PLoS One ". 2014 Jul 29; 9 (7): e102524. doi: 10.1371 / journal.pone.0102524. „eCollection 2014“.
Abstraktus
Lėtinis kokaino poveikis tiek priklausomiems žmonėms, tiek graužikų priklausomybės modeliams sumažina prefrontalinį žievės aktyvumą, o tai vėliau sutrikdo atlygio apdorojimą ir aukštesnės eilės vykdomąją funkciją. Grynasis šio sutrikusio elgesio ribojimas yra padidėjęs pažeidžiamumas atkryčiui. Anksčiau mes parodėme, kad kokaino sukeltas smegenų kilmės neurotrofinio faktoriaus (BDNF) ekspresijos padidėjimas medialinėje prefrontalinėje žievėje (PFC) yra neuroadaptyvinis mechanizmas, mažinantis sustiprinantį kokaino veiksmingumą. Kadangi žinoma, kad BDNF turi įtakos neuronų išgyvenimui ir sinapsiniam plastiškumui, išbandėme hipotezę, kad susilaikymas nuo kokaino savarankiško vartojimo pakeis neuronų morfologiją ir sinapsinį tankį PFC. Naudojant naują metodą, masyvo tomografiją ir Golgi dažymą, buvo išanalizuoti morfologiniai žiurkių PFC pokyčiai po 14 dienų kokaino savarankiško vartojimo ir 7 dienų priverstinio abstinencijos. Mūsų rezultatai rodo, kad bendras dendritinis išsišakojimas ir bendras sinapsinis tankis žymiai sumažėja žiurkės PFC. Priešingai, plonų dendritinių spyglių tankis žymiai padidėja PFC V sluoksnio piramidiniuose neuronuose. Šie duomenys rodo, kad kokaino abstinencijos metu atsiranda dinamiškų struktūrinių pokyčių, kurie gali prisidėti prie stebimo PFC hipoaktyvumo nuo kokaino priklausomiems asmenims.
Įvadas
Siūloma, kad struktūrinio plastiškumo pokyčiai atlygio grandinėje yra pagrindiniai mechanizmai, prisidedantys prie galingo kokaino gebėjimo išlaikyti narkotikų ieškojimo elgesį (apžvelgta [1]). Ankstesni tyrimai parodė padidėjusį dendritinį arborizavimą ir stuburo tankį branduolio accumbens (NAc) [2]-[4], ventralinė tegmentinė sritis [5]ir prefrontalinė žievė (PFC) [6] po sąlyčio su kokainu. Nors dauguma tyrimų buvo sutelkti į struktūrinius pokyčius, susijusius su disfunkcine NAc veikla, daug mažiau tyrimų išnagrinėjo PFC pokyčius. Keletas įrodymų rodo PFC disfunkciją po lėtinio kokaino poveikio abiem narkomanams [7], [8] ir graužikų priklausomybės modeliuose [9], [10]. Todėl, norint suprasti molekulinius įvykius, kuriais grindžiama priklausomybė, apibūdinti PFC vykstančius struktūrinius pokyčius.
PFC reguliuoja impulsų kontrolę ir sprendimų priėmimą, todėl vaidina svarbų vaidmenį individo gebėjimui kontroliuoti elgesį, ypač priklausomybę nuo narkotikų. [8], [11]. Pavyzdžiui, asmenims, priklausomiems nuo kokaino, sumažėjęs prefrontalinės žievės aktyvavimas yra susijęs su narkotikų abstinencija ir sutrikusia aukštesnės eilės vadovų reakcija. [7], [8], kuris gali padidinti pažeidžiamumą atkryčiui. Graužikams padidėjęs neuronų aktyvumas PFC siejamas su kokaino vartojimu [9], [10], kompulsyvus narkotikų ieškojimo elgesys [12]ir kokaino atkūrimas po pasitraukimo [13]-[15]. Be to, po lėtinio kokaino vartojimo PFC panaikinamas membranos bistabilumas [16]. Galiausiai, vaistų sukeltas PFC metabolinis aktyvumas susilpnėja žiurkėms, kurioms buvo sušvirkšta provokacinė injekcija, nutraukiant savarankiško kokaino vartojimą. [9], [17]. Kartu šie tyrimai rodo, kad lėtinis kokainas sukelia gilius funkcinius PFC pokyčius, kurie gali būti susiję su slopinamųjų sinapsių skaičiaus padidėjimu ir (arba) sužadinamųjų sinapsių sumažėjimu PFC. Tačiau morfologiniai pokyčiai, atsirandantys PFC po lėtinio narkotikų vartojimo, nebuvo išaiškinti.
Šiame tyrime siekėme ištirti, ar abstinencija nuo kokaino sukelia struktūrinius PFC pokyčius. Morfologiniai pakitimai buvo tiriami naudojant tradicinį metodą, Golgi dažymą, taip pat naują metodą, masyvo tomografiją. Masyvo tomografija yra unikalus metodas, apjungiantis itin plonų audinių pjūvius su imunofluorescencija ir trimačio vaizdo rekonstrukcija, kad būtų galima tiksliai kiekybiškai įvertinti bendrą ir potipio specifinį sinapsės tankį. [18], [19]. Naudojant šiuos metodus, mūsų rezultatai parodė didelį žiurkių PFC plastiškumą reaguojant į kokaino abstinenciją.
Medžiagos ir metodai
Gyvūnai ir būstas
Sprague-Dawley žiurkių (Rattus norvegicus) patinai, sveriantys 250–300 g, buvo gauti iš Taconic Laboratories (Germantown, NY). Gyvūnai buvo laikomi individualiai su maistu ir vandeniu jų namų narve ad libitum. Visi eksperimentiniai protokolai atitiko JAV nacionalinių sveikatos institutų išleistas gaires ir buvo patvirtinti Pensilvanijos universiteto Perelmano medicinos mokyklos ir Pensilvanijos universiteto Institucinio gyvūnų priežiūros ir naudojimo komiteto.
Chirurgija
Prieš operaciją žiurkės buvo anestezuotos 80 mg/kg ketamino ir 12 mg/kg ksilazino (ip; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Vidinis silastinis kateteris (vidinis skersmuo 0.33 mm, išorinis skersmuo 0.64 mm) buvo įvestas į dešinę jungo veną ir užsiūtas. Tada kateteris buvo perkeltas po oda per pečių ašmenis ir nukreiptas į tinklinę platformą (CamCath, Kembridžas, JK), kuri buvo susiūta po oda tiesiai virš mentės. Kateteriai kasdien buvo plaunami 0.3 ml antibiotiko Timentin (tikarcilino dinatrio/kalio klavulanatas, 0.93 mg/ml; Henry Schein, Melville, NY), ištirpinto heparinizuotame fiziologiniame tirpale (10 V/ml). Kai nenaudojami, kateteriai buvo užsandarinti plastikiniais obturatoriais.
Kokaino savęs administravimas
Žiurkėms buvo leista 7 dienas atsigauti po operacijos prieš pradedant savarankiškai vartoti kokainą. Žiurkės buvo atsitiktinai suskirstytos į vieną iš dviejų grupių: kokainą savarankiškai vartojantys gyvūnai ir jungo fiziologinio tirpalo kontrolė. Kiekviena žiurkė, išmokyta reaguoti į atsitiktines kokaino infuzijas, buvo suporuota su jungu pririštu subjektu, kuris gavo tokį patį infuzijų skaičių ir laikiną infuzijų modelį, kaip ir suporuota kokaino eksperimentinė žiurkė. Svirties paspaudimas žiurkėms, turinčioms druskos jungą, neturėjo jokių planuotų pasekmių.
Iš pradžių su kokainu eksperimentuojamos žiurkės buvo patalpintos į modulines operacines kameras (Med Associates, St. Albans, VT) ir joms leista paspausti svirtį, kad būtų galima infuzuoti į veną kokaino (0.25 mg kokaino/59 µl fiziologinio tirpalo, infuzija per 5 s) ant fiksuoto santykis 1 (FR1) armavimo grafikas. Kai kokaino eksperimentinė žiurkė pasiekė mažiausiai 20 kokaino infuzijų per vieną operacinės seansą pagal FR1 grafiką, atsako reikalavimas buvo pakeistas į FR5 sustiprinimo grafiką. Atsakant pagal abu fiksuoto santykio grafikus, didžiausias kokaino infuzijų skaičius buvo apribotas iki 30 per kasdienį savarankiško vartojimo seansą, o po kiekvienos kokaino infuzijos buvo nustatytas 20 sekundžių pertraukos laikotarpis, per kurį buvo įrašyti aktyvūs svirties atsakai, bet neturėjo jokių planuotų pasekmių. . Kasdieninės 2 valandų operacinės sesijos (7 dienas per savaitę) buvo vykdomos iš viso 14 dienų. Neaktyvios svirties atsakymai, kurie neturėjo suplanuotų pasekmių, taip pat buvo užfiksuoti tiek FR1, tiek FR5 treniruočių metu.
Po 14th Kasdieninės operanto sesijos metu kokaino eksperimentinės ir junginės fiziologinio tirpalo kontrolinės žiurkės buvo grąžintos į savo namų narvus, kur joms buvo atliktas priverstinis abstinencija nuo narkotikų 7 dienas. 7 dth kokaino abstinencijos dieną, smegenys buvo pašalintos ir PFC išpjaustytas ant ledo. Buvo pasirinktos septynios kokaino abstinencijos dienos, kad būtų galima tiesiogiai palyginti su mūsų anksčiau paskelbtu tyrimu, nagrinėjančiu kokaino sukeltus PFC BDNF ekspresijos pokyčius. [20].
Perfuzija
Žiurkės buvo anestezuotos (100 mg/kg, ip natrio pentobarbitalis) ir perfuzuotos lediniu 4% paraformaldehidu 0.1 M PB, pH 7.4 (PFA). Vienas pusrutulis iš kiekvienos smegenų buvo naudojamas golgi dažymui, o kitas pusrutulis masyvo tomografijai. Masyvo pusrutuliai buvo fiksuoti 4% PFA su 2.5% sacharoze 2 valandas, o Golgi pusrutuliai buvo fiksuoti 48 valandas 4% PFA.
Masyvo tomografija
Masyvo tomografijos eksperimentai buvo atlikti, kaip aprašyta anksčiau [19], [21]. Trumpai tariant, PFA fiksuotas audinys buvo įterptas į dervą, o vainikinės (70 nm) sekcijos mPFC lygiu buvo supjaustytos ir surinktos kaip juostelė. Juostos buvo hidratuotos 50 mM glicine Tris ir užblokuotos blokuojančiame tirpale (0.05 % Tween/0.1 % galvijų serumo albumino Tris buferyje (50 mM Tris/150 mM NaCl, pH 7.6). Juostos buvo nudažytos pirminiais antikūnais GAD65 ( Chemicon), PSD95 (ląstelių signalizacija) arba sinaptofizinu (Abcam), blokuojančiame tirpale per naktį 4 ° C temperatūroje. Juostos buvo plaunamos Tris buferiu ir nudažytos antriniais antikūnais 1 °C temperatūroje.![[santykis]](http://www.ncbi.nlm.nih.gov/corehtml/pmc/pmcents/x2236.gif){kind=small}
50 blokuojančiame tirpale (ožkos anti-pelės Alexa-miltai 488 ir ožkos anti-triušis cy3 arba asilas prieš triušius cy5). Juostos buvo nudažytos DAPI, kad būtų lengviau rasti tas pačias vietas kiekviename skyriuje. Plytelių nuskaitymo vaizdai buvo surinkti naudojant Zeiss AxioImager Z2 epifluorescencinį mikroskopą. Vaizdai iš tos pačios svetainės kiekvienoje iš 20–30 nuoseklių sekcijų vienoje juostoje buvo gauti 63 kartus naudojant automatines programas, skirtas masyvo tomografijai.
Masyvo tomografijos analizė
Serijiniai vaizdai iš kiekvienos juostelės buvo atidaryti nuosekliai, konvertuoti į krūvą ir suderinti su MultiStackReg ir StackReg papildiniais (B. Busse iš Stanfordo universiteto ir [21], [22]. Pasėlių dėžės (19.5 µm x 19.5 µm) buvo naudojamos norint atrinkti dominančius regionus (ROI) neuropilyje, kad būtų galima nustatyti kiekybinį įvertinimą. Atranka turėjo neįtraukti neuronų ląstelių kūnų ar kitų neaiškių savybių. Norint atlikti automatinę vaizdų analizę, sinaptofizino, glutamo rūgšties dekarboksilazės-65 (GAD65) ir PSD95 dominančios kultūros (arba ROI) buvo automatiškai apribotos naudojant automatinius ImageJ algoritmus. Pasėliai buvo užkoduoti, o analizė buvo atlikta aklai. Kaip aprašyta anksčiau, buvo naudojama automatizuota, slenksčiu pagrįsta aptikimo programa, skirta kiekybiškai įvertinti taškų, nustatytų kaip teigiamos sinapsės, skaičių. [23]. Presinapsinių galų, sužadinimo postsinapsinių galų tankis ir GAD teigiamų (slopinamųjų) sinapsių procentas buvo apskaičiuotas pagal vidutiniškai 75 mėginių vietas vienam gyvūnui, paimtam iš dviejų skirtingų audinių blokų iš PFC (n
=5 kokainu gydyti, 5 fiziologiniu tirpalu gydyti gyvūnai), iš viso 29,154 53,565 postsinapsiniai taškai ir 818 5 presinapsiniai taškai iš 29,662 mėginių ėmimo vietų iš 17,034 fiziologiniu tirpalu gydytų gyvūnų ir 588 5 postsinapsiniai ir XNUMX XNUMX presinapsiniai taškai XNUMX kooperaciniu tašku. Vidutinės sinapsių tankio reikšmės ir slopinančių sinapsių procentas vienam gyvūnui buvo apskaičiuotos ir t-testai atlikti naudojant gyvūnų medianas, siekiant patikrinti, ar yra skirtumas tarp grupės vidurkių.
Rapid-Golgi metodas
Vieno skyriaus Golgi dažymas buvo atliktas, kaip aprašyta anksčiau [24], [25]. Trumpai tariant, mPFC iš vieno kiekvieno gyvūno pusrutulio buvo supjaustytas į 100 µm vainikines dalis ir fiksuotas 1% osmio tetraokside, po to tris kartus plaunamas 0.1, 7.4 M PB, pH 3.5, 1.5. Sekcijos buvo inkubuojamos XNUMX% kalio dichromate per naktį, trumpai plaunamos ir infiltruojamos XNUMX% sidabro nitratu sumuštinio metodu [25]. Pjūviai buvo sumontuoti ant želatina padengtų stiklelių su 20% sacharozės ir dehidratuoti naudojant alkoholio koncentraciją, po to pašalinami riebalai ksilene ir padengiami dangteliu.
Golgi analizė
Golgi skaidrės buvo užkoduotos ir analizuojamos aklai, o visas analizavo tas pats eksperimentuotojas. Neuroniniai vaizdai ir pėdsakai bei reprezentatyvūs dendritinių stuburų vaizdai buvo renkami naudojant vertikalią BX51 Olympus mikroskopą su integruota motorizuota stadija (Prior Scientific, Rockland, MA) su 20 × 0.7, 7 NA objektyvu. Dendritinio šakojimosi analizei buvo atrinkti 5 neuronai vienam gyvūnui. Neurito ilgį ir sudėtingumą išmatavome atitinkamai naudodami makrokomandas NeuronJ ir Advanced Sholl Analysis. Buvo išmatuotas susikirtimų (atšakų taškų) skaičius koncentriniuose apskritimuose, kurių spindulys yra nuo 250 iki 4 µm (įskaitant bazinius ir viršūninius dendritus), ir palygintas tarp grupių. Atliekant stuburo tankio analizę, naudojant Zeiss AxioImager Z5 epifluorescencinį mikroskopą su 20x alyvos imersijos objektyvu, kiekvienam neuronui buvo ištirta 5–7 mažiausiai 2 µm ilgio segmentai iš trečios eilės bazinių dendritų. Stuburo morfologija buvo klasifikuojama taip, kaip aprašyta anksčiau [26]. Linijinis stuburo tankis kiekviename dendritiniame segmente ir kiekvieno stuburo morfologija (plonas, stambus, grybo, puodelio formos) buvo lyginamas tarp grupių. Golgi ir masyvo tomografijos duomenų analizei buvo naudojama atvirojo kodo programinė įranga iš Nacionalinių sveikatos institutų (ImageJ).
rezultatai
Susilaikymas nuo kokaino sumažina bendrą sinapsių tankį
Masyvo tomografija buvo naudojama tiek sužadinamųjų, tiek slopinamųjų sinapsių pokyčiams matuoti, siekiant nustatyti specifinius morfologinius pokyčius, atsirandančius PFC reaguojant į susilaikymą nuo savarankiško kokaino vartojimo. Masyvo tomografija yra didelio našumo metodas, leidžiantis tiksliai kiekybiškai įvertinti visas, slopinančias ir sužadinančias sinapses struktūrose, kurios yra per mažos, kad jas būtų galima tinkamai identifikuoti ar lokalizuoti naudojant tradicinius konfokalinės mikroskopijos metodus. [19]. Kadangi tiek slopinančios, tiek sužadinančios sinapsės yra esminės atlygio už vaistus sistemos sudedamosios dalys [13], [27], [28] Mes panaudojome šią naują metodiką, kad įvertintume morfologinius PFC pokyčius abstinencijos nuo kokaino metu. Septyniasdešimt nm PFC pjūvių iš vieno smegenų pusrutulio iš 5 jungo fiziologinio tirpalo ir 5 kokaino vartojusių žiurkių buvo nudažytos antikūnais prieš PSD95, postsinapsinį sužadinimo žymenį, sinaptofiziną, presinapsinį žymenį ir GAD65, kurie žymėjo sinapsinius neuronus. Sinapsių tankis ir slopinančių sinapsių procentas buvo nustatyti V žievės sluoksnyje (1A ir 1B pav). Mūsų rezultatai rodo, kad abstinencijos nuo kokaino metu reikšmingai sumažėjo sinaptofizino tankis.Pav. 1C), kuris matuoja visus presinapsinius terminalus [t(7)=2, p<0.05]. Sužadinimo sinapsių tankis reikšmingai nesumažėjo [t(8)=0.48, p=0.32], matuojant skaičiuojant PSD95 puncta (1D pav). Įdomu tai, kad buvo nereikšminga tendencija didėti GAD65 teigiamų slopinamųjų sinapsių procentas [t(8)=−1.39, p=0.9] (2E pav).
Abstinencija nuo kokaino sumažina dendritų išsišakojimą ir laikinai padidina stuburo tankį PFC
Golgi metodas buvo naudojamas neuronų šakojimosi ir dendritinio stuburo tankio pakitimams tirti, siekiant patvirtinti ultrastruktūrinius sinapsių tankio pokyčius (1 pav). Mes atlikome vienos sekcijos greitą Golgi impregnavimą PFC neuronų pogrupyje iš kitų tų pačių gyvūnų pusrutulių, kurie buvo naudojami masyvo tomografijos tyrimams. Buvo įvertintas dendritinis išsišakojimas, dendrito stuburo skaičius ir stuburo morfologija. Du tipiniai piramidiniai neuronai iš jungo fiziologinio tirpalo kontrolės ir kokainu paveiktos žiurkės PFC yra parodyti Pav. 2A. Šolo diagrama matavo sankirtų (šakos taškų) skaičių koncentriniuose apskritimuose, kurių spindulys yra nuo 5 iki 250 µm. Mūsų rezultatai rodo, kad po 7 dienų priverstinio susilaikymo nuo savarankiško kokaino vartojimo žymiai sumažėjo dendritinis sudėtingumas.Pav. 2B). Dviejų krypčių kartotinių priemonių ANOVA analizė atskleidė reikšmingą pagrindinį gydymo poveikį [F(1,738)=30.59, p<0.0001] ir spindulys [F(245, 738)=289.6, p<0.0001] (Pav. 2B), patvirtinantis dendritų praradimą, kuris sutampa su sinapsių praradimu, išmatuotu masyvo tyrimais (Pav. 1C). Antros ir trečios eilės baziliarinių dendritų analizė atskleidė reikšmingą dendritinių spygliuočių padidėjimą po 7 dienų kokaino abstinencijos [t(6)=−3.12, p<0.05] (2D pav). Tiksliau tariant, susilaikymas nuo kokaino poveikio padidino plonų stuburo potipių skaičių, tačiau neturėjo reikšmingo poveikio kitiems stuburo potipiams.2E pav), kaip atskleidė dvipusės kartotinės ANOVA priemonės su pagrindiniais gydymo efektais [F(1,30)=11.9, p=0.0017], stuburo potipis [F(4,30)=57.7, p<0.0001] ir reikšminga gydymo x stuburo potipio sąveika [F(1, 4, 30)=8.8, p<0.0001].
Diskusija
Šiame tyrime parodome, kad po 7 dienų priverstinio susilaikymo nuo savarankiško kokaino vartojimo PFC V sluoksnyje yra ryškių struktūrinių ir sinapsinių pokyčių. Konkrečiai, labai sumažėja piramidinių neuronų dendritinis išsišakojimas ir bendras sinapsės tankio sumažėjimas, matuojant sumažėjusiu bendrų presinapsinių boutonų, pažymėtų sinaptofizinu, tankiu. Nepaisant presinapsinio tankio praradimo, V sluoksnio piramidinių neuronų baziniuose dendrituose padidėjo dendritinio stuburo tankis, ypač plonų plastikinių stuburų. Kadangi mes neaptikome reikšmingų PSD95 tankio pokyčių, galima spėti, kad presinapsinių galų sumažėjimas, bet stuburo tankio padidėjimas gali atsirasti dėl padidėjusio daugialypių sinapsių skaičiaus. Be to, taip pat verta paminėti, kad stebėjome tendenciją didinti slopinančias sinapses PFC. Kadangi ploni spygliai dalyvauja plastikoje [29], šių stuburų padidėjimas gali būti kompensacinis plastiškumas, siekiant išlaikyti sinapsinius įėjimus šiuose denervuotuose neuronuose, kurie prarado dendritines šakas.
Ankstesni tyrimai parodė, kad kokainas padidina dendritų arborizaciją ir stuburo tankį NAc. [2]-[4]. Neseniai Dumitriu ir kt., 2012 m [30] parodė, kad kokainas dinamiškai keičia proksimalinius NAc šerdies ir apvalkalo stuburus. Konkrečiai, apvalkale, abstinencija nuo kokaino padidino plonus spygliukus, o sumažino grybų stuburo galvutės tankį NAc apvalkale. [30]. Priešingai nei NAc tyrimai, yra tik keli tyrimai, kuriuose buvo tiriamas kokaino poveikis neuronų morfologijai PFC. [6], [31]. Mūsų duomenys atitinka neseniai atliktą tyrimą, įrodantį, kad kokainas padidina stuburo tankį PFC. [31]. Pažymėtina, kad pelėms, kurių viršūniniuose dendrituose buvo daugiau patvarių ir stabilių spyglių, ty spyglių atsirado praėjus 3 dienoms po pašalinimo, buvo aukštesni kokaino sąlygotos vietos pasirinkimo balai ir kokaino sukeltas hiperaktyvumas. [31]. Ankstesnis tyrimas su žiurkės PFC II-III sluoksnių neuronais pranešė apie 3 dyglius viename µm dendrito tiek viršūniniuose, tiek baziniuose dendrituose – stebėtinai tankų spyglių lygį, kuris buvo keičiamas dėl streso. [32]. Mūsų vertės kontrolinėse žiurkėse, kurių dydis yra 2 spygliai / 10 µm dendritinių segmentų, yra mažesnės, o tai gali būti dėl skirtingos analizuojamos neuronų populiacijos (V sluoksnio baziniai dendritai) arba dėl vaizdo gavimo technikos skirtumo. Šiame tyrime naudojome vienos sekcijos greito Golgi dažymo metodą, o Radley ir kolegos naudojo Liuciferio geltonojo dažo jonoforetines injekcijas kartu su konfokaliniu vaizdavimu. [32] vizualizuoti neuronų ir dendritinę morfologiją. Be to, mūsų išvadose taip pat pabrėžiama susilaikymo nuo kokaino vartojimo trukmės svarba, dėl kurios atsiranda struktūrinių smegenų pokyčių. Anksčiau paskelbta ataskaita parodė, kad žiurkių patelėms ilgą laiką (24–25 dienas) nutraukus kokaino vartojimą, padidėjo dendritų arborizacija. [6], priešingai nei pastebėtas sumažėjimas po 7 dienų priverstinio abstinencijos žiurkių patinams. Nepaisant šių metodologinių skirtumų ir išsišakojusių duomenų skirtumų, abiejų tyrimų metu buvo pastebėtas padidėjęs stuburų skaičius, patvirtinantis didelio masto grandinės pertvarkymą kokaino abstinencijos metu. Būsimuose tyrimuose bus išaiškinta šių įvykių eiga, siekiant nustatyti, ar šie struktūriniai pokyčiai yra laikini, ar ilgalaikiai.
Mūsų išvados rodo, kad priverstinis susilaikymas nuo savarankiško kokaino vartojimo sukelia dinamiškus struktūrinius pokyčius ir sukelia sinapsinį PFC pertvarkymą. Šie rezultatai gali paaiškinti hipoaktyvumą PFC, kuris atsiranda dėl pakartotinio kokaino poveikio [8], [33]. Be to, mūsų išvados patvirtina ankstesnius tyrimus, rodančius PFC deaktyvavimą [7], [8], ir padidėjęs tarpląstelinis GABA medialiniame PFC kokaino nutraukimo metu [34]. Taigi mechanizmai, lemiantys PFC hipoaktyvumą po lėtinio kokaino poveikio [8], [10] gali apimti (1) GABAerginio padidėjimą, (2) glutamaterginio kiekio sumažėjimą ir (arba) (3) dopaminerginio sinapsinio įvesties į PFC sumažėjimą. Šis tyrimas rodo, kad abstinencija nuo kokaino žymiai sumažina bendrą sinapsės tankį, kaip rodo sinaptofizino teigiamų sinaptinių taškų skaičiaus sumažėjimas. Šie duomenys rodo, kad PFC posinapsinis atsakas sumažėja, galbūt dėl to sumažėjęs glutamato ar dopamino įvedimas. Iš tiesų, yra tyrimų, rodančių, kad kokainas mažina glutamaterginį tonusą [35], [36]. Tačiau naudojant Golgi metodą, mes pastebėjome, kad piramidinių neuronų baziniuose dendrituose padidėjo plonų dendritinių spyglių skaičius, o tai rodo, kad PFC padidėja sužadinimo įvestis į likusius neuritus. Šie akivaizdžiai prieštaringi duomenys gali atspindėti bendrą sinapsių praradimą, susijusį su dideliu dendritų praradimu, kurį stebime su kompensaciniu atsaku, kurį galbūt skatina padidėjęs BDNF, kaip parodyta ankstesniuose mūsų išvadose. [20], siekiant padidinti dendritinių dyglių tankį ant likusių neuritų.
Apskritai, mūsų išvados rodo dinamišką PFC pertvarkymą kokaino abstinencijos metu. Konkrečiai, po 7 dienų priverstinio narkotikų susilaikymo nuo savarankiško kokaino vartojimo žymiai sumažėja sinapsinis ryšys, prarandamas dendritinis išsišakojimas ir padidėja plonų spyglių skaičius žiurkės PFC. Šie rezultatai gali suteikti struktūrinį pagrindą stebimam hipoaktyvumui, pastebėtam lėtinių kokaino piktnaudžiavimo asmenų PFC, ir galbūt paaiškinti kognityvinės kontrolės praradimą, atsirandantį priklausomybės nuo kokaino metu.
Finansavimo ataskaita
Šis darbas buvo paremtas NIDA dotacijomis DA22339 ir DA033641 (RCP ir GSV) bei DA18678 (RCP). HDS buvo paremtas individualiu K01 apdovanojimu (DA030445). Finansuotojai neturėjo jokio vaidmens kuriant tyrimą, renkant ir analizuojant duomenis, priimant sprendimą publikuoti ar rengiant rankraštį.
Nuorodos
;
