Journal of Neuroscience, 15 ožujak 2001, 21(6): 2123-2130;
+ Članstva autora
Sažetak
Prijenos dopamina u jezgri jezgre može se aktivirati lijekovima, stresom ili motiviranim ponašanjem, a opetovano izlaganje tim podražajima može osjetiti ovaj odgovor na dopamin. Ciljevi ove studije bili su utvrditi da li žensko seksualno ponašanje aktivira jezgre koji nastaju nukleusima i da li prošlo seksualno iskustvo unakrsnim senzibiliziranjem reakcija neurona u jezgri luči amfetamin. Korištenjem imunocitokemijskog označavanja, ekspresija c-Fos u različitim podregijama (ljuska u odnosu na jezgru na rostralnoj, srednjoj i kaudalnoj razini) jezgre jezgre ispitivana je u ženki hrčaka koji su imali različite količine seksualnog iskustva. Ženke hrčaka, s obzirom na 6 tjedana seksualnog iskustva ili ostajući seksualno naivne, testirane su na seksualno ponašanje izlaganjem odraslim muškim hrčcima. Prethodno seksualno iskustvo povećalo je c-Fos označavanje na rostralnoj i kaudalnoj razini, ali ne i na srednjim razinama jezgre jezgre. Ispitivanje seksualnog ponašanja povećalo je obilježavanje jezgre jezgre, ali ne i ljuske, jezgre. Kako bi se potvrdilo da žensko seksualno ponašanje može osjetiti neurone na mezolimbičnom dopaminskom putu, uspoređeni su lokomotorni odgovori seksualno doživljenih i seksualno naivnih žena na injekciju amfetamina. Amfetamin je povećao opću lokomotornu aktivnost kod svih žena. Međutim, seksualno iskusne životinje reagirale su brže na amfetamin nego seksualno naivne životinje. Ovi podaci pokazuju da žensko seksualno ponašanje može aktivirati neurone u jezgri i da seksualno iskustvo može umrežiti senzibiliziranje reakcija neurona na amfetamin. Uz to, ovi rezultati daju dodatne dokaze za funkcionalne razlike između ljuske i jezgre jezgre okoline i preko njegove anteroposteriorne osi.
- žensko seksualno ponašanje
- nucleus accumbens
- školjka
- srž
- c-Fos
- činjenje osjetljivim
- cross-senzibilizacija
- amfetamin
Dopaminski neuroni koji potječu iz tegmentalnog područja srednjeg mozga i projiciraju se u različite jezgre prednjeg mozga, uključujući i jezgre jezgre, dio su mezolimbičkog dopaminskog sustava. Pretpostavlja se da je ovaj dopaminski sustav važan za regulaciju apetitnog ponašanja (Mitchell i Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto i Panksepp, 1999), kao i samoupravu droga zbog zlouporabe (Pierre i Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain i sur., 1999; McKinzie i dr., 1999; Peoples et al., 1999; Bradberry i sur., 2000). Sustavno davanje raznih droga zbog zlouporabe (npr. Kokaina, amfetamina i heroina) aktivira dopaminske putove (Pontieri i sur., 1995; Nisell i sur., 1997; Pierce i Kalivas, 1997a; Tanda i sur., 1997; Tanda i Di Chiara, 1998; Barrot i sur., 1999; Cadoni i Di Chiara, 1999), a opetovana izloženost tim farmakološkim agensima može osjetiti ove neurone koji reagiraju na dopamin (Robinson i sur., 1988; Kalivas i sur., 1992; Kalivas i Duffy, 1993; Pierce i Kalivas, 1995; Kuczenski i sur., 1997; Nisell i sur., 1997; Birrell i Balfour, 1998; Heidbreder i Feldon, 1998; Cadoni i Di Chiara, 1999; Cadoni i sur., 2000). Istraživanja su pružila dokaze da jezgra jezgra također reagira na određena svojstva povezana s parenjem. Razina izvanćelijskih dopamina u jezgri povećava se tijekom seksualnih interakcija kod ženki štakora (Mermelstein i Becker, 1995; Pfaus i sur., 1995) i hrčaka (Meisel i sur., 1993; Kohlert i dr., 1997; Kohlert i Meisel, 1999). Slično kao i opetovana primjena lijeka, više testova seksualnog ponašanja također povećavaju porast razine dopamina u jezgri, sugerirajući da seksualno iskustvo može osjetiti neurone na dopaminskom putu (Kohlert i Meisel, 1999).
Nukleus accumbens sastoji se od mnogih anatomski različitih podregija, od kojih su najpoznatija ljuska i jezgra. Anatomske veze ljuske i jezgre se razlikuju, što sugerira da ove dvije podregije reguliraju različite funkcije (Crawley i dr., 1985a,b; Heimer i sur., 1991; Zahm i Brog, 1992; Brog i sur., 1993;Kalivas i Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry i dr., 1995; Pierce i Kalivas, 1995; Pontieri i sur., 1995; Broening i sur., 1997; Heimer i sur., 1997; Kelley i sur., 1997; Stratford i Kelley, 1997; Heidbreder i Feldon, 1998; Lanca i sur., 1998; Bassareo i Di Chiara, 1999; Di Chiara i sur., 1999b; Groenewegen i sur., 1999; Kelley, 1999; McKinzie i dr., 1999; Zahm, 1999; Brown i Molliver, 2000). Budući da je jezgra jezgre heterogena, nije jasno jesu li odgovori ženskog seksualnog ponašanja lokalizirani na specifične podregije jezgre jezgre ili su se proširili na cijelo jezgro. Tehnike prethodno korištene za odgovor na ovo pitanje (npr. Mikrodijaliza) nisu prostorno dovoljno osjetljive da bi se istražila funkcionalna heterogenost pristalica. Suprotno tome, imunocitokemijska obrada proteina c-Fos daje metodu za ispitivanje diskretne stanične aktivacije među subregijama jezgre jezgre. Stoga je prva svrha ovog eksperimenta bila utvrditi je li stanična aktivacija nakon seksualnog ponašanja žena lokalizirana u specifičnim podregijama jezgre jezgre.
Zanimljivo svojstvo ovih putova dopamina je unakrsna senzibilizacija. Drugim riječima, dopaminski neuroni koji su prethodno bili senzibilizirani na jedan lijek pokazivat će osjetljive reakcije na drugi lijek dan prvi put (Cunningham i Kelley, 1992; Pierce i Kalivas, 1997a; Birrell i Balfour, 1998; Taylor i Horger, 1999). Pored cross-senzibilizacije među lijekovima, nekoliko studija je izvijestilo o cross-senzibilizaciji između opetovane izloženosti farmakološkim lijekovima i prirodno motiviranog ponašanja (Mitchell i Stewart, 1990a,b; Tidey i Miczek, 1997; Fiorino i Phillips, 1999). Stoga smo ispitali hoće li seksualno iskusne i seksualno naivne životinje drugačije reagirati na novi poticaj za koji se zna da aktivira putove dopamina (tj. Unakrsnu senzibilizaciju), poput amfetamina. Ako žensko seksualno ponašanje senzibilizira dopaminske putove, tada seksualno iskusne žene trebaju pokazati pojačani odgovor ponašanja na jednu injekciju amfetamina.
MATERIJALI I METODE
Opće metode
Životinje. Muški i ženski sirijski hrčci isporučeni su iz Charles River Laboratories (Kingston, NY) u dobi od ∼60. Ženke su smještene pojedinačno, a mužjaci sa stimulansima smješteni su u tri ili četiri skupine u plastičnim kavezima (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). Soba u životinjskoj koloniji održavana je na konstantnoj temperaturi (22 ° C), pri čemu su svjetla bila isključena između 1: 30 i 11: 30 PM (14 / 10 hr ciklus svijetlo / tamno) Hrana i voda su bili dostupni ad libitum.
Postupci korišteni u ovom eksperimentu u skladu su s Nacionalnim institutima za zdravlje Smjernice za njegu i uporabu laboratorijskih životinja a odobrio ih je Odbor za brigu i upotrebu životinja Purdue.
Seksualno iskustvo. Otprilike 1 tjedan nakon što su ženke stigle u laboratorij, bile su obostrano ovariektomizirane pod anestezijom natrijeve pentobarbitalne (Nembutalne) (8.5 mg po 100 gm tjelesne težine, ip). Nakon ovariektomije ženke su u početku podijeljene u dvije skupine. Jedna skupina žena primila je 6 tjedana seksualnog iskustva sa mužjakom podražajem; druga grupa ostala je seksualno naivna. Sve ženke bile su hormonski primirane jednom tjedno u razdoblju 6 tjedna. I 48 i 24 h prije seksualnog iskustva, ženama su supkutano ubrizgane 10 μg estradiol benzoata u 0.1 ml pamučnog ulja. Na dan testa iskustva, ženke su primile 500 μg progesterona u 0.1 ml pamučnog ulja (potkožna injekcija). Ženama koje nisu primile seksualno iskustvo ubrizgavale su režim hormona i ostale u svojim kućnim kavezima u sobi kolonije. U 4-5 h nakon primjene progesterona, odrasli mužjak hrčak koji je seksualno iskustvo primio u drugim studijama seksualnog ponašanja smješten je u kućni kavez eksperimentalne ženke. Redoslijed kaveza koji sadrže mužjake mijenjao se svaki tjedan kako bi se smanjila vjerojatnost da su pojedini mužjaci i žene bili upareni više puta tijekom 6 tjedana seksualnog iskustva.
Fosforilacija. Ženke hrčaka, ubijene predoziranjem natrijevog pentobarbitala, intrakardijalno su perfuzirane s 25 mm PBS otopina, pH 7.5, za 2 min (brzina protoka, 25 ml / min), nakon čega slijedi 4% paraformaldehid u PBS-u tijekom 20 min. Mozgovi su naknadno fiksirani za 2 h u paraformaldehidu i pohranjeni u 10% saharozi PBS preko noći na 4 ° C.
Serijski coronalni 40 μm smrznuti presjeci provedeni su kroz čitavo jezgro. Nakon tri 10 min ispiranja u PBS-u, dijelovi su inkubirani bilo u primarnom antitijelu na c-Fos (1: 6000 u PBS-u s 0.3% Triton X-100; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) ili u primarnom antitijelu za kalbindin-D (28 kDa) (1: 6000 u PBS-u sa 0.3% Triton X-100; Chcmicon International, Temecula, CA) na 4 ° C tijekom 48 h. I c-Fos i kalbindin-D presjeci su zatim inkubirani 45 min na sobnoj temperaturi u biotiniliranom anti-zečjem IgG sekundarnom antitijelu (1: 200 u PBS; Elite Vectastain ABC kit; Vector Laboratories, Burlingame, Kalifornija), nakon čega slijedi inkubacija s kompleksom peroksidaze hrena avidin-biotin (1: 50 u PBS; Elite Vectastain ABC kit) tijekom 45 min na sobnoj temperaturi, s tri 10 min ispiranja u PBS-u prije svake inkubacije. Nakon dva ispiranja u PBS-u i 10-ovog min ispiranje u 0.1-u m Tris pufer, pH 7.6, sekcije c-Fos i kalbindin-D inkubirali su 5 i 10 min, odnosno u 0.08% diaminobenzidina (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) u Tris puferu koji sadrži 0.003% hidrogen peroksid i 0.015% nikl-klorid. Svi odsjeci isprani su ponovo u Tris puferu i deioniziranom vodom, a zatim su montirani na toboganima presvučenim krom-alumom. Tobogani su sušeni, dehidrirani, očišćeni i pokriveni pokrovima pomoću Permount-a (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).
Mikroskopska analiza. Neuralno tkivo obojeno za kalbindin-D, što razgrađuje ljusku i jezgru jezgre jezgre (Jongen-Relo i sur., 1994a; Johnson i Wood, 1999) korišten je za identifikaciju jednog presjeka svaki na rostralnoj, srednjoj i kaudalnoj razini atroksa dorzalnog jezgra. Odjeljci iz jezgre jezgre na rostralnoj, srednjoj i kaudalnoj razini obojeni za kalbindin prikazani su na slici 1 A-C, Objavljeno je da postoje manje izražene razlike između jezgre i školjke u imunoreaktivnosti kalbindin-D kod sirijskog hrčka u usporedbi s štakorima, ali bojenje za ovaj peptid još uvijek može razgraničiti podregije jezgre jezgre (Johnson i Wood, 1999). Kutija koja obuhvaća područje uzorkovanja 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) postavljen je preko dorzalne ljuske i jezgre jezgre jezgre za svaki presjek. Slika svakog odjeljka ispisana je na prozirni film, a slike su zatim nalagane na odgovarajuće c-Fos odjeljke za svaku životinju, osiguravajući da je okvir postavljen u isti položaj za sve životinje. Lik 1, D i E, ilustrira jedan kaudalni presjek životinje koja je imala 6 tjedana seksualnog iskustva i testirana je na seksualno ponašanje. Kutija je bila postavljena u jezgru kaudalnog jezgra koje se nalazi na slici 1 Da u ljusci caudal acumbens na slici1 E. Kutija istih dimenzija smještena je u isti presjek tkiva u medijalnoj cingulatnoj kori i preko medijalne i bočne leđne kaudaste jezgre na svakoj od tri razine uzorkovane za nucleus accumbens. Budući da smo pretpostavili da mogu postojati rostralno-kaudalne varijacije u učincima parenja na c-Fos, analiziran je samo jedan odjeljak po razini kako bi se povećala anatomska preciznost našeg uzorkovanja. Broj c-Fos-imunoreaktivnih stanica u svakom odabranom području izbrojan je uz pomoć video kamere spojene na računalni sustav za analizu slike (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).
Nukleus acumbens tkivne dijelove obojene za kalbindin-D i c-Fos. A-C su dijelovi rostrala (A), srednja (B) i kaudal (C) obojene jezgre jezgre (srednja linija je lijevo) za kalbindin, što ilustrira podjelu između ljuske i jezgre podregije (zvjezdice). Između rostralnog i srednjeg dijela ima 320 μm i između srednjeg i kaudalnog dijela 240 μm. Donje slike (D, E) su primjeri bojenja c-Fosa iz kaudalne jezgre (D) i ljuske (E) of nucleus accumbens (srednja linija je pravo) seksualno iskusne žene ubijene nakon testa seksualnog ponašanja. pravokutnik ilustrira područje uzorkovanja (0.2 × 0.5 mm).
Eksperimentirajte 1
Prvi eksperiment istražio je učinke seksualnog iskustva i ispitivanja na indukciju c-Fos u jezgri jezgre, dorzalnog kaudata u jezgri i cingulatskoj kore. Cilj eksperimenta bio je dvostruk. Prvi je cilj bio utvrditi postoje li razlike u staničnoj aktivaciji u bilo kojoj regiji mozga zbog prethodnog seksualnog iskustva i / ili ispitivanja ponašanja. Ako je ekspresija c-Fos promijenjena, tada je utvrđeno mogu li se promjene lokalizirati u određene subregije unutar tri analizirana područja mozga.
Ženke sirijskih hrčaka primile su 6 tjedana seksualnog iskustva ili su ostale seksualno naivne. Tijekom 6-ovog iskustva iskustva, kumulativna količina vremena u kojoj je ženka pretpostavila lordozu (nepokretnost praćena dorsofleksijom leđa) mjerena je za svaki 10 min test sesije. Nisu zabilježene mjere muškog seksualnog ponašanja. Tijekom tjedna 7, davane su iste serije injekcija estradiol benzoata i progesterona. Ovoga puta polovina seksualno iskusnih i naivnih ženki testirana je na seksualno ponašanje smještajući odraslog muškarca u kućni kavez. Preostale ženke ostavljene su u kućnim kavezima. Na 60-90 min nakon izlaganja mužjacima, ženke su bile intrakardijalno perfuzirane, a njihovi mozgovi su obrađeni za c-Fos ekspresiju. One žene koje nisu testirane na seksualno ponašanje perfuzirale su 4 h nakon primjene progesterona.
Analiza podataka. Kako se broj stanica nije razlikovao kod ženki koje nisu testirane na seksualno ponašanje tijekom 7 tjedna, bez obzira na prošlo seksualno iskustvo (vidjeti Tablicu1 primjerice) pokusne su žene na kraju podijeljene u tri skupine za analizu. Prva skupina je sadržavala žene koje su primile 6 tjedana seksualnog iskustva i bile su testirane na seksualno ponašanje (iskustvo / test, n = 6). Druga skupina sastojala se od onih ženki koje nisu primile prethodno iskustvo, ali su bile testirane na seksualno ponašanje (nema iskustva / ispitivanja,n = 8). Konačna skupina sadržavala je sve ženske hrčke koje nisu testirane na seksualno ponašanje, bez obzira na prethodno seksualno iskustvo (nema testa, n = 13). Dvije skupine koje nisu bile testirane na seksualno ponašanje kombinirane su radi povećanja statističke snage u analizama. Broj stanica obojenih c-Fosom iz dorzalnih jezgara, dorzalnog kaudata jezgre i cingulatskog korteksa uspoređivan je u tri skupine.
Usporedba prosječnog ± SEM broja c-Fos-imunoreaktivnih stanica u ovojnici i jezgri jezgre između jezgra između grupa koje nisu testirane
Broj stanica analiziran je korištenjem višefaktornih ANOVA. Jednostavni ANOVA-i s glavnim učinkom post hoc Newman-Keulsovi testovi provedeni su prema potrebi. Podaci o ponašanju (trajanje lordoze) analizirani su korištenjem dvokroga t Test.
Eksperimentirajte 2
Drugi eksperiment uspoređivao je sposobnost novog stimulansa, amfetamina, da proizvede senzibilizaciju u ponašanju kod seksualno doživljenih i seksualno naivnih ženki. c-Fos ekspresija u nukleusu jezgre, dorzalnom kaudatskom jezgru i cingulatskom korteksu ponovo je analizirana kako bi se utvrdilo je li obrazac stanične aktivnosti sličan rezultatima dobivenim u eksperimentu 1.
Ženke sirijskih hrčaka dobivale su 6 tjedan seksualnog iskustva ili su ostale seksualno naivne. U tjednu 7 sve su ženke prevezene u novo okruženje (tj. 10 stakleni akvarij sa galonom u nepoznatu sobu) 4 h nakon primjene progesterona. Ženke su smještene u 10 stakleni akvarij 10 min, nakon čega je položena polovica seksualno iskusnih i seksualno naivnih ženkid-amfetamin sulfat (1 mg po 1 kg tjelesne težine u 1.0 ml 0.9% NaCl; poklon dr. David Nichols sa sveučilišta u Purdueu). Preostalim ženama ubrizgan je 0.9% NaCl (1 mg po tjelesnoj težini 1 kg). Ženke su potom vraćene u galonski akvarij 10 na dodatnih 60 min. 70 min sesije su snimljene video snimkom radi analize opće lokomotorne aktivnosti ženki. Unutar 30 min nakon ispitivanja opće aktivnosti, ženke su intrakardijalno perfuzirane, a njihovi mozgovi su obrađeni za c-Fos ekspresiju.
Analiza video vrpce Tijekom 7 tjedna, snimljene su 70 min seanse testiranja lokomotorne aktivnosti. 10 stakleni akvariji bili su podijeljeni u tri jednaka područja na video zaslonu, a lokomotorna aktivnost ženki zabilježena je s obzirom na broj prekriženih područja.
Analiza podataka. Dosadašnja seksualna povijest nije utjecala na lokomotornu aktivnost ženki hrčaka ubrizganih fiziološkom otopinom; stoga su eksperimentalne ženke podijeljene u tri skupine za analizu. Prva skupina je sadržavala žene koje su primile 6 tjedana seksualnog iskustva i ubrizgavale su mu amfetamin (iskustvo / amfetamin, n = 8). Druga skupina sastojala se od žena koje su davale amfetamin, ali nisu imale nikakvo seksualno iskustvo (nema iskustva / amfetamin,n = 8). Konačna skupina sadržavala je sve ženske hrčke kojima je ubrizgana fiziološka otopina, bez obzira na bilo koja prethodna seksualna iskustva (fiziološka otopina, n = 15). Srednja lokomotorna aktivnost ženki uspoređena je u tri skupine liječenja tijekom 70 min ispitivanja (u 10 min periodima) koristeći dvo-faktorske ANOVA. Jednostavni ANOVA-i s glavnim učinkom post hoc Newman-Keulsovi testovi provedeni su prema potrebi.
Broj stanica obojenih za c-Fos nije se razlikovao između žena koje su ubrizgane fiziološkom otopinom, bez obzira na prošlo seksualno iskustvo. Stoga je broj stanica obojenih c-Fosom iz dorzalnog jezgra jezgre, dorzalnog kaudata jezgre i cingulatskog korteksa uspoređen među iste tri skupine liječenja kao u prvom pokusu. Broj stanica analiziran je korištenjem višefaktornih ANOVA. Jednostavni ANOVA-i s glavnim učinkom post hoc Newman-Keulsovi testovi provedeni su prema potrebi.
REZULTATI
Eksperimentirajte 1
Mjere seksualnog ponašanja
Trajanja lordoze tijekom testa za seksualno ponašanje na 7 u tjednu uspoređivana su između iskustva / testa i bez iskustva / testnih grupa. Prosječno trajanje lordoze tijekom 10 min testa bilo je 341 ± 53 sec za skupinu s iskustvom / ispitom i 478 ± 20 sec za grupu bez iskustva / ispitivanja. Žene iz skupine bez iskustva / ispitivanja pretpostavljale su lordozu znatno duže trajanje nego žene u skupini s iskustvom / ispitivanjem (t 6 = 5.131; p = 0.05). Nadalje, seksualno iskustvo nije utjecalo na trajanje lordoze. Analiza nije pokazala značajne razlike između prosječnog trajanja tjedna 1 (399 ± 44 sec) i tjedna 7 (341 ± 53 sec) za žene u skupini s iskustvom / ispitivanjem.
c-Fos izraz u jezgri
Trosmjerna ANOVA razdoblja liječenja rostral-kaudalna razina, ljuska-jezgra, nije našla značajne glavne učinke liječenja i nema trosmjernu interakciju između liječenja, nivoa lukovice i jezgre ljuske (Sl. 2); međutim, otkrivene su dvije važne dvosmjerne interakcije (vrijeme liječenja ljuska-jezgra i vrijeme liječenja rostral-kaudal).
c-Fos ekspresija u ljusci i jezgri jezgre raste na rostralnoj, srednjoj i kaudalnoj razini za svaku od skupina liječenja. Trosmjerna ANOVA (vremena liječenja rostral-kaudalni nivo puta ljuska-jezgra) korištena je za ispitivanje učinaka seksualnog iskustva i ponašanja na prosječni ± SEM broj c-Fos stanica. Nisu pronađeni značajni glavni učinci liječenja i trosmjerna interakcija između liječenja, razina slojeva i ljuske.
Ispitivanje vremena liječenja interakcijom ljuske i jezgre otkrilo je značajne glavne učinke grupa liječenja samo u jezgri jezgre jezgre (Sl. 3). Višestruke usporedbe pokazale su da su one žene testirane na seksualno ponašanje tijekom 7 tjedna (iskustvo / test i nikakvo iskustvo / test) imale značajno više stanica obojenih c-Fosom u jezgri jezgre jezgre od onih ženki koje nisu testirane (ne test) (Newman – Keuls, p <0.01). U ljusci jezgre accumbens nisu primijećeni nikakvi učinci ispitivanja. Nadalje, nije bilo eksplicitnih učinaka seksualnog iskustva na broj stanica koje eksprimiraju c-Fos ni u ljusci ni u jezgri gomila.
c-Fos izraz u ljusci i jezgri nukleus jezgre, srušen je preko rostralno-kaudalne razine. Trosmjerna ANOVA otkrila je dvosmjernu interakciju između liječenja i srednjeg broja ± SEM broja c-Fos stanica u ljusci i jezgri jezgre jezgre (vrijeme liječenja ljuska-jezgra;F (2,24) = 4.243; p<0.026). Jednosmjerna ANOVA sondiranje ove interakcije pronašla je značajne glavne učinke tretiranih skupina samo u jezgri jezgre jezgre (F (2,24) = 7.341; p<0.003), a ne u ljusci akumbena (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Različita slova ukazuju na značajne razlike među skupinama.
Ispitivanje interakcije na rostralnoj i kaudalnoj razini pronašlo je značajne glavne učinke liječenja i na rostralnoj i na kaudalnoj razini, ali ne i na srednjoj razini jezgre jezgre (Sl. 4). Newman-Keuls post hoc testovi su pokazali da žene koje su primile 6 tjedana seksualnog iskustva i bile su testirane na seksualno ponašanje (iskustvo / test) imaju više c-Fos pozitivnih ćelija u rostralnom jezgru jezgra od ženki koje su testirane, ali koje nisu imale prethodno seksualno iskustvo (bez iskustva / testa; p <0.05) i one ženke koje nisu testirane na seksualno ponašanje (nema testa;p <0.01). The post hoc testovi su otkrili slične rezultate za nakupine jezgre kaudalnog jezgra. Žene u iskustvenoj / ispitnoj grupi imale su veći broj stanica koje su eksprimirale c-Fos u kaudalnom jezgru, a ženke iz skupine bez iskustva (test / grupa (p <0.05) i nijedna ispitna skupina (p <0.01). Stoga je testiranje seksualnog ponašanja tijekom sedmog tjedna povećalo broj stanica obojenih c-Fosom u rostralnoj i kaudalnoj jezgri nakupina samo za one ženke koje su imale 7 tjedana iskustva.
c-Fos izraz kroz rostralno-kaudalnu dimenziju jezgre jezgre, srušio se preko jezgre i ljuske. Iako je trosmjerna ANOVA naznačila da je dvosmjerna interakcija između liječenih skupina i srednjeg broja ± SEM broja c-Fos stanica kroz rostralno-kaudalnu razinu jezgre tek postala značajna (F (4,48) = 2.365; p <0.066), ispitivali smo svaku razinu jezgre akumenske odvojeno radi učinka liječenja na bojanje c-Fos. Jednosmjerna ANOVA otkrila je značajne glavne učinke tretiranih skupina na obje rostralne razine (F (2,48) = 5.230; p<0.009) i kaudalna razina (F (2,48) = 7.455; p <0.002), ali ne na srednjoj razini (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) jezgre akumenske. Različita slovaukazuju na značajne razlike među skupinama.
c-Fos ekspresija u jezgru kaudata i cingulatnom korteksu
Broj stanica iz jezgre dorzalnog kaudata također je analiziran pomoću trosmjerne ANOVA. Analiza je otkrila samo interakciju između liječenja i ekspresije c-Fos-a u medialnom i lateralnom kaudatskom jezgru (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Međutim, odvojena analiza medijalne i lateralne kaudaste jezgre jednosmjernim ANOVA-om nije pokazala razliku u broju stanica obojenih c-Fos između iskustva / testa, nema iskustva / testa i nijedne test skupine.2). Osim toga, u kore cingulata (podaci nisu prikazani) nisu pronađeni glavni učinci seksualnog iskustva ili ponašanja na broj stanica koje izražavaju c-Fos ili bilo kakve interakcije.
Prosječni ± SEM broj c-Fos-imunoreaktivnih stanica u medialnom i lateralnom dorzalnom kaudatskom jezgru
Eksperimentirajte 2
Lokomotorna aktivnost
Dvosmjerna ANOVA (razdoblje ispitivanja razdoblja liječenja), uspoređujući srednju aktivnost ženki u skupini s iskustvom / amfetamin, bez iskustva / amfetamin i skupine za liječenje fiziološkom otopinom kroz 70 min ispitivanja, otkrila je interakciju između skupine liječenja i razdoblja ispitivanja. Da bi se ispitala ova interakcija, pojedinačne skupine liječenja odvojeno su ispitivane s jednosmjernim ANOVA-ima. Analize su ukazale na značajne promjene prosječne opće aktivnosti tijekom 70 min ispitivanja za dvije skupine žena kojima je ubrizgan amfetamin (iskustvo / amfetamin i bez iskustva / amfetamin). Međutim, opća aktivnost ženki koje su primile fiziološku otopinu nije se značajno promijenila u 70 min (Sl.5). Newman-Keuls post hoctestovi su zatim korišteni kako bi se utvrdilo koja su se razdoblja ispitivanja 10 min razlikovala. Višestruke usporedbe otkrile su da je opća aktivnost seksualno doživljenih žena koje su dobile amfetamin značajno povećala 10 min nakon injekcije (p <0.05). Nadalje, u usporedbi s 10 minuta prije injekcija, žene u skupini koja je liječila iskustvo / amfetamin ostale su značajno aktivnije 20 minuta (p <0.05) i 30 min (p<0.05) nakon injekcija. Suprotno tome, učinci amfetamina na seksualno naivne ženke bili su vidljivi tek 20 minuta nakon injekcija. U ovom trenutku te su ženke bile znatno aktivnije u usporedbi s 10 minuta prije injekcija (p <0.05). Uz to, aktivnost seksualno naivnih žena kojima je davan amfetamin ostala je značajno povećana tijekom 30 minuta (p <0.05) i 40 min (p<0.01) nakon injekcija.
Učinci amfetamina na opću aktivnost seksualno doživljenih i seksualno naivnih hrčaka. Dvosmjerna ANOVA (razdoblje ispitivanja razdoblja liječenja) otkrila je interakciju između skupine liječenja i razdoblja ispitivanja (F (12,150) = 2.288;p <0.011) za srednje vrijednosti ± SEM broj aktivnosti. Jednosmjerno ANOVA sondiranje pojedinih skupina liječenih pokazalo je značajne promjene u općoj aktivnosti žena u iskustvu / amfetamin (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) i nema iskustva / amfetamin (F (6,150) = 3.893;p <0.001) skupine liječenja. Aktivnost ženki kojima je ubrizgana fiziološka otopina nije se promijenila (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc testovi su pokazali da su seksualno iskusne ženke brže reagirale na amfetamin, pokazujući porast aktivnosti unutar prvih 10 min nakon injekcije. Žene seksualno naivne nisu reagirale na amfetamin do 20 min nakon injekcije. *p <0.05 u odnosu na period prije testiranja.
c-Fos izraz
Za ispitivanje učinaka seksualnog iskustva i amfetamina na ekspresiju c-Fos u okolini jezgre koristi se trosmjerna ANOVA (vremena liječenja rostral-kaudalni nivo, ljuska-jezgra). Nisu pronađeni značajni glavni učinci liječenja i trosmjerna interakcija između liječenja, razina slojeva i ljuske. Nadalje, analiza nije otkrila međusobnu interakciju između tretiranih skupina i ekspresije c-Fos-a u ljusci i jezgri acumbens-a ili između skupina liječenja i c-Fos-obilježavanja u rostralnoj, srednjoj i kaudalnoj razini u jezgri accumens ( podaci nisu prikazani).
Broj stanica iz jezgre dorzalnog kaudata također je analiziran pomoću trosmjerne ANOVA. Početna analiza nije otkrila značajan utjecaj prethodnog seksualnog iskustva ili amfetamina na broj c-Fos-pozitivnih stanica. Osim toga, nije pronađen nikakav učinak prethodnog seksualnog iskustva ili amfetamina na broj stanica koje eksprimiraju c-Fos u korteksu cingulata koristeći dvosmjernu ANOVA (podaci nisu prikazani).
RASPRAVA
Svrha ove istrage bila je dvostruka. Prvo smo ispitali učinke seksualnog iskustva na staničnu aktivnost u različitim podregijama jezgre jezgre. Drugo pitanje, može li prethodno seksualno iskustvo osjetiti mezloimbični dopaminski put, uspoređivano je reakcijama ponašanja seksualno doživljenih i naivnih životinja na injekciju amfetamina. Naši nalazi ne samo da ukazuju na to da žensko seksualno ponašanje može aktivirati neurone u jezgri jezgra, već i da seksualno iskustvo može umreženo osjetiti reakciju neurona na amfetamin.
Seksualno ponašanje utječe na c-Fos ekspresiju u ljusci i jezgri jezgre
Ispitivanje seksualnog ponašanja povećalo je ekspresiju c-Fosa u jezgri, ali ne i ovojnici, jezgre jezgre, podupirući prethodna istraživanja koja pokazuju da jedan seksualni susret može aktivirati neurone u jezgri koja se događa u ženskih glodavacaMeisel i sur., 1993; Joppa i dr., 1995; Mermelstein i Becker, 1995; Pfaus i sur., 1995; Kohlert i dr., 1997; Kohlert i Meisel, 1999). Literatura koja se bavi funkcionalnom dihotomijom jezgre jezgre sastoji se od brojnih izvještaja o različitim promjenama u prijenosu dopamina unutar ljuske i jezgri jezgre jezgre kao odgovor na farmakološke i fiziološke podražaje. Primjena nekoliko lijekova zlouporabe rezultira selektivnim povećanjem razine izvanstanične dopamina u ljusci jezgre jezgre (Pontieri i sur., 1995; Nisell i sur., 1997; Pierce i Kalivas, 1997a; Tanda i sur., 1997; Tanda i Di Chiara, 1998; Barrot i sur., 1999; Cadoni i Di Chiara, 1999). Na sličan način vrlo ukusna hrana (Tanda i Di Chiara, 1998; Di Chiara i sur., 1999a; Kelley, 1999), blagi stres (npr. udarci stopala) (Kalivas i Duffy, 1995; Tidey i Miczek, 1997; Bruijnzeel i sur., 1999; Wu i sur., 1999) i ekološke novine (Rebec i sur., 1997;Rebec, 1998) također selektivno povećavaju prijenos dopamina u ljusci jezgre jezgre.
Naša su otkrića u skladu s hipotezom da su ljuska i jezgra funkcionalno različiti, iako smo otkrili da srž, a ne ljuska, odgovaraju na seksualno ponašanje. Moguće je, međutim, da je došlo do promjena imunoreaktivnosti c-Fos u ovojnici jezgre jezgre, ali te promjene nisu otkrivene. Školjka je složeno organizirana u različite podregije, medijalnu, ventralnu i bočnu ljusku, s tim da su ventralno i dorzalno područje medialne ljuske možda još dvije različite podregije (Groenewegen i sur., 1999). Ove podregije ljuske, kao i medijalni i bočni dio jezgre, primaju različite kombinacije ulaza iz kortikalnih i potkortikalnih područja (Groenewegen i sur., 1999). Nadalje, smještene unutar tih podregija funkcionalno su različite skupine neurona koje su organizirane u različite anatomske odjele (Groenewegen i sur., 1999). Budući da su učinci seksualnog ponašanja na c-Fos ekspresiju u ovoj studiji ispitani samo u dorsomedijalnoj ljusci, moguće je da se broj c-Fos-pozitivnih stanica zapravo promijenio u drugoj podregiji ljuske.
Unatoč zapažanjima da su mnoge funkcije jezgre jezgre lokalizirane na području ljuske, razumno je pretpostaviti da različiti neuronski krugovi unutar jezgre jezgre posreduju pojačavajućim svojstvima različitih ponašanja. Carelli i sur. (2000)nedavno su izvijestili da neuroni koji zahvaćaju jezgre kod štakora pokazuju sličnu aktivnost neurona tijekom operatora koji je reagirao na dva prirodna pojačala (tj. hranu i vodu), ali različite obrasce pucanja tijekom reakcije na prirodni pojačivač naspram kokaina. Zaključili su da zasebni neuronski krugovi u jezgru obradjuju informacije o ojačanju hrane i vode nasuprot nagradi s kokainom (Carelli i sur., 2000).
Seksualno iskustvo utječe na c-Fos ekspresiju kroz rostralno-kaudalnu os jezgre jezgre
Literatura koja ispituje organizaciju subnuklearne jezgre kroz rostralno-kaudalne jezgre jezgre je mala; međutim, primijećene su jasne funkcionalne i anatomske razlike. Naša otkrića su u skladu s studijama koje su izvijestile o diferenciranoj regulaciji neurokemijskih i motoričkih reakcija po rostralno-kaudalnoj osi kod obitelji. Kolecistokinin (CCK) različito modulira učinke izazvane dopaminom u rostralnim i kaudalnim jezgrama (Crawley i dr., 1985a,b), potencirajući hiperlokomotiju izazvanu dopaminom kada se infuziraju u kaudalna naselja, regiju koja se aktivira CCK neuronima kolokaliziranom dopaminom (Crawley i dr., 1985a,b; Lanca i sur., 1998). Međutim, CCK je bihevioralno neaktivan kada se ubrizgava u rostralnu jezgru jezgre, regiju koja prima odvojene projekcije CCK i dopamina (Crawley i dr., 1985a,b; Lanca i sur., 1998). Također je objavljeno da direktna infuzija amfetamina u rostralnu školjku, kaudalnu ljusku ili jezgru različito utječe na bihevioralnu aktivnost i razinu izvanstanične dopamina i serotonina (Heidbreder i Feldon, 1998). Regulacija opioidnih peptida, supstanca P, D1 receptora dopamina (Voorn i Docter, 1992; Jongen-Relo i sur., 1994b; Voorn i sur., 1994) i oslobađanje acetilkolina (Jongen-Relo i dr., 1995) od dopamina i agonista dopaminskih receptora također se razlikuju između rostralnog i kaudalnog dijela aklumna, s tim da su rostralni akumenti osjetljiviji na iscrpljivanje i primjenu dopamina. Iako su zabilježene ove funkcionalne razlike između akstranata rostralnog i kaudalnog jezgra, zašto te funkcionalne razlike postoje još uvijek nije u potpunosti razjašnjeno.
Seksualno iskustvo utječe na lokomotorne aktivnosti izazvane amfetaminom
Rezultati prijavljeni ovdje i u ranijoj studiji ukazuju na to da prijašnje seksualno iskustvo senzibilizira reakcije neurona na testiranje seksualnog ponašanja, ukazujući na povećanje senzibiliziranog porasta otpuštanja dopaminaKohlert i Meisel, 1999) i staničnu aktivnost u jezgri (acumens) (ovo istraživanje). Međutim, jedna od zabrinutosti je da su iskusne ženke u prethodnoj studiji možda reagirale i na testiranje na seksualno ponašanje i na okolne znakove jer su seksualno iskustvo i testiranje provedene u istoj sobi. Znakovi zaštite okoliša koji su uvjetno povezani s motiviranim ponašanjem mogu steći poticajna svojstva i dodatno povećati razinu dopamina u jezgri jezgre (Reid i sur., 1996, 1998; Watson i Little, 1999). Druga zabrinutost je da s obzirom da nisu zabilježene mjere muškog seksualnog ponašanja, nije poznato jesu li dvije skupine žena koje su testirane na seksualno ponašanje primile usporedive količine vaginocervikalne stimulacije. Zabilježeno je da je vaginocervikalna stimulacija potrebna za oslobađanje dopamina u jezgri jezgre tijekom parenja (Kohlert i dr., 1997). Možda su seksualno iskusne žene primile više vaginocervikalne stimulacije (koja se ne mjeri u ovoj studiji), povećavajući na taj način c-Fos indukciju. Stoga, da bismo potvrdili da žensko seksualno ponašanje senzibilizira mezolimbički dopaminski put, istražili smo da li seksualno iskusne i naivne ženke različito reagiraju na injekciju amfetamina, još jedan stimulans za koji se zna da posreduje svojim učincima putem dopaminskih staza. Nadalje, kako bi se osiguralo da su primijećeni senzibilizirani odgovori zbog ponovljenog seksualnog ponašanja, a ne zbog uvjetovane povezanosti okoliša sa seksualnim ponašanjem, reakcije ponašanja hrčaka na amfetamin testirane su u novom okruženju.
Amfetamin je povećao opću aktivnost kod svih ženki hrčaka. Međutim, seksualno iskusne ženke reagirale su brže na amfetamin nego seksualno naivne. Ovi rezultati potvrđuju hipotezu da ponovljeno seksualno ponašanje može senzibilizirati neurone na mezloimbičnom dopaminskom putu i sugeriraju da promjene na putu stvaraju osjetljive reakcije ponašanja, kako na prirodno motivirano ponašanje, tako i na psihomotorni stimulans (cross-senzibilizacija).
Ovi su nalazi u skladu s hipotezom da postoje konvergentni neuronski mehanizmi koji posreduju u odgovorima na lijekove i seksualno ponašanje (Robinson i Berridge, 1993; Pierce i Kalivas, 1997b). Nekoliko nedavnih studija primijetilo je unakrsnu osjetljivost između opetovanog izlaganja lijekovima i prirodno motiviranog ponašanja. Socijalni stresni stres smanjuje vrijeme stjecanja kokaina za samoupravljanje štakorima (Tidey i Miczek, 1997). Okruženje upareno s opetovanim ubrizgavanjem morfija može olakšati seksualno ponašanje kod muških štakora (Mitchell i Stewart, 1990a,b). Pred tretman amfetaminom također olakšava seksualno ponašanje kod seksualno naivnih mužjaka štakora i povezano je s pojačanim oslobađanjem dopamina u jezgri accumbens (Fiorino i Phillips, 1999).
c-Fos ekspresija je analizirana u jezgri jezgre nakon tretmana amfetaminom. Pretpostavljeno je da će amfetamin povećati ekspresiju c-Fos u jezgri jezgre, a u većoj mjeri i kod seksualno iskusnih ženki. Međutim, nisu pronađeni nikakvi učinci amfetamina na broj stanica koje eksprimiraju c-Fos niti u jednoj podregiji jezgre jezgre. To je vidljivo iz tablice3 da su kontrolne životinje u eksperimentu 2 (slane ženke) imale veći broj c-Fos pozitivnih stanica u usporedbi s kontrolnim životinjama u eksperimentu 1 (nema test ženki). Badiani i sur. (1998) izvijestili su da se novost povećala c-fos sadržaj mRNA u jezgri se nagomilava i da je taj efekt novosti nac-fos sadržaj je bio tako jak u nekoliko regija mozga da primjena amfetamina u novom okruženju nije proizvela dodatni inkrementalni odgovor. Stoga se čini da je u našoj studiji stres prenošenja u novo okruženje sobe za ispitivanje aktivirao sintezu proteina c-Fos, maskirajući na taj način promjene u ekspresiji c-Fos inducirane amfetaminom i seksualnim iskustvom.
Prosječni ± SEM bazni broj c-Fos-imunoreaktivnih stanica u jezgri i ovojnici jezgre za kontrolne životinje u eksperimentima 1 i 2
Potencijalni značaj
Ovi eksperimenti pridružuju se sve većem popisu studija (Mitchell i Stewart, 1990b; Fiorino i Phillips, 1999; Miczek i sur., 1999) što upućuje na to da iskustva životinje mogu osjetiti reakciju mezolimbičkog dopaminskog puta kako na ponašanja koja su dio prirodnog repertoara životinje, tako i na određene lijekove za koje se zna da ljudi zloupotrebljavaju (Wise i Bozarth, 1987). Ključno pitanje u istraživanju zlouporabe droga je pojedinačna ranjivost na učinke droga (Newcomb, 1992; Robinson i Berridge, 1993), a kolektivno ovo istraživanje može pružiti uvid u razvoj ovisnosti kod ljudi.
fusnote
- Primljeni Lipanj 8, 2000.
- Primljena je revizija Prosinac 12, 2000.
- prihvaćeno Prosinac 20, 2000.
Ovo je istraživanje podržalo Nacionalno zaklado za znanost Grant IBN-9723876. Zahvaljujemo Melissi Zila, Shannon McCanna, Marchelle Baker, Michaelu Huntingtonu i Deborah Shelley na stručnoj pomoći u testiranju ponašanja i c-Fos obradi.
Korespondenciju treba uputiti dr. Robertu L. Meiselu, Odjel za psihološke znanosti, Sveučilište Purdue, West Lafayette, IN 47907-1364. E-mail: [e-pošta zaštićena].
- Copyright © Društvo za neuroznanost 2001
;