Comportement sexuel L'induction de c-Fos dans le noyau accumbens et l'activité locomotrice stimulée par l'amphétamine sont sensibilisées par une expérience sexuelle antérieure chez des hamsters syriens femelles (2001)

Le Journal of Neuroscience, 15 March 2001, 21(6): 2123-2130;

  1. Katherine C. Bradley1 et
  2. Robert L. Meisel2

+ Affiliations d'auteurs


  1. 1 Programme d'études supérieures en neurosciences, et

  2. 2 Département des sciences psychologiques, Université Purdue, West Lafayette, Indiana 47907-1364

Abstrait

La transmission de la dopamine dans le noyau accumbens peut être activée par des médicaments, le stress ou des comportements motivés, et une exposition répétée à ces stimuli peut sensibiliser cette réponse à la dopamine. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer si le comportement sexuel féminin active les neurones du noyau accumbens et si les expériences sexuelles antérieures sensibilisent de manière croisée les réponses neuronales dans le noyau accumbens à l'amphétamine. À l'aide d'un marquage immunocytochimique, l'expression de c-Fos dans différentes sous-régions (noyau vs noyau aux niveaux rostral, moyen et caudal) du noyau accumbens a été examinée chez des hamsters femelles qui avaient des expériences sexuelles variables. Des hamsters femelles, ayant eu soit des semaines d'expérience sexuelle 6, soit restant naïf sexuellement, ont été soumis à un test de comportement sexuel par exposition à des hamsters mâles adultes. Une expérience sexuelle antérieure a augmenté le marquage de c-Fos dans les niveaux rostral et caudal, mais pas dans les niveaux moyens du noyau accumbens. Les tests de comportement sexuel ont accru l'étiquetage dans le noyau, mais pas dans l'enveloppe du noyau accumbens. Pour valider que le comportement sexuel féminin puisse sensibiliser les neurones de la voie dopaminergique mésolimbique, les réponses locomotrices à une injection d'amphétamine de femmes sexuellement expérimentées et naïves sexuellement ont été comparées. L'amphétamine a augmenté l'activité locomotrice générale chez toutes les femmes. Cependant, les animaux sexuellement expérimentés ont réagi plus tôt aux amphétamines que les animaux sexuellement naïfs. Ces données indiquent que le comportement sexuel féminin peut activer les neurones du noyau accumbens et que l'expérience sexuelle peut sensibiliser les réponses neuronales à l'amphétamine. En outre, ces résultats fournissent une preuve supplémentaire des différences fonctionnelles entre la coque et le noyau du noyau accumbens et sur son axe antéropostérieur.

Les neurones dopaminergiques originaires de la région tégmentale ventrale du cerveau et faisant saillie vers divers noyaux du cerveau antérieur, y compris le noyau accumbens, font partie du système dopaminergique mésolimbique. Il a été suggéré que ce système dopaminergique est important pour la régulation des comportements d'appétit (Mitchell et Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto et Panksepp, 1999), ainsi que l’auto-administration de drogues d’abus (Pierre et Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain et al., 1999; McKinzie et al., 1999; Peoples et al., 1999; Bradberry et al., 2000). L’administration systémique de diverses drogues d’abus (comme la cocaïne, l’amphétamine et l’héroïne) active les voies de la dopamine (Pontieri et al., 1995; Nisell et al., 1997; Pierce et Kalivas, 1997a; Tanda et al., 1997; Tanda et Di Chiara, 1998; Barrot et al., 1999; Cadoni et Di Chiara, 1999), et une exposition répétée à ces agents pharmacologiques peut sensibiliser ces neurones sensibles à la dopamine (Robinson et al., 1988; Kalivas et al., 1992; Kalivas et Duffy, 1993; Pierce et Kalivas, 1995; Kuczenski et al., 1997; Nisell et al., 1997; Birrell et Balfour, 1998; Heidbreder et Feldon, 1998; Cadoni et Di Chiara, 1999; Cadoni et al., 2000). La recherche a démontré que le noyau accumbens réagit également à certaines propriétés associées à l'accouplement. Les taux de dopamine extracellulaires dans le noyau accumbens augmentent lors des interactions sexuelles chez les rats femelles (Mermelstein et Becker, 1995; Pfaus et al., 1995) et les hamsters (Meisel et al., 1993; Kohlert et al., 1997; Kohlert et Meisel, 1999). Comme lors de l'administration répétée de médicaments, les tests de comportement sexuel multiples augmentent également les augmentations des niveaux de dopamine dans le noyau accumbens, suggérant que l'expérience sexuelle peut sensibiliser les neurones de la voie de la dopamine (Kohlert et Meisel, 1999).

Le noyau accumbens est composé de nombreuses sous-régions distinctes sur le plan anatomique, la plus connue étant la coquille et le noyau. Les connexions anatomiques de la coque et du noyau divergent, ce qui suggère que ces deux sous-régions régulent des fonctions différentes (Crawley et al., 1985a,b; Heimer et al., 1991; Zahm et Brog, 1992; Brog et al., 1993;Kalivas et Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry et al., 1995; Pierce et Kalivas, 1995; Pontieri et al., 1995; Broening et al., 1997; Heimer et al., 1997; Kelley et al., 1997; Stratford et Kelley, 1997; Heidbreder et Feldon, 1998; Lanca et al., 1998; Bassareo et Di Chiara, 1999; Di Chiara et al., 1999b; Groenewegen et al., 1999; Kelley, 1999; McKinzie et al., 1999; Zahm, 1999; Brown et Molliver, 2000). Le noyau accumbens étant un noyau hétérogène, il n’est pas clair si les réponses au comportement sexuel féminin sont localisées dans des sous-régions spécifiques du noyau accumbens ou s’étalent dans l’ensemble du noyau. Les techniques précédemment utilisées pour répondre à cette question (par exemple, la microdialyse) ne sont pas suffisamment sensibles sur le plan spatial pour explorer l'hétérogénéité fonctionnelle des accumbens. En revanche, le traitement immunocytochimique de la protéine c-Fos fournit une méthode pour examiner l'activation cellulaire discrète parmi les sous-régions du noyau accumbens. Ainsi, le but premier de cette expérience était de déterminer si l'activation cellulaire après le comportement sexuel féminin est localisée dans des sous-régions spécifiques du noyau accumbens.

Une propriété intéressante de ces voies de la dopamine est la sensibilisation croisée. En d’autres termes, les neurones dopaminergiques préalablement sensibilisés à un médicament présenteront des réponses sensibilisées à un autre médicament administré pour la première fois (Cunningham et Kelley, 1992; Pierce et Kalivas, 1997a; Birrell et Balfour, 1998; Taylor et Horger, 1999). En plus de la sensibilisation croisée entre médicaments, plusieurs études ont signalé une sensibilisation croisée entre des expositions répétées à des agents pharmacologiques et des comportements à motivation naturelle (Mitchell et Stewart, 1990a,b; Tidey et Miczek, 1997; Fiorino et Phillips, 1999). Par conséquent, nous avons examiné si les animaux sexuellement expérimentés et naïfs sexuellement répondraient différemment à un nouveau stimulus connu pour activer les voies de la dopamine (c.-à-d. La sensibilisation croisée), tel que l'amphétamine. Si le comportement sexuel féminin sensibilise les voies de la dopamine, les femmes sexuellement expérimentées devraient présenter une réponse comportementale accrue à une injection unique d'amphétamine.

Matériels et méthodes

Méthodes générales

Animaux. Des hamsters syriens mâles et femelles ont été livrés à Charles River Laboratories (Kingston, NY) à l'âge de 60. Les femelles ont été hébergées individuellement et les animaux stimulus mâles ont été hébergés par groupes de trois ou quatre dans des cages en plastique (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). La chambre des colonies d’animaux a été maintenue à une température constante (22 ° C) avec l’éclairage éteint entre 1: 30 et 11: 30 PM (14 / 10 hr cycle lumière / obscurité). La nourriture et l'eau étaient disponibles ad libitum.

Les procédures utilisées dans cette expérience sont conformes aux National Institutes of Health Directives pour le soin et l'utilisation des animaux de laboratoire et ont été approuvés par le comité de protection et d'utilisation des animaux Purdue.

Expérience sexuelle. Environ 1 semaine après leur arrivée au laboratoire, les femelles ont été ovariectomisées bilatéralement sous anesthésie au pentobarbital sodique (Nembutal) (mg 8.5 par poids corporel de 100, ip). Après l'ovariectomie, les femelles ont été initialement divisées en deux groupes. Un groupe de femmes a vécu une expérience sexuelle de plusieurs semaines avec 6 avec un homme sous stimulus; le deuxième groupe est resté naïf sexuellement. Toutes les femelles ont reçu un traitement hormonal une fois par semaine pendant la période de la semaine 6. À la fois à 48 et à 24 avant l'expérience sexuelle, les femelles ont reçu une injection sous-cutanée de 10 μg de benzoate d'estradiol dans 0.1 ml d'huile de graine de coton. Le jour du test d'expérience, les femelles ont reçu 500 μg de progestérone dans 0.1 ml d'huile de graine de coton (injection sous-cutanée). Les femelles n'ayant pas eu d'expérience sexuelle ont reçu une injection du régime hormonal et sont restées dans leurs cages domestiques dans la salle de la colonie. À 4 – 5 h après l'administration de progestérone, un hamster mâle adulte qui avait eu une expérience sexuelle dans le cadre d'autres études sur le comportement sexuel a été placé dans la cage de la femelle expérimentale. L'ordre des cages contenant les mâles a été modifié chaque semaine afin de minimiser la probabilité qu'un couple homme / femme soit jumelé plusieurs fois au cours des semaines 6 d'expérience sexuelle.

Immunocytochimie. Les hamsters femelles, tués avec une surdose de pentobarbital de sodium, ont été perfusés par voie intracardique avec un 25 mm Solution de PBS, pH 7.5, pour 2 min (débit, 25 ml / min), suivie de 4% paraformaldéhyde dans du PBS pour 20 min. Les cerveaux ont été post-fixés pendant 2 h dans le paraformaldéhyde et conservés dans 10% saccharose PBS pendant une nuit à 4 ° C.

Des coupes congelées série 40 coronales coronales ont été pratiquées dans tout le noyau accumbens. Après trois rinçages 10 min dans du PBS, des coupes ont été incubées dans l'un ou l'autre des anticorps primaires du c-Fos (1: 6000 dans du PBS avec 0.3% Triton X-100; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) ou dans un anticorps primaire contre le calbindin-D. (28 kDa) (1: 6000 dans du PBS avec 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) à 4 ° C pour 48 hr. Les sections c-Fos et calbindine-D ont ensuite été incubées pendant 45 min à température ambiante dans un anticorps secondaire anti-IgG biotinylé d'IgG (1 dans PBS; kit Elite Vectastain ABC; Vector Laboratories, Burlingame, CA), suivi d'un incubation avec un complexe avidine-biotine peroxydase de raifort (200: 1 dans du PBS; kit Elite Vectastain ABC) pour 50 min à température ambiante, avec trois rinçages de 45 min dans du PBS précédant chaque incubation. Après deux rinçages au PBS et un rinçage 10 min au 10 m Le tampon Tris, pH 7.6, les sections c-Fos et calbindine-D ont été incubés pour 5 et 10 min, respectivement, dans du 0.08% diaminobenzidine (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) dans du tampon Tris contenant du 0.003% peroxyde d'hydrogène et du 0.015% chlorure de nickel. Toutes les sections ont été rincées à nouveau dans du tampon Tris et de l'eau désionisée, puis montées sur des lames recouvertes de chrome – alun. Les lames ont été séchées, déshydratées, nettoyées et recouvertes avec Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).

Analyse microscopique. Le tissu neural coloré pour la calbindine-D, qui délimite la coquille et le noyau du noyau accumbens (Jongen-Relo et al., 1994a; Johnson et Wood, 1999) a été utilisé pour identifier une section au niveau rostral, moyen et caudal du noyau dorsal accumbens. Les sections du noyau accumbens aux niveaux rostral, moyen et caudal colorées pour la calbindine sont illustrées à la figure 1 A – C. Il a été rapporté qu'il existe des différences moins nettes entre le noyau et l'enveloppe dans l'immunoréactivité de la calbindine-D chez le hamster syrien par rapport au rat, mais la coloration de ce peptide est toujours capable de démarquer les sous-régions du noyau accumbens (Johnson et Wood, 1999). Une boîte englobant une région d'échantillonnage de 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) a été placé sur la coque dorsale et le noyau du noyau accumbens pour chaque section. Une image de chaque section a été imprimée sur un film transparent et les images ont ensuite été superposées sur les sections c-Fos correspondantes pour chaque animal, en veillant à ce que la boîte soit placée dans la même position pour tous les animaux. Figure 1, D et E, illustre une section caudale d’un animal ayant reçu une expérience sexuelle de plusieurs semaines avec 6 et ayant fait l’objet d’un test de comportement sexuel. La boîte a été placée dans le noyau du noyau caudal accumbens sur la figure 1 Det dans la coquille de l'accumbens caudal dans la figure1 E. Une boîte avec les mêmes dimensions a été placée dans la même coupe de tissu dans le cortex cingulaire médial et sur le noyau caudé dorsal médial et latéral à chacun des trois niveaux échantillonnés pour le noyau accumbens. Parce que nous avons émis l'hypothèse qu'il pourrait y avoir des variations rostrales-caudales dans les effets de l'accouplement sur c-Fos, une seule section par niveau a été analysée pour augmenter la précision anatomique de notre échantillonnage. Le nombre de cellules immunoréactives c-Fos dans chaque zone sélectionnée a été compté à l'aide d'une caméra vidéo connectée à un système d'analyse d'image informatisé (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).

Figue. 1.

Coupes de tissus de Nucleus accumbens colorées pour la calbindine D et la c-Fos. A – C sont des sections du rostral (A), milieu (B) et caudale (C) le noyau accumbens coloré (la ligne médiane est à gauche) pour la calbindine, illustrant la division entre les sous-régions shell et core (astérisques). Il existe 320 μm entre les sections rostrale et médiane et 240 μm entre les sections médiane et caudale. Les images du bas (D, E) sont des exemples de coloration de c-Fos à partir du noyau caudal (D) et coquille (E) du noyau accumbens (la ligne médiane est droit) d'une femme sexuellement expérimentée décédée après un test de comportement sexuel. lerectangle illustre la zone d'échantillonnage (0.2 × 0.5 mm).

Expérience 1

La première expérience portait sur les effets de l'expérience sexuelle et des tests sur l'induction de c-Fos dans le noyau accumbens, le noyau caudé dorsal et le cortex cingulaire. Le but de l'expérience était double. Le premier objectif était de déterminer s'il existait des différences d'activation cellulaire dans l'une ou l'autre des régions du cerveau en raison d'une expérience sexuelle et / ou de tests comportementaux antérieurs. Si l'expression de c-Fos était modifiée, il était alors déterminé si les modifications pouvaient être localisées dans des sous-régions spécifiques dans les trois zones cérébrales analysées.

Les hamsters syriens femelles ont eu une expérience sexuelle de plusieurs semaines 6 ou sont restés naïfs sur le plan sexuel. Au cours des semaines d'expérience 6, le temps cumulé pendant lequel la femme a supposé une lordose (immobilité accompagnée d'une dorsoflexion du dos) a été mesuré pour chaque session de test 10 min. Aucune mesure du comportement sexuel masculin n'a été enregistrée. Au cours de la semaine 7, la même série d'injections de benzoate d'estradiol et de progestérone a été administrée. Cette fois, la moitié des femmes naïves et sexuellement expérimentées ont été soumises à un test de comportement sexuel en plaçant un homme adulte dans leur cage. Les femelles restantes ont été laissées dans leurs cages domestiques. À 60 – 90 min après l'exposition au mâle, les femelles étaient perfusées par voie intracardique et leur cerveau était traité pour l'expression de c-Fos. Les femelles non testées pour leur comportement sexuel ont reçu une perfusion de 4 après l'administration de progestérone.

L'analyse des données. Comme le nombre de cellules ne différait pas entre les femmes n'ayant pas fait l'objet d'un test de comportement sexuel au cours de la semaine 7, indépendamment de leur expérience sexuelle passée (voir le tableau 1).1 par exemple), les femelles expérimentales ont finalement été divisées en trois groupes de traitement pour analyse. Le premier groupe comprenait les femelles qui avaient reçu une expérience sexuelle de plusieurs semaines 6 et qui avaient subi un test de comportement sexuel (expérience / test, n = 6). Le deuxième groupe était constitué de femmes n'ayant reçu aucune expérience antérieure, mais ayant subi un test de comportement sexuel (aucune expérience / test,n = 8). Le groupe final comprenait toutes les hamsters femelles dont le comportement sexuel n’avait pas été testé, indépendamment de toute expérience sexuelle antérieure (pas de test, n = 13). Les deux groupes n'ayant pas reçu de test de comportement sexuel ont été combinés pour augmenter le pouvoir statistique dans les analyses. Le nombre de cellules colorées par c-Fos du noyau dorsal accumbens, du noyau caudé dorsal et du cortex cingulaire a été comparé entre les trois groupes.

Tableau 1.

Comparaison du nombre moyen ± SEM de cellules immunoréactives de c-Fos dans la coquille et le noyau du noyau accumbens entre les groupes de traitement non testé

Le nombre de cellules a été analysé à l'aide d'une ANOVA multifactorielle. ANOVA à effet principal simple et post hoc Les tests de Newman – Keuls ont été effectués le cas échéant. Les données comportementales (durées de lordose) ont été analysées à l’aide d’un test bilatéral. t test.

Expérience 2

La deuxième expérience a comparé la capacité d'un nouveau stimulus, l'amphétamine, à produire une sensibilisation comportementale chez des hamsters femelles sexuellement expérimentés et naïfs sur le plan sexuel. L'expression de c-Fos dans le noyau accumbens, le noyau caudé dorsal et le cortex cingulaire a été analysée à nouveau pour déterminer si le profil d'activité cellulaire était similaire aux résultats obtenus dans l'expérience 1.

Les hamsters syriens ont eu des semaines d'expérience sexuelle 6 ou sont restés naïfs sur le plan sexuel. À la semaine 7, toutes les femmes ont été transportées dans un nouvel environnement (un aquarium en verre gallon 10 dans une pièce inconnue) 4 après l'administration de progestérone. Les femelles ont été placées dans l'aquarium en verre 10 gallon pendant 10 min, après quoi la moitié des femelles sexuellement expérimentées et naïves sexuellement ont été administrées.d-amphétamine sulfate (1 en mg par 1 en kg de poids vif dans 1.0 ml de 0.9% NaCl; un cadeau du Dr David Nichols, Université Purdue). Les femelles restantes ont reçu une injection de 0.9% NaCl (mg 1 par kg de poids corporel). Les femelles ont ensuite été replacées dans l'aquarium 1 gallon pendant une durée supplémentaire de 10 min. Les sessions 60 min ont été enregistrées sur vidéo pour l’analyse de l’activité locomotrice générale des femelles. Dans 70 min après le test d'activité générale, les femelles ont été perfusées par voie intracardiale et leur cerveau a été traité pour l'expression de c-Fos.

Analyse de bande vidéo. Au cours de la semaine 7, les sessions 70 min testant l’activité locomotrice ont été enregistrées sur vidéo. Les aquariums en verre 10 gallon ont été divisés en trois zones égales sur l’écran vidéo et l’activité locomotrice des femmes a été enregistrée en termes de nombre de croisements entre zones.

L'analyse des données. Les antécédents sexuels n'influencent pas l'activité locomotrice des hamsters femelles ayant reçu une solution saline injectée; par conséquent, les femelles expérimentales ont été divisées en trois groupes de traitement pour analyse. Le premier groupe comprenait les femelles ayant eu une expérience sexuelle de plusieurs semaines avec 6 et ayant reçu une injection d’amphétamine (expérience / amphétamine, n = 8). Le deuxième groupe était composé de femmes à qui l’on avait administré de l’amphétamine mais n’avaient pas eu d’expérience sexuelle (pas d’expérience / amphétamine,n = 8). Le groupe final comprenait tous les hamsters femelles auxquels une solution saline avait été injectée, indépendamment de toute expérience sexuelle antérieure (solutions salines, n = 15). L'activité locomotrice moyenne des femmes a été comparée entre les trois groupes de traitement au cours des tests 70 min (dans les périodes 10 min) en utilisant une ANOVA à deux facteurs. ANOVA à effet principal simple et post hoc Les tests de Newman – Keuls ont été effectués le cas échéant.

Le nombre de cellules colorées pour le c-Fos ne diffère pas entre les femmes ayant reçu une solution saline, quelle que soit leur expérience sexuelle passée. Par conséquent, le nombre de cellules marquées au c-Fos provenant du noyau dorsal accumbens, du noyau caudé dorsal et du cortex cingulaire a été comparé dans les trois mêmes groupes de traitement que dans la première expérience. Le nombre de cellules a été analysé à l'aide d'une ANOVA multifactorielle. ANOVA à effet principal simple et post hoc Les tests de Newman – Keuls ont été effectués le cas échéant.

RÉSULTATS

Expérience 1

Mesures du comportement sexuel

Les durées de lordose lors du test de comportement sexuel de la semaine 7 ont été comparées entre l'expérience / test et les groupes sans expérience / test. La durée moyenne de la lordose au cours du test 10 min était de 341 ± 53 sec pour le groupe expérience / test et de 478 ± 20 sec pour le groupe sans expérience / test. Les femmes du groupe sans expérience / test avaient supposé la lordose pendant une durée significativement plus longue que les femmes du groupe de l'expérience / test (t 6 = 5.131; p = 0.05). En outre, l'expérience sexuelle n'a pas affecté la durée de la lordose. L'analyse n'a révélé aucune différence significative entre les durées moyennes de la semaine 1 (399 ± 44 sec) et de la semaine 7 (341 ± 53 sec) pour les femmes du groupe expérimental / test.

Expression de c-Fos dans le noyau accumbens

Une ANOVA à trois voies des durées de traitement des niveaux rostral – caudal et des coques – noyau n'a révélé aucun effet principal significatif du traitement ni d'interaction à trois voies entre le traitement, le niveau d'accumens et le noyau – coquille (Fig. 2) Cependant, deux interactions bilatérales importantes (temps de traitement shell – core et temps de traitement niveau rostral – caudal) ont été détectées.

Figue. 2.

Expression de c-Fos dans la coquille et le noyau du noyau accumbens aux niveaux rostral, moyen et caudal pour chacun des groupes de traitement. Une ANOVA à trois voies (durée du traitement rostral – caudal fois la coquille – noyau) a été utilisée pour examiner les effets de l'expérience et du comportement sexuels sur le nombre moyen ± SEM de cellules c-Fos. Aucun effet principal significatif du traitement et aucune interaction à trois voies entre le traitement, le niveau d’accumbens et le noyau-noyau n’ont été trouvés.

Les sondages sur les temps de traitement ont révélé des effets principaux significatifs des groupes de traitement sur le noyau du noyau accumbens (Fig. 3). Des comparaisons multiples par paires ont montré que les femmes testées pour un comportement sexuel au cours de la semaine 7 (expérience / test et aucune expérience / test) avaient significativement plus de cellules colorées au c-Fos dans le noyau du noyau accumbens que les femmes non testées (non test) (Newman – Keuls, p <0.01). Aucun effet des tests n'a été observé dans la coquille du noyau accumbens. De plus, il n'y avait aucun effet explicite de l'expérience sexuelle sur le nombre de cellules exprimant le c-Fos dans la coquille ou le noyau des accumbens.

Figue. 3.

L'expression de c-Fos dans la coquille et le noyau du noyau accumbens s'est effondrée à travers le niveau rostral – caudal. L’Anova à trois voies a révélé une interaction dans les deux sens entre le traitement et le nombre moyen ± SEM de cellules c-Fos dans la coquille et le noyau du noyau accumbens (temps de traitement coquille-noyau;F (2,24) = 4.243; p<0.026). Une ANOVA unidirectionnelle sondant cette interaction a révélé des effets principaux significatifs des groupes de traitement uniquement dans le noyau du noyau accumbens (F (2,24) = 7.341; p<0.003) et non dans la coquille des accumbens (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Lettres différentes indiquer des différences significatives entre les groupes.

Les sondages sur les temps de traitement ont montré que l’interaction entre les niveaux rostral et caudal a révélé des effets principaux significatifs, tant au niveau rostral que caudal, mais pas au niveau moyen du noyau accumbens (Fig. 4). Newman – Keuls post hoc les tests ont indiqué que les femmes ayant reçu des expériences sexuelles 6 au cours de plusieurs semaines et ayant subi un test de comportement sexuel (expérience / test) avaient plus de cellules positives pour c-Fos dans le noyau rosaire accumbens que les femmes testées sans expérience sexuelle antérieure (pas d'expérience / test; p <0.05) et les femmes qui n'ont pas été testées pour le comportement sexuel (pas de test;p <0.01). le post hoc les tests ont révélé des résultats similaires pour le noyau caudal accumbens. Les femmes du groupe expérience / test avaient un nombre plus élevé de cellules exprimant c-Fos dans le noyau caudal accumbens que les femmes du groupe sans expérience / test (p <0.05) et aucun groupe de test (p <0.01). Par conséquent, les tests de comportement sexuel au cours de la semaine 7 avaient augmenté le nombre de cellules colorées au c-Fos dans le noyau rostral et caudal accumbens uniquement pour les femmes qui avaient reçu les 6 semaines d'expérience.

Figue. 4.

L'expression de c-Fos à travers la dimension rostrale – caudale du noyau accumbens, s'est effondrée à travers le noyau et la coquille. Une ANOVA à trois voies a indiqué que l'interaction à deux voies entre les groupes de traitement et la moyenne ± nombre de cellules c-Fos par le biais du niveau rostral – caudal du noyau accumbens n'était plus significative (F (4,48) = 2.365; p <0.066), nous avons sondé chaque niveau du noyau accumbens séparément pour un effet du traitement sur la coloration c-Fos. Une ANOVA à un facteur a révélé des effets principaux significatifs des groupes de traitement à la fois au niveau rostral (F (2,48) = 5.230; p<0.009) et le niveau caudal (F (2,48) = 7.455; p <0.002) mais pas au niveau intermédiaire (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) du noyau accumbens. Lettres différentesindiquer des différences significatives entre les groupes.

Expression de c-Fos dans le noyau caudé et le cortex cingulaire

La numération cellulaire du noyau caudé dorsal a également été analysée à l'aide d'une ANOVA à trois voies. L’analyse n’a révélé qu’une interaction entre le traitement et l’expression de c-Fos dans les noyaux caudé médial et latéral (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Cependant, une analyse séparée du noyau caudé médial et latéral par ANOVA à un facteur n'a indiqué aucune différence dans le nombre de cellules colorées au c-Fos entre l'expérience / le test, aucune expérience / test et aucun groupe de test (Tableau2). De plus, aucun effet principal de l'expérience ou du comportement sexuel sur le nombre de cellules exprimant le c-Fos, ni aucune interaction, n'a été trouvé dans le cortex cingulaire (données non présentées).

Tableau 2.

Nombre moyen ± SEM de cellules immunoréactives de c-Fos dans le noyau caudé médial et latéral

Expérience 2

Activité locomotrice

Une ANOVA à deux voies (période de test des temps de traitement), comparant l'activité moyenne des femmes dans les groupes de traitement expérience / amphétamine, aucune expérience / amphétamine et solution saline sur l'ensemble des tests 70 min a révélé une interaction entre le groupe de traitement et la période de test. Pour examiner cette interaction, les groupes de traitement individuels ont été sondés séparément avec une ANOVA à une voie. Les analyses ont indiqué des modifications significatives de l'activité générale moyenne au cours du test 70 min pour les deux groupes de femmes ayant reçu une injection d'amphétamine (expérience / amphétamine et aucune expérience / amphétamine). Cependant, l'activité générale des femelles ayant reçu une solution saline n'a pas changé de manière significative dans 70 min (Fig.5). Newman – Keuls post hocdes tests ont ensuite été utilisés pour déterminer quelles périodes de test 10 min différaient. Des comparaisons multiples par paires ont révélé que l'activité générale des femmes sexuellement exposées à l'amphétamine augmentait significativement 10 min après les injections (p <0.05). De plus, par rapport aux 10 minutes précédant les injections, les femmes du groupe expérience / traitement aux amphétamines sont restées significativement plus actives 20 minutes (p <0.05) et 30 min (p<0.05) après les injections. En revanche, les effets de l'amphétamine chez les femmes sexuellement naïves n'étaient pas évidents jusqu'à 20 minutes après les injections. À ce moment, ces femmes étaient significativement plus actives que les 10 minutes précédant les injections (p <0.05). De plus, l'activité des femelles sexuellement naïves recevant de l'amphétamine est restée significativement augmentée pendant 30 min (p <0.05) et 40 min (p<0.01) après les injections.

Figue. 5.

Effets de l'amphétamine sur l'activité générale des hamsters femelles sexuellement expérimentées et naïves sexuellement. Une ANOVA à deux voies (période d’essai des temps de traitement) a révélé une interaction entre le groupe de traitement et la période d’essai (F (12,150) = 2.288;p <0.011) pour les chiffres d'activité moyenne ± SEM. Une ANOVA unidirectionnelle sondant les groupes de traitement individuels a montré des changements significatifs dans l'activité générale des femmes dans l'expérience / amphétamine (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) et aucune expérience / amphétamine (F (6,150) = 3.893;p <0.001) groupes de traitement. L'activité des femelles recevant une solution saline n'a pas changé (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc les tests ont indiqué que les femmes sexuellement expérimentées réagissaient plus rapidement à l'amphétamine, montrant une augmentation de l'activité au cours de la première minute 10 après l'injection. Les femmes sexuellement naïves n'ont pas répondu à l'amphétamine jusqu'à 20 min après l'injection. *p <0.05 par rapport à la période avant le test.

expression c-fos

Une ANOVA à trois voies (durée du traitement rostrale – caudale et coquille – cœur) a été utilisée pour examiner les effets de l'expérience sexuelle et de l'amphétamine sur l'expression de c-Fos dans le noyau accumbens. Aucun effet principal significatif du traitement et aucune interaction à trois voies entre le traitement, le niveau d’accumbens et le noyau-noyau n’ont été trouvés. De plus, l’analyse n’a révélé aucune interaction entre les groupes de traitement et l’expression de c-Fos dans la coquille et le noyau d’accumbens, ni entre les groupes de traitement et le marquage de c-Fos dans les niveaux rostral, moyen et caudal du noyau accumbens ( données non présentées).

La numération cellulaire du noyau caudé dorsal a également été analysée à l'aide d'une ANOVA à trois voies. L'analyse initiale n'a révélé aucun effet significatif d'expérience sexuelle antérieure ou d'amphétamine sur le nombre de cellules positives pour c-Fos. En outre, aucun effet d'une expérience sexuelle antérieure ou d'amphétamine sur le nombre de cellules exprimant c-Fos n'a été trouvé dans le cortex cingulaire à l'aide d'une ANOVA à deux voies (données non présentées).

DISCUSSION

Le but de cette enquête était double. Nous avons d'abord examiné les effets de l'expérience sexuelle sur l'activité cellulaire dans différentes sous-régions du noyau accumbens. Le second problème, à savoir si une expérience sexuelle antérieure pouvait sensibiliser la voie de la dopamine mésolimbique, a été étudié en comparant les réponses comportementales d’animaux naïfs et sexuellement expérimentés à une injection d’amphétamine. Nos résultats indiquent non seulement que le comportement sexuel féminin peut activer les neurones du noyau accumbens, mais également que l'expérience sexuelle peut sensibiliser les réponses neuronales à l'amphétamine.

Effets du comportement sexuel sur l'expression de c-Fos dans la coquille et le noyau du noyau accumbens

Les tests de comportement sexuel ont augmenté l’expression de c-Fos dans le noyau, mais pas dans la coquille, du noyau accumbens, confirmant ainsi des recherches antérieures montrant qu’un seul rapport sexuel pouvait activer les neurones du noyau accumbens chez les rongeurs femelles (Meisel et al., 1993; Joppa et al., 1995; Mermelstein et Becker, 1995; Pfaus et al., 1995; Kohlert et al., 1997; Kohlert et Meisel, 1999). La littérature traitant de la dichotomie fonctionnelle du noyau accumbens est composée de nombreux rapports faisant état de modifications différentielles de la transmission de la dopamine dans la coque et le noyau du noyau accumbens en réponse à des stimuli pharmacologiques et physiologiques. L'administration de plusieurs drogues d'abus entraîne une augmentation sélective des taux de dopamine extracellulaire dans la coque du noyau accumbens (Pontieri et al., 1995; Nisell et al., 1997; Pierce et Kalivas, 1997a; Tanda et al., 1997; Tanda et Di Chiara, 1998; Barrot et al., 1999; Cadoni et Di Chiara, 1999). De manière similaire, des aliments très appétissants (Tanda et Di Chiara, 1998; Di Chiara et al., 1999a; Kelley, 1999), stress léger (par exemple, choc au pied) (Kalivas et Duffy, 1995; Tidey et Miczek, 1997; Bruijnzeel et al., 1999; Wu et al., 1999) et la nouveauté environnementale (Rebec et al., 1997;Rebec, 1998) augmentent également de manière sélective la transmission de la dopamine dans la coque du noyau accumbens.

Nos résultats vont dans le sens de l'hypothèse selon laquelle la coque et le noyau sont fonctionnellement distincts, bien que nous ayons constaté que le noyau, et non la coque, réagissait au comportement sexuel. Il est toutefois possible que l’immunoréactivité de c-Fos ait évolué dans l’enveloppe du noyau accumbens, mais ces modifications n’ont pas été détectées. La coquille est organisée de manière complexe en différentes sous-régions, une coquille médiale, ventrale et latérale, les zones ventrale et dorsale de la coquille médiale pouvant être deux sous-régions plus distinctes (Groenewegen et al., 1999). Ces sous-régions de la coquille, ainsi que les parties médiales et latérales du noyau, reçoivent différentes combinaisons d’intrants provenant d’aires corticales et sous-corticales (Groenewegen et al., 1999). De plus, dans ces sous-régions, se trouvent des ensembles de neurones distincts sur le plan fonctionnel, organisés en compartiments anatomiques distincts (Groenewegen et al., 1999). Comme les effets du comportement sexuel sur l'expression de c-Fos dans cette étude ont été examinés uniquement dans la coquille dorsomédienne, il est possible que le nombre de cellules positives pour c-Fos ait réellement changé dans une sous-région de coquille différente.

Malgré les observations selon lesquelles de nombreuses fonctions du noyau accumbens sont localisées dans la région de la coquille, il est raisonnable de supposer que différents circuits neuronaux au sein du noyau accumbens assurent la médiation des propriétés de renforcement de différents comportements. Carelli et al. (2000)ont rapporté récemment que les neurones nucleus accumbens chez les rats manifestaient une activité neuronale similaire pendant la réponse opérée à deux renforçateurs naturels (à savoir la nourriture et l’eau) mais des schémas de déclenchement différents lors de la réponse réactif pour un renforçateur naturel par rapport à la cocaïne. Ils ont conclu que des circuits neuronaux distincts dans le noyau accumbens traitent des informations sur le renforcement des aliments et de l'eau par rapport à la récompense de la cocaïne (Carelli et al., 2000).

Effets de l'expérience sexuelle sur l'expression de c-Fos par l'axe rostral – caudal du noyau accumbens

La littérature traitant de l'organisation sous-nucléaire à travers le noyau accumbens rostral – caudal est petite; cependant, des différences fonctionnelles et anatomiques claires ont été observées. Nos résultats concordent avec ceux d'études rapportant une régulation différentielle des réponses neurochimiques et motrices sur l'axe rostral – caudal de l'accumbens. La cholécystokinine (CCK) module différentiellement les effets induits par la dopamine sur les noyaux accumbens rostral et caudal (Crawley et al., 1985a,b), potentialisant l’hyperlocomotion induite par la dopamine lorsqu’il est perfusé dans l’accumbens caudal, région innervée par les neurones CCK colocalisés avec de la dopamine (Crawley et al., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Cependant, la CCK est inactive du point de vue comportemental lorsqu'elle est injectée dans le noyau rostral accumbens, une région qui reçoit des projections séparées de la CCK et de la dopamine (Crawley et al., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Il a également été signalé qu'une infusion directe d'amphétamine dans la coquille rostrale, la coquille caudale ou le noyau affecte différentiellement l'activité comportementale et les niveaux de dopamine et de sérotonine extracellulaires (Heidbreder et Feldon, 1998). Régulation des peptides opioïdes, substance P, récepteurs D1 de la dopamine (Voorn et Docter, 1992; Jongen-Relo et al., 1994b; Voorn et al., 1994), et la libération d'acétylcholine (Jongen-Relo et al., 1995) par la dopamine et les agonistes des récepteurs de la dopamine diffère également entre les parties rostrale et caudale de l’accumbens, l’accumbens rostral étant plus sensible à l’appauvrissement et à l’administration de la dopamine. Bien que ces différences fonctionnelles entre les noyaux accumbens rostral et caudal aient été rapportées, on ne comprend toujours pas pourquoi ces différences fonctionnelles existent.

Effets de l'expérience sexuelle sur l'activité locomotrice induite par l'amphétamine

Les résultats rapportés ici et dans une étude antérieure suggèrent que les expériences sexuelles antérieures sensibilisent les réponses neuronales aux tests de comportement sexuel, indiquant une augmentation sensibilisée de la libération de dopamine (Kohlert et Meisel, 1999) et l’activité cellulaire dans le noyau accumbens (cette étude). Cependant, une des préoccupations est que les femmes expérimentées dans la précédente étude ont pu répondre aux tests de comportement sexuel et aux signaux environnementaux parce que les expériences et les tests sexuels ont été menés dans la même pièce. Les signaux environnementaux associés de manière conditionnelle à des comportements motivés peuvent acquérir des propriétés incitatives et augmenter encore les niveaux de dopamine dans le noyau accumbens (Reid et al., 1996, 1998; Watson et Little, 1999). Une autre préoccupation est que, étant donné que les mesures du comportement sexuel masculin n'ont pas été enregistrées, il est impossible de savoir si les deux groupes de femmes testées pour le comportement sexuel ont reçu une quantité comparable de stimulation vaginocervicale. Il a été rapporté que la stimulation vaginocervicale est nécessaire à la libération de dopamine dans le noyau accumbens lors de l'accouplement (Kohlert et al., 1997). Peut-être que les femmes sexuellement expérimentées ont reçu plus de stimulation vaginocervicale (non mesurée dans cette étude), augmentant ainsi l'induction de c-Fos. Par conséquent, afin de valider que le comportement sexuel féminin sensibilise la voie de la dopamine mésolimbique, nous avons examiné si les femmes sexuellement expérimentées et naïves réagissaient différemment à une injection d'amphétamine, un autre stimulus connu pour atténuer ses effets via les voies de la dopamine. De plus, pour s'assurer que les réactions de sensibilisation observées étaient dues à un comportement sexuel répété et non à une association conditionnée de l'environnement au comportement sexuel, les réponses comportementales des hamsters à l'amphétamine ont été testées dans un nouvel environnement.

L'amphétamine a augmenté l'activité générale de tous les hamsters femelles. Cependant, les femmes sexuellement expérimentées ont réagi plus tôt à l'amphétamine que les femmes naïves sexuellement. Ces résultats valident l'hypothèse selon laquelle un comportement sexuel répété peut sensibiliser les neurones de la voie de la dopamine mésolimbique et suggèrent que des modifications de cette voie produisent des réactions comportementales sensibilisées à la fois au comportement motivé naturel et à un stimulant psychomoteur (sensibilisation croisée).

Ces résultats sont cohérents avec l’hypothèse selon laquelle il existe des mécanismes neuronaux convergents qui influencent les réponses aux drogues et au comportement sexuel (Robinson et Berridge, 1993; Pierce et Kalivas, 1997b). Plusieurs études récentes ont observé une sensibilisation croisée entre l'exposition répétée à un médicament et les comportements à motivation naturelle. Le stress de la défaite sociale réduit le temps d’acquisition de l’auto-administration de cocaïne chez le rat (Tidey et Miczek, 1997). Un environnement associé à des injections répétées de morphine peut faciliter le comportement sexuel chez le rat mâle (Mitchell et Stewart, 1990a,b). Le prétraitement aux amphétamines facilite également le comportement sexuel chez les rats mâles naïfs sexuellement et est corrélé à la libération accrue de dopamine dans le noyau accumbens (Fiorino et Phillips, 1999).

L'expression de c-Fos a été analysée dans le noyau accumbens après traitement à l'amphétamine. On a émis l’hypothèse que l’amphétamine augmenterait l’expression de c-Fos dans le noyau accumbens et, dans une plus grande mesure, chez les femmes sexuellement expérimentées. Cependant, aucun effet de l'amphétamine sur le nombre de cellules exprimant le c-Fos n'a été décelé dans aucune des sous-régions du noyau accumbens. Il est évident de la table3 que les animaux témoins de l'expérience 2 (femelles salines) avaient un nombre plus élevé de cellules positives pour c-Fos par rapport aux animaux témoins de l'expérience 1 (aucune femelle testée). Badiani et al. (1998) a rapporté que la nouveauté a augmenté c-fos teneur en ARNm dans le noyau accumbens, et que cet effet de nouveauté surc-fos le contenu était si fort dans plusieurs régions du cerveau que l'administration d'amphétamine dans un nouvel environnement n'a pas produit de réponse supplémentaire. Ainsi, il semble possible que, dans notre étude, le stress d'être transporté dans le nouvel environnement de la salle d'essais active la synthèse de la protéine c-Fos, masquant ainsi les modifications de l'expression de c-Fos induites par l'expérience sexuelle et l'amphétamine.

Tableau 3.

Nombre basal moyen ± SEM de cellules immunoréactives de c-Fos dans la coquille et le noyau d'accumbens pour les animaux témoins dans les expériences 1 et 2

Importance potentielle

Ces expériences se joignent à une liste croissante d’études (Mitchell et Stewart, 1990b; Fiorino et Phillips, 1999; Miczek et al., 1999) indiquant que les expériences d'un animal peuvent sensibiliser la réactivité de la voie de la dopamine mésolimbique à des comportements faisant partie du répertoire naturel d'un animal et à certains médicaments que l'homme est connu pour sa consommation abusive (Wise et Bozarth, 1987). Un problème clé dans la recherche sur l’abus de drogues est la vulnérabilité individuelle aux effets des drogues (Newcomb, 1992; Robinson et Berridge, 1993), et collectivement, ces recherches peuvent fournir des informations sur le développement de la dépendance chez les personnes.

Notes

    • Reçu Juin 8, 2000.
    • Révision reçue Décembre 12, 2000.
    • Acceptée Décembre 20, 2000.
  • Cette recherche a été financée par la subvention IBN-9723876 de la National Science Foundation. Nous remercions Melissa Zila, Shannon McCanna, Marchelle Baker, Michael Huntington et Deborah Shelley pour leur aide experte dans les tests de comportement et le traitement de c-Fos.

    La correspondance doit être adressée à Dr. Robert L. Meisel, Département des sciences psychologiques, Université Purdue, West Lafayette, IN 47907-1364. Email: [email protected].

Références

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