Neuropharmacol Curr. 2011 Mar; 9 (1): 63 – 67.
Hisatsugu Miyata,a,* Michio Itasaka,b Naofumi Kimura,c és a Kazuhiko Nakayamaa
Ez a cikk már idézett egyéb cikkek a PMC-ben.
Absztrakt
Jelen tanulmány célja annak vizsgálata volt, hogy a nikotinból és a metamfetaminból történő kivonás során csökken-e az agyi jutalomfüggvény, és hogy a csökkent jutalomfüggvény az ilyen gyógyszerekből való kilépéskor fellépő ellenérzéshez kapcsolódik-e. Ebből a célból a hím Sprague-Dawley patkányokat krónikusan szubkután adtuk be 9 mg / kg nikotinnal, vagy 6 mg / kg / nap metamfetamin alkalmazásával ozmotikus minipumpokkal. Egy intrakraniális önstimulációs (ICSS) paradigmában a nikotin és a metamfetamin krónikus infúziója csökkentette az oldalsó hypothalamic ICSS küszöbértékét, míg antagonisták, mekamilamin és haloperidol növelte az ICSS küszöbértékeket a nikotinnal és a metamfetaminnal kezelt patkányokban. Egy kondicionált helyen az averziós paradigma, a mecamil-amin és a haloperidol a nikotin- és a metamfetamin-infúzióban beadott patkányok helyét elutasította. Érdekes módon az ICSS jutalmi küszöbértékek és a helytakarékosság növekedése a mecamil-aminnal kicsapott nikotin visszavonás során szinte azonos mértékű volt, mint a haloperidol-kiváltott metamfetamin visszavonás során megfigyeltek. A jelen tanulmány azt mutatja, hogy az 1) agyi jutalmak funkciója csökkent a nikotin és a metamfetamin visszavonásakor, és az 2) a nyereségfüggvény csökkenése a nikotinból és metamfetaminból való kivonulás során tükrözheti a negatív affektív állapotot (elriasztást).
1. BEVEZETÉS
A klinikai bizonyítékok azt mutatják, hogy az absztinencia szindróma affektív jelei sokkal relevánsabbak lehetnek a kábítószer-vágyakozás és a kényszeres kábítószer-használat visszaesése szempontjából, mint a szomatikus elvonási jelei [1-3]. Ezért a kábítószer-függőség affektív aspektusait széles körben vizsgálták különböző kísérleti paradigmák alkalmazásával. Ezek közül az intracranialis önstimuláció (ICSS) technikáját széles körben használják az agy jutalomfüggvényének mérésére. Állatkísérletekben a visszaélés kábítószerének akut beadása csökkenti az ICSS jutalmi küszöbértékeit [4, 5] és ez a fokozott érzékenység a stimulációra a gyógyszer által kiváltott eufória mértékének tekinthető [6]. Továbbá feltételezhető, hogy az ICSS jutalom gyengülhet az agy-jutalmazási rendszerek neuroadaptált változásaiból eredő visszaélésszerű gyógyszer ismételt beadása után, és tükrözi a dysphoriát a gyógyszerből való kivonás során [7, 8]. Számos tanulmány kimutatta az ICSS jutalmi küszöbértékek emelkedését a visszaélés során, különféle kábítószerekkel, beleértve az amfetamint [9], kokain [6], opiátok [10], etanol [11] és nikotin [12] amelyek mindegyike támogatja a fent említett hipotézist. Ezért a jelen tanulmány célja annak tisztázása volt, hogy az ICSS jutalmi küszöbértékek emelkedése a visszavonás negatív affektív állapotához kapcsolódik-e, különös tekintettel a két különböző típusú pszichostimulánsra, nikotinra és metamfetaminra.
2. ANYAGOK ÉS METÓDUSOK
2.1. állatok
A Clea Japan Inc.-től (Tokió) kapott hetven-két hím Sprague-Dawley patkányt (332-396 g) egyedileg szabályozott hőmérsékleten (22 ± 2 ºC) állati helyiségben helyeztünk el 12 / 12 fény / sötét ciklusával. óra (világít az 8: 00 AM). Mindegyik patkányt a kísérlet során minden nap 15 g táplálékkal tápláltak (szabadon víz), kivéve a 3 napok és a műtét utáni 7 napok kivételével. Ezt a kísérletet a Jikei Egyetem Orvostudományi Iskola laboratóriumi állatápolásának alapelveivel összhangban végeztük.
2.2. Kábítószer
(-) - nikotin-hidrogén-tartarátot (Sigma, St. Louis, MO, USA), mecamil-amin-hidrokloridot (Sigma), (-) metamfetamin-hidrokloridot (Dainipponn Seiyaku, Japán) és haloperidol-hidrokloridot (Sigma) oldunk sóoldatban, és injektáljuk. 1.0 ml / kg térfogat.
2.3. Intrakraniális önstimuláció
2.3.1. Berendezés
Az 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA) szabványos működtető kamrája, amely egy karral és cue fénygel van ellátva a kar felett az elülső falon és a hátsó falon egy házfény volt. Az oldalfalak átlátszó plexiüvegből készültek.
2.3.2. Sebészet
A patkányokat nátrium-pentobarbitallal (50mg / kg, ip) érzéstelenítettük és rozsdamentes acél bipoláris elektródával (Neuroscience, Japán) készítettük az oldalsó hypothalamusban (3.8mm koordináták a bregma előtt; 1.4mm oldalirányú és középvonal; 8.4mm ventrális és dura) Paxinos és Watson atlaszához [13]. Az esetleges agyi aszimmetriák ellensúlyozására a patkányok fele implantátumot kapott az agy jobb oldalán, a másik a bal oldalon.
2.3.3. eljárás
Az ICSS tréningek során egy házfény és egy cue fény bekapcsolt, és az elektromos ingereket minden alkalommal közvetlenül a patkány megnyomása után adták meg. Az ingerek 1.5 msec 100 Hz-es 150 msec-hez szállított 120 msec 15 μA fix árammal rendelkeznek. Minden edzés 6 min. Az ICSS-képzést legalább 30 napokra adták, és addig folytatták, amíg az 3 egymást követő napokon percenként több mint XNUMX volt.
Az ICSS válaszadás alapvonalának méréséhez az ICSS küszöbvizsgálat előtt az 15 esetében alapvonal tesztet végeztünk. Az alapvizsgáló eljárás ugyanaz volt, mint az ICSS képzésben. Az ICSS küszöb tesztet 11 min. 3 időbázisából állítottuk el, amelyeket 1 min idő elteltével elválasztottunk. Az idő elteltével egy házfény és egy cue lámpa kikapcsolt. Minden egyes teszttartályban ezek a lámpák bekapcsolódtak, és a patkányok az egyes gombnyomások után villamos stimulációt kaptak. A tartályokon az elektromos stimulációs áramot 10 μA-val csökkentették 120 μA-ról 20 μA-ra csökkenő sorrendben.
A minipumpák beültetése előtt minden patkány esetében meghatároztuk az ICSS-reakció stabil alapvonalát. Az 1-nál egy osmotikus minipump (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, USA), nikotinnal vagy metamfetaminnal töltött 1.03 μl / h áramlási sebességgel, fiziológiás sóoldatban szubkután implantáltunk dietil-éterrel érzéstelenített patkányokba. A nikotin és a metamfetamin koncentrációját a testtömeg különbségeihez igazították, de megközelítőleg 116 és 77.3 mg / ml volt, ami folyamatos szubkután infúziót eredményezett a nikotin 9 mg / kg / nap sebességgel és az 6 mg / kg sebességgel. metamfetamin naponta egy korábbi vizsgálat módszere szerint [14]. Az ICSS küszöb tesztet az 2, 4 és 6 napokon végezték a minipumpák beültetése után.
A 7-en a minipump implantáció után a patkányok mecamil-amint (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg / kg, sc) kaptak nikotin- és sóoldat-infúziós csoportokban, vagy haloperidol (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg / kg, sc) a metamfetamin- és sóoldat-infúzióban lévő csoportokban, az 15 min az ICSS küszöb teszt-munkamenet kezdete előtt, egy alanyon belüli latin-négyzet kialakításával. Az állatoknak legalább egy ICSS-munkamenet előtt meg kellett térniük az alapszintű ICSS-küszöbértékekhez, az ezt követő antagonista vagy vivőanyag-injekciók előtt.
2.3.4. Szövettan
A patkányokat mély anesztéziával leöltük nátrium-pentobarbitállal. Az agyat eltávolítottuk és 10% formaldehid oldatban tároltuk. Az agyot 100 μm vastagságban szeleteltük, és az elektróda csúcsát mikroszkóposan megvizsgáltuk.
2.4. Állapot Helyettesítés
2.4.1. Appatarus
A helymeghatározást Suzuki módszerével végeztük és mtsai. [15, 16]. A készülék egy transzfer dobozból állt (30 × 60 × 30 cm: w × l × h), amely két azonos méretű rekeszre oszlik. Egy rekesz fehér, texturált padlóval, a másik fekete sima padlóval.
2.4.2. eljárás
Az 1 napon a patkányokat nikotin-, metamfetamin- vagy sóoldat-tartalmú ozmotikus minipumpákkal állítottuk elő az ICSS-vizsgálatban leírtakkal azonos körülmények között.
Reggel (9: 00) a nikotin vagy a metamfetamin infúzió 7 napján a patkányokat szubkután injekcióztuk a vizsgált gyógyszer (mekamil-amin vagy haloperidol) antagonistájával, vagy sóoldattal (1.0 ml / kg), és azonnal csak egy rekeszbe helyeztük. az 60 min. Este (21: 00) ugyanazon a napon a patkányokat sóoldattal vagy egy antagonistával (mecamil-amin vagy haloperidol) kezeltük, és az 60 min. Az injekció (antagonista vagy fiziológiás sóoldat) és a rekesz (fehér vagy fekete) párosítása ellensúlyozta az összes résztvevőt. A nikotin-, metamfetamin- és sóoldat-infúziós csoportokban lévő kontroll patkányokat a kondicionáló szekcióban mecamil-amin vagy haloperidol helyett sóoldattal injektáltuk. A fiziológiás sóoldatok után a patkányokat reggel és egy másik rekeszre korlátozottuk egy este.
Az 8 nap reggelén a kondicionálás tesztjeit az alábbiak szerint végeztük: a két rekeszet elválasztó partíciót 12 cm-re emeltük a padló fölé, és egy semleges platformot helyeztünk a rekeszeket elválasztó varrás mentén. Az 900-munkamenet során az egyes rekeszekben eltöltött időt egy infravörös sugárérzékelővel mértük (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokió, Japán).
2.5. A szomatikus visszavonási jelek értékelése
Az ICSS kísérletben minden patkányt egy henger alakú műanyag megfigyelő kamrába helyeztünk közvetlenül az ICSS jutalmi küszöbérték befejezése után, miután a mamamil-amin vagy haloperidol beadását követően szomatikus megvonási jeleket figyeltünk meg 10 min. A szomatikus megvonási tünetek értékelése során az absztinencia tünetek gyakoriságát a nikotin vagy a metamfetamin absztinenciája alapján módosított opiát-absztinencia skála alkalmazásával rögzítették [1]. A kísérletek vakok voltak az egyes patkányok kezelésére. A CPP kísérletben a szomatikus elvonási jeleket ugyanúgy figyelték meg, mint az ICSS kísérletben, kivéve azt a tényt, hogy a szomatikus absztinencia jelek megfigyelése a CPP készülékben történt.
2.6. Adatelemzés
Az ICSS reagálás mérésére az egyes tartályokban a percenkénti megerősítés számát használtuk. Tesztnapokon az egyes elektromos áramoknál a megerősítések számát az adott napon kapott alapvonal százalékos arányára alakítottuk át. Az ICSS küszöb meghatározásához az S-alakú görbét külön-külön szereltük fel a sigmoid-Gompertz modell szerint. Ezt a modellt használva az alapválaszra adott 50% -ot indukáló villamos áramot ICSS küszöbként határoztuk meg. Minden adatot kétirányú elemzéssel vizsgáltunk meg ismételten mérhető varianciaanalízissel (ANOVA), amelyet Tukey Studentized Range módszer követett, miután megfigyeltük a kezelési körülmények statisztikailag szignifikáns hatását az ANOVA-ban.
A kondicionáló pontszámok a gyógyszer párosított helyen eltöltött időt és a jármű párosított helyén eltöltött időt jelölik, és az átlag ± SEM-ben fejezik ki. A viselkedési adatok statisztikailag kétirányú ismétlődő mérésekkel ANOVA-val értékeltek, amelyet a következők meghatározására használtak: a kezelés hatásai az antagonista által kiváltott hely kondicionálásra. Amikor az ANOVA jelezte a szignifikáns hatás jelenlétét, további elemzést végeztünk Tukey Student Student Range módszerével.
3. EREDMÉNYEK
3.1. ICSS küszöbértékek
A krónikus alkalmazás során a nikotin (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) és metamfetamin (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) szignifikánsan csökkent az ICSS jutalomküszöbértéke. Az egyes átlagok összehasonlítása jelentős hatásokat tárt fel a nikotin infúzió 4. és 5. napján (P<0.05), és a metamfetamin infúzió 2., 4. és 5. napján (P
Amint az a (1) ábrán látható,11), krónikus nikotin-infúzióban és metamfetamin-infúzióban beadott patkányokban, \ tF (1, 47) = 9.59, P<0.01) és a haloperidol (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) szignifikánsan megemelte az ICSS jutalomküszöböket. Az egyes átlagok összehasonlítása jelentős hatásokat mutatott ki 1.0 mg / kg mekamilamin (P<0.05) és 0.25 és 0.5 mg / kg haloperidol (P<0.05). A nikotinnal infúziós patkányokban sem volt szignifikáns dózishatás (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) vagy metamfetamin-infúzióban patkányokban (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05), vagy a kezelés × dózis kölcsönhatás akár nikotinnal infúziós patkányokban (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) vagy metamfetamin-infúzióban patkányokban (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Kondicionált helymegszakítás (CPA)
Amint az a (1) ábrán látható,22), a fiziológiás sóoldat-kontroll patkányok nem részesítettek előnyben sem mindkét rekeszre. A mecamil-amin és a haloperidol nem mutatott szignifikáns hely preferenciát vagy helymegtérülést sóoldat-infúziós patkányoknál. Másrészt, mecamlamlamin (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) és a haloperidol (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) krónikus nikotinnal és metamfetaminnal infúzióban patkányoknál idegenkedést váltott ki. Jelentős idegenkedést figyeltünk meg 1.0 mg / kg mekamilamin mellett (P<0.01) és 0.25 és 0.5 mg / kg haloperidol mellett (P <0.05 és P <0.01). A nikotinnal infúziós patkányokban sem volt szignifikáns dózishatás (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) vagy metamfetamin-infúzióban patkányokban (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05), vagy a kezelés × dózis kölcsönhatás akár nikotinnal infúziós patkányokban (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) vagy metamfetamin-infúzióban patkányokban (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Szomatikus jelek
A szomatikus jelek teljes száma nem különbözött a nikotin és a sóoldattal kezelt patkányok között a mecamilamin beadása során sem az ICSS kísérletben (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) vagy a CPA kísérletben (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Továbbá, az ICSS kísérletben sem különböztek egymástól a metamfetaminnal és a sóoldattal kezelt patkányok között a haloperidol beadása során (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) vagy a CPA kísérletben (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Szövettani elemzés
A szövettani elemzés eredményei azt mutatják, hogy az elektródacsúcsok az oldalsó hypothalamus területén helyezkedtek el, a bregma -3.84 mm-től -4.20 mm-ig terjedő elülső / hátsó tartományban. Úgy tűnt, hogy nincs különbség a kontroll és a kísérleti állatok elektróda helyzete között. 33).
4. VITA
A jelenlegi vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy a nikotin és a metamfetamin krónikus adagolása csökkenti az ICSS jutalmi küszöböt, míg antagonisták, mekamilamin és haloperidol növelik az ICSS jutalmi küszöbértékeket, és CPA-t indukálnak nikotinnal és metamfetaminnal kezelt patkányokban. Ami az agyi jutalmak áramkörének megváltozását illeti a visszavonás során, azzal érveltek, hogy a függőség alakulása esetén ugyanazon agyi áramkörökön belül neuroadaptációk lépnek fel, amelyek közvetítik az akut beadást követő visszaélések hatásának erősítését vagy jutalmazását, ami negatív affektív kifejeződéshez vezet. a kábítószer-absztinencia utáni visszavonás jelei [7, 8]. Ezzel az elképzeléssel összhangban a jelen tanulmány azt mutatta, hogy az akut beadás során a nikotin és a metamfetamin is csökkent az ICSS jutalmi küszöbértékekben, és az antagonista-kiváltott kivonás során nő. Egyéb kábítószerek, mint például a kokain [6], opiátok [10] és etanol [11] arról is beszámoltak, hogy hasonló hatást váltanak ki az ICSS jutalmi küszöbértékekre. Felmerült a kérdés, hogy az agyi jutalmak körében bekövetkező ilyen változások elegendőek-e ahhoz, hogy figyelembe vegyék a visszavonás negatív affektív következményeit. A CPA paradigma egy hasznos és érzékeny viselkedési index, amely kimutatja a visszavonási ellenállást, amint azt a korábbi nikotin-vizsgálatokban is közölték [15, 16] és opiátok [17, 10]. A jelen vizsgálatban a mecamil-amin és a haloperidol egy olyan CPA-t váltott ki, amely az ICSS jutalmi küszöbértékek emelkedését jelzi, ami arra utal, hogy az ICSS jutalmi küszöbérték emelkedése közvetítheti az idegességet a nikotinból és a metamfetaminból való kivonás során. Másrészt a mecamil-amin és a haloperidol nem indukált szomatikus elvonási jeleket. Ismert, hogy a pszichostimulánsokból való kilépés szomatikus jelei gyengébbek, mint az opiátok, a barbiturátok és az alkohol. Továbbá nehezebb megfigyelni a nikotin antagonisták által kiváltott szomatikus elvonási jeleket, mint a spontán visszavonás által kiváltott jelek [12]. Érdekes, hogy a jelen tanulmányban az ICSS jutalmi küszöbértékek és a nikotin visszavonása során a helymegtérülés szinte azonos mértékű volt, mint a metamfetamin visszavonás során megfigyelt értékek, ami arra utalhat, hogy az agyi jutalom funkció csökkenése, ami visszavonulást eredményez, nem térhet el jelentősen intenzitása a nikotin és a metamfetamin között, függetlenül ezeknek a gyógyszereknek a jutalomrendszerre gyakorolt akut hatásától. Más szóval azt feltételezzük, hogy az agyi jutalom-áramkörben a neuroadaptációk szinte azonos szintre fejlődnek a nikotin és a metamfetamin között, bár az akut metamfetamin erősebb, mint az akut nikotin. Ugyanakkor további vizsgálatokra van szükség a kérdés tisztázása érdekében, szélesebb körű gyógyszeradagok vagy más kísérleti paradigmák alkalmazásával.
Összefoglalva, a jelen tanulmány azt mutatja, hogy az 1) agyi jutalmak funkciója csökkent a nikotin és a metamfetamin visszavonásakor, és az 2) a nyereségfüggvény csökkenése a nikotinból és a metamfetaminból való visszavonás során tükrözheti a negatív affektív állapotot (ellenállást).
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
Ezt a tanulmányt részben támogatta a Japán Oktatási, Kulturális, Sport-, Tudományos és Technológiai Minisztérium (16591166) és a Dohányzáskutató Alapítvány támogatásai.
REFERENCIÁK
;