Eesmine psühhiaatria. 2013; 4: 68.
Avaldatud Internetis 2013 Aug 1. doi: 10.3389 / fpsyt.2013.00068
PMCID: PMC3730062
See artikkel on olnud viidatud muud PMC artiklid.
Abstraktne
On ilmnenud uusi tõendeid selle kohta, et inimestel on võime õppida vastupanuvõimeks, töötades välja kaitsemehhanismid, mis hoiavad neid sõltuvusest põhjustatud stressi halva kohanemise mõju eest. Vastupidavuse neuroteaduste esilekerkiv valdkond hakkab paljastama ahelaid ja molekule, mis kaitsevad stressist tingitud neuropsühhiaatriliste haiguste, näiteks sõltuvuse, eest. Glükokortikoidid (GC-d) on olulised basaal- ja stressiga seotud homöostaasi regulaatorid kõigis kõrgemates organismides ja mõjutavad suurt hulka geene peaaegu igas elundis ja koes. Seetõttu on GC-d ideaalses positsioonis, et stressiga kohanemist soodustada või ära hoida. Selles ülevaates keskendume GC-de rollile hüpotalamuse-hüpofüüsi neerupealise teljel ja hüpotalamusevälistes piirkondades basaalse ja kroonilise stressivastuse reguleerimisel. GC-d interakteeruvad suure hulga neurotransmitterite ja neuropeptiidsüsteemidega, mis on seotud sõltuvuse arenguga. Lisaks keskendutakse ülevaates oreksinergilistele ja kolinergilistele radadele ning tuuakse välja nende roll stressis ja sõltuvuses. GC-d mängivad võtmerolli vastupidavuse või vastuvõtlikkuse arengu edendamisel ning esindavad olulisi farmakoterapeutilisi sihtmärke, mis võivad vähendada halvasti kohandatud stressisüsteemi mõju stressist põhjustatud sõltuvuse raviks.
Sissejuhatus
Sõltuvuse tekkimise vastuvõtlikkust reguleerib geneetika ning seda muudavad kogemused ja keskkond. Stress mängib olulist rolli sõltuvuse vastuvõtlikkuse suurendamisel. McEwen kirjutas ilukõneliselt, et „inimese elukogemused mõjutavad aju sügavalt, nii stressi kui ka allostaatilise koormuse / ülekoormuse sihtmärgina ning stressi põhjustajate füsioloogilise ja käitumusliku reageerimise määrajana” (1). Võimalus toime tulla stressi või vastupanuvõimega (võime pärast raskusi tagasi põrgata) ennustab märkimisväärselt, kas inimesel kujuneb hiljem välja stressist tingitud neuropsühhiaatriline haigus, näiteks ärevus, depressioon ja sõltuvus [ülevaade2)]. Suur enamus elanikkonnast on oma elu jooksul kogenud traumaatilist sündmust. Ainult väike osa kogeb hiljem kroonilist stressi, mis põhjustab posttraumaatilist stressihäiret või sõltuvust alkoholist või muudest ravimitest (3). Enamasti on inimestel siiski vastupidavus ja neil ei teki stressi põhjustajatega kokkupuutumisel haigust ega häiret. Vastupidavuse neuroteaduste esilekerkiv valdkond on uute vooluringide ja molekulide paljastamine, mis kaitsevad stressist tingitud neuropsühhiaatriliste haiguste eest.
Sageli on arvatud, et vastupidavus on kaasasündinud või passiivne mehhanism, mida ei saa muuta. Loomade ja inimestega tehtud uuringud näitavad siiski, et vastupidavuse arendamine võib olla õpitud käitumine (2). Inimestel on võime õppida vastupanuvõimeks, arendades mehhanisme, mis kaitsevad stressi halva kohanemise eest. Glükokortikoidid (GC), inimeste kortisool või näriliste kortikosteroon on basaalse ja stressiga seotud homöostaasi olulised regulaatorid ja on tõestatud, et nad moduleerivad paljude elundite ja kudede geenide valikut (4-,6). Seega on GC-d ideaalpositsioonil paljude signaalimisteede reguleerimiseks, mis aktiveeritakse vastusena stressile ja sõltuvusele. Selles ülevaates keskendume GC-de rollile hüpotaalamuse-hüpofüüsi adrenokortikaalses (HPA) teljel basaalse ja kroonilise stressivastuse reguleerimisel. Lisaks keskendume kahele süsteemile, oreksinergilisele ja kolinergilisele süsteemile ning nende rollidele stressi ja sõltuvuse vahendamisel. Edasi arutame nende süsteemide tekkivat koostoimet GC-dega ja stressi reguleerimisel. Lõpuks, kuna GC-del on võtmeroll kas vastupidavuse või stressile vastuvõtlikkuse edendamisel, uurime farmakoterapeutilisi võimalusi, mis on suunatud GC-dele stressist põhjustatud sõltuvuse raviks.
HPA telje ja glükokortikoidide roll stressitaluvuse neurobioloogias
Organismi stressiga toimetuleku võimet reguleerivaid mehhanisme on hästi kirjeldatud mikroorganismides, millel on spetsiaalsed sõlmpunktid, mida nimetatakse stressosoomideks ja mis juhivad vastuseid mitmesugustele füüsilistele ja keskkonnaalasetele solvangutele (7, 8). Stressosoom on ainulaadne struktuur mikroorganismis, mis täpselt orkestrib molekulaarseid mehhanisme, mis häälestab stressorile reageerimise ulatust. Stressosoom tagab lõpuks raku püsimise vastusena mitmesugustele keemilistele ja füüsikalistele stressoritele (7, 8). Imetajate „stressosoomi” korrelatsioon on HPA telg, kuna see pakub koordineeritud vastust ägedale stressile (9). Tsentraalse HPA-telje põhikomponendid on hästi teada ja nende hulka kuuluvad hüpotalamuse paraventrikulaarse tuuma (PVN) kortikotropiini vabastavad hormooni (CRH) eraldavad neuronid (PVN) (10), mis stimuleerivad hüpofüüsi adrenokortikotroopset hormooni (ACTH) ja neerupealiste kortikosterooni (CORT) sekretsiooni (11).
Glükokortikoidid on steroidhormoonid, mida eritavad neerupealised ja mis on olulised homöostaasi regulaatorid basaal- ja stressitingimustes. GC-d avaldavad oma mõju kahte tüüpi rakusiseste retseptorite kaudu - I tüüpi mineralokortikoidi retseptor ja II tüüpi glükokortikoidi retseptor. Mõlemad retseptorid ekspresseeruvad kogu kehas ja avaldavad kogu süsteemile mõju. Ajus ekspresseeritakse kõrge afiinsusega I tüüpi mineralokortikoidi retseptorit (neerudes nimetatakse ka aldosterooni retseptoriks) peamiselt hipokampuse moodustumisel ja mõõdukat ekspressiooni leidub prefrontaalses korteksis (PFC) ja amügdalas (12-,14). Madala afiinsusega II tüüpi GR-d ekspresseeritakse kogu ajus kõrgeima ekspressiooniga PVN-s ja hipokampuses ning madalama afiinsuse tõttu kortisoolile mängib see võtmerolli stressiga seotud homöostaasis, kui kortisooli tsirkuleeriv tase on kõrge (14-,17). GR-de ja MR-de retseptorid asuvad tsütoplasmas ja vahendavad GC-de klassikalist genoomset toimet, toimides transkriptsiooni tuuma aktivaatoritena ja repressoritena (14, 18) ja membraaniga seotud GR-d vahendavad GC-de kiiret toimet (19, 20). GC-d on seega ideaalses positsioonis, et moduleerida reageerimist stressile, ja aktiveeruvad ajus tervislikes tingimustes, pärast ägedat stressi ja reageerides kroonilisele stressile (4, 5, 21).
Glükokortikoidid annavad pärssivat tagasisidet kiire (sekunditest kuni minutiteni) ja pikema (tundidest päevadeni) ajakavade (4, 18, 22-,24). Kiire mõju hõlmab miniatuurse EPSC sageduse viivitamatut vähenemist kortikosterooni või deksametasooni (sünteetiline GC) lisamisel käibemaksusüsteemi (25) ning vähendatud AKTH ja kortikosterooni taset, seda efekti ei täheldatud membraani mitteläbilaskva deksametasooni kasutamisel, mis näitab kiire tagasiside pärssimist (26). On täheldatud samasugust kortikosterooni kiiret mõju hipokampuse mEPSC-le (27, 28). Seega vahendavad GC lühike ajaline skaala (võib-olla mittegenoomne) ja pikem ajaline skaala (genoomne) koos inhibeerivat tagasiside kontrolli. Uuritakse passiivse ja aktiivse vastupidavuse aluseks olevaid molekulaarseid ja neurobioloogilisi protsesse ning kandidaadid on HPA telje regulaatorid, sünapsi ülesehituses osalevad molekulid ja neuraalse plastilisusega seotud signaalmolekulid [vaadanud (2)]. GC-d tähistavad HPA-telje lõpptoodet ja mõjutavad paljusid kesknärvisüsteemi funktsioone, nagu erutus, tunnetus, meeleolu, uni, metabolism ja kardiovaskulaarne toon, immuun- ja põletikuline reaktsioon (joonis (Joonis11).
Korduvad traumaatilised sündmused kutsuvad esile pikaajalisi käitumuslikke muutusi, mis mõjutavad kognitiivset, emotsionaalset ja sotsiaalset käitumist, mis lõppkokkuvõttes pakuvad organismi kaitset või ellujäämist. Võime stressiga toime tulla võib sõltuda inimese HPA-telje reageerimisvõimest, mis võib omakorda ennustada neuropsühhiaatriliste häirete, näiteks sõltuvuse, tekke tõenäosust. Kroonilise stressi korral muutub see tagasiside aga dereguleerituks, põhjustades mitmesuguseid maladaptiivseid sündroome, nagu ärevus ja mitmesugused depressiivsed häired (1, 5, 29-,33) ja sõltuvus, sealhulgas alkoholisõltuvus (34). On tõestatud, et HPA telje düsregulatsioon kroonilise ja kontrollimatu stressi tagajärjel põhjustab GC ebanormaalset sekretsiooni (35, 36). GR-d vahendavad stressiga kohanemist ja reguleerivad stressireaktsiooni lõpetamist negatiivse tagasiside kaudu HPA-telje tasandil (30-,32). GC-d suudavad kudede tundlikkust dünaamiliselt reguleerida stohhastiliselt (5) ja kontrollib reageerimist kroonilisele stressile. GC-d reguleerivad kudede ja elundite tundlikkust, moduleerides GR-de signaaliülekannet, ligandi kättesaadavust, retseptori isovormi ekspressiooni, rakusisest vereringet ja promootori seost (30-,32).
Glükokortikoidiretseptorid Maladaptive stressi korral: Amygdala plastilisuse muutuste roll
Amügdala on peamine ajupiirkond, mis osaleb stressi, hirmu ja pavloviumi seisundi töötlemises ning on koht, kus vastastikmõjus on hirmu ja stressi poolt stimuleeritud neuroendokriinsed signaalid. On tehtud ettepanek, et hipokampuse ja amügdalaarse õppimise tasakaal on oluline käitumusliku stressiga toimetuleku valikute määramisel. Krooniline vaoshoitusstress suurendab dendriitilist kasvu ja lülisamba tihedust basolateraalses amügdalas (BLA) ja on vastupidine selle rollile hipokampuses. Hipokampuse muutused taastuvad taastumise ajal algtasemele, samal ajal kui amügdala muutused on pikaajalised (37). Neurotroofsed tegurid, nagu BDNF, vahendavad stressi põhjustatud muutusi nendes ajupiirkondades. Värske uuring näitas, et BDNF-i suurenenud sisaldus leiti vastusena kroonilise stressi tekkele BLA-s, samal ajal kui hipokampuses (38). Agressiivsetest interaktsioonidest põgenevatel loomadel näib olevat hipokampuses ja vähem amügdalas tugevam BDNF-i ekspressiooniprofiil, samas kui vastupidisel käitumisel (viibimise ja vastasega silmitsi seismine) on vastupidine mõju (39). Seega aktiveerib stress neurotroofseid tegureid erinevates ajupiirkondades ja arvatakse, et seda vahendab GR-süsteem. Hiirtel, kellel on suunatud GR geneetiline deletsioon, eriti amügdala keskosas (CeA), kuid mitte ajus, on vähenenud konditsioneeritud hirmureaktsioonid (40). Seevastu GR-de, välja arvatud CeA, sihipärane aju häirimine seda ei teinud. On teada, et BLA GR-d osalevad näriliste ja inimeste emotsionaalselt ärritavate ja stressirohkete kogemuste konsolideerimisel noradrenaliiniga suheldes. Inimuuringud on näidanud, et noradrenergilise aktiivsuse ja glükokortikoidsete stressihormoonide vastastikmõjud võivad esile kutsuda häireid harjumuspärase stiimuli-vastuse õppimise eesmärgi saavutamiseks suunatud närvibaasis (41). Hiljuti näidati, et pärast ägedat stressi hõlbustab LTP induktsiooni BLA-s nii β-adrenergiline kui ka GR-de aktiveerimine (42). Kokkuvõttes on stressitingimustes õppimise aluseks ahelaspetsiifilised muutused; stressitundlikel loomadel suureneb hirmuga seotud ahelate nagu amügdala sünaptiline aktiivsus rohkem kui stressi suhtes vastupidavatel loomadel.
Glükokortikoidid mõjutavad stressi tagajärjel hipokampuse ja kortikaalse piirkonna plastilisust
Hipokampuses olevad glükokortikoidi retseptorid kontrollivad tervislikes tingimustes homöostaasi ja mängivad seejärel rolli plastilisuse muutuste mõjutamisel vastusena stressirohketele tingimustele (43, 44). Varaseid elukogemusi, mis kontrollivad lõpuks inimese HPA reageerimist stressi tekitavatele stiimulitele, moduleerib GR geeni ekspressioon hipokampuses ja eesmises ajukoores (45). Hippokampuse GR-d mängivad rolli pikaajalise inhibeeriva vältimismälu kujunemisel rottidel, indutseerides CaMKIIa-BDNF-CREB-sõltuvaid neuraalse plastilisuse radu (46). Eraldi uuringus kahjustas krooniline kokkupuude kortikosterooniga võimet reageerimise tulemusi õppida (47). Arvatakse, et mälu konsolideerimist vahendab GR, samas kui MR-i töötleb uudse teabe hindamist ja sellele reageerimist. Inimeste ja närilistega tehtud uuringud viitavad sellele, et stressirohketes tingimustes toimub hüpokampuse vahendatud kognitiivne mälu kaudaattuuma vahendatud harjumuspärasest mälust (48, 49). Tegelikult on MR-retseptorite puudulikkusega hiired ruumimälu kahjustanud, kuid stressi tagajärjel päästsid nad stiimuli-vastuse mälu edasise halvenemise eest (50). Sarnaselt aktiveeritakse pärast ägedat stressitekitajat GR-d ja indutseeritakse PFC sünaptiline plastilisus, suurendades NMDAR-ide ja AMPAR-ide kaubitsemist ja funktsiooni (51). Lisaks, kui MR oli hiirte ajuajus üleekspresseeritud, kasutades CAMkIIa promootoriga juhitud inimese MR-cDNA ekspressiooni, näitasid hiired paremat ruumilist mälu, vähendasid ärevust, muutmata algse HPA stressivastuse muutusi (52). On kogutud tõendeid selle kohta, et GC-d osalevad mälestuste kujunemises spetsiifilistes vooluringides, mis reguleerivad stressireaktsioone ja sellest tulenevalt reageeringuid kuritarvitamise ja alkoholi tarvitamisele.
Glükokortikoidid sõltuvuse arengus
Krooniline kokkupuude stressiga põhjustab muutusi GC-de homöostaatilises toimimises (29). Peale selle on alkoholisõltuvusest tingituna märkimisväärselt häiritud HPA telg. On tõestatud, et äge vabatahtlik etanooli iseseisev manustamine suurendab kortikosterooni taset, vastupidiselt põhjustab pikaajaline kokkupuude närilistega närilistega nüri vastust, mis viitab sellele, et alkoholisõltuvus põhjustab HPA telje disregulatsiooni (53). GR lühiajaline üleekspressioon noortel loomadel on vajalik ja piisav, et viia transkriptoomides läbi põhjalikke muutusi konkreetsetes ajupiirkondades, mis põhjustab ärevuse ja kuritarvitamise ravimite haavatavuse elukestvat suurenemist (54). Muudetud ärakirju on kasutatud GR ja aksonaalse suunava signaalide signaalimisel gruusi dentaadis ja dopamiini retseptori signaalide edastamiseks tuuma akumulaatorites (NAc) (54). Lisaks võivad mõnel inimesel pärast stressi ja psühholoogiliste traumadega kokkupuudet GC-d propageerida uimastitarbimise eskaleerumist ja kutsuda esile kahjustatud HPA-telje. GC-d võivad ravimit stimuleeriva toimega risti sensibiliseerida dopamiini ülekandumisele mesolimbilise dopamiini premeerimis- / tugevdusahelas (55) ja suurendavad vastuvõtlikkust sõltuvuskäitumise kujunemisele (56-,58) suurendades dopamiinergiliste sünapside sünaptilist tugevust (59). Oluline on see, et NAc südamikus, kuid mitte kestas sisalduvad dopamiini vastused reageerivad GC-de kõikuvale tasemele (60). Puudujäägid GR-geenis hiirtel, eriti dopamiinergilistes neuronites, mis ekspresseerivad dopamiini D1 retseptoreid, mis saavad dopaminergilist sisendit, olid vähendanud kokaiini ise manustamist ja dopamiini rakkude tulistamist (61). Äge kokkupuude või liigne etanooliga kokkupuude muudab GC taset ja soodustab PFC GC-reguleeritud geeniekspressiooni (62) ja II tüüpi GR-st sõltuvat neurodegeneratsiooni (63). GC-d indutseerivad glutamatergiliste sünapside etanooliga seotud plastilisust, mis on väidetavalt aluseks etanoolisõltuvuse arengule,64).
On tõestatud, et alkoholi ägeda ärajätmise ja GR mRNA alareguleerimise vahel on korrelatsioon PFC, NAc ja stria terminalis (BNST) voodituumas, samas kui pikaajaline alkoholist hoidumine korreleerub NAc südamiku, ventraalse tuuma ülesreguleeritud GR mRNA-ga BNST ja CeA (65, 66), üle vaadatud (67). On tehtud ettepanek, et üleminek algselt vabatahtlikult uimastitarbimiselt hilisemal sundtoomel põhinevale uimastitarbimisele kajastaks üleminekut eesmärgile suunatud tegevuste harjumuspärasele kontrollkäigule (68). Uurijad teevad ettepaneku, et ägedad stressitekitajad taastaksid tavapäraselt reageerimise uimastitega seotud näpunäidetele ja korduv stress võib soodustada üleminekut vabatahtlikult uimastitarbimisele. GC-d on ideaalses positsioonis, et reguleerida mitmesugust süsteemi, mis moduleerib sõltuvuse arengut. Järgmistes lõikudes vaatame üle GC-de ning oreksinergiliste ja kolinergiliste süsteemide koosmõju.
Oreksinergiline süsteem
Oreksiinide / hüpokretiinide kõige enam uuritud bioloogilised funktsioonid on toitmise, une, energia homeostaasi ja tasu otsimise keskses kontrollis. Oreksiin-A ja oreksiin-B (nimetatakse ka hüpokretiin-1 ja -2) interakteeruvad kahe oreksiini / hüpokretiini retseptori alamtüübiga Orexin1 Retseptor (OX1R) ja oreksiin2 Retseptor (OX2R), mis seostub oreksiin-A ja oreksiin-B-ga (või mõlemad)69, 70). Oreksiinide rolli kohta tehti esimesed avastused oreksiini või OX2R-i retseptorit kodeerivate geenide puuduste tuvastamisel, mille tulemuseks oli koerte narkolepsia, mis viitab ORX / Hcrt süsteemi rollile une ja ärkveloleku reguleerimisel (71, 72). On tõestatud, et oreksiin-A ja oreksiin-B suurendavad toidu tarbimist, mida blokeerivad selektiivsed antagonistid (73, 74). Lisaks innerveerivad oreksinergilised kiud energia homöostaasis osalevaid erinevaid ajupiirkondi, näiteks ventromediaalse hüpotalamuse tuum, kaarekujuline tuum ja hüpotalamuse VAT (75). Oreksiinid reguleerivad autonoomseid funktsioone, näiteks vererõhu ja pulsi reguleerimine (76). Seega on neil neuropeptiididel ainulaadne positsioon stressile reageerimiseks.
Oreksiinide roll stressis ja HPA telje aktiveerimine
Erutus on stressireaktsiooni oluline element ja oreksiinisüsteem on stressile reageerimise põhikomponent. Projitseerimised perifornilisest tuumast ja hüpotalamuse dorsomediaalsest tuumast on seotud ka sõltuvust tekitava käitumisega, kuid põhirõhk on olnud nende roll erutusest ja kaasnevast stressist (77). Oreksiinid moduleerivad HPA-telge vastusena erinevatele stressirohketele stiimulitele. Prepro-oreksiini mRNA ekspressioon suurenes lateraalses hüpotalamuses (LH) noortel rottidel pärast immobiliseerimisstressi ja täiskasvanud rottidel pärast külma stressi (78). OX-A aktiveerib HPA telje, indutseerides AKTH ja kortikosterooni (79). OX-A, kuid mitte OX-B, suurendab roti ja inimese neerupealise koorest glükokortikoidi sekretsiooni, stimuleerides adrenokortikaalseid rakke OX1R-i kaudu, mis on ühendatud adenülaattsüklaasist sõltuva kaskaadiga (st OXXNUMXR).79) (Joonis. \ T (Joonis1) .1). Intratserebroventrikulaarne (ICV) OX-A tugevdatud AKTH ja kortikosterooni vabanemine (80-,82). On tehtud ettepanek, et oreksiini neuronitel oleks integratiivne roll, mis seob autonoomsed reageeringud ärrituse ja / või valvsusega võitluse või lennu ajal reageerimise ajal (83) (Joonis. \ T (Joonis22).
Oreksiinide roll sõltuvuses
Oreksiinide paljude funktsioonide kõrval on kõige intrigeerivam nende roll premeerimissüsteemis. Oreksiini sisaldavad neuronid kulgevad LH-st ventraalse tegmentaalse piirkonnani (VTA) ja NAc-ni, aju piirkondadesse, mis hõlmavad mesolimbilist “tasuteed” (84-,86). OXR-id on hiljuti seotud selliste sõltuvusainete nagu morfiin, kokaiin (87-,91) ja alkoholi (92-,97). OX1R mängib spetsiifilist rolli etanooli iseseisevas manustamises, näpunäidetes ja stressist põhjustatud relapsi korral, vaadatud98), mille OX2R-i roll on piiratud (99). Oreksiinisüsteem on seotud ka uimastitarbimise retsidiividega. OX1R mängib rolli jalgade šokist põhjustatud kokaiini taastamisel (100, 101) ning kii ja yohimbiini poolt indutseeritud etanooli otsimise taastamine (94, 96, 102).
Tsentraalsed amügidaloidsed projektsioonid reguleerivad HPA telge ja innerveerivad oreksiini sisaldavaid neuroneid külgmises hüpotalamuses. Laiendatud amügdala, mis hõlmab CeA, BNST ja NAc, on kriitilised ajupiirkonnad, mis töötlevad emotsionaalset käitumist nagu ärevus, hirm, stress ja narkomaania. Eelkõige on tõestatud, et CeA-l ja BNST-l on oluline roll ärevusega seotud käitumises ja vabatahtlikus etanooli tarbimises (103). Laiendatud amügdala, sealhulgas CeA, on näidanud, et see mängib kriitilist rolli kuritarvitatavate ravimite taastamise käitumises. CeA, kuid mitte BLA inaktiveerimine hoiab ära jalanõude põhjustatud kokaiini otsimise taastamise (104). Tihedat oreksinergilist innervatsiooni täheldatakse ka kõigis nendes ajupiirkondades (76, 105, 106). Need ajupiirkonnad ekspresseerivad ka stressipeptiide nagu kortikotropiini vabastav faktor (CRF) ja stressivastaseid peptiide nagu neuropeptiid Y (NPY). Mõlemal nimetatud neuropeptiidil on CeA-s vastandlikud toimed ja nad reguleerivad etanooli tarbimist. OX-A BNST-i infusioonid põhjustavad ärevuslaadseid vastuseid, mida mõõdetakse sotsiaalse interaktsiooni testi ja kõrgendatud pluss-labürindi testi abil ning mõju vahendavad NMDA retseptorid (107). Hiljutine uuring näitas ka, et yohimbiin aktiveerib oreksinergilisi vastuseid, kuid mitte adrenergilisi retseptorite aktiivsust ja depressioonis ergutavat neurotransmissiooni BNST-is, mis aitasid kustutatud kokaiini CPP taastamisele (108). Seega osaleb oreksinergiline süsteem stressist põhjustatud uimastite otsimise käitumise vahendamises, kuna see värbab mitu ajupiirkonda, mis on seotud stressirohkete stiimulite ja sõltuvuskäitumise töötlemisega. Oluline on mõista oreksiinide panust stressi- ja palgasüsteemide kattumises. Stressist põhjustatud retsidiivide ja narkootikumide kuritarvitamise vahendavate vooluringide kindlaksmääramine on vajalik, et töötada välja stressist põhjustatud ravimite taastekke jaoks suunatud farmakoterapeutilised lähenemisviisid. Kahekordse oreksiiniretseptori antagonist, suvoreksant (109) on edukalt läbinud III faasi kliinilised uuringud primaarse unetuse ravis ja on praegu FDA ülevaatamisel. Kui see heaks kiidetakse, on see esimene FDA oreksiini antagonist, mis on saadaval unehäirete raviks ning mille tõhusust stressi ja sõltuvushäirete ravis saab taas avaldada.
Kolinergilise süsteemi ja HPA-telje interaktsioonid
Allostaas - protsess, mille abil homöostaas taastub pärast stressi - toimub PFC, amügdala ja hipokampuse vastastikmõjul HPA telje kaudu (110-,113). Selles protsessis on näidatud, et mitmed neurotransmitterid ja neuromodulaatorid nagu atsetüülkoliin, glutamaat ja GABA on moduleeritud. Siin vaatleme kolinergilise raja komponentide osalemist stressile reageerimisel, stressi säilitamisel ja isegi süvendamisel.
Kolinergilise raja komponendid on: ligand, atsetüülkoliin (ACh); atsetüülkoliini, atsetüülkoliini esteraasi (AChE) lagunemise eest vastutav ensüüm; ensüüm, mis osaleb ACh, koliini atsetüültransferaasi (ChAT) sünteesimisel; ja atsetüülkoliini retseptorid, nikotiinne atsetüülkoliini retseptor (nAChR) ja muskariinne atsetüülkoliini retseptor (mAChR). Keskendume stressi kolinergilisele reageerimisele konkreetselt nikotiiniretseptorile - nAChR. Keskendudes nAChR-kolinergiline rada, ei ole meie eesmärk väita, et nAChR on ainus või olulisem mängija, kes vahendab stressile reageerimist. Pigem on ette nähtud, et see ülevaade tõstab esile glükokortikoidi raja (vahendatud HPA kaudu) ja nAChR-koliinergilise raja koostoimeid stressi suhtes.
On hästi teada, et nAChR-id on seotud õppimise ja mäluga (114, 115). Lisaks on hästi teada ka kroonilise stressi negatiivne mõju mälule (116, 117). Tõepoolest, juba 1968i ajal tunnistati hipokampust stressihormoonide (118) koos tähelepanekutega, et atsetüülkoliin vabaneb hipokampuses (119, 120) suurenenud erinevate stressimudelite (121). Transgeensed hiire koputamise mudelid on näidanud α4 (122), β3 (123) ja β4 (124) nAChR alaühikud stressi ärevushäirete vahendamisel. Lisaks on α5 ja β4 väljalülitatud hiired nikotiini suhtes vähem tundlikud (125, 126), tugev anksiolüütiline aine (127-,129) väiksemates annustes (130). Tõepoolest, on tõestatud, et α7 ja α4β2 nAChR-id, mis on nikotiini peamised sihtmärgid, pakuvad nikotiini vahendatud neuroprotektiivset toimet hipokampusest sõltuva mälu stressist põhjustatud kahjustuse korral (131). On näidatud, et hipokampus pärsib HPA-telge (132-,136), vähendades seega stressi. Kokkuvõttes näib, et nAChR korraldab stressi vastuseid erinevatel allüksustel erinevalt.
Stressivastuse aktiveerimine on tingitud CRH, ACTH ja kortisooli järkjärgulisest väljavoolust. On näidatud, et nikotiin, nAChR-ide tugev ligand suhteliselt suurtes annustes (2.5 – 5.0 μg / kg), suurendab AKTH annusest sõltuvat (137) ja selle antagonist mekamüülamiin blokeerib nikotiinist stimuleeritud ACTH vabanemist (137, 138). Ajus on CRH-vahendatud ACTH vabanemise eest vastutav piirkond hüpotaalamuse PVN (pcPVN) parvootsellulaarne piirkond (139, 140). Siiski on tõestatud, et nikotiin vahendab ACTH vabanemist kaudselt tuuma traktuse solitariuse (NTS) nikotiiniretseptorite kaudu (NTS) (141, 142). Seejärel vahendab NTS mitmesuguste afferentide kaudu aktsioonipotentsiaali pcPVN-le (143, 144). NTShR NTShR-s leitakse eelsünaptiliselt pcPVN-i glutamatergiliste projektsioonide korral (145, 146). Lisaks on ACTH nikotiini vahendatud mõju selles rajas seotud nAChR subühikud β4- sisaldavad nAChR-i (tõenäoliselt α3β4∗), kuid mitte a4β2 mis on määratud mEPSC-de mõõtmisega DHβE juuresolekul, tugev α4β2 inhibiitor või tsütsiin, tugev β4∗-nAChR agonist (146). Seega, samal ajal kui α4β2 ja a7 nAChR subühikud moduleerivad nikotiini vahendatud rolle mujal (131), NTS-is on see erinev alatüüp (146), osutades taas nAChRil põhinevale diferentsiaalmodulatsioonile stressile (joonis (Joonis11).
Glükokortikoidide koostoimed kolinergilise süsteemiga
On tõestatud, et glükokortikoidid pärsivad otseselt nAChR aktiivsust (147-,149). Seda toetab asjaolu, et stress põhjustab nAChR allapoole reguleerimist roti peaajukoores ja keskmises ajus (150). Lisaks on näidatud, et steroidi antagonistid reguleerivad nAChR ekspressiooni üles (151). Seda, et GC-d võivad retseptoritega seondumise või ekspressioonitasemete muutmise kaudu otseselt mõjutada nAChR-i aktiivsust, saab seletada glükokortikoidi vastuselementide (GRE) esinemisega α-d transkribeerivates geenides7 nAChR - CHRNA7 subühik (152). Tõepoolest, GRE-sid on tuvastatud ka ChAT (153) ja AChE (154), kolinergilise raja komponendid. Nende GRE-de täpse mõju uurimiseks on vaja täiendavaid uuringuid koos uurimisega, kas neid GRE-sid on ka teistes nAChR-i geenides.
On näidatud, et stress mõjutab ka kolinergilise raja muid komponente. On tõestatud, et AChE, mis vastutab ACh õigeaegse lagunemise eest, on reguleeritud alternatiivse splaissimisega, muutes seega neurotransmissiooni (155). Tõepoolest, ACR-i miRNA transkriptsioonijärgne modifikatsioon tavalisest AChE-S-st muutmisvormiks AChE-R muudab kolinergilist ülekannet (156). Lisaks põhjustab AChE post-transkriptsiooniline modulatsioon, jällegi miRNA kaudu, hipokampusega seotud kognitiivseid defekte (157). Nagu varem öeldud, kontrollitakse AChE ekspressiooni genoomsel tasemel GRE (154) nagu ka ChAT (153). Samuti näidati, et ChAT-valgu tase väheneb kroonilise stressi (158). Epigeneetilisel tasemel on stressist tingitud AChE epigeneetiline transkriptsioonimälu HDAC4 kaudu (159). Huvitaval kombel tuvastati selles uuringus ka GREAC HDAC4 (159), viidates stressi otsesele epigeneetilisele mõjule AChE-le. Kõik need tulemused osutavad mitmetahulisele mehhanismile, mille abil stressist tingitud kolinergiline vastus on reguleeritud ilma selle reageeringut liialt liigendamata, mis kahtlemata põhjustaks mitmesuguseid stressiga seotud neuropatoloogiaid, näiteks PTSD (160, 161), alkoholisõltuvus (162, 163) ja sõltuvus teistest kuritarvitamise ainetest (164, 165).
Kokkuvõtlikult osutavad nAChRi erinevate alatüüpide kaasamine aju eri piirkondadesse koos kolinergilise raja moduleerimisega erinevatel etappidel, näiteks transkriptsiooni-, transkriptsiooni- ja epigeneetilised modifikatsioonid, viitega peeneks moduleeritud süsteemile nii ajaliselt kui ka ruumiliselt see on kohandatud reageerima mitmesugustele stressitekitajatele, millega meie igapäevaelus kokku puutume. Ja kuigi see ülevaade on keskendunud nAChR-ile ja kolinergilisele rajale, ei saa alahinnata muskariiniretseptori ja paljude teiste närviskeemide osalust. Selle uurimisvaldkonna lõppeesmärk on tõepoolest mõista piisavalt erinevate radade ja närviskeemide keerulist koosmõju, mis võimaldab lõpuks stressist põhjustatud haigestumust leevendada, töötades välja stressi vastu tõhusamaid farmakoterapeutilisi strateegiaid.
Farmakoterapeutilised strateegiad
On olemas palju tõendeid selle kohta, et II tüüpi GR-d on olulised terapeutilised sihtmärgid selliste haiguste ravis, mis tulenevad maladaptiivsest stressivastusest. Mifepristoon, tuntud ka kui RU486, on 19-norprogestiini noretindrooni derivaat ja konkureerib potentsiaalselt II tüüpi GR-de ja progesterooni retseptoritega. On tõestatud, et Mifepristoon vähendab kahes erinevas loommudelis etanooli taotleva ja eskaleerunud joomise taastamist (66, 166). Lisaks sellele on mifepristoon osutunud tõhusaks amfetamiini (167), kokaiin (168, 169), morfiin (170) ja etanooli (57, 66, 162, 166, 171-,175). Värske uuring näitab ka mifepristooni tõhusust alkoholi võõrutusnähtude leevendamisel (176). Mifepristooni glükokortikoidivastane toime on teinud sellest Cushingi sündroomi (177) ning neuroloogilised ja psühholoogilised häired (178-,183). Mifepristone pakub paljulubavat viisi kroonilise ja pikaajalise alkoholitarbimise järgselt halvasti kohanenud stressisüsteemide ajutiseks lähtestamiseks.
Järeldus
Elu ja / või stressiga toimetuleku õppimine või stressile vastuvõtlikuks õppimine hõlmab aju ahelate plastilisuse dünaamilist reguleerimist, mis reguleerib stressi reageerimise radu. Kuna aju saab kogemuste abil ümber kujundada ning närviskeemid on kohanemisvõimelised ja dünaamiliselt reguleeritud, viitab see sellele, et on võimalik aju vahetada või õppida stressiga toime tulema ja sõltuvusest üle saama ning õppida vastupidavamaks muutuma. Järk-järgult avastatakse vastupidavust reguleerivad molekulaarsed rajad ja vooluringid ning see annab võimaluse tuvastada uusi strateegiaid, mis ületaksid sõltuvuse mõju ajule, koos võimalike uudsete farmakoterapeutiliste strateegiatega, mis on suunatud vastupidavuse suurendamise radadele. Selles ülevaates keskendusime glükokortikoidhormoonide rollile, kuna need suudavad pakkuda kogu süsteemi hõlmavat tagasisidet ägeda ja kroonilise stressi ajal ning annavad võimaluse ajuvõrkude ülekuulamiseks ja lähtestamiseks. Aju poolt stressi kahjulike mõjude eest kaitsmiseks kasutatavate molekulaarsete mehhanismide mõistmine pakub neuroteaduses uusi põnevaid võimalusi.
Huvide konflikti avaldus
Autorid kinnitavad, et uuring viidi läbi ilma kaubandus- või finantssuhete puudumisel, mida võiks tõlgendada võimaliku huvide konfliktina.
viited