(L) Een klassiek instinct - zoute eetlust - is gekoppeld aan drugsverslaving (2011)

Opmerkingen: het is algemeen bekend onder verslavingsonderzoekers dat gedragsverslavingen en verslavingen dezelfde paden en vergelijkbare of overlappende mechanismen met zich meebrengen. Dit is een andere studie die dit paradigma bevestigt. Verslavingen kapen onze normale paden in het centrum van het beloningscircuit, en daarom hebben ze op zoveel manieren invloed op ons.


ARTIKEL

Durham, NC, VS en Melbourne, Australië - Een team van Duke University Medical Center en Australische wetenschappers heeft ontdekt dat verslavende medicijnen mogelijk dezelfde zenuwcellen en verbindingen in de hersenen hebben gekaapt die een krachtig, oud instinct dienen: de eetlust voor zout.

Hun knaagdieronderzoek toont aan hoe bepaalde genen worden gereguleerd in een deel van de hersenen dat het evenwicht regelt van zout, water, energie, voortplanting en andere ritmen - de hypothalamus. De wetenschappers ontdekten dat de genpatronen geactiveerd door het stimuleren van een instinctief gedrag, zoutlust, dezelfde groepen genen waren die gereguleerd werden door verslaving aan cocaïne of opiaat (zoals heroïne).

"We waren verrast en verheugd te zien dat het blokkeren van verslavingsgerelateerde trajecten de eetlust van natrium krachtig zou kunnen verstoren", zei co-hoofdauteur Wolfgang Liedtke, MD, Ph.D., een assistent-professor in de geneeskunde en neurobiologie aan de Duke University. "Onze bevindingen hebben diepgaande en verreikende medische implicaties, en zouden kunnen leiden tot een nieuw begrip van verslavingen en de schadelijke gevolgen wanneer voedsel dat obesitas genereert, wordt overbelast met natrium."

Het onderzoek werd gepubliceerd in de vroege editie van de Proceedings of the National Academy of Sciences op juli 11.

"Hoewel instincten zoals eetlust in zout in feite genetische neurale programma's zijn, kunnen ze aanzienlijk worden veranderd door leren en cognitie", zegt co-hoofdauteur professor Derek Denton van de Universiteit van Melbourne en het Florey Neuroscience Institute, die bekend staat om zijn baanbrekende werk. op het gebied van instinctief gedrag. “Als het genetische programma eenmaal werkt, worden ervaringen die deel uitmaken van de uitvoering van het programma belichaamd in de algemene patronen van iemands gedrag, en sommige wetenschappers hebben getheoretiseerd dat drugsverslaving instinctieve zenuwbanen kan gebruiken. In deze studie hebben we aangetoond dat een klassiek instinct, de honger naar zout, zorgt voor een neurale organisatie die verslaving aan opiaten en cocaïne ondersteunt. "

Diep ingebedde paden van een oud instinct kunnen verklaren waarom verslavingsbehandeling met als hoofddoel onthouding zo moeilijk is, zei Denton. Liedtke zei dat dit relevant zou kunnen zijn gezien het aanzienlijke succes van onderhoudsbenaderingen waarbij geen onthouding betrokken is, zoals het vervangen van heroïne door methadon en sigaretten door nicotinegom of pleisters.

"Het werk opent nieuwe wegen van experimentele benadering van verslaving", zei Denton.

De studie was de eerste om genregulatie in de hypothalamus voor zoutlust te onderzoeken. Het team gebruikte twee technieken om het instinctieve gedrag bij muizen te induceren - ze bleven een tijdje zout in combinatie met een diureticum en ze gebruikten ook het stresshormoon ACTH om de zoutbehoefte te verhogen.

Liedtke, die ook is aangesloten bij het Duke Center for Translational Neuroscience en de Duke Pain Clinics, zei dat de onderzoekers verrast waren dat ze konden detecteren dat genen waren 'ingeschakeld' of 'uitgeschakeld' in de eetlust van zout, deze patronen waren vaak substantieel omgekeerd binnen tien minuten nadat de dieren de zoutoplossing hadden gedronken, ruim voordat enig zout van betekenis uit de darmen in de bloedbaan kon worden opgenomen. De vraag hoe dit gebeurt, is verwarrend en opent een geheel nieuw veld voor verkenning, zei Liedtke.

In termen van overlevingsvoordeel van dit gedrag is een snelle tevredenheid over de zoutlust zinvol. Bij wilde dieren betekent het vermogen om snel zout te compenseren door grof een zilte oplossing te omwikkelen, dat uitgeputte dieren kunnen drinken tot bevrediging en snel weggaan, waardoor hun kwetsbaarheid voor roofdieren wordt verminderd.

Het onderzoeksteam van Duke-Melbourne ontdekte dat wanneer het dier een sterke natrium-eetlust herbergt, een bepaald gebied van de hypothalamus vatbaar lijkt te worden voor de effecten van dopamine, de interne valuta van de hersenen voor beloning. Dat suggereert dat de toestand van de instinctieve behoefte, de toestand van natriumarmoede, de hypothalamus 'springt' voor de subjectieve beloning die volgt wanneer dieren aan de behoefte voldoen - een tevreden gevoel. Dit concept wordt gestaafd door hun bevinding dat de lokale werking van dopamine op een subgebied van de hypothalamus cruciaal is voor het instinctieve gedrag van de dieren.


 

Relatie van verslavingsgenen met hypothalamische genveranderingen die genese en bevrediging van een klassiek instinct, natriumattractie onderverdelen

Abstract

Natrium-eetlust is een instinct dat een gretige specifieke intentie inhoudt. Het wordt veroorzaakt door natriumtekort, door stress opgewekt adrenocorticotroop hormoon (ACTH) en reproductie. Genoombrede microarrays in natriumarme muizen of na ACTH-infusie vertoonden opwaartse regulatie van hypothalamische genen, waaronder dopamine- en cAMP-gereguleerde neuronale fosfoproteïne 32 kDa (DARPP-32), dopamine-receptoren-1 en -2, α-2C- adrenoceptor en striataal verrijkt proteïne tyrosinefosfatase (STEP). Zowel DARPP-32 als neurale plasticiteitsregelaar-activiteit-gereguleerd cytoskelet-geassocieerd eiwit (ARC) werden opwaarts gereguleerd in laterale hypothalamische ofexinerge neuronen door natriumtekort. Toediening van dopamine D1 (SCH23390) en D2-receptor (raclopride) antagonisten verminderde de bevrediging van de eetlust van natrium veroorzaakt door natriumtekort. SCH23390 was specifiek en had geen effect op door osmotisch geïnduceerd water drinken, terwijl raclopride ook de wateropname verminderde. D1-receptor KO-muizen hadden een normale natriumlust, wat wijst op compenserende regulatie. Eetlust was ongevoelig voor SCH23390, wat de afwezigheid van off-target effecten bevestigde. Bilaterale micro-injectie van SCH23390 (100 nM in 200 nL) in de laterale hypothalamus van ratten verminderde de eetlust van natrium aanzienlijk. Genenset-verrijkingsanalyse in hypothalami van muizen met natrium-eetlust toonde een significante verrijking van genensets die eerder verband hielden met verslaving (opiaten en cocaïne). Deze bevinding van gecoördineerde genregulatie werd verzwakt bij bevrediging met een verbijsterend snelle kinetiek van slechts 10 minuten, voorafgaand aan significante absorptie van zout uit de darm. De eetlust van zout en de hedonistische smaak van zoutsmaak zijn gedurende> 100 miljoen jaar geëvolueerd (bijv. Aanwezig zijn in Metatheria). Drugs die plezier en verslaving veroorzaken, zijn relatief recent en weerspiegelen waarschijnlijk het overnemen van evolutionaire oude systemen met een hoge overlevingswaarde door de bevrediging van hedendaagse hedonistische aflaten. Onze bevindingen schetsen een moleculaire logica voor instinctief gedrag gecodeerd door de hersenen met mogelijke belangrijke translationeel-medische implicaties.