seksuelt naive eller erfarne kontrolgrupper taget fra hjemmebure (Naive Sal-No Cue eller Naive NLX- Ingen Cue). Desuden var pERK-ekspression i de naloxonbehandlede cue-eksponerede erfarne hanner (Exp NLX + Cue) signifikant lavere sammenlignet med saltopdrættede cue-eksponerede erfarne dyr (Exp Sal ​​+ Cue) i NAc-kernen (Fig 7A; p = 0.002) og mPFC subregioner (Fig 8A, ACA: p <0.001; B, PL: p = 0.002; C, IL: p = 0.015).

I NAc-skalen gav tovejs-ANOVA-analysen ikke statistisk signifikante virkninger af faktorerne cue eksponering og naloxonbehandling. Imidlertid viste en parvis sammenligning, at cue-eksponering inducerede pERK i den saltopløsning-behandlede, seksuelt erfarne gruppe (Exp SAL + Cue) sammenlignet med den nej-cue-eksponerede saline-naive kontrolgruppe (Fig 7B; Naiv SAL-No Cue: p = 0.0163).

Diskussion

Den nuværende undersøgelse viser, at EOP virker i VTA under seksuel adfærd, en naturlig belønningsadfærd, forårsagede en robust men forbigående reduktion i soma størrelse af VTA dopaminceller. Reduktionen i soma-størrelse blev ikke observeret i VTA-ikke-dopaminneuroner eller i dopaminneuroner i det nærliggende substantia nigra, hvilket tyder på, at denne ændring var specifik for VTA dopaminceller. Denne VTA dopaminplasticitet fremstår som den, der induceres ved kronisk opiateksponering (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011) og forårsagede lignende tolerance overfor exogen opiat (morfin) belønning. Vi demonstrerede, at VTA dopaminplasticitet er kritisk for langsigtet (vedligeholdelse), men ikke kortvarig (udvikling), forstærkning af seksuel adfærd og belønningsrelateret cue-induceret neural aktivitet (pERK) i VTA-målregioner: NAc og mPFC. Disse resultater er indicative for en rolle for VTA dopamin plasticitet i det langsigtede udtryk for incitamentet salience af naturlige præmie prædiktive tegn eller belønning hukommelse.

Det har været veldokumenteret, at seksuel oplevelse resulterer i at lette efterfølgende seksuel adfærd, herunder hurtigere start til parring og øget præstation (Balfour et al., 2004; Pitchers et al., 2010a,b, 2012). Denne tilrettelæggelse eller styrkelse af seksuel adfærd opretholdes i mindst 28 d efter parring (Pitchers et al., 2012). Derudover har det vist sig, at kønsadfærd og betingede signaler, der forudser kønsbelønning, forårsager MOR-internalisering i VTA og inducerer neuronal aktivering i hele mesolimbic-systemet, herunder i VTA (dopamin og nondopaminneuroner), NAc, PFC og BLA (Balfour et al., 2004, 2006). Det er veletablerede VTA-dopaminneuroner spiller en afgørende rolle i læring og tilskrivning af incitamentsaligheden af ​​belønningsrelaterede stimuli (Berridge og Robinson, 1998; Berridge et al., 2009; Flagel et al., 2011) og er kritiske for belønning forudsigelse (Schultz, 2010). De nuværende resultater udvider vores nuværende viden ved at demonstrere, at belønningsinduceret VTA-neuroplasticitet er kritisk for disse funktioner, og er afhængig af MOR-aktivering af EOP i VTA. Det er for tiden ukendt, hvilken EOP er MOR liganden, der virker i VTA under mandlig seksuel adfærd. Selvom både β-endorphin og enkephalin har været impliceret i incitamentmotivering for fødevareforstærkere (Hayward et al., 2002), er dette fortsat at blive etableret for mandlig seksuel adfærd. Vi har tidligere vist, at β-endorphin-neuroner ikke aktiveres under parring, og der er heller ingen stigninger i POMC mRNA; hvilket tyder på, at β endorfin måske ikke er den kritiske EOP-virkning i VTA under parring (Davis et al., 2007). Denne VTA-dopaminplasticitet var afgørende for neurale aktiviteter i mPFC, NAc og VTA efter eksponering for de seksuelle belønningsprognoser. Endvidere var VTA dopaminplasticitet kritisk for det langsigtede udtryk for øget initiering og præstationer af seksuel adfærd. I modsætning hertil var VTA-neuroplasticitet forårsaget af seksuel oplevelse ikke påkrævet for hedonisk respons som kønsbelønning (bestemt af CPP) og kortvarig tilrettelæggelse af seksuel motivation og ydeevne (under sexoplevelse eller 1 d senere) forblev intakt trods MOR-blokade under parring (Mehrara og Baum, 1990). I stedet tyder dataene på, at VTA dopaminneuroplasticitet medierer længere sigt (7 d efter sidste kønserfaring; Pitchers et al., 2012) udtryk for "ønsker" af sexbelønning og øgede motiverede svar på parringstilstand (Miller og Baum, 1987; Berridge og Robinson, 1998).

Seksuelt erfarne dyr viste krydstoltolerance over for morfinbelønning, svarende til virkningerne af hjulkørsel i mus, en anden naturlig givende adfærd, en virkning blokeret med naloxonbehandling (Lett et al., 2001, 2002) og fastslået at være afhængig af VTA dopamincelleplasticitet (nuværende resultater). I lighed med naturlige belønninger resulterer gentagen udsættelse for opiater morfin eller heroin i en forbigående reduktion af VTA dopamin soma størrelse (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Desuden forårsager opiateksponering med korte tilbagetrækningsperioder belønningstolerance, som involveret af højere doser af lægemiddel, der kræves for at danne belønningsforeninger (Shippenberg et al., 1987; Russo et al., 2007) og forårsager selvindgivende dyr til eskalering af lægemiddelindtag (Ahmed et al., 2000; Walker et al., 2003). Derfor virker EOP og opiater på fælles neurale substrater for at fremkalde belønningstolerance under tidlig tilbagetrækning, hvilket kan afspejle en kompenserende homeostatisk mekanisme til at modvirke stimulation ved gentagen eksponering (Koob og Le Moal, 2005). I modsætning hertil, under langvarig opiatmedikamentabstinens, omdannes tolerancen til en følsomhed over for de givende egenskaber til lægemidlet (Harris og Aston-Jones, 2003; Aston-Jones og Harris, 2004; Harris og Gewirtz, 2004). Interessant nok har seksuel oplevelse efterfulgt af en sexabstinensperiode for 7-28 d vist sig at forårsage krydsfølsomhed for psykostimulerende belønning (Pitchers et al., 2010a), som er afhængig af parringsinduceret deltaFosB-ekspression og dopaminreceptor-1-aktivering i NAc (Pitchers et al., 2013). Derfor giver seksuel belønning oplevelse samtidig opiatbelønningstolerance og psykostimulerende belønningsfølsomhed, selv om en længere sexafholdelsesperiode på morfinbelønningstolerance fortsat er testet. Vi påpeger, at disse modsatte virkninger på lægemiddelbelønningen kan formidles af forskellige former for neural plasticitet i de forskellige områder af mesolimbic-systemet: VTA EOP-virkning og dopaminplasticitet medierer opiatbelønningstoleransen (nuværende undersøgelse), mens NAc deltaFosB-ekspression styrer psykostimulerende sensibilisering (Pitchers et al., 2013). Begge disse hændelser kan bidrage til eskalering af lægemiddeloptagelse (Ahmed og Koob, 1998, 1999; Ahmed et al., 2000, 2002, 2003; Walker et al., 2003).

De molekylære mekanismer, hvormed EOP påvirker VTA dopaminneuronerne under naturlig belønningsadfærd, forbliver ukendt. IRS2-Akt-mTORC2-banen er en vigtig mediator med nedsat soma-størrelse i VTA forårsaget af gentagen morfin (Jaworski et al., 2005; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Gentagede morfinadministrerede inducerede ændringer i størrelsen af ​​dopaminneuroner i VTA kan forebygges ved intra-VTA infusioner af hjerneafledt neurotrofisk faktor (BDNF; Sklair-Tavron og Nestler, 1995). BDNF aktiverer denne vej gennem TrkB signalering (Russo et al., 2007), en receptor kinase med høj affinitet for BDNF og en del af IRS2-Akt-banen (Seroogy og Gall, 1993; Numan og Seroogy, 1999) og udtrykt på dopamin og GABA neuroner i VTA. Nedregulering af de forskellige komponenter i IRS2-Akt-banen ved anvendelse af virusgenetransferteknologi efterligner virkningerne af kronisk opiateksponering. Desuden kan virkningerne af opiateksponering reddes ved at genoprette denne signalvej (Russo et al., 2007) og overekspression af en komponent af mTORC2 forhindrer morfininduceret VTA dopamin soma reduktion (Mazei-Robison et al., 2011). Derfor har tidligere undersøgelser af virkningerne af kroniske opiater på VTA dopamin soma-størrelse vist, at morfinfremkaldt nedregulering af IRS2-Akt-mTOR-banen er både tilstrækkelig og nødvendig til denne virkning (Mazei-Robison og Nestler, 2012). Det er således fristende at spekulere, at virkningerne af seksuel oplevelse på VTA dopaminneuroplasticitet er ligeledes medieret af BDNF og IRS2-Akt-mTORC2-banen.

Afslutningsvis viste den foreliggende undersøgelse, at VTA-neuroplasticitet er forårsaget af erfaring med naturlig givende adfærd, især ved gentagen mandlig seksuel adfærd. Specifikt virker EOP i VTA for at reducere dopamin soma størrelse, hvilket hypoteses for at være forbundet med øget neural excitabilitet og mindre dopamin output, hvilket resulterer i et hypodopaminergt system og ændrer mesolimbisk system, der virker som reaktion på signaler, der forudsiger seksuel belønning. Endvidere er VTA-neuroplasticitet afgørende for incitamentmotivationen og belønningen af ​​hukommelsen, men ikke for den hedonale påvirkning af seksuel adfærd. Endelig er VTA-neuroplasticitet forårsaget af naturlig belønning adfærd efterfulgt af en kort periode af belønning afholdenhed påvirkning opiat belønning og kan derfor påvirke sårbarheden for udvikling af narkotikamisbrug.

Fodnoter

  • Modtaget januar 12, 2014.
  • Revision modtaget maj 17, 2014.
  • Godkendt maj 20, 2014.

  • Denne forskning blev støttet af tilskud fra det canadiske institut for sundhedsforskning til LMC og naturvidenskabs- og ingeniørforskningsrådet til KKP

  • Forfatterne erklærer ingen konkurrerende finansielle interesser.

  • Korrespondance skal rettes til Dr. Lique M. Coolen, Universitetet i Mississippi Medical Center, Institut for Fysiologi og Biofysik, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216-4505. [e-mail beskyttet]

Referencer

  1. ↵
    1. Agmo A

    (1997) Mandlig rotte seksuel adfærd. Brain Res Brain Res Protoc 1: 203-209.

  2. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1998) Overgang fra moderat til overdreven lægemiddelindtagelse: Ændring i hedonisk setpunkt. Videnskab 282: 298-300.

  3. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1999) Langvarig stigning i sætpunktet for kokain selvadministration efter eskalering hos rotter. Psykofarmakologi 146: 303-312.

  4. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Walker JR,
    3. Koob GF

    (2000) Vedvarende stigning i motivationen til at tage heroin hos rotter med en historie med narkotikaoptrapning. Neuropsychopharmacology 22: 413-421.

  5. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Kenny PJ,
    3. Koob GF,
    4. Markou A

    (2002) Neurobiologisk bevis for hedonisk allostase forbundet med eskalering af kokainbrug. Nat Neurosci 5: 625-626.

  6. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Lin D,
    3. Koob GF,
    4. Parsons LH

    (2003) eskalering af kokain selvadministration er ikke afhængig af ændret cocaine-induceret kerne accumbens dopamin niveauer. J Neurochem 86: 102-113.

  7. ↵
    1. Aston-Jones G,
    2. Harris GC

    (2004) Hjernesubstrater for øget lægemiddelsøgning under langvarig tilbagetrækning. neurofarmakologi 47: 167-179.

  8. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Coolen LM

    (2004) Seksuel adfærd og kønsrelaterede miljøindikatorer aktiverer mesolimbic systemet hos hanrotter. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

  9. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Brown JL,
    3. Yu L,
    4. Coolen LM

    (2006) Potentielle bidrag af efferents fra medial prefrontal cortex til neurale aktivering efter seksuel adfærd i hanrotten. Neuroscience 137: 1259-1276.

  10. ↵
    1. Beitner-Johnson D,
    2. Guitart X,
    3. Nestler EJ

    (1992) Neurofilamentproteiner og det mesolimbiske dopamin-system: Almindelig regulering af kronisk morfin og kronisk kokain i rotteventral tegmentalområdet. J Neurosci 12: 2165-2176.

  11. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Hvad er dopaminens rolle i belønning: hedonisk virkning, belønning læring eller incitament salience? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  12. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE,
    3. Aldridge JW

    (2009) Dissecting components of belønning: "smag", "ønsker" og læring. Curr Opin Pharmacol 9: 65-73.

  13. ↵
    1. Blum K,
    2. Werner T,
    3. Carnes S,
    4. Carnes P,
    5. Bowirrat A,
    6. Giordano J,
    7. Oscar-Berman M,
    8. Guldm

    (2012) Sex, narkotika og rock 'n' roll: hypoteser almindelig mesolimbisk aktivering som en funktion af belønningsgenpolymorfier. J psykoaktive stoffer 44: 38-55.

  14. ↵
    1. Chu NN,
    2. Zuo YF,
    3. Meng L,
    4. Lee DY,
    5. Han JS,
    6. Cui CL

    (2007) Perifer elektrisk stimulering reverserede cellestørrelsesreduktionen og forhøjet BDNF-niveau i det ventrale tegmentale område i kroniske morfinbehandlede rotter. Brain Res 1182: 90-98.

  15. ↵
    1. Davis BA,
    2. Fitzgerald ME,
    3. Brown JL,
    4. Amstalden KA,
    5. Coolen LM

    (2007) Aktivering af POMC-neuroner under generel ophidselse, men ikke seksuel adfærd hos hanrotter. Behav Neurosci 121: 1012-1022.

  16. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Dynamiske ændringer i kernen accumbens dopamin efflux under Coolidge effekten hos hanrotter. J Neurosci 17: 4849-4855.

  17. ↵
    1. Flagel SB,
    2. Clark JJ,
    3. Robinson TE,
    4. Mayo L,
    5. Czuj A,
    6. Willuhn jeg,
    7. Akers CA,
    8. Clinton SM,
    9. Phillips PE,
    10. Akil H

    (2011) En selektiv rolle for dopamin i stimulus-belønning læring. Natur 469: 53-57.

  18. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Pitchers KK,
    3. Balfour ME,
    4. Coolen LM

    (2010a) Blanding fornøjelser: gennemgang af virkningerne af stoffer på kønspraksis hos mennesker og dyremodeller. Horm Behav 58: 149-162.

  19. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Kloge RA,
    4. Lehman MN,
    5. Coolen LM

    (2010b) Methamphetamin virker på subpopulationer af neuroner, der regulerer seksuel adfærd hos hanrotter. Neuroscience 166: 771-784.

  20. ↵
    1. Harris AC,
    2. Gewirtz JC

    (2004) Forhøjet rystelse under tilbagetrækning fra akut morfin: en model for opiatudtrængning og angst. Psykofarmakologi 171: 140-147.

  21. ↵
    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2003) Ændret motivation og læring efter optagelse af opiat: Bevis for langvarig dysregulering af belønningsprocessen. Neuropsychopharmacology 28: 865-871.

  22. ↵
    1. Hayward MD,
    2. Pintar JE,
    3. Lav MJ

    (2002) Selektiv belønning underskud hos mus, der mangler beta-endorphin og enkephalin. J Neurosci 22: 8251-8258.

  23. ↵
    1. Hoebel BG,
    2. Avena NM,
    3. Bocarsly ME,
    4. Rada P

    (2009) Naturlig afhængighed: En adfærdsmæssig og kredsløbsmodel baseret på sukkerafhængighed hos rotter. J Addict Med 3: 33-41.

  24. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Narkotiske afhængighedsmekanismer: rollen som belønningsrelateret læring og hukommelse. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  25. ↵
    1. Ikemoto S,
    2. Kohl RR,
    3. McBride WJ

    (1997) GABA (A) receptorblokade i det forreste ventrale tegmentale område øger ekstracellulære niveauer af dopamin i kernens accumbens af rotter. J Neurochem 69: 137-143.

  26. ↵
    1. Jaworski J,
    2. Spangler S,
    3. Seeburg DP,
    4. Hoogenraad CC,
    5. Sheng M

    (2005) Kontrol af dendritisk arborisering af phosphoinositid-3'-kinase-Akt-pattedyrsmålet for rapamycinvej. J Neurosci 25: 11300-11312.

  27. ↵
    1. Johnson SW,
    2. North RA

    (1992) Opioider exciterer dopaminneuroner ved hyperpolarisering af lokale interneuroner. J Neurosci 12: 483-488.

  28. ↵
    1. Klitenick MA,
    2. DeWitte P,
    3. Kalivas PW

    (1992) Regulering af somatodendritisk dopaminfrigivelse i det ventrale tegmentale område med opioider og GABA: en in vivo mikrodialysestudie. J Neurosci 12: 2623-2632.

  29. ↵
    1. Koob GF,
    2. Le Moal M

    (2005) Plasticity af belønning neurokredsløb og den "mørke side" af stofmisbrug. Nat Neurosci 8: 1442-1444.

  30. ↵
    1. Lennette DA

    (1978) Et forbedret monteringsmedium til immunofluorescensmikroskopi. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  31. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT

    (2001) Naloxon dæmper det konditionerede sted præference induceret af hjul kører i rotter. Physiol Behav 72: 355-358.

  32. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT,
    4. Flynn G

    (2002) Forudgående erfaring med hjulkørsel giver tværtolerance til morfinens givende effekt. Pharmacol Biochem Behav 72: 101-105.

  33. ↵
    1. Matthews RT,
    2. Tysk DC

    (1984) Elektrofysiologiske beviser for excitation af rotte ventrale tegmental område dopamin neuroner af morfin. Neuroscience 11: 617-625.

  34. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Koo JW,
    3. Friedman AK,
    4. Lansink CS,
    5. Robison AJ,
    6. Vinish M,
    7. Krishnan V,
    8. Kim S,
    9. Siuta MA,
    10. Galli A,
    11. Niswender KD,
    12. Appasani R,
    13. Horvath MC,
    14. Neve RL,
    15. Worley PF,
    16. Snyder SH,
    17. Hurd YL,
    18. Hej JF,
    19. Han MH,
    20. Russo SJ,
    21. et al.

    (2011) Rolle for mTOR-signalering og neuronaktivitet i morfininducerede tilpasninger i dopaminneuroner i ventral tegmental område. Neuron 72: 977-990.

  35. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Nestler EJ

    (2012) Opiatinduceret molekylær og cellulær plasticitet af ventral tegmental område og locus coeruleus catecholamin neuroner. Cold Spring Harb Perspect Med 2: a012070.

  36. ↵
    1. Mehrara BJ,
    2. Baum MJ

    (1990) Naloxon forstyrrer udtrykket, men ikke købet af hanrotter af et konditioneret sted præference respons for en østlig kvinde. Psykofarmakologi 101: 118-125.

  37. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Seksuel oplevelse hos kvindelige gnavere: cellulære mekanismer og funktionelle konsekvenser. Brain Res 1126: 56-65.

  38. ↵
    1. Miller RL,
    2. Baum MJ

    (1987) Naloxon hæmmer parring og konditioneret præferencer for en østrous kvinde hos hanrotter kort efter kastration. Pharmacol Biochem Behav 26: 781-789.

  39. ↵
    1. Mitchell JB,
    2. Stewart J

    (1990) Tilrettelæggelse af seksuel adfærd hos hanrotter i forbindelse med intra-VTA-injektioner af opiater. Pharmacol Biochem Behav 35: 643-650.

  40. ↵
    1. Murphy LO,
    2. Blenis J

    (2006) MAPK signal specificitet: det rigtige sted på det rigtige tidspunkt. Trends Biochem Sci 31: 268-275.

  41. ↵
    1. Nestler EJ

    (2012) Transkriptionsmekanismer af stofmisbrug. Clin Psychopharmacol Neurosci 10: 136-143.

  42. ↵
  • ↵
    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (2013) Rottehjerne i stereotaksiske koordinater (Academic, Boston), Ed 7.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Coolen LM

    (2010a) Neuroplasticitet i mesolimbic systemet induceret af naturlig belønning og efterfølgende belønning afholdenhed. Biolpsykiatri 67: 872-879.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2010b) DeltaFosB i kernen accumbens er afgørende for forstærkende effekter af seksuel belønning. Genes Brain Behav 9: 831-840.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2012) Naturlig belønning oplevelse ændrer AMPA og NMDA receptor distribution og funktion i nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Vialou V,
    3. Nestler EJ,
    4. Laviolette SR,
    5. Lehman MN,
    6. Coolen LM

    (2013) Natur- og stofbelønninger virker på fælles neurale plasticitetsmekanismer med DeltaFosB som en vigtig mediator. J Neurosci 33: 3434-3442.

  • ↵
    1. Roux PP,
    2. Blenis J

    (2004) ERK og p38 MAPK-aktiverede proteinkinaser: En familie af proteinkinaser med forskellige biologiske funktioner. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320-344.

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

    (2007) IRS2-Akt-pathway i midterste dopaminneuroner regulerer adfærdsmæssige og cellulære reaktioner på opiater. Nat Neurosci 10: 93-99.

  • ↵
    1. Schultz W

    (2010) Flere funktioner af dopaminneuroner. F1000 Biol Rep 2: 2.

  • ↵
    1. Seroogy KB,
    2. Gall CM

    (1993) Ekspression af neurotrophiner ved midterhjerne dopaminerge neuroner. Exp Neurol 124: 119-128.

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

    (1987) Motivationsegenskaber af opioider: Bevis for, at aktivering af delta-receptorer medierer forstærkningsfremgangsmåder. Brain Res 436: 234-239.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Nestler EJ

    (1995) Modstående virkninger af morfin og neurotrophinerne, NT-3, NT-4 og BDNF, på locus coeruleus neuroner in vitro. Brain Res 702: 117-125.

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

    (1996) Kronisk morfin inducerer synlige ændringer i morfologien af ​​mesolimbiske dopaminneuroner. Proc Natl Acad Sci USA 93: 11202-11207.

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

    (2003) Morfin-tilbagetrækningsinducerede abnormiteter i VTA: konfokal laserscanningsmikroskopi. Eur J Neurosci 17: 605-612.

  • ↵
    1. Swanson LW

    (2004) Hjernekort: Struktur af rottehjerne (Academic, San Diego), Ed 3.

  • ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Pitchers KK,
    5. Coolen LM

    (2009) Seksuel belønning hos hanrotter: Virkninger af seksuel erfaring på betingede sted præferencer forbundet med ejakulation og intromissioner. Horm Behav 55: 93-97.

  • ↵
    1. Tzschentke TM

    (2007) Måle belønning med CPP-paradigmet: opdatering af det sidste årti. Addict Biol 12: 227-462.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. van Ree JM

    (1996) Seksuel motivation: inddragelse af endogene opioider i det ventrale tegmentale område. Brain Res 729: 20-28.

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

    (1995) Regulering af maskulin seksuel adfærd: inddragelse af hjerneopioider og dopamin. Brain Res Brain Res Rev 21: 162-184.

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

    (2003) Kronisk opioideksponering giver øget heroin selvadministration hos rotter. Pharmacol Biochem Behav 75: 349-354.

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

    (2011) Nervebiologi af parbinding: Indblik fra en socialt monogamisk gnaver. Front Neuroendocrinol 32: 53-69.

    •