Kommentarer: Det er kjent blant avhengighetsforskere at atferdsavhengighet og rusavhengighet involverer de samme veiene og lignende eller overlappende mekanismer. Dette er en annen studie som bekrefter dette paradigmet. Avhengighet kaprer våre normale veier i navet til belønningskretsen, og det er derfor de påvirker oss på så mange måter.
ARTIKKEL
Durham, NC, USA og Melbourne, Australia - Et team fra Duke University Medical Center og australske forskere har funnet at vanedannende medisiner kan ha kapret de samme nervecellene og forbindelsene i hjernen som tjener et kraftig, eldgamle instinkt: appetitten på salt.
Deres gnagerforskning viser hvordan visse gener reguleres i en del av hjernen som styrer likevekten mellom salt, vann, energi, reproduksjon og andre rytmer - hypothalamus. Forskerne fant at genmønstrene som ble aktivert ved å stimulere en instinktiv oppførsel, saltappetitt, var de samme gruppene av gener regulert av kokain eller opiat (som heroin) avhengighet.
"Vi ble overrasket og glade for å se at blokkering av avhengighetsrelaterte veier kan forstyrre natriumappetitt," sa medforfatter Wolfgang Liedtke, MD, Ph.D., assisterende professor i medisin og nevrobiologi ved Duke University. "Våre funn har dype og vidtrekkende medisinske implikasjoner, og kan føre til en ny forståelse av avhengighet og de skadelige konsekvensene når fedmegenererende matvarer er overbelastet med natrium."
Studien ble publisert i Proceedings of the National Academy of Sciences tidlig utgave online 11. juli.
"Selv om instinkter som saltappetitt i utgangspunktet er genetiske nevrale programmer, kan de endres vesentlig ved læring og kognisjon," sa medforfatter professor Derek Denton, ved University of Melbourne og Florey Neuroscience Institute, som er kjent for sitt banebrytende arbeid. innen instinktiv oppførsel. “Når det genetiske programmet er i bruk, blir erfaringer som er en del av gjennomføringen av programmet legemliggjort i de generelle mønstrene for individets oppførsel, og noen forskere har teoretisert at stoffavhengighet kan bruke nerveveier av instinkt. I denne studien har vi vist at et klassisk instinkt, sulten etter salt, gir nevrale organisasjoner som underordner avhengighet av opiater og kokain. ”
Dypt innebygde veier til et gammelt instinkt kan forklare hvorfor avhengighetsbehandling med hovedmål om avholdenhet er så vanskelig, sa Denton. Liedtke sa at dette kan være relevant med tanke på den betydelige suksessen til vedlikeholdstilnærminger som ikke involverer avholdenhet, som å erstatte heroin med metadon og sigaretter med nikotingummi eller flekker.
"Arbeidet åpner nye veier for eksperimentell tilnærming til avhengighet," sa Denton.
Studien var den første som undersøkte genregulering i hypothalamus for saltappetitt. Teamet brukte to teknikker for å indusere den instinktive oppførselen hos mus - de holdt tilbake salt en stund kombinert med et vanndrivende middel, og de brukte også stresshormonet ACTH for å øke saltbehovet.
Liedtke, som også er tilknyttet Duke Center for Translational Neuroscience og Duke Pain Clinics, sa at forskerne var overrasket over at de kunne oppdage at gener var "slått på" eller "slått av" i saltappetitt. Disse mønstrene ble ofte vesentlig reversert innen ti minutter etter dyrenes drikkesaltoppløsning, i god tid før noe betydelig salt kunne absorberes fra tarmen i blodet. Spørsmålet om hvordan dette skjer er forvirrende, og åpner et helt nytt felt for leting, sa Liedtke.
Når det gjelder overlevelsesfordel med denne oppførselen, er rask tilfredsstillelse av saltappetitt fornuftig. Blant ville dyr betyr evnen til raskt å kompensere for saltbehov ved å lappe en salt løsning ivrig, at utarmede dyr kan drikke til tilfredsstillelse og forlate raskt, og redusere deres sårbarhet for rovdyr.
Duke-Melbourne-forskerteamet fant at når dyret har en robust natriumappetitt, ser det ut til at en bestemt region i hypothalamus blir utsatt for effekten av dopamin, som er hjernens indre valuta for belønning. Det antyder at tilstanden til det instinktive behovet, den natriumutarmede tilstanden, "fjærer" hypotalamus for den subjektive belønningsopplevelsen som følger når dyr tilfredsstiller behovet - en fornøyd følelse. Dette konseptet underbygges av deres funn at de lokale handlingene av dopamin på en underregion av hypothalamus er kritiske for dyrenes instinktive oppførsel.
Forholdet mellom avhengighetsgener til hypotalamusgen endrer underordnet genese og tilfredsstillelse av et klassisk instinkt, natriumappetitt
- Wolfgang B. Liedtkea,b,1,
- Michael J. McKinleyc,d,
- Lesley L. Walkerc,2,
- Hao Zhangb,2,
- Andreas R. Pfenningb,2,
- John Dragoc,e,
- Sarah J. Hochendonera,b,
- Donald L. Hiltonf,
- Andrew J. Lawrencec,eog
- Derek A. Dentonc,g,h,1
-
Bidratt av Derek A. Denton, 7. juni 2011 (sendt til anmeldelse 1. april 2011)
Abstrakt
Natriumappetitt er et instinkt som innebærer ivrig spesifikk intensjon. Det er fremkalt av natriummangel, stress-fremkalt adrenokortikotropisk hormon (ACTH) og reproduksjon. Genomdekkende mikroarrays hos natriummangel eller etter ACTH-infusjon viste oppregulering av hypotalamiske gener, inkludert dopamin- og cAMP-regulert neuronal fosfoprotein 32 kDa (DARPP-32), dopaminreseptorer-1 og -2, α-2C- adreneseptor, og striatalt beriket protein-tyrosinfosfatase (STEP). Både DARPP-32 og nevral plastisitetsreguleringsaktivitetsregulert cytoskjelettassosiert protein (ARC) ble oppregulert i laterale hypotalamus-orexinerge nevroner ved natriummangel. Administrasjon av dopamin D1 (SCH23390) og D2 reseptor (racloprid) antagonister reduserte tilfredsstillelse av natriumappetitt utløst av natriummangel. SCH23390 var spesifikk og hadde ingen effekt på osmotisk indusert vanndrikking, mens racloprid også reduserte vanninntaket. D1-reseptor KO-mus hadde normal natriumappetitt, noe som indikerer kompenserende regulering. Appetitt var ufølsom overfor SCH23390, og bekreftet fraværet av effekter utenfor målet. Bilateral mikroinjeksjon av SCH23390 (100 nM i 200 nL) i rottenes laterale hypothalamus reduserte sterkt natriumappetitt. Gensett-anrikningsanalyse i hypothalami hos mus med natriumappetitt viste signifikant berikelse av gensett som tidligere var knyttet til avhengighet (opiater og kokain). Dette funnet av samordnet genregulering ble dempet ved tilfredsstillelse med forvirrende rask kinetikk på bare 10 minutter, forutgående betydelig absorpsjon av salt fra tarmen. Saltappetitt og hedonisk smak av salt smak har utviklet seg over> 100 millioner år (for eksempel å være tilstede i Metatheria). Narkotika som forårsaker glede og avhengighet er relativt nyere og gjenspeiler sannsynligvis bruk av evolusjonære eldgamle systemer med høy overlevelsesverdi ved tilfredsstillelse av moderne hedoniske avlat. Våre funn skisserer en molekylær logikk for instinktiv atferd kodet av hjernen med mulige viktige translationell-medisinske implikasjoner.