Neurotoxicol Teratol. Manuscrit de l'auteur; disponible dans PMC 2009 September 1.
Publié sous forme finale modifiée en tant que:
Publié en ligne 2008 April 22. doi: 10.1016 / j.ntt.2008.04.002
La version finale modifiée de cet article par l'éditeur est disponible à l'adresse Neurotoxicol Teratol
Voir d'autres articles dans PMC qui citer l'article publié.
Abstract
Les mécanismes neuronaux responsables de la vulnérabilité accrue des adolescents à l'initiation à la toxicomanie restent mal compris. Nous avons étudié si les différences liées à l'âge dans la neurotransmission dopaminergique pouvaient expliquer l'augmentation des effets psychomoteurs de la cocaïne chez le rat péri-adolescent. La stimulation électrique du faisceau médian du télencéphale chez des rats anesthésiés âgés de 28 jours (PN28) et 65 jours (PN65) a induit la libération de dopamine dans le noyau caudé et le noyau accumbens avant et après l'administration de 15 mg/kg de cocaïne par voie intrapéritonéale. Les concentrations extracellulaires de dopamine étaient plus élevées dans le noyau caudé des rats PN65 que dans celui des rats PN28 après des stimulations à 20 et 60 Hz, et dans le noyau accumbens des rats PN65 après une stimulation à 60 Hz. La cocaïne a triplé les concentrations de dopamine induites par une stimulation à 20 Hz chez l'adulte, et les a presque neuf fois multipliées dans le noyau caudé péri-adolescent. Le taux de libération de dopamine était plus faible dans le noyau caudé péri-adolescent, bien que la clairance totale de la dopamine soit similaire à celle des adultes. Le noyau caudé péri-adolescent atteint des niveaux de clairance comparables à ceux des adultes en compensant une Vmax plus faible par une affinité de recapture plus élevée. Une régulation plus stricte de la dopamine extracellulaire, due à un rapport recapture/libération plus élevé chez les péri-adolescents, entraîne des augmentations plus importantes après la prise de cocaïne. Dans le noyau accumbens, la libération de dopamine et la Vmax sont plus faibles chez les péri-adolescents que chez les adultes, mais l'affinité de recapture et les effets de la cocaïne sont similaires. L'immaturité de la neurotransmission dopaminergique dans le striatum dorsal pourrait expliquer les réponses aiguës accrues aux psychostimulants chez les rats adolescents et suggère un mécanisme expliquant la plus grande vulnérabilité des adolescents humains à la toxicomanie.
Mots clés: Développement, toxicomanie, voltamétrie, neurotransmission de la dopamine, cocaïne, adolescence
Abréviations
- PN
- post-natal (âge)
- [DA]p
- concentration de dopamine libérée par impulsion de stimulation
- [DA]max
- concentration de dopamine évoquée maximale
Notes
Avertissement de l'éditeur : Ce document PDF contient un manuscrit non édité, accepté pour publication. Afin de faciliter l'accès à l'information pour nos lecteurs, nous mettons à disposition cette version préliminaire. Le manuscrit sera soumis à une correction, une mise en page et une relecture des épreuves avant sa publication définitive. Veuillez noter que des erreurs susceptibles d'affecter le contenu peuvent être découvertes lors du processus de production, et que toutes les mentions légales applicables à la revue s'appliquent.
Références
1. Adriani W, F Chiarotti, Laviola G. Recherche de nouveauté élevée et sensibilisation particulière à la d-amphétamine chez les souris péri-adolescentes par rapport aux souris adultes. Behav.Neurosci. 1998;112: 1152-1166. [PubMed]
2. Andersen SL, Gazzara RA. L'ontogenèse des modifications induites par l'apomorphine de la libération néostriatale de dopamine: effets sur la libération spontanée. J.Neurochem. 1993;61: 2247-2255. [PubMed]
3. Andersen SL, AP Thompson, Krenzel E, Teicher MH. Les modifications pubertales des hormones gonadiques ne sont pas à la base de la surproduction de récepteurs de la dopamine chez les adolescents. Psychoneuroendocrinology. 2002;27: 683-691. [PubMed]
4. Belluzzi JD, Lee AG, Oliff HS, Leslie FM. Effets de la nicotine liés à l'âge sur l'activité locomotrice et la préférence de lieu conditionné chez le rat. Psychopharmacologie (Berl) 2004;174: 389-395. [PubMed]
5. Belluzzi JD, Wang RH, Leslie FM. L'acétaldéhyde améliore l'acquisition de l'auto-administration de nicotine chez les rats adolescents. Neuropsychopharmacology. 2005;30: 705-712. [PubMed]
6. Bergstrom BP, Garris PA. «Stabilisation passive» de la dopamine extracellulaire striatale à travers le spectre des lésions englobant la phase présymptomatique de la maladie de Parkinson: une étude voltampérométrique chez le rat 6-OHDA lésé. J.Neurochem. 2003;87: 1224-1236. [PubMed]
7. Bjork JM, B Knutson, Fong GW, DM Caggiano, SM Bennett, Hommer DW. Activation cérébrale induite par incitation chez les adolescents: similitudes et différences avec les jeunes adultes. J.Neurosci. 2004;24: 1793-1802. [PubMed]
8. Bolanos CA, Glatt SJ, Jackson D. La sous-sensibilité aux médicaments dopaminergiques chez les rats péri-adolescents: une analyse comportementale et neurochimique. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;111: 25-33. [PubMed]
9. Cahill PS, Walker QD, Finnegan JM, Mickelson GE, Travis ER, Wightman RM. Microélectrodes pour la mesure des catécholamines dans les systèmes biologiques. Anal.Chem. 1996;68: 3180-3186. [PubMed]
10. Roulette JM, Walker QD, Kuhn CM. Réponse comportementale améliorée à la cocaïne à doses répétées chez des rats adolescents. Psychopharmacologie (Berl) 2005;183: 218-225. [PubMed]
11. Roulette JM, Walker QD, Kuhn CM. Réponse comportementale améliorée à la cocaïne à doses répétées chez des rats adolescents. Psychopharmacologie. 2005;183: 218-225. [PubMed]
12. Catlow BJ, Kirstein CL. Activité locomotrice induite par la cocaïne accrue chez les adolescentes par rapport aux rats femelles adultes. J. Psychopharmacol. 2005;19: 443-447. [Article gratuit PMC] [PubMed]
13. Chambers RA, Taylor JR, Potenza, MN. Neurocircuitry développemental de la motivation à l'adolescence: une période critique de vulnérabilité de la dépendance. Am.J.Psychiatry. 2003;160: 1041-1052. [Article gratuit PMC] [PubMed]
14. Chen K, DB Kandel, Davies M. Relations entre la fréquence et la quantité de consommation de marijuana et la dépendance par procuration l'année dernière parmi les adolescents et les adultes aux États-Unis. La drogue dépend de l'alcool. 1997;46: 53-67. [PubMed]
15. Clark DB, Kirisci L, Tarter RE. Adolescence versus adulte et développement de troubles liés à l'utilisation de substances chez les hommes. La drogue dépend de l'alcool. 1998;49: 115-121. [PubMed]
16. Collins SL, Izenwasser S. La nicotine chronique altère de manière différentielle l'activité locomotrice induite par la cocaïne chez les rats adolescents et adultes. Neuropharmacologie. 2004;46: 349-362. [PubMed]
17. Costall B, Naylor RJ. Une comparaison des capacités des agents neuroleptiques typiques et de la thioridazine, de la clozapine, du sulpiride et du métoclopramide pour antagoniser l'hyperactivité induite par la dopamine appliquée par voie intracérébrale aux zones des systèmes extrapyramidal et mésolimbique. Eur.J.Pharmacol. 1976;40: 9-19. [PubMed]
18. Creese I, Iverson SD. Blocage de la stimulation motrice et de la stéréotypie induites par l'amphétamine chez le rat adulte après un traitement néonatal avec 6-hydroxydopamine. Cerveau Res. 1973;55: 369-382. [PubMed]
19. Cunningham MG, Bhattacharyya S, Benes FM. La germination amygdale-corticale se poursuit au début de l'âge adulte: conséquences pour le développement des fonctions normales et anormales pendant l'adolescence. J.Comp.Neurol. 2002;453: 116-130. [PubMed]
20. Estroff TW, Schwartz RH, Hoffmann NG. Abus de cocaïne chez les adolescents - Potentiel addictif, effets comportementaux et psychiatriques. Pédiatrie clinique. 1989;28: 550-555. [PubMed]
21. Everitt BJ, Dickinson A, Robbins TW. La base neuropsychologique du comportement addictif. Brain Res Brain Res Rev. 2001;36: 129-138. [PubMed]
22. Frantz KJ, O'Dell LE, Parsons LH. Réponses comportementales et neurochimiques à la cocaïne chez des rats péri-adolescents et adultes. Neuropsychopharmacology. 2007;32: 625-637. [PubMed]
23. Garris PA, Walker QD, RM Wightman. Les taux de libération et d’absorption de dopamine diminuent tous deux dans le striatum partiellement dénervé proportionnellement à la perte de terminaux dopaminergiques. Cerveau Res. 1997;753: 225-234. [PubMed]
24. Giedd JN, J Blumenthal, Jeffries NO, Castellanos FX, Liu H, Zijdenbos A, Paus T, Evans AC, Rapoport JL. Développement du cerveau pendant l'enfance et l'adolescence: une étude longitudinale par IRM. Nature Neurosci. 1999;2: 861-863. [PubMed]
25. Haycock W, L Becker, L Ang, Furukawa Y, O Hornykiewicz, Kish SJ. Différence marquée entre les modifications de la dopamine liées à l’âge et les autres marqueurs dopaminergiques présynaptiques du striatum humain. J.Neurochem. 2003;87: 574-585. [PubMed]
26. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Mécanismes neuronaux de la dépendance: rôle de l'apprentissage et de la mémoire liés aux récompenses. Examen annuel des neurosciences. 2006;29: 565-598. [PubMed]
27. Ito R, TW Robbins, Everitt BJ. Contrôle différentiel du comportement de recherche de cocaïne par le noyau accumbens et la coquille. Nature Neuroscience. 2004;7: 389-397. [PubMed]
28. Jones SR, Garris PA, Wightman RM. Différents effets de la cocaïne et de la nomifensine sur l’absorption de dopamine par le caudé-putamen et le noyau accumbens. J.Pharmacol.Exp.Ther. 1995;274: 396-403. [PubMed]
29. Kantak KM, Goodrich CM, Uribe V. Influence du sexe, du cycle oestral et de l'âge auquel le médicament a été commencé sur l'auto-administration de cocaïne chez le rat (Rattus norvegicus) Exp.Clin.Psychopharmacol. 2007;15: 37-47. [PubMed]
30. Kelley AE, Schochet T, Landry CF. Prise de risque et recherche de nouveauté à l'adolescence - Introduction à la partie I. Développement du cerveau chez les adolescents: vulnérabilités et opportunités. 2004;1021: 27-32. [PubMed]
31. Kelly PH. Comportement moteur induit par la drogue. Dans: Iverson LL, Iversen SD, Snyder SH, éditeurs. Manuel en psychopharmacologie. New York: Plenum Press; 1977. pp. 295 – 332.
32. Kelly PH, septième PW, Iverson SD. Réponses de l’amphétamine et de l’apomorphine chez le rat à la suite de lésions à 6-OHDA du noyau accumbens septi et du corps strié. Cerveau Res. 1975;94: 507-522. [PubMed]
33. Kerstetter KA, Kantak KM. Effets différentiels de la cocaïne auto-administrée chez des rats adolescents et adultes sur l'apprentissage stimulus-récompense. Psychopharmacologie. 2007;194: 403-411. [PubMed]
34. Lanier LP, Isaacson RL. Changements précoces dans le développement de la réponse locomotrice à l'amphétamine et leur relation avec la fonction de l'hippocampe. Cerveau Res. 1977;126: 567-575. [PubMed]
35. Laviola G, Dellomo G, Alleva E, Bignami G. Ontogeny de l'hyperactivité de la cocaïne et la place privilégiée Conditionné chez la souris. Psychopharmacologie. 1992;107: 221-228. [PubMed]
36. Laviola G, Pascucci T, Pieretti S. Sensibilisation dopaminergique à la D-amphétamine dans le péri-adolescent, mais pas chez le rat adulte. Pharmacol.Biochem.Behav. 2001;68: 115-124. [PubMed]
37. Le Moal M, Simon H. Réseau dopaminergique mésocorticolimbique - Rôles fonctionnels et réglementaires. Examens physiologiques. 1991;71: 155-234. [PubMed]
38. Leslie FM, Loughlin SE, Wang RH, Perez L, Lotfipour S, Belluzzi JD. Développement chez les adolescents de la réactivité des stimulants du cerveau antérieur - Perspectives d'études animales. Développement du cerveau chez les adolescents: vulnérabilités et opportunités. 2004;1021: 148-159. [PubMed]
39. Lew R, Patel A, Vaughan RA, Wilson A, Kuhar MJ. Microhétérogénéité des transporteurs de dopamine chez les rats Striatum et Nucleus-Accumbens. Cerveau Res. 1992;584: 266-271. [PubMed]
40. Li LB, Chen N, S Ramamoorthy, L Chi, Cui XN, LC LC, ME ME. Le rôle de la N-glycosylation dans la fonction et le trafic de surface du transporteur de dopamine humain. J.Biol.Chem. 2004;279: 21012-21020. [PubMed]
41. Maldonado AM, Kirstein CL. L'activité locomotrice induite par la cocaïne est augmentée par une manipulation préalable chez les rats femelles adolescentes mais non adultes. Physiol.Behav. 2005;86: 568-572. [PubMed]
42. Masse LC, Tremblay RE. Comportement des garçons à la maternelle et début de la consommation de drogues à l'adolescence. Arch.Gen.Psychiatry. 1997;54: 62-68. [PubMed]
43. Mai LJ, groupe de travail Kuhr, RM Wightman. Différenciation des processus de débordement et d'absorption de la dopamine dans le liquide extracellulaire du noyau caudé du rat par voltampérométrie in vivo à balayage rapide. J Neurochem. 1988;51: 1060-1069. [PubMed]
44. Meng SZ, Y Ozawa, Itoh M, Takashima S. Modifications du transporteur de la dopamine liées au développement et à l'âge, et récepteurs D1 et D2 de la dopamine dans les noyaux gris centraux de l'être humain. Cerveau Res. 1999;843: 136-144. [PubMed]
45. Michael J, Joseph JD, MR Kilpatrick, ER Travis, RM Wightman. Amélioration de l’acquisition des données pour la voltamétrie cyclique à balayage rapide. Anal.Chem. 1999;71: 3941-3947. [PubMed]
46. Millar J, Juge Stamford, Kruk ZL, RM Wightman. Preuves électrochimiques, pharmacologiques et électrophysiologiques de la libération et de l'élimination rapides de la dopamine dans le noyau caudé du rat suite à la stimulation électrique du faisceau médian de cerveau antérieur. Eur J Pharmacol. 1985;109: 341-348. [PubMed]
47. Montague DM, Lawler CP, Mailman RB, Gilmore JH. Régulation du développement du récepteur D-1 de la dopamine chez l'humain caudé et le putamen. Neuropsychopharmacology. 1999;21: 641-649. [PubMed]
48. Palacios JM, Camps M, Cortes R, Probst A. Cartographie des récepteurs de la dopamine dans le cerveau humain. J.Neural Transm. Supplément 1988, 27: 227 – 235. [PubMed]
49. Patel AP, Cerruti C, RA Vaughan, MJ Kuhar. Glycosylation régulée par le développement du transporteur de la dopamine. Brain Res., Cerveau de développement. 1994: 53-58. [PubMed]
50. Paus T, Zijdenbos A, K Worsley, DL Collins, J Blumenthal, Giedd JN, Rapoport JL, Evans AC. Maturation structurale des voies neuronales chez les enfants et les adolescents: étude in vivo. Science. 1999;283: 1908-1911. [PubMed]
51. Paxinos G, Watson C. Le cerveau de rat en coordonnées stéréotaxiques. New York: Presse académique; 1986.
52. AJJ Pijnenburg, MMM Honig, Van Rossum JM. Antagonisme du comportement stéréotypé induit par l'apomorphine et la d-amphétamine par injection de faibles doses d'halopéridol dans le noyau caudé et le noyau accumbens. Psychopharmacologia. 1975;45: 65-71.
53. AJJ Pijnenburg, MMM Honig, Van Rossum JM. Inhibition de dlocomotrice induite par l’amphétamine par injection d’halopéridol dans le noyau accumbens du rat. Psychopharmacologia. 1975;41: 87-95. [PubMed]
54. Robbins TW, Everitt BJ. Toxicomanie: les mauvaises habitudes s'additionnent. Nature. 1999;398: 567-570. [PubMed]
55. Robins LN, Przybeck TR. Âge d'apparition de la consommation de drogue en tant que facteur de toxicomanie et d'autres troubles. Nida Res Monogr. 1995;56: 178-192. [PubMed]
56. Robinson TE, Berridge KC. La psychologie et la neurobiologie de la toxicomanie: une vision incitative - sensibilisation. Dépendance. 2000;95 Supplément 2: S91 – S117. [PubMed]
57. Seeman P. Images en neurosciences. Développement du cerveau, X: taille au cours du développement. Am.J.Psychiatry. 1999;156: 168. [PubMed]
58. Seeman P, NH Bzowej, HC Guan, C Bergeron, Becker LE, GP Reynolds, ED Bird, Rieder P, Jellinger K., Watanabe S. Récepteurs de la dopamine dans le cerveau humain chez les enfants et les adultes vieillissants. Synapse. 1987;1: 399-404. [PubMed]
59. Sharp T, T Zetterstrom, T Ljungberg, Ungerstedt U. Une comparaison directe des comportements induits par l'amphétamine et de la libération régionale de dopamine dans le cerveau chez le rat par dialyse intracérébrale. Cerveau Res. 1987;401: 322-330. [PubMed]
60. Sowell ER, PM PM Thompson, juge en chef Holmes, Jernigan TL, Toga AW. Preuve in vivo de la maturation cérébrale post-adolescente dans les régions frontale et striatale. Nature Neurosci. 1999;2: 859-861. [PubMed]
61. Spanagel R, Weiss F. L'hypothèse de récompense de la dopamine: situation actuelle et passée. Tendances Neurosci. 1999;22: 521-527. [PubMed]
62. Spear LP. Le cerveau de l'adolescent et les manifestations comportementales liées à l'âge. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24: 417-463. [PubMed]
63. Spear LP, Brick J. Comportement induit par la cocaïne chez le rat en développement. Behav.Neural Biol. 1979;26: 401-415. [PubMed]
64. Stamford JA. Développement et vieillissement du système de dopamine nigrostriatale chez le rat étudié avec voltamétrie cyclique rapide. J.Neurochem. 1989;52: 1582-1589. [PubMed]
65. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Développement postnatal de récepteurs de type dopamine D4 dans les régions du cerveau antérieur de rat: comparaison avec les récepteurs de type D2. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;110: 227-233. [PubMed]
66. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Développement postnatal de récepteurs de type dopamine D1 dans les régions cérébrales corticales et striatolimbiques du rat: Une étude autoradiographique. Dev.Neurosci. 1999;21: 43-49. [PubMed]
67. Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC. Données probantes sur l'élagage des récepteurs de la dopamine entre l'adolescence et l'âge adulte chez Striatum mais pas dans Nucleus-Accumbens. Dev.Brain Res. 1995;89: 167-172. [PubMed]
68. Thompson PM, Giedd JN, RP Woods, MacDonald D, Evans AC, Toga AW. Les modèles de croissance dans le cerveau en développement ont été détectés à l’aide de cartes de tenseurs mécaniques en continu. Nature. 2000;404: 190-193. [PubMed]
69. LJ Vanderschuren, Di Ciano P, Everitt BJ. Implication du striatum dorsal dans la recherche de cocaïne contrôlée. J.Neurosci. 2005;25: 8665-8670. [PubMed]
70. Vasilev V, R Veskov, Janac B, Rakic L, Stojiljkovic M. Différences liées à l'âge des activités locomotrices et stéréotypiques induites par MK-801 et par l'amphétamine induites par les rats. Neurobiol.Aging. 2003;24: 715-723. [PubMed]
71. Walker QD, Morris S, Caster JM, Nagel J, Kuhn CM. Réponses comportementales exagérées aux stimulants chez les adolescents. Soc.Neurosci.Abst. 2005: 1026.4.
72. Walker QD, Ray R, Kuhn CM. Différences entre les sexes quant aux effets neurochimiques des médicaments dopaminergiques dans le striatum de rat. Neuropsychopharmacology. 2006;31: 1193-1202. [PubMed]
73. Walker QD, Rooney MB, RM Wightman, Kuhn CM. La libération et l'absorption de dopamine sont plus importantes chez les femelles que chez les rats mâles, d'après la voltamétrie cyclique rapide. Neuroscience. 2000;95: 1061-1070. [PubMed]
74. Wightman RM, Amatore C, RC Engstrom, PD Hale, EW Kristensen, Groupe de travail Kuhr, LJ May. Caractérisation en temps réel du débordement et de l'absorption de dopamine dans le striatum de rat. Neuroscience. 1988;25: 513-523. [PubMed]
75. Wightman RM, Zimmerman JB. Contrôle de la concentration extracellulaire en dopamine dans le Striatum chez le rat par impulsion et absorption. Brain Res.Rev. 1990;15: 135-144. [PubMed]
76. Wills TA, Vaccaro D, McNamara G. Recherche de nouveauté, prise de risque et constructions connexes en tant que prédicteurs de la consommation de substances chez les adolescents: une application de la théorie de Cloninger. J. Toxicomanie. 1994;6: 1-20. [PubMed]
77. Wu Q, ME Reith, Wightman RM, Kawagoe KT, Garris PA. Détermination des paramètres de libération et d'absorption à partir de la dynamique de la dopamine évoquée électriquement mesurée par voltampérométrie en temps réel. J.Neurosci.Methods. 2001;112: 119-133. [PubMed]
78. Zuckerman M. Recherche de sensations et la théorie du déficit endogène de la toxicomanie. NIDA.Res.Monogr. 1986;74: 59-70. [PubMed]