Behav Brain Res. Autorenmanuskript; verfügbar in PMC 2015 Jun 5.
Veröffentlicht in endgültig bearbeiteter Form als:
Behav Brain Res. 2014 April 1; 262: 101 – 108.
Veröffentlicht online 2014 Jan 7. doi: 10.1016 / j.bbr.2013.12.014
PMCID: PMC4457313
NIHMSID: NIHMS554276
Abstrakt
Diese Studie bestimmte die Auswirkungen einer Nikotinverabreichung bei Jugendlichen auf die Alkoholpräferenz von Erwachsenen bei Ratten, die eine hohe oder niedrige Verhaltensreaktivität gegenüber einer neuen Umgebung zeigten, und stellte fest, ob Nikotin ΔFosB im ventralen Striatum (vStr) und präfrontalen Kortex (PFC) unmittelbar nach der Verabreichung des Arzneimittels oder verändert hat nachdem Ratten zum Erwachsenenalter gereift waren.
Die Tiere wurden am postnatalen Tag (PND) 31 mit hoher (HLA) oder niedriger (LLA) Lokomotorik gekennzeichnet und erhielten Injektionen von Kochsalzlösung (0.9%) oder Nikotin (0.56 mg freie Base / kg) von PND 35 –42. Ethanol-induzierte konditionierte Platzpräferenz (CPP) wurde an PND 68 nach 8-Tagen-Konditionierung in einem voreingenommenen Paradigma bewertet. ΔFosB wurde an PND 43 oder PND 68 gemessen. Nach der Nikotin-Exposition bei Jugendlichen HLA-Tiere zeigten ein CPP, wenn sie mit Ethanol konditioniert wurden; LLA-Tiere waren nicht betroffen. Darüber hinaus erhöhte die Nikotinexposition für Jugendliche während 8-Tagen die Spiegel von ΔFosB in limbischen Regionen sowohl bei HLA- als auch bei LLA-Ratten, diese Zunahme hielt jedoch nur bei LLA-Tieren bis ins Erwachsenenalter an.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Exposition von Jugendlichen mit Nikotin die Etablierung eines Ethanol-CPP bei HLA-Ratten erleichtert und dass anhaltende Erhöhungen von ΔFosB für die Etablierung eines Ethanol-CPP im Erwachsenenalter nicht erforderlich oder ausreichend sind. Diese Studien unterstreichen die Bedeutung der Beurteilung des Verhaltens-Phänotyps bei der Bestimmung der Verhaltens- und Zellwirkungen einer Nikotin-Exposition bei Jugendlichen.
1. Einleitung
Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass die Suche nach neuen Produkten und deren Erkundung mit einer erhöhten Empfindlichkeit für die Medikamentenbelohnung verbunden sind.1-8]. Es wurde gezeigt, dass Jugendliche eine größere Suche nach Neuheiten und Erkundungen zeigen als Erwachsene [9-11] und mehrere Berichte zeigen, dass Jugendliche bei der Einleitung des Drogenkonsums mit größerer Wahrscheinlichkeit zur Sucht neigen als Erwachsene [12-18]. Jugendliche sind daher möglicherweise anfälliger für die verstärkenden und lohnenden Wirkungen von missbrauchten Drogen, und Jugendliche mit einem hohen Profil, das nach Empfindungen sucht, können die am stärksten gefährdete Bevölkerung darstellen.
Die zwei Drogen, die am häufigsten von Jugendlichen verwendet werden, sind Nikotin und Alkohol [19, 20], und es gibt Hinweise darauf, dass die Verwendung von Nikotin den Alkoholkonsum beeinflusst. Rauch- und Trinkverhalten treten häufig zusammen auf, wobei die Häufigkeit der beiden Verhaltensweisen mit der Häufigkeit der jeweils anderen verbunden ist.21]. Gewähren [22] berichteten, dass fast 29% der Personen, die vor dem Alter von 14 mit dem Rauchen beginnen, alkoholabhängig werden und 8% im Laufe ihres Lebens zu Alkoholmissbrauch fortschreitet. Außerdem werden 19% der Personen, die mit dem Rauchen zwischen 14 und 16 beginnen, alkoholabhängig, wobei 7% dieser Personen zu Alkoholmissbrauch fortschreitet. Interessanterweise ist die Wahrscheinlichkeit, dass Personen, die erst im Alter von 17 rauchen, die Hälfte der Wahrscheinlichkeit, alkoholabhängig zu werden oder sich zur Sucht entwickeln, zu gehen. Daher ist frühes Einsetzen des Rauchens ein starker Prädiktor für Alkoholkonsum zu Lebzeiten und Alkoholabhängigkeit und -missbrauch [22].
Die Exposition von Jugendlichen mit Nikotin erhöht nachweislich die Wirkung verschiedener Medikamente bei erwachsenen Labortieren, einschließlich Nikotin, Kokain und Diazepam [23-26]. Ferner haben Riley et al. [27] zeigten, dass die Verabreichung von Nikotin an Mäuse während der Adoleszenz, jedoch nicht im Erwachsenenalter, die Sensitivität gegenüber Ethanolentzug erhöht, wenn sie im Erwachsenenalter gemessen wurde, und es wurde vermutet, dass die Adoleszenz eine kritische Phase der Nikotinempfindlichkeit darstellt, die zu Veränderungen des Gehirns führt, die bis ins Erwachsenenalter andauern. Diese Idee wird durch mehrere Studien gestützt, die zeigen, dass die Exposition von Jugendlichen mit Nikotin im Erwachsenenalter zu einem Angstzustand führt [28-30]. Es ist möglich, dass anhaltende Veränderungen nach Nikotinexposition bei Jugendlichen mit dem Transkriptionsfaktor ΔFosB einhergehen, von dem gezeigt wurde, dass er eine dauerhafte Sensibilisierung des mesolimbischen Signalwegs hervorruft und die Sensibilisierung für die Motivationseigenschaften verschiedener Drogen, einschließlich Alkohol, erhöht.31-34], und deren Überexpression im limbischen System die Präferenzen von Drogen erhöht [31, 35]. Interessanterweise zeigen jugendliche Tiere in Reaktion auf die Verabreichung von Kokain oder Amphetamin einen größeren Anstieg von ΔFosB im Nucleus accumbens (NAcc) als Erwachsene.36]; Die Wirkung einer Nikotin-Verabreichung während der Pubertät auf ΔFosB wurde nicht untersucht. Da heranwachsende Tiere eine erhöhte Regulation von ΔFosB relativ zu Erwachsenen als Reaktion auf missbrauchte Medikamente aufweisen, können sie nach wiederholter Exposition empfindlicher für belohnende Stimuli sein als bei gleichermaßen exponierten Erwachsenen. Diese Idee wird durch Studien gestützt, die zeigen, dass jugendliche Ratten, die nach 4-Injektionen eine Nikotin-induzierte, bedingte Stellenpräferenz (CPP) etablieren, eine Zunahme der FosB-Immunreaktivität zeigen (die ΔFosB-Spleißvariante wurde nicht spezifisch gemessen) im ventralen Tegmentalbereich (VTA). NAcc und präfrontaler Kortex (PFC) unmittelbar nach Verhaltenstests [37].
Trotz der Belege dafür, dass die Adoleszenz eine Zeit der erhöhten Sensibilisierung und des erstmaligen Drogenkonsums ist, ist der Nikotinkonsum mit einem erhöhten Ethanolkonsum verbunden und eine erhöhte Sensitivität gegenüber Missbrauchsdrogen ist mit einer ΔFosB-Akkumulation verbunden31], ist der Einfluss einer Nikotin-Exposition bei Jugendlichen auf den ΔFosB-Spiegel und seine langfristigen Auswirkungen auf die Ethanol-Belohnung unklar. Daher untersuchte diese Studie (1) die Wirkungen einer Nikotinverabreichung bei Jugendlichen auf die Alkoholpräferenz von Erwachsenen bei Ratten, die während der Adoleszenz durch ihre Verhaltensreaktivität gegenüber einer neuen Umgebung gekennzeichnet waren, nämlich eine hohe oder niedrige Bewegungsaktivität; und 2) stellten fest, ob Nikotin ΔFosB im ventralen Striatum (vStr) und PFC dieser Tiere unmittelbar nach Verabreichung im Jugendalter oder nach dem Erwachsenwerden der Ratten verändert hat.
2. Methoden
2.1-Materialien
Ethanol wurde von AAPER Alcohol and Chemical Company (Shelbyville, KY) erhalten. Alle anderen Reagenzien wurden, sofern nicht anders angegeben, von Sigma-Aldrich Life Sciences (St. Louis, MO) bezogen.
2.2-Themen
Die männlichen und weiblichen Nachkommen (n = 89) zeitgesteuerter Ratten (n = 10) wurden als Probanden verwendet; Der Tag der Geburt wurde als postnataler Tag 0 (PND 0) definiert. Um eine ähnliche Entwicklung über die Würfe hinweg sicherzustellen, wurden alle Würfe an 10-12-Welpen (5-6-Männchen / 5-6-Weibchen) an PND 1 gezüchtet und bis zum PND 21 bei ihren jeweiligen Müttern gehalten in gleichgeschlechtlichen Gruppen von 3 in Standard-Polypropylenkäfigen mit Maiskolbenbettwäsche. Alle Tiere wurden an der University of South Florida in einem temperatur- und feuchtigkeitsgesteuerten Vivarium in einem 12: 12-hr-Licht-Dunkel-Zyklus (7 am / 7 pm) gehalten. Die Experimente wurden in der leichten Phase durchgeführt, und die Pflege und Verwendung von Tieren entsprach den Richtlinien, die vom Institutional Animal Care and Use Committee und dem National Institutes of Health Guide für die Pflege und Verwendung von Labortieren festgelegt wurden. In Übereinstimmung mit diesen Richtlinien verwendeten die Experimente die geringste Anzahl von Tieren pro Gruppe, um aussagekräftige Daten zu erhalten.
2.3-Charakterisierung der Verhaltensreaktivität in einer neuartigen Umgebung
Die Bewegungsaktivität wurde verwendet, um die Verhaltensreaktivität von Ratten gegenüber einer neuen Umgebung zu charakterisieren. Um dies zu erreichen, wurden die Tiere bei PND 31 aus ihrem Käfig genommen und in eine kreisförmige Arena (Durchmesser 100 cm) unter mäßiger Beleuchtung (20 lux) für 5 min gebracht. Die zurückgelegte Gesamtstrecke (TDM) wurde automatisch mit einer Videokamera aufgezeichnet und mit der EthoVision-Software (Noldus Information Technology, Leesburg, VA) wie beschrieben analysiert.38]. Tiere wurden unter Verwendung einer Median-Split-Strategie entweder als hohe (HLA) oder niedrige (LLA) Bewegungsaktivität im neuartigen offenen Feld klassifiziert, wobei die erstere Aktivität in den oberen 50% und die letzteren in den unteren 50% relativ zu ihrer zeigte Geschwister [4].
Nikotin-Injektionen von 2.4
Die Tiere erhielten einmal täglich für 0.9 oder 0.56 Tage Injektionen (sc) von phosphatgepufferter Salzlösung (PBS, 4%) oder Nikotinwasserstoffbitartrat in PBS (8 mg freie Base Nikotin / kg), beginnend mit PND 35. Es wurde gezeigt, dass diese Nikotindosis die Reaktion auf konditionierte Stimuli erhöht [39, 40] und erhöhen Sie die Haltepunkte für eine verstärkte Reaktion [41] was darauf hindeutet, dass es lohnend und verstärkend ist und in einer früheren Studie von Jugendlichen verwendet wurde [38]. Für jede Injektion wurden die Tiere in ihrem Heimatkäfig in einen schwach beleuchteten Behandlungsraum gebracht, in einen neuen Käfig mit frischer Bettwäsche gelegt, injiziert und in ihren Heimatkäfig zurückgebracht.
2.5-bedingte Platzpräferenz (CPP)
Für CPP-Messungen erhielten die Ratten Nikotin-Injektionen von PND 35-42 und 18 Tagen nach der letzten Nikotin-Injektion auf PND 60. Den Tieren (n = 40; 4-5 pro Gruppe) wurde freien Zugang zu zwei miteinander verbundenen Plexiglas-Kammern gewährt (Jede Kammer: 21 cm breit × 18 cm lang × 21 cm hoch) mit unterschiedlichen visuellen (vertikalen oder horizontalen schwarzen und weißen Streifen) und taktilen Hinweisen (gummierter Boden oder Sandpapierboden) für drei 5-Intervalle. Die mittlere Zeit, die auf jeder Seite der Vorrichtung verbracht wurde, wurde verwendet, um die Präferenz der Ausgangskammer für jedes Tier zu bestimmen. Obwohl jedes Tier zu Beginn eine Nebenpräferenz zeigte, bestand in der Population keine Tendenz, dass eine bestimmte Kammer bevorzugt wird. In den nächsten 8-Tagen wurde von PND 61 bis 68 ein voreingenommenes Konditionierungsparadigma verwendet, bei dem Tiere trainiert wurden, um die nicht bevorzugte Kammer mit den subjektiven Wirkungen von Ethanol in Verbindung zu bringen. Zur Konditionierung erhielt jedes Tier eine Injektion von Ethanol (17%; 1.0 g / kg, ip) und wurde anschließend in der anfänglich nicht bevorzugten Kammer für 15 min. Es wurde gezeigt, dass diese Dosis und Konzentration von Ethanol während der späten Adoleszenz ein CPP etabliert [42] und zur signifikanten Erhöhung des Dopamins im NAcc von jugendlichen und jungen erwachsenen Tieren [43, 44]. Kontrolltiere wurden für 15 min nach einer Injektion von Salzlösung (0.9%, ip) in die anfänglich nicht bevorzugte Kammer gefangen. Sowohl mit Ethanol konditionierte Tiere als auch Kontrolltiere erhielten Salzinjektionen, bevor sie für 15 min jeden Tag in die anfänglich bevorzugte Kammer gebracht wurden. Somit erhielt jedes Tier 2-Trainingseinheiten pro Tag, eine für die anfänglich nicht bevorzugte und eine für die bevorzugte Kammer. Die Reihenfolge dieser Sitzungen wurde an jedem Tag abgewechselt und fand am Morgen und am Nachmittag statt, getrennt durch mindestens 5-Stunden. Ungefähr 69 – 16 Stunden nach dem letzten Training hatten die Tiere für 18 min bei PND 5 freien Zugang zu beiden Kammern, und die in jeder Kammer verbrachte Zeit wurde gemessen, um die CPP zu bestimmen. Ein Präferenzwert wurde berechnet, indem die Zeit, die in der anfänglich bevorzugten Kammer verbracht wurde, von der Zeit abgezogen wurde, die in der anfänglich nicht bevorzugten Kammer verbracht wurde.
2.6 Western Blot-Analysen
Für Immunoblot-Analysen wurden die Ratten schnell enthauptet und das vStr und das PFC 24 stundenweise entweder nach der 4th- oder 8th-Nikotin-Injektion auf PND 39 bzw. 43 (n = 32; 4 pro Gruppe) oder 26th-Injektion auf PND isoliert 8 (n = 69; 16 pro Gruppe), entsprechend dem Tag, an dem CPP in einer separaten Gruppe von Tieren bewertet wurde. Das Gewebe wurde auf Trockeneis schnell eingefroren und bei -4 ° C bis zur Homogenisierung wie beschrieben aufbewahrt.38]. Die Proteine wurden durch Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (10% Polyacrylamid) getrennt und elektrophoretisch auf Polyvinylidenfluoridmembranen übertragen. Die Membranen wurden für 1-Stunde in Tris-gepufferter Salzlösung blockiert, die 0.1% Tween 20 und 5% Trockenmilch enthielt. Anschließend wurde der primäre Antikörper [FosB (5G4) #2251, 1: 4000; Cell Signaling, Danvers, MA], das eine robuste Markierung von ΔFosB [45] wurde in Blockierungslösung gegeben und die Membranen wurden über Nacht bei 4 ° C inkubiert. 16 Stunden später wurden die Membranen gewaschen und mit sekundärem Antikörper [Ziege-Anti-Kaninchen-IgG-HRP, 1: 2000, Santa Cruz, Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA] in Blockierungslösung für 1-Stunde bei Raumtemperatur und Signalen inkubiert unter Verwendung einer verstärkten Chemilumineszenz sichtbar gemacht. Nach der Immunodetektion wurden die Blots gestrippt, blockiert und mit einem gegen β-Tubulin gerichteten primären Antikörper [H-235, Santa Cruz Biotechnology, Inc., 1: 16,000] als Ladekontrolle inkubiert. Die 35 / 37-kDa-Bande, die ΔFosB repräsentiert, und die 50-kDa-Bande, die β-Tubulin entspricht, wurden bei jedem Blot unter Verwendung eines Densitometers und einer Un-Scan-It-Gel-Digitalisierungssoftware (Silk Scientific Inc., Orem, Utah) quantifiziert. Die optische Dichte der ersteren wurde für jede Probe auf die letztere normiert, und die Ergebnisse sind als Prozentsatz der entsprechenden Kochsalzkontrollen bei jedem Blot ausgedrückt, um die Variabilität zwischen den Blots zu beseitigen.
2.7 Statistische Analysen
Eine 4-Faktor-Varianzanalyse (ANOVA) wurde verwendet, um die Auswirkungen auf CPP [(männlich oder weiblich) × (HLA oder LLA) × (Exposition gegenüber Kochsalzlösung oder Nikotin) × (Konditionierung mit Kochsalzlösung oder Ethanol)] zu bestimmen, und der Tukey-Test wurde post hoc verwendet signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen festzustellen. Eine 3-Faktor-ANOVA wurde verwendet, um Unterschiede in ΔFosB zwischen männlichen und weiblichen HLA- und LLA-Tieren [(männlich oder weiblich) × (HLA oder LLA) × (Kochsalzlösung oder Nikotin)] zu bestimmen, wobei der Student-t-Test post hoc durchgeführt wurde, um signifikant festzustellen Unterschiede zwischen Gruppen. Ein Wert von p <0.05 wurde als Beweis für einen signifikanten Effekt akzeptiert. Da die Stichprobengröße in diesen Studien gering war, führte dies zu einer verringerten statistischen Aussagekraft und Effektgröße
3. Ergebnisse
3.1 Verhaltensreaktivität in einer neuartigen Umgebung
Die lokomotorische Aktivität, die jugendliche Ratten in einem neuen offenen Feld für 5 min zeigen, ist in gezeigt Figure 1. Das TDM war normal verteilt (Kolmogorov-Smirnov D = 0.083, p> 0.05), wobei die Tiere einen Bewegungsbereich zwischen 4339 und 7739 cm / 5 min zeigten. Das mittlere TDM betrug 5936 cm / 5 min mit einem Tier am mittleren (im grauen Kreis gezeigten), das aus der weiteren Untersuchung entfernt wurde. Das TDM für HLA- und LLA-Gruppen war signifikant unterschiedlich [t (86) = 12.15, p <0.05; Cohens D = 2.56] mit einem TDM von 6621 TDM ± 71 cm / 5 min für HLA-Tiere und 5499 ± 59 cm / 5 min für LLA-Tiere. Die Tiere wurden systematisch Versuchsgruppen entsprechend ihrer Verhaltensreaktivität gegenüber der neuen Umgebung zugeordnet, um sicherzustellen, dass alle Gruppen eine Äquivalenz in der neuartigen Freilandaktivität zeigten und die gleiche Anzahl von HLA- und LLA-Tieren enthielten (Tabelle 1). Ferner wurden jeder Gruppe nicht mehr als 1-Männchen und 1-Weibchen aus einem bestimmten Wurf zugeordnet.
3.2 Ethanol CPP im Erwachsenenalter nach Nikotinbelastung im Jugendalter
Die erste Gruppe von Experimenten stellte fest, ob die Nikotin-Exposition während der Pubertät die Anfälligkeit für die belohnenden Wirkungen von Alkohol im Erwachsenenalter erhöhte, und stellte fest, ob die Reaktionen von der Verhaltensreaktivität der Ratten auf eine neue Umgebung abhängig waren. Nach der Klassifizierung der Ratten als HLA oder LLA erhielten die Tiere Injektionen von Kochsalzlösung oder Nikotin von PND 35-42, und CPP zu Ethanol wurde bestimmt, als Ratten junge Erwachsene mit PND 69 waren. Ergebnisse sind in gezeigt Figure 2. ANOVA zeigte eine signifikante 3-Wege-Wechselwirkung zwischen neuartiger Offenfeldaktivität (HLA oder LLA), Nikotinexposition und Ethanolkonditionierung [F (1,19) = 5.165, p <0.05] mit einer beobachteten Leistung von 0.578 und einem geschätzten Effekt Größe
3.3 ΔFosB in der Pubertät während wiederholter Nikotin-Exposition
Weil der Anstieg von ΔFosB in limbischen Strukturen die Präferenz von Medikamenten erhöht [15,16] haben Experimente festgestellt, ob die Exposition von Jugendlichen mit Nikotin eine unterschiedliche Wirkung auf den Spiegel dieses Transkriptionsfaktors in vStr und PFC von HLA- und LLA-Ratten hatte. Nach der Einstufung des Verhaltens erhielten männliche und weibliche Ratten an 4- oder 8-Tagen Injektionen mit entweder Kochsalzlösung oder Nikotin, beginnend mit PND 35. Gehirnproben wurden 24 Stunden nach der letzten Injektion auf PND 39 bzw. 43 isoliert und Western-Immunoblot-Analysen unterzogen. Ergebnisse der ΔFosB-Messungen im vStr (Figure 3) zeigten einen signifikanten Haupteffekt sowohl der Anzahl der Injektionstage [F (1, 16) = 4.542, p <0.05;
3.4 ΔFosB im Erwachsenenalter nach Nikotinbelastung im Jugendalter
Um zu bestimmen, ob die Nikotin-induzierten Erhöhungen von ΔFosB, die in der Adoleszenz beobachtet wurden, im jungen Erwachsenenalter bestehen blieben, erhielten die Tiere nach der Einstufung des Verhaltens von Ratten Injektionen mit Kochsalzlösung oder Nikotin für 8-Tage von PND 35-42 und 27 Tage später auf PND 69 vStr und PFC wurden isoliert und ΔFosB quantifiziert. Ergebnisse der ΔFosB-Messungen im vStr (Figure 4) zeigten einen signifikanten Haupteffekt beider Phänotypen an [F (1, 16) = 14.349, p <0.05;
4. Diskussion
Die vorliegende Studie zeigt, dass Nikotin-Exposition während der Pubertät unterschiedliche Auswirkungen auf Ethanol-CPP und Veränderungen von ΔFosB in limbischen Regionen bei Ratten mit unterschiedlichen Verhaltensreaktivitäten gegenüber einer neuen Umgebung hat. Die Nikotin-Exposition bei Jugendlichen ermöglichte die Etablierung eines Ethanol-CPP im Erwachsenenalter nur bei Tieren, die im Jugendalter in der neuen Umgebung eine hohe Bewegungsaktivität zeigten. Obwohl die Nikotin-Exposition bei Jugendlichen nach den 8-Tagen der Verabreichung die ΔFosB-Spiegel in den vStr- und PFC-Tagen erhöhte, bestand dieser Anstieg bis ins Erwachsenenalter nur bei Tieren, die in einer neuen Umgebung eine geringe Bewegungsaktivität zeigten.
Die Ergebnisse zeigen daher, dass die Auswirkungen einer Nikotin-Exposition von Jugendlichen auf Ethanol-CPP im Erwachsenenalter vom Verhaltensphänotyp der Tiere abhängen, und legen nahe, dass anhaltende Erhöhungen von ΔFosB in limbischen Regionen nicht notwendig oder ausreichend sind, um ein Ethanol-CPP im Erwachsenenalter zu ermöglichen.
Die Feststellung, dass eine Nikotin-Exposition bei Jugendlichen eine CPP zu Ethanol im Erwachsenenalter bei HLA-Tieren ermöglicht, stimmt mit der Feststellung überein, dass Personen mit einer erhöhten Verhaltensreaktivität auf neue Stimuli eine größere Empfindlichkeit für die belohnenden Wirkungen von missbrauchten Verbindungen zeigen als Personen mit geringerer Reaktivität [1-8]. Es sollte jedoch beachtet werden, dass ein CPP durch die Verstärkung bestimmter Verhaltensweisen während der Konditionierung oder durch konditionierte Arzneimittelwirkungen erzeugt werden kann.47] und daher ist Vorsicht geboten, wenn CPP-Ergebnisse als Indikator für eine erhöhte Medikamentenbelohnung interpretiert werden. In der Tat haben Smith et al. [48] beobachtete bei erwachsenen Sprague-Dawley-Ratten nach einer Nikotinexposition bei Jugendlichen keine erhöhte Ethanolzufuhr, was darauf hindeutet, dass die positiven Eigenschaften von Ethanol durch vorherige Erfahrungen mit Nikotin nicht verändert wurden. Diese Autoren verwendeten jedoch ein kontinuierliches Expositionsparadigma über 21-Tage und unterschieden Tiere nicht aufgrund der Bewegungsaktivität in einer neuen Umgebung. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie legen nahe, dass die Folgen täglicher Nikotin-Injektionen von denen einer kontinuierlichen Nikotin-Exposition abweichen können, und zeigen, wie wichtig es ist, zwischen HLA- und LLA-Ratten zu unterscheiden, eine Unterscheidung, die bei der Untersuchung von Jugendlichen besonders wichtig sein kann. Obwohl viele Ermittler berichtet haben, ist die jugendliche Bevölkerung möglicherweise empfindlicher für die belohnenden und verstärkenden Wirkungen von Medikamenten [49-51] spiegelt diese Beobachtung wahrscheinlich die Entwicklungstendenz von Jugendlichen wider, die Merkmale von HLA-Tieren besitzen [10]. In der Tat haben Studien in der menschlichen Bevölkerung gezeigt, dass die sensibilisierende Wirkung während der Pubertät ansteigt und danach abnimmt, wobei diejenigen, die die jugendliche Empfindung suchen, am wahrscheinlichsten den Alkoholkonsum eskalieren [52].
Ergebnisse, die auf eine unterschiedliche Wirkung von Nikotinexposition bei Jugendlichen auf ΔFosB im Gehirn von HLA- und LLA-Ratten hinweisen, unterstreichen die inhärenten Unterschiede zwischen diesen Tiergruppen. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Anstieg der ΔFosB-Spiegel in den vStr- und PFC-Werten beider Gruppen von Ratten nach 8-Tagen der Nikotinexposition bei Jugendlichen, diese Wirkung hielt jedoch nur im Gehirn von LLA-Ratten an. Soderstrom et al. [53] zeigten, dass 10-Tage der Nikotin-Exposition (0.4 mg / kg, ip) aus PND 34-43 die FosB-Immunreaktivität im NAcc an 37-Tagen nach der letzten Nikotininjektion erhöhte, diese Autoren jedoch nicht spezifisch ΔFosB oder charakterisierten den Verhaltensphänotyp von die Tiere. Ergebnisse, die darauf hindeuten, dass anhaltende Erhöhungen von ΔFosB nach Nikotinexposition bei Jugendlichen nur bei LLA-Jugendlichen auftreten, deuten darauf hin, dass LLA-Jugendliche „erwachsener“ sind als ihre HLA-Kollegen. Tatsächlich wurde bei erwachsenen Tieren wiederholt ein verlängerter Anstieg von ΔFosB nach Verabreichung des Arzneimittels nachgewiesen [31, 33, 34].
Es wurde erwartet, dass HLA-Tiere, die während der Pubertät Nikotin ausgesetzt waren, sowohl einen Ethanol-induzierten CPP im Erwachsenenalter als auch eine anhaltende Erhöhung von ΔFosB aufweisen, die vermutlich die Belohnungswege sensibilisiert. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass anhaltende Erhöhungen von ΔFosB nach Nikotinexposition bei Jugendlichen weder für die Etablierung eines Ethanol-CPP im Erwachsenenalter erforderlich noch ausreichend sind. Da das in dieser Studie verwendete parteiische CPP-Paradigma auf die anxiolytischen Wirkungen von Ethanol anspricht [54, 55] kann das Ethanol-induzierte CPP, das nach einer Nikotinexposition bei Jugendlichen beobachtet wird, eher durch Änderungen der Empfindlichkeit gegenüber den anxiolytischen Wirkungen von Ethanol als durch das Ergebnis eines sensibilisierten Belohnungsweges vermittelt werden. Erwachsene Tiere, die im Jugendalter Nikotin ausgesetzt waren, zeigen im Erwachsenenalter eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Stress und Angstzuständen, was durch einen erhöhten Corticosteronspiegel belegt wird [28], verringerte Erkundung des neuen offenen Feldes und verringerte Zeit in den offenen Armen des erhöhten Plus-Labyrinths [29, 30]. Es ist daher wahrscheinlich, dass erwachsene Tiere, die als Jugendliche Nikotin ausgesetzt waren, in einem voreingenommenen Paradigma als Folge der anxiolytischen Eigenschaften von Ethanol ein Ethanol-CPP aufweisen können. Interessanterweise sind Tiere, die eine erhöhte ΔFosB-Expression aufweisen, möglicherweise weniger anfällig für Stress und Angstzustände, was durch eine erhöhte Zeit in den offenen Armen des erhöhten Plus-Labyrinths angezeigt wird.56], erhöhen Sie die Schwimmzeit im Porsolt-Schwimmtest [56], erhöhte Widerstandsfähigkeit nach sozialem Niederlagenstress [57] und eine verminderte Corticosteron-Reaktion auf Stress58]. Daher können mit Nikotin exponierte LLA-Tiere, die eine anhaltende ΔFosB-Expression als Erwachsene zeigen, die anxiolytischen Wirkungen von Ethanol nicht als belohnend empfinden und als Folge keine CPP im voreingenommenen Paradigma zeigen. In der Tat zeigten mit Ethanol injizierte LLA-Tiere im Vergleich zu mit Salzlösung injizierten LLA-Tieren eine starke Verringerung (D = 0.80) der Zeit, die auf der Ethanol-Paar-Seite verbracht wurde, was auf eine Ethanol-induzierte Aversion mit bedingtem Ort hindeutet. Weitere Studien sind notwendig, um die Unterschiede zwischen HLA- und LLA-Tieren hinsichtlich Angstverhalten und Stressempfindlichkeit nach Nikotinexposition bei Jugendlichen zu bestätigen.
Obwohl keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Tieren beobachtet wurden, waren einige moderate bis starke geschlechtsspezifische Auswirkungen vorhanden. Die ΔFosB-Messungen im PFC waren bei männlichen Jugendlichen nach 25-Injektionen mit Kochsalzlösung um etwa 4% niedriger als bei ihren weiblichen Gegenstücken und bei männlichen Jugendlichen nach 19-Nikotin-Injektionen um etwa 4% höher, was darauf hindeutet, dass männliche Jugendliche nach weniger Expositionen einen Anstieg zeigen Nikotin als jugendliche Frauen. Darüber hinaus waren die ΔFosB-Messungen im vStr und PFC von erwachsenen Männern 15-17% höher als bei erwachsenen Frauen, unabhängig davon, ob diese Tiere als Jugendliche Kochsalzlösung oder Nikotin ausgesetzt waren. Der letztere Befund steht im Einklang mit einem Bericht, der zeigt, dass erwachsene Männer im Kern und in den Hüllenregionen des Kerns etwas höhere ΔFosB-Werte aufweisen als ihre weiblichen Kollegen und dass dieser Unterschied bei Tieren besteht, denen entweder Salzlösung oder Kokain injiziert wurde (15 mg / kg). für 2-Wochen, die anzeigen, dass dieser Unterschied unabhängig von der Arzneimittelexposition ist [45]. Nach unserem Kenntnisstand haben keine Studien an jugendlichen oder erwachsenen Tieren die Geschlechtsunterschiede bei der ΔFosB-Expression nach Nikotin-Exposition untersucht. Diese Feststellungen rechtfertigen eine weitere Untersuchung.
Insgesamt zeigen jugendliche Tiere, die Unterschiede in der Verhaltensreaktivität gegenüber einer neuartigen Umgebung aufweisen, auch Unterschiede in: 1) den Langzeitfolgen der Nikotinexposition auf die Empfindlichkeit gegenüber Ethanoleffekten im Erwachsenenalter; 2) die Induktion von ΔFosB während wiederholter Exposition gegenüber Nikotin; und 3) die Persistenz von ΔFosB nach wiederholter Nikotinexposition. Diese Ergebnisse bilden eine Grundlage für die Untersuchung der Unterschiede in den inhärenten Anfälligkeiten jugendlicher Tiere, die mithilfe relativ einfacher Verhaltensmaßnahmen überprüft werden können.
Highlights
- Nikotin-Exposition bei Jugendlichen führt zu einem Alkohol-CPP, der bei Erwachsenen mit hohem Empfindungsgefühl auftritt
- Nikotin-Exposition bei Jugendlichen erhöht die ΔFosB-Expression
- Die ΔFosB-Expression nach jugendlichem Nikotin hält sich auch bei Erwachsenen mit niedrigem Empfindungsvermögen bis ins Erwachsenenalter
Anerkennungen
Die Forschung wurde vom Staat Florida und der NIAAA der National Institutes of Health unter der Preisnummer F32AA016449 unterstützt. Für den Inhalt sind ausschließlich die Autoren verantwortlich und geben nicht unbedingt die offiziellen Ansichten des Staates Florida oder der National Institutes of Health wieder.
Fußnoten
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Bibliographie
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