Curr Neuropharmacol. 2011 Mar; 9 (1): 63 – 67.
See artikkel on olnud viidatud muud PMC artiklid.
Abstraktne
Käesoleva uuringu eesmärk oli uurida, kas aju premeerimisfunktsioon väheneb nikotiini ja metamfetamiini kasutamisest loobumise ajal ja kas vähenenud tasu funktsioon on seotud vastumeelsusega nendest ravimitest loobumise ajal. Selleks infundeeriti isaseid Sprague-Dawley rotte subkutaanselt krooniliselt 9 mg / kg päevas nikotiini või 6 mg / kg päevas metamfetamiiniga, kasutades osmootset minipumpa. Koljusisese enesstimulatsiooni (ICSS) paradigmas vähendasid nikotiini ja metamfetamiini kroonilised infusioonid külgmise hüpotaalamuse ICSS piirmäärasid, samas kui nende antagonistid, mekamüülamiin ja haloperidool suurendasid vastavalt nikotiini ja metamfetamiiniga ravitud rottide ICSS läve. Konditsioneeritud koha vältimise paradigmas põhjustasid mekamüülamiin ja haloperidool vastumeelsuse vastavalt nikotiini ja metamfetamiiniga infundeeritud rottidel. Huvitav on see, et metamüülamiiniga sadestunud nikotiini ärajätmise ajal ICSS-i premeerimiskünniste tõus ja kohapealne vastumeelsus olid peaaegu samas suurusjärgus, mida täheldati haloperidooliga sadestunud metamfetamiini ärajätmise ajal. Käesolev uuring näitab, et 1) aju tasustamisfunktsioon langes nikotiini ja metamfetamiini ärajätmise ajal ning 2) tasustamise funktsiooni langus võib kajastada negatiivset afektiivset seisundit (vastumeelsust) nikotiini ja metamfetamiini kasutamise ajal.
1. SISSEJUHATUS
Kliinilised tõendid näitavad, et abstinentsisündroomi afektiivsed tunnused võivad olla uimasti ihaldamise ja kompulsiivse uimastitarbimise korral olulisemad kui somaatilised ärajätunähud.1-3]. Sel põhjusel on uimastisõltuvuse afektiivseid aspekte põhjalikult uuritud, kasutades erinevaid eksperimentaalseid paradigmasid. Nende hulgas kasutatakse aju premeerimisfunktsiooni mõõtmiseks laialdaselt intrakraniaalse enesestimulatsiooni (ICSS) tehnikat. Loomkatsetes vähendab kuritarvitamise ravimi äge manustamine ICSS-i preemia läve [4, 5] ja seda suurenenud tundlikkust stimulatsiooni suhtes peetakse ravimitest põhjustatud eufooria mõõdupuuks [6]. Lisaks on hüpotees, et ICSS-i tasu võib pärast uimasti korduvat manustamist nõrgeneda, mis tuleneb aju premeerimissüsteemide neuroadapteeritud muudatustest, ja see peegeldab düsfooriat ravimist loobumise ajal [7, 8]. Paljud uuringud on näidanud, et ICSS-i preemia künnised on tõusnud mitmesuguste kuritarvituste, sealhulgas amfetamiini tarbimise katkestamisel [9], kokaiin [6], opiaatid [10], etanool [11] ja nikotiin [12], mis kõik toetavad eelnimetatud hüpoteesi. Seetõttu kavandati käesolev uuring eesmärgiga selgitada, kas ICSS-i premeerimiskünniste tõus on seotud negatiivse emotsionaalse võõrutusseisundiga, keskendudes konkreetselt kahte tüüpi psühhosimulantidele, nikotiinile ja metamfetamiinile.
2. MATERJALID JA MEETODID
2.1. Loomad
Seitsekümmend kaks isast Sprague-Dawley rotti (332-396 g), mis olid saadud ettevõttest Clea Japan Inc. (Tokyo), peeti individuaalselt loomatoas reguleeritud temperatuuril (22 ± 2 ºC) valguse / pimeduse tsükliga 12 / 12. tundi (põleb 8: 00 AM). Igale rotile söödeti kogu katse vältel 15 g toitu päevas (vesi vabalt saadaval), välja arvatud 3 päeva enne ja 7 päeva pärast operatsiooni. See katse viidi läbi vastavalt Jikei ülikooli meditsiinikooli laboratoorsete loomade hooldamise põhimõtetele.
2.2. Narkootikumid
(-) - nikotiinvesiniktartraat (Sigma, St. Louis, MO, USA), mekamüülamiinvesinikkloriid (Sigma), (-) metamfetamiinvesinikkloriid (Dainipponn Seiyaku, Jaapan) ja haloperidoolvesinikkloriid (Sigma) lahustati soolalahuses ja süstiti maht 1.0 ml / kg.
2.3. Intrakraniaalne enesestimulatsioon
2.3.1. Aparaadid
Standardne operatsioonikamber 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA), mis on varustatud ühe hoobiga ja märgutulega kangi kohal esiseinal ja tagaseinas kasutati majavalgustit. Külgseinad olid valmistatud läbipaistvast pleksiklaasist.
2.3.2. Kirurgia
Rotid tuimastati naatriumpentobarbitaaliga (50mg / kg, ip) ja neid valmistati roostevabast terasest bipolaarse elektroodiga (Neuroscience, Jaapan) külgmises hüpotalamuses (koordinaadid 3.8mm tagumises kuni bregma; 1.4mm külgjoonel keskjoonega; 8.4mm ventraalsega vastavalt vastupidavusele). Paxinose ja Watsoni atlasesse [13]. Aju võimaliku asümmeetria tasakaalustamiseks said pooled rotid implantaate aju paremal küljel, teine vasakul.
2.3.3. Menetlus
ICSSi treeningutel lülitati sisse maja tuli ja märgutuled ning elektrilisi stiimuleid anti iga kord kohe pärast seda, kui rott vajutas kangi. Stiimulid koosnesid 1.5 msec ristkülikukujulistest katoodimpulssidest, mis edastati 100 Hz abil 150 msec jaoks, fikseeritud vooluga 120 μA. Iga treening kestis 15 min. ICSSi koolitust anti vähemalt 6 päevaks ja seda jätkati seni, kuni kangi vajutamise arv oli 30 järjestikustel päevadel suurem kui 3 minutis.
ICSS-i reageerimise algtaseme mõõtmiseks viidi enne iga ICSS-i läveproovi 15 min jaoks läbi algtaseme test. Algtesti protseduur oli sama, mis ICSS-i koolitusel. ICSS lävivastuse test koosnes 11 min 3 ajamahutitest, eraldatud 1 min time time. Aja jooksul lülitati majavalgusti ja märgutuled välja. Igas katseklaasis lülitati need tuled sisse ja rotid said pärast iga kangi vajutamist elektrilise stimulatsiooni. Prügikastides vähendati elektrilise stimulatsiooni voolu 10 μA võrra 120 μA väärtusest 20 μA võrra kahanevas järjekorras.
Kõigile rottidele määrati enne minipumpade implanteerimist ICSS-i reageerimise stabiilne lähtejoon. Päeval 1 implanteeriti subkutaanselt dietüüleetriga tuimastatud rottidele osmootne minipump (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, USA) nikotiini või soolalahuses täidetud metamfetamiiniga täidetud voolukiirusega 1.03 μl / h. Nikotiini ja metamfetamiini kontsentratsiooni kohandati vastavalt kehakaalu erinevustele, kuid see oli ligikaudu 116 ja 77.3 mg / ml, mille tulemuseks oli pidev subkutaanne infusioon nikotiini kiirusega 9 mg / kg päevas ja kiirusega 6 mg / kg. metamfetamiini kohta päevas vastavalt eelmise uuringu meetodile [14]. ICSS läve test viidi läbi päevadel 2, 4 ja 6 pärast minipumpade implanteerimist.
Päeval 7 pärast minipumba implanteerimist said rotid nikotiini ja soolalahusega infundeeritud rühmades mekamüülamiini (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg / kg, sc) või haloperidooli (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg / kg, sc). metamfetamiini ja soolalahusega infundeeritud rühmades 15 min enne ICSS lävendi testiseansi algust, kasutades subjektide siseselt ladina ruudu kujundust. Enne järgnevat antagonisti või vehiikli süstimist pidid loomad naasma vähemalt ühe ICSS-i seansi algse ICSS lävitasemeni.
2.3.4. Histoloogia
Rotid tapeti naatriumpentobarbitaali sügava anesteesia abil. Aju eemaldati ja hoiti 10% formaldehüüdi lahuses. Aju viilutati paksusega 100 μm ja elektroodi otsa uuriti mikroskoobiga.
2.4. Tingimus koha vastumeelsus
2.4.1. Appatarus
Koha konditsioneerimine viidi läbi vastavalt Suzuki meetodile et al. [15, 16]. Seade koosnes süstikboksist (30 × 60 × 30 cm: w × l × h), mis jagunes kaheks võrdse suurusega sektsiooniks. Üks sektsioon oli valge tekstuuriga põrandaga ja teine oli sileda põrandaga must.
2.4.2. Menetlus
Päeval 1 valmistati rotid nikotiini, metamfetamiini või soolalahust sisaldava osmootse minipumbaga samadel tingimustel, mida kirjeldati ICSS uuringus.
Hommikul (9: 00) nikotiini või metamfetamiini infusiooni päeval 7 süstiti rottidele subkutaanselt testitava ravimi antagonisti (mekamüülamiin või haloperidool) või soolalahust (1.0 ml / kg) ja nad suleti kohe ühte lahtrisse. katseseadme jaoks 60 min. Samal päeval õhtul (21: 00) töödeldi rotte vastavalt soolalahuse või antagonistiga (mekamüülamiin või haloperidool) ja suleti teise kambriga 60 min. Süstimise (antagonist või soolalahus) ja kambri (valge või must) paarid tasakaalustati kõigil katsealustel. Nikotiini-, metamfetamiini- ja soolalahusega infundeeritud kontrollrühmadele süstiti konditsioneerimisseansi ajal mekamüülamiini või haloperidooli asemel soolalahust. Pärast soolalahuse süstimist suleti rotid hommikul ühte sahtlisse ja õhtul teise sahtlisse.
Päeva 8 hommikul tehti konditsioneerimiskatsed järgmiselt: vaheseina, mis eraldas kahte sektsiooni, tõsteti 12 cm-ni põrandast kõrgemale ja sektsioonid eraldava õmbluse kohale pandi neutraalne platvorm. 900-i seansi jooksul igas sektsioonis veedetud aega mõõdeti automaatselt infrapunakiire anduri abil (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokyo, Jaapan).
2.5. Somaatiliste võõrutusnähtude hindamine
ICSS katses pandi iga rott silindrilisse plastikust vaatluskambrisse vahetult pärast ICSS premeerimisläve seansi lõppu pärast mekamüülamiini või haloperidooli manustamist ja 10 min ajal täheldati somaatilisi ärajäämisnähte. Somaatiliste võõrutusnähtude hindamise ajal registreeriti karskusnähtude sagedus, kasutades opiaatidest hoidumise skaalat, mida oli modifitseeritud nikotiini või metamfetamiini abstinentsi saamiseks [1]. Katsetajad olid iga roti ravimisel pimedad. CPP eksperimendis täheldati somaatilisi võõrutusnähtusid samal viisil kui ICSS katses, välja arvatud asjaolu, et somaatiliste karskusnähtude vaatlemine viidi läbi CPP aparaadis.
2.6. Andmete analüüs
ICSS reageerimise mõõtmiseks kasutati mõõduna armatuuri arvu minutis igas prügikastis. Katsepäevadel teisendati tugevduste arv iga elektrivoolu korral protsentides sellel päeval saadud lähtejoonest. ICSS läve määramiseks sobitati S-kuju kõver individuaalselt vastavalt sigmoid-Gompertz mudelile. Seda mudelit kasutades määrati ICSS künniseks elektrivool, mis indutseeris 50% algtaseme reageerimisest. Kõiki andmeid analüüsiti, kasutades kahesuunalist subjektide sisest korduvmõõtmete dispersioonanalüüsi (ANOVA), millele järgnes Tukey studeniseeritud ulatuse meetod pärast ravitingimuste statistiliselt olulise mõju vaatlemist ANOVA-s.
Konditsioneerimisskoorid tähistavad aega, mis kulub ravimite paaris paigas, lahutatud vehiiklitega seotud kohas veedetud ajast, ja neid väljendatakse keskmise ± SEM käitumisandmeid hinnati statistiliselt kahesuunalise korduvmõõtmisega ANOVA, mida kasutati ravi mõju antagonistide indutseeritud koha konditsioneerimisele. Kui ANOVA näitas olulise mõju olemasolu, viidi täiendav analüüs läbi Tukey Studentized Range meetodiga.
3. TULEMUSED
3.1. ICSS künnised
Kroonilise manustamise ajal on nikotiin (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) ja metamfetamiin (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) langesid oluliselt ICSS-i preemiakünnised. Individuaalsete keskmiste võrdlus näitas märkimisväärset mõju nikotiini infusiooni 4. ja 5. päeval (P<0.05) ning metamfetamiini infusiooni 2., 4. ja 5. päeval (P
Nagu näidatud joonisel (11) krooniliste nikotiini- ja metamfetamiiniinfusiooniga rottide mekamüülamiini (F (1, 47) = 9.59, P<0.01) ja haloperidool (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) põhjustasid vastavalt ICSS-i preemiakünniste olulist tõusu. Individuaalsete keskmiste võrdluste põhjal ilmnes märkimisväärne toime 1.0 mg / kg mekamüülamiini (P<0.05) ja 0.25 ja 0.5 mg / kg haloperidooli (P<0.05). Nikotiiniga infundeeritud rottidel ei olnud annuse olulist mõju (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) või metamfetamiiniga infundeeritud rottidel (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05) või ravi × annuse koostoime kas nikotiiniga infundeeritud rottidel (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) või metamfetamiiniga infundeeritud rottidel (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Tingimuslik koha vältimine (CPA)
Nagu näidatud joonisel (22), ei näidanud soolalahusega kontrollitud rotid kummagi sektsiooni eelistamist. Mekamüülamiin ja haloperidool ei põhjustanud soolalahusega infundeeritud rottidel olulist koha-eelistust ega vastumeelsust. Teisest küljest, mecamtlamine (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) ja haloperidool (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) põhjustas vastumeelsust kroonilistes nikotiini ja metamfetamiiniga infusiooniga rottides. Mekamüülamiini 1.0 mg / kg korral täheldati olulist vastumeelsustP<0.01) ja 0.25 ja 0.5 mg / kg haloperidooli (P <0.05 ja P <0.01). Nikotiiniga infundeeritud rottidel ei olnud annuse olulist mõju (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) või metamfetamiiniga infundeeritud rottidel (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05) või ravi × annuse koostoime kas nikotiiniga infundeeritud rottidel (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) või metamfetamiiniga infundeeritud rottidel (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Somaatilised märgid
Somaatiliste tunnuste üldarv ei erinenud nikotiiniga ja soolalahusega töödeldud rottide vahel mekamüülamiini manustamisel ka ICSS katses (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) või CPA katses (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Lisaks ei erinenud nad metamfetamiiniga ja soolalahusega töödeldud rottidel haloperidooli manustamise ajal kas ICSS katses (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) või CPA katses (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Histoloogiline analüüs
Histoloogilise analüüsi tulemused näitasid, et elektroodide otsad asusid külgmise hüpotalamuse piirkonnas, eesmises / tagumises vahemikus, ulatudes bregmast vahemikku -3.84 mm kuni -4.20 mm. Kontroll- ja katseloomade elektroodide asukohtades ei ilmnenud mingeid erinevusi (joonis fig. 33).
4. ARUTELU
Praeguse uuringu tulemused näitavad, et nikotiini ja metamfetamiini krooniline manustamine vähendab ICSS-i preemia läve, samas kui nende antagonistid, mekamüülamiin ja haloperidool suurendavad ICSS-i preemia läve ja kutsuvad esile CPA rottidel, keda ravitakse vastavalt nikotiini ja metamfetamiiniga. Seoses muutustega aju premeerimissüsteemis võõrutuse ajal on väidetud, et sõltuvuse arenedes tekivad neuroadapteerimised samades ajuvooluringides, mis vahendavad ägedale manustamisele järgnevate kuritarvituste ravimite tugevdavat või rahuldust pakkuvat toimet, mis viib negatiivse afektiivsuse väljenduseni narkomaaniast loobumise märgid [7, 8]. Sellele arusaamale toetudes näitas käesolev uuring, et nikotiini ja metamfetamiini korral vähenesid ägeda manustamise korral ICSS-i preemia künnised ja suurenevad antagonistide poolt esile kutsutud ärajätmise ajal. Muud kuritarvitused, näiteks kokaiin [6], opiaatid [10] ja etanool [11] on ka teada, et need kutsuvad esile sarnase mõju mustri ICSS premeerimiskünnistele. Uurimise all on olnud küsimus, kas sellised muutused aju hüvitussüsteemis on piisavad, et arvestada väljaastumise negatiivsete afektiivsete tagajärgedega. CPA paradigma on kasulik ja tundlik käitumisindeks võõrutusvastuse tuvastamiseks, nagu varasemates nikotiiniga seotud uuringutes [15, 16] ja opiaadid [17, 10]. Selles uuringus indutseerisid mekamüülamiin ja haloperidool CPA-d annustes, mis näitasid ICSS-i hüvitislävede tõusu, mis viitab sellele, et ICSS-i premeerimiskünnise tõus võib vahendada vastumeelsust nikotiini ja metamfetamiini kasutamise ajal. Teisest küljest ei põhjustanud mekamüülamiin ja haloperidool somaatilisi võõrutusnähte. Somaatilised psühostimulantidest loobumise tunnused on teadaolevalt nõrgemad kui opiaatide, barbituraatide ja alkoholi puhul. Lisaks on nikotiini antagonistide poolt esile kutsutud somaatilisi võõrutusnähtusid keerulisem kui spontaanse ärajätmise korral ilmnenud märke [12]. Huvitav on see, et käesolevas uuringus olid ICSS-i premeerimiskünnise tõus ja vastumeelsus nikotiini ärajätmise ajal peaaegu samas suurusjärgus kui metamfetamiini ärajätmise ajal täheldatud, mis võib viidata sellele, et aju premeerimisfunktsiooni langus, mis põhjustab võõrutushooldust, ei pruugi oluliselt erineda intensiivsuses nikotiini ja metamfetamiini vahel, sõltumata nende ravimite akuutsest mõjust palgasüsteemile. Teisisõnu, hüpoteesitakse, et aju premeerimissüsteemide neuroadaptatsioonid arenevad nikotiini ja metamfetamiini vahel peaaegu samale tasemele, ehkki need stimuleerivad premeerimissüsteemi erineval määral, kuna äge metamfetamiin on tugevam kui äge nikotiin. Selle küsimuse selgitamiseks on siiski vaja täiendavaid uuringuid, rakendades laiemat valikut ravimiannuseid või muid eksperimentaalseid paradigmasid.
Kokkuvõtteks osutab käesolev uuring, et 1) aju premeerimisfunktsioon vähenes nikotiini ja metamfetamiini ärajätmise ajal ning 2) premeerimisfunktsiooni langus võib kajastada negatiivset afektiivset seisundit (vastumeelsust) nikotiini ja metamfetamiini kasutamise ajal.
Tunnustused
Seda uuringut toetasid osaliselt Jaapani haridus-, kultuuri-, spordi-, teadus- ja tehnoloogiaministeeriumi (nr 16591166) ning suitsetamise uurimise sihtasutuse toetused.
VIITED
;