Endogen opioid-indusert neuroplasticitet av dopaminerge neuroner i det ventrale tegmentale området påvirker naturlig og opiatbelønning (2014)

KOMMENTARER: De DeltaFosB studier vi nevner ofte alle fokuserte på kjernen accumbens (belønningssenter), og fant ut at kjønn stort sett utløser de samme hjernemekanismene som meth & kokain. Fra landemerkestudien av den samme forskeren (Natur- og narkotikarelaterte lov om felles nevrale plastisitetsmekanismer med ΔFosB som nøkkelmediator (2013)):

Dermed konvergerer naturlige og medisinske belønninger ikke bare på den samme nevrale banen, de konvergerer på de samme molekylære mediatorene, og sannsynligvis i de samme nevronene i Nucleus Accumbens, for å påvirke insentivets oppmerksomhet og "ønsket" av begge typer belønninger.

Ta bort: Met, kokain og kjønn gjør alle de samme fundamentale tingene til de samme nervecellene i belønningssenteret (kjernen accumbens), uansett hva de kan gjøre annerledes andre steder i hjernen. Dette demonterte det vanlige snakkepunktet at naturlige belønninger og narkotika varierer i mekanismer og effekter.

Denne nye studien undersøkte hva sex gjør med VTA. VTA er der de dopaminproduserende nervecellene begynner - og de forgrener seg til nucleus accumbens, frontal cortex og amygdala. I utgangspunktet er VTA kilden (brønnen) til det meste av dopaminet vårt. Se disse 2 bildene av belønningskretsen: Pic1, Pic2

Forskere fant at sex (climax) får cellene i VTA til å krympe midlertidig (hos menn). Celllegemer og deres dendriter består av hjernens gråmasse. Dette er akkurat hva heroinavhengighet gjør for VTA (Ikke en gangs bruk av heroin, men kronisk heroinbruk). Legg merke til at den samme krympingen av VTA-cellelegemene forekommer hos heroinavhengige.

Den kjønnskrevne cellekrempingen varer i minst 7 dager. Endringene som indusert av kjønn var tilbake til normal på 30 dager, men forskerne vurderte bare dager 1, 7 og 30.

Krympingen av cellekroppene ved heroinavhengighet resulterer i lavere dopamin i kjernen accumbens - eller det vi kaller desensitivisering. Forskerne administrerte morfin til rottene for å vurdere deres respons (etter sex), men ingenting skjedde. Vanligvis liker rottene morfinen mye, men her ble de midlertidig desensibilisert. Kort oppsummert var belønningskretsen etter ejakulerende rotter ikke responsiv på det lave nivået av heroin. Forskere antok at det ville være behov for høyere doser for å fremkalle en "normal" rottereaksjon.

For å oppsummere - Sex (midlertidig) gjør nøyaktig det samme i VTA som avhengighet av heroin: krymping av de dopaminproduserende nervecellelegemene. Dette fører til lavere dopamin i belønningssenteret, og mindre respons på narkotika - og det tar minst 7 dager for rottehjerner å komme seg.

 

J Neurosci. 2014 Jun 25;34(26):8825-36. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.0133-14.2014.

mugger KK1, Coppens CM2, Beloate LN3, Fuller J2, Van S2, Frohmader KS2, Laviolette SR2, Lehman MN4, Kjøle LM5.

Abstrakt

Naturlig belønning og narkotika av misbruk samler seg på mesolimbic-banen og aktiverer felles mekanisme for nevroplastisitet i nukleinsystemet. Kronisk eksponering for opiater induserer plastisitet i dopaminerge nevroner i det ventrale tegmentale området (VTA), som regulerer morfinbelønningstoleransen.

Her tester vi hypotesene om at parring-indusert frigjøring av endogene opioider i VTA forårsaker morfologiske forandringer av VTA dopaminceller i hannrotter, som i sin tur regulerer det langsiktige uttrykket av erfaringsinducert forsterkning av seksuell oppførsel.

For det første reduserte seksuell opplevelse VTA dopamin soma størrelse 1 og 7 dager, men ikke 30 dager etter siste parringssession. Denne effekten ble blokkert med naloxon før hver parringssession; Dermed var VTA dopamincelleplastisitet avhengig av virkning av endogene opioider.

I sin tur var VTA-plastisitet forbundet med endret opiatbelønning, da seksuelt erfarne menn ikke danner betinget stedspreferanse for 0.5 mg / kg morfin.

Deretter ble det bestemt om endogen opioidvirkning medierer seksuell belønning og minne hos hannrotter behandlet med naloxon under parring, enten systemisk eller intra-VTA. Nalokson forhindret ikke den første opplevelsesinducerte tilretteleggingen av seksuell oppførsel over gjentatte parringsøkter eller betinget stedspreferanse for parring. Imidlertid reduserte naloxonbehandling det langsiktige uttrykket av erfaringsinducert tilrettelegging av seksuell oppførsel og nevral aktivering i mesolimbiske områder indusert av parringsassosierte betingede signaler.

Sammen viser disse dataene at endogene opioider under parring induserer nevral plasticitet i VTA dopaminneuroner som virker kritiske for morfinbelønning og langsiktig minne for naturlig belønningsadferd.

 

Introduksjon

Naturlig belønning oppførsel er mediert av mesocorticolimbic systemet (Meisel og Mullins, 2006; Hoebel et al., 2009; Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a; Young et al., 2011; Blum et al., 2012). Narkotika av misbruk forårsaker nevrale endringer i dette systemet, noe som igjen bidrar til utvikling og uttrykk for rusmisbruk (Hyman et al., 2006; Nestler, 2012). Vi har tidligere fastslått at erfaring med naturlig belønningsadferd, dvs. seksuell erfaring hos hannrotter, også forårsaker nevral plasticitet i nukleinsystemet (NAc), inkludert økte dendritiske spines (Pitchers et al., 2010a) og deltaFosB (Pitchers et al., 2013). I sin tur er denne sexinducerte plastisiteten kritisk for effektene av kjønnserfaring ved etterfølgende parring, manifestert som tilrettelegging av initiering og utførelse av seksuell oppførsel (Pitchers et al., 2010b, 2012, 2013). Videre endrer sexopplevelsen responsiviteten til psykostimulanter, inkludert sensibilisering av lokomotorisk aktivitet og økt belønning (Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a, 2013).

NAc er et nedstrøms mål for de dopaminerge nevronene i det ventrale tegmentale området (VTA). VTA dopaminneuroner aktiveres under parring og etter eksponering for betingede indikatorer som forutsier seksuell belønning (Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010a), gjennom endogen opioidpeptid (EOP) -binding ved μ-opioidreceptorer (MORs; Matthews og German, 1984; Johnson og Nord, 1992; Klitenick et al., 1992; Ikemoto et al., 1997; Balfour et al., 2004). Eksponering for betingede indikatorer som forutsier seksuell oppførsel, forårsaker frigivelse av EOP- og VTA-dopamin-celleaktivering, noe som letter seksuell motivasjon (Mitchell og Stewart, 1990; van Furth et al., 1995; van furth og van ree, xnumx) og dopaminfrigivelse i NAc (Fiorino et al., 1997).

Gjentatt eksponering for eksogene opiater forårsaker morfologiske endringer i VTA (Mazei-Robison et al., 2011; Mazei-Robison og Nestler, 2012), redusert soma størrelse av VTA dopaminneuroner (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Chu et al., 2007; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011), reduserte nivåer av nevrofilamentproteiner (Beitner-Johnson et al., 1992), økt spenning av dopaminceller og redusert aksoplasmatisk transport og dopaminutgang til NAc (Beitner-Johnson et al., 1992; Mazei-Robison et al., 2011). Disse VTA dopaminneuronene forandrer seg morfinbelønningstoleranse og er forbigående ettersom de forsvinner innen en måned med narkotikaavhold (Russo et al., 2007). Det er for tiden uklart om plastisitet i VTA dopaminneuronene er unikt for opiater, eller hvis de også produseres ved frigjøring av EOP under naturlig givende oppførsel.

Her tester vi hypotesen om at naturlig belønning opplever forårsaker nevroloplastisk lik den som forårsakes av opiater, og dermed at opiater konvergerer på en plastisitetsmekanisme som er kritisk for naturlig belønningsadferd og belønningshukommelse. Vi tester om seksuell erfaring med hannrotter reduserer den soma størrelsen på VTA dopaminneuroner via en prosess avhengig av EOP-virkning i VTA. Videre undersøker vi om EOP-induserte endringer i VTA-dopaminneuroner er forbundet med forsterkning av naturlig givende atferd og tilskrivning av incitamentsalience til tegn som er forbundet med naturlig belønning, samtidig som det forårsaker krysstoleranse mot morfinbelønning.

Materialer og metoder

dyr

Voksne mannlige Sprague-Dawley-rotter (200-225 g) ble oppnådd fra Charles River og innkapslet i par i kunstig opplyst rom på en 12 h lys / mørk syklus i alle eksperimenter (lyser ved 10: 00 AM med unntak av morfintoleranseeksperimentet , lyser av ved 5: 00 PM). Mat og vann var tilgjengelige ad libitum unntatt under oppførselstesting. Stimuløse kvinner ble ovariektomisert og implantert subkutant med 5% 17-P-estradiolbenzoat SILASTIC kapsler (1.98 mm indre diameter, 0.5 cm lengde, Dow-Corning). Injiseringer av progesteron (subkutan, 500 μg i 0.1 ml sesamolje) ble administrert 3-6 h før testing for å indusere seksuell mottakelighet. Alle prosedyrer ble godkjent av University of Western Ontario og University of Michigan Animal Care Committees, og i samsvar med Canadian Council for Animal Care og National Institutes of Health retningslinjer som involverer vertebrate dyr i forskning.

Tidskurs for VTA dopamin soma størrelsesendringer

Daglige parring økter.

For å studere tidsforløpet av endringer i dopaminneuron soma-størrelse i VTA ble seksuelt erfarne og naive dyr drept ved 1, 7 eller 31 d (n = 5-8 per gruppe) etter den siste dagen med parring (erfaren) eller håndtering (naiv). Seksuelt erfarne grupper ble matchet for seksuell oppførsel i løpet av den avsluttende parringsøkten, samt totalt antall utløsninger i løpet av de fem øktene (gjennomsnittet av 5 for hver gruppe), og avviste ikke i noen parameter for seksuell oppførsel.

Parring økter.

Seksuelt naive menn ble tildelt to av to eksperimentelle forhold: seksuelt naive eller seksuelt erfarne. Seksuelt erfarne dyr fikk lov til å mate fem ganger i påfølgende dager med mottakelige kvinner i rektangulære testburar (60 × 45 × 50 cm) til visning av utløsning eller opp til 1 h (det som kom først). Burene ble grundig rengjort med 70% etanolløsning og ferskt sengetøy ble tilsatt mellom parringstimer. Seksuell oppførsel ble utført i mørkefasen (2-6 h etter mørkets begynnelse). Bare dyr som utløste seg under minst fire av de fem parringsøktene, ble vurdert seksuelt erfarne og inkludert i forsøk. Alle parringsøkter ble observert og seksuell oppførsel ble registrert. Antall mounts (M) intromissjoner (IM), monteringslatens (ML; tid fra introduksjon av kvinnen til første montering), intromissjonslatens (IL; tid fra innføring av kvinnen til første intromisjon) og ejakulasjonslatens (EL; tid fra første intromisjon til utløsning) ble registrert (Agmo, 1997). Naive dyr ble plassert i en ren testbur for 1 h samtidig med seksuelt erfarne menn som parret i samme rom, slik at de ble utsatt for fjerne kvinnelige lukt og lignende nivåer av forstyrrelse og miljømessig nyhet som erfarne menn.

Immunofluorescensmerking.

Dyr ble sterkt anestetisert ved bruk av natriumpentobarbital (270 mg / kg, ip) og perfusert intrakardialt med 50 ml 0.9% saltløsning, fulgt av 500 ml 4% paraformaldehyd i 0.1 m natriumfosfatbuffer (PB). Hjernene ble fjernet og etterfiksert for 1 h ved romtemperatur (RT) i samme fikseringsmiddel, og deretter nedsenket i 20% sukrose og 0.01% natriumazid i 0.1 m PB til lagring ved 4 ° C. Koronale seksjoner ble kuttet ved 35 μm på et frysende mikrotom (H400R, Microm) og ble samlet i fire parallelle serier i kryobeskyttelsesløsning (30% sukrose, 30% etylenglykol i 0.1 m PB) og deretter lagret ved 20 ° C. Alle inkubasjoner ble utført ved RT med forsiktig omrøring og store skyll med 0.1 m PBS, pH 7.35, mellom inkubasjoner. Seksjoner ble utsatt for 1% H2O2 for 10 min for å ødelegge endogene peroksidaser, deretter blokkert for 1 h i inkubasjonsløsning (PBS +: PBS inneholdende 0.4% Triton X-100; Sigma-Aldrich) og 0.1% bovint serumalbumin (Jackson Immuno Research Laboratories). Derefter ble seksjoner inkubert natten over ved RT i en mustyrosinhydroksylase (TH) -antibody (1: 20 000; Millipore). Etter primær antistoffinkubering ble seksjoner inkubert i AlexaFluor 555-konjugert geit-anti-mus-antistoff (1: 100; Invitrogen, Eugene, OR) for 30 min. Endelig ble seksjonene vasket med 0.1 m PB, montert på Superfrost Plus glassrør, tørket og dekslet med gelvatol inneholdende anti-fading-midlet 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan (DABCO; 50 mg / ml Sigma-Aldrich; Lennette, 1978).

Data analyse: neuron soma størrelse.

Bilder av TH-immunoreaktive (IR) nevroner i VTA ble tatt ved 40 × forstørrelse ved tre rostral til caudale nivåer (Balfour et al., 2004). Det var ingen forskjeller oppdaget mellom celler på de forskjellige nivåene. Soma-størrelsen på TH-IR-neuroner ble analysert ved hjelp av ImageJ (National Institutes of Health). Gjennomsnittlig areal, omkrets og sirkularitet ble målt som beskrevet av Sklair-Tavron et al. (1996). Et gjennomsnitt av 25 celler per dyr (kombinert alle 3 VTA nivåer) ble analysert og bare celler med en tydelig synlig kjerne ble inkludert. For hvert dyr ble gjennomsnittlig areal, omkrets og sirkularitet beregnet. For statistisk analyse ble det brukt en toveis ANOVA [faktorer: seksuell opplevelse (sex opplevd eller sex naiv) og tid (1, 7, eller 31 d)] etterfulgt av post hoc sammenligninger ved bruk av Holm-Sidak-metoden med et signifikansnivå på 0.05.

VTA-ikke-dopamin-endringer

Biweekly parring økter.

For å teste om seksuell erfaring under daglige parringsøkter kreves for reduksjoner i TH-IR-neuron soma-størrelse, ble VTA-dopaminneuroner av dyr som hadde parret under fem to ukers parringsøkter, analysert. Parringstider var som beskrevet ovenfor, men over en periode på 2.5 uker. Hjerner ble samlet 7 d etter siste parring eller håndtering.

Immunoperoksidasemerking.

I tillegg ble det testet om bruk av sensitive fargeteknikker med immunoperoxidase og kromogen deteksjon også ville muliggjøre visualisering av TH-IR soma størrelsesendringer. Perfusjon og vevsbehandling var oppførsel som beskrevet ovenfor. Etter behandling med 1% H2O2 og PBS + ble seksjoner inkubert natten over ved RT i en mus polyklonal tyrosinhydroksylase (TH) -antibody (1: 20 000; Millipore). Etter primær antistoffinkubering ble seksjoner inkubert med biotin-konjugert geit-anti-kanin-IgG (1 h, 1: 500 i PBS +, vektorlaboratorier), avidin-biotin-pepperrotperoksidase (1 h, ABC-elite; 1: 1 000 i PBS , Vektor laboratorier) og 3,3'-diaminobenzidin tetrahydroklorid (10 min, 0.02%, DAB; Sigma-Aldrich) forbedret med nikkel sulfat i (0.02% i 0.1 m PB) med hydrogenperoksid (0.015%). Seksjoner ble vasket grundig i 0.1 m PB for å avslutte reaksjonen og montert på kodede Superfrost pluss glassrør (Fisher) med 0.3% gelatin i ddH2O. Etter dehydrering ble alle lysbilder dekket med DPX-festemiddel (dibutylftalat xylen, Sigma-Aldrich).

Data analyse: neuron soma størrelse.

TH-IR-celler ble analysert for areal, omkrets og sirkularitet som beskrevet ovenfor. I tillegg ble TH-IR-celler i substantia nigra (SN), i de samme seksjoner som ble brukt for analyse av VTA TH-IR-celler, analysert. Til slutt, etter analyse av VTA- og SN TH-IR-celler, ble seksjoner forsynt med anvendelse av cresylfiolett og ikke-TH-IR-celler ble analysert ved å bruke de samme metodene som beskrevet ovenfor. Forskjeller mellom naive og erfarne grupper ble sammenlignet ved bruk av tospannede studenter t tester med et signifikansnivå på 0.05.

Effekter av naloxon på erfaring-indusert dopamin soma størrelse reduksjon

For å avgjøre om MORs hadde en rolle i sexopplevelsesinducerte endringer i dopaminneuron soma størrelse, ble MOR blokkert under seksuell oppførsel. Halvparten av dyrene fikk seksuell erfaring, mens den andre halvparten ble håndtert, men ble seksuelt naiv. Seksuelt erfarne dyr fikk lov til å mate på 5 sammenhengende dager. Innenfor de seksuelt erfarne og naive gruppene ble dyrene behandlet med den ikke-selektive MOR-antagonisten nalokson (10 mg / kg, sc; Sigma-Aldrich, oppløst i 0.9% saltvann) eller saltvann 30 min før innføring av den kvinnelige (erfarne) eller før behandling (naiv); Derved skapes fire eksperimentelle grupper: sexuelt naiv saltvann (Naive Sal), sexuelt naiv nalokson (Naive NLX), seksuelt opplevd saltvann (Exp Sal) og seksuelt opplevd nalokson (Exp NLX; n = 5-8 per gruppe). Naloksonbehandling hadde ikke statistisk signifikante effekter på noen parameter av seksuell oppførsel, på noen av 5 d, og nalokson- og saltvannbehandlede grupper var identiske i seksuell erfaring. Alle dyr ble drept via intrakardiell perfusjon 7 d etter siste parringsøkt. Seksjon, immunhistokjemi og dataanalyse (toveis ANOVA, faktorer: kjønnserfaring og behandling av medisiner) for dopamin soma-størrelse ble utført som beskrevet ovenfor.

Morfine betinget sted preferanse

Eksperimentelt design.

Tidligere Russo et al. (2007) viste kronisk morfin induserer toleranse mot morfinbelønning. Siden seksuell erfaring og kronisk morfin forårsaker lignende reduksjoner i soma størrelse av dopaminneuroner i VTA, ble den funksjonelle relevansen av de seksinducerte morfologiske endringene testet for morfinbelønning. Seksuelt erfarne og naive dyr ble delt inn i seks forskjellige eksperimentelle grupper (n = 9-13 per gruppe) basert på seksuell atferd (seksuelt naiv eller erfaren) og morfindose (0.5, 5.0 eller 10.0 mg / kg, ip) og ble testet for morfininducerte konditionerte stedpreferanser (CPP).

Morfin-CPP.

Konditionering fant sted 1 d etter den siste parringsøkten, og grupper ble matchet for seksuell ytelse i løpet av den siste parringsøkten. Det brukte CPP-paradigmet besto av en pretest, kondisjonstid og post-test, og apparatet var basert på Tenk et al. (2009). Kort fortalt besto CPP-apparatet (MED Associates) av tre forskjellige kamre. Mellom hver økt ble apparatet grundig rengjort med 70% etanoloppløsning for å minimere langvarige olfaktoriske signaler. For å bestemme individuelle preferanser ble det gjennomført en forprøve der dyr fikk fri tilgang til hele apparatet i 15 minutter. Som gruppe viste ikke dyr signifikant preferanse for et spesifikt kammer, men hvert enkelt dyr hadde en liten innledende preferanse. Rotter som viste en vesentlig preferanse for en av kamrene (> 200 s forskjell mellom tid brukt i hvert av kamrene; <5% av dyrene) under forprøven, ble ekskludert fra studien. Under kondisjonering ble medikament paret til enten foretrukket eller ikke-foretrukket kammer ved bruk av et objektivt paradigme (Tzschentke, 2007) og dyr ble begrenset til kamrene for 30 min. Dyr ble injisert med saltvann (ip) om morgenen (9: 00 AM til 12: 00 PM) og begrenset til saltvannsparret kammer (kontroll). På ettermiddagen (1: 00-PM) ble dyr injisert med morfin (ip, 4 mg / kg, 00 mg / kg eller 0.5 mg / kg; morfin sulfat oppløst i 5.0% saltvann, Johnson Matthey) og begrenset til morfin-parret kammer. Dyr ble utsatt for to kondisjoneringsdager. Neste dag (10.0 d etter siste paredag) ble en posttest, prosessorisk identisk med pretest, utført. For statistisk analyse ble tiden brukt i det morfinparede kammeret i løpet av etterprøven sammenlignet med tiden brukt i saltvannsparret kammer under etterprøven for seksuelt naive eller erfarne menn innen hver dosering ved bruk av en parret t test. p <0.05 ble ansett som statistisk signifikant. Ytterligere kontrollgrupper av seksuelt naive og erfarne dyr fikk saltvann i både sammenkoblede og uparede kamre for å fungere som negative kontroller. Ingen forskjeller i tidsbruk mellom kamre ble oppdaget for noen av gruppene.

Effekter av systemisk nalokson på erfaringsindubert tilrettelegging av seksuell oppførsel

Eksperimentelt design.

Seksuell erfaring resulterer i tilrettelegging av seksuell oppførsel som opprettholdes i minst 1 måned (Pitchers et al., 2012). For å analysere effekten av å blokkere MOR på erfaringsfremkalt tilrettelegging av seksuell oppførsel, mottok seksuelt erfarne dyr enten nalokson eller saltoppløsning før de fem sammenhengende parringsøktene (n = 12 hver) som beskrevet ovenfor. En uke etter den siste parringsøkten ble det gjennomført en sluttparingstest under hvilken alle dyr fikk lov til å mate til en utløsning eller opp til 1 h. Ingen behandling med naloxon eller saltoppløsning ble administrert før parring på den avsluttende testdagen. Parametre for parring ble sammenlignet for å avgjøre om nalokson påvirket enten sex-erfaring-indusert tilrettelegging av parring (dag 1 vs dag 5) eller vedlikehold av denne tilretteleggingen (dag 5 vs test) ved bruk av en toveis ANOVA [faktorer: behandling (saltvann kontra nalokson ) og dag (dag 1, dag 5 eller test)] og Holm-Sidak metode for post hoc sammenligninger. For alle statistiske tester, p <0.05 ble ansett for å være statistisk signifikant.

Ytterligere kontrolleksperimenter

Systemisk nalokson på testdag.

For å vise at endret seksuell oppførsel på avsluttende parningstestdag ikke skyldtes fravær av naloxon, administrerte vi enten naloxon eller saltvann på den avsluttende paringstestdagen til dyr som fikk parring parret med nalokson mens de oppnådde seksuell erfaring. Nærmere bestemt mottok alle dyr naloksoninjeksjon (10 mg / kg, sc) 30 min tidligere parring til en utløsning i 5 sammenhengende dager. På testdag 7 d senere mottok omtrent halvparten av dyrene en injeksjon av nalokson (10 mg / kg, n = 7) eller saltvann (n = 6) 30 min før innføring av en mottakelig kvinne. Seksuell oppførsel ble observert og registrert. Parametre for parring ble sammenlignet for å avgjøre om nalokson påvirket enten sex-erfaring-indusert tilrettelegging av parring (dag 1 vs dag 5) eller vedlikehold av denne tilretteleggingen (dag 5 vs test) ved bruk av en toveis ANOVA [faktorer: behandling (saltvann kontra nalokson ) og dag (dag 1, dag 5 eller test)] og Holm-Sidak metode for post hoc sammenligninger. For alle statistiske tester, p <5% ble ansett for å være statistisk signifikant.

Effekter av naloxon på korttidsuttrykk av forenklet seksuell oppførsel.

Effektene av behandling med naloxon (10 mg / kg, sc) under parring ble testet på etterfølgende seksuell oppførsel under en avsluttende paringstestdag, som bare ble utført 1 d etter siste parring (saltvann, n = 5; nalokson, n = 4).

Systemisk naloksonbehandling.

For å avgjøre om den gjentatte behandlingen av naloxon alene forårsaker nedsatt seksuell oppførsel 7 d etter siste behandling, fikk seksuelt naive dyr fem daglige naloxon (10 mg / kg, sc) eller saltinjeksjon i påfølgende dager før en parringstest 7 d etter slutt nalokson eller saltinjeksjon. På denne siste testdagen fikk ikke dyr noen injeksjon. Seksuell oppførsel ble observert og registrert som beskrevet ovenfor. Parametre for parring ble sammenlignet mellom grupper som brukte uparget t tester. For alle statistiske tester, p <5% ble ansett for å være statistisk signifikant.

Systemisk naloxon og sexbelønning.

En mulighet for naloksons dempende effekter på visningen av vedlikehold av forenklet seksuell atferd er at naloxone blokkerer de givende effektene av seksuell atferd. For å teste denne muligheten ble CPP-paradigmet utført for seksuell atferd umiddelbart etter nalokson eller saltvannsinjeksjon hos menn uten tidligere seksuell erfaring. CPP-prosedyren var den samme som beskrevet ovenfor for morfin-CPP, inkludert forprøving, kondisjoneringsdager og post-test.

Kjønnshandling var parret med det i utgangspunktet ikke-fremstilte kammer. På motbalansert måte mottok hvert dyr en injeksjon av nalokson (n = 12) eller saltvann (n = 11) 30 min før du mottar tilgang til en mottakelig kvinne. Den gjennomsnittlige varigheten av parringsøkten var ~13 min. Et minutt etter utløsning ble dyret plassert i det parrede kammeret for 30 min. På den andre kondisjonsdagen fikk dyr en injeksjon av enten nalokson eller saltvann (avhengig av hvilken de fikk før parring), og ble plassert i det opparbeide kammeret for 30 min. Deretter ble en posttest utført, identisk med pretestet. For å bestemme kammerpreferanse ble tiden brukt i det parrede kammeret under pretest og post-testen sammenlignet. For statistisk analyse, paret t tester ble brukt til å sammenligne preferanse- og differansescorer og tid i parret kammer under pretest og post-test for å avgjøre om en signifikant CPP ble dannet for seksuell oppførsel. p <0.05 ble ansett som signifikant.

Effekter av intra-VTA naloxon på erfaring-inducerte tilrettelegging av seksuell oppførsel

Eksperimentelt design.

For å avgjøre om EOP-tiltak spesielt i VTA, var ansvarlig for virkningene av seksuell opplevelsesinducerte forandringer på seksuell oppførsel, gjennomgikk dyr lokal infusjon av nalokson eller saltvann inn i VTA før fem daglige parringssessioner. Behavioral paradigme ligner det systemiske naloxon-eksperimentet. Seksuelt erfarne dyr fikk lov til å mate under 5 sammenhengende dager til en utløsning eller opp til 1 h. Femten minutter før den mottakelige kvinnen ble introdusert, fikk hanrotene bilaterale infusjoner av enten naloxon (10 μg / μl per halvkule, 0.5 μl volum, oppløst i 0.9% saltvann) eller saltvann (0.5 μl per halvkule). Bilaterale mikroinjeksjoner ble administrert ved en strømningshastighet på 0.5 μl / min over et 1-minintervall etterfulgt av en ytterligere 1-min med injeksjonskanylen igjen på plass for diffusjon. Injeksjonskanylen ble deretter erstattet med dummy-kanylen og støvhetten. En uke etter den avsluttende dagen for paring (testdag) parret alle dyrene en gang til utløsning uten infusjon av nalokson eller saltvann. Figur 3A skisserer eksperimentell design. Dataanalyse ble utført som beskrevet i systemisk naloksonforsøk.

Kanaloperasjon.

Mannrotter ble anestetisert med en intraperitoneal injeksjon (0.1 ml / kg) ketamin (0.87 mg / ml) og xylazin (0.13 mg / ml) og plassert i et stereotaksisk apparat (Kopf Instruments). Bilaterale 21-gauge-kanyler (Plast One) ble senket gjennom små borehull i skallen i hjernen mot VTA ved -4.8 mm AP, ± 0.75 mm ML fra bregma og -7.8 mm DV fra toppen av skallen i henhold til Paxinos og Watson (2013). Kanander ble sikret med dental akryl som festet seg til tre skruer satt i skallen. Dyr ble gitt en 2-ukers gjenopprettingstid, og ble behandlet daglig for tilpasning til håndtering og injeksjonsprosedyrer som ble benyttet under adferdstesting.

Kanonplasseringsbekreftelse.

Plasseringen av kanylene ble undersøkt ved bruk av TH-immunostaining for å bekrefte at VTA var nøyaktig målrettet. Bare dyr med riktig plassering ble inkludert i analyser (sluttgruppestørrelser: erfaren saltvann n = 8; opplevd nalokson n = 6). Tre ytterligere dyr som fikk intra-VTA naloxon injeksjoner rettet utenfor VTA ble gruppert sammen i en "savnet" injeksjonsgruppe. Den ubesvarte gruppen ble analysert separat for å tjene som anatomiske kontroller og Mann-Whitney U test ble brukt til å sammenligne oppførsel på den avsluttende testdagen med nalokson og saltvannsbehandlede erfarne menn.

Parringsassosiert kontekstuell cue-indusert pERK-ekspresjon

Eksperimentelt design.

Eksponering for buret der menn kjøpte parring erfaring, har vist seg å forårsake MOR-aktivering i VTA og neurale aktivitet i VTA og NAc (Balfour et al., 2004). Derfor fungerer parringsmiljøet som en betinget kø forutsigbar av seksuell belønning. Den nåværende studien testet om MOR-aktivering under seksuell erfaring er nødvendig for etterfølgende betinget cue-indusert neural aktivering. Nalokson eller saltoppløsning ble administrert systemisk (ip) 30 min før plassering i parringsarenaen og innføring av en mottakelig kvinne for parring (erfarne), eller før kontrollmanipuleringen som besto av plassering i håndteringsburet uten presentasjon av den kvinnelige (nøytral miljø, naivt). Dermed ble fire eksperimentelle grupper opprettet: Naive Sal, Naive NLX, Exp Sal ​​og Exp NLX. En uke etter avsluttende paringsøkt ble halvparten av dyrene i hver gruppe utsatt for parringskassen (exp male: sex-assosierte betingede signaler) eller håndtering av bur (naive menn: usynlige / nøytrale signaler), mens den andre halvdelen ikke var utsatt for noen signaler og i stedet forble i hjemmeburene (for å bestemme baseline pERK-uttrykk). Dette eksperimentelle paradigmet produserte 8-grupper: Naive Sal-No Cue, Naive Sal + Cue, Naive NLX-No Cue, Naive NLX + Cue, Exp Sal-No Cue, Exp Sal ​​+ Cue, Exp NLX-No Cue, Exp NLX + Cue (n = 4 hver unntatt Naive NLX-No Cue, n = 3). Dyrene ble perfusjonert 10-15 min etter cue eksponering. Kontrolldyr ble fjernet fra hjemmeburene og perfusjonert samtidig.

Immunhistokjemi.

Seksjon og immunhistokjemi ble utført som beskrevet ovenfor. Her brukte vi et kaninpolyklonalt antistoff mot p42 og p44 MAP Kinases ERK1 og ERK2 (pERK; 1: 4 000; Cell Signal Technology). Det primære antistoffet er i stor grad preget av litteraturen (Roux og Blenis, 2004; Murphy og Blenis, 2006; Frohmader et al., 2010b). Videre forhindret utelatelse av det primære antistoff all immunoreaktivitet og Western blot-analyse av rottehjernevev avslørt to bånd ved passende molekylvekter.

Dataanalyse.

pERK-immunoreaktive (-IR) -celler ble talt i en rekke hjernegrupper ved å bruke et kamera lucida tegningsrør festet til en Leica DMRD-mikroskop: NAc [kjerne (C) og skall (S); 400 × 600 μm; medial prefrontal cortex; MPFC; anterior cingulate område (ACA); prelimbic cortex (PL); infralimbic cortex (IL); 600 × 800 μm hver], caudate-putamen (CP; 800 × 800 μm) og basolateral amygdala (BLA; 900 × 1200 μm; Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010b; Pitchers et al., 2010b). To seksjoner ble telt per hjerneområde og antall celler i standardområdene av analyser ble deretter beregnet som antall celler per mm2. De to teller var i gjennomsnitt pr. Dyr for beregning av gruppemidlene. Gruppegrupper i seksuelt erfarne eller naive grupper ble sammenlignet med toveis ANOVA [faktorer: narkotikabehandling (NLX eller Sal) og cue (cue eller no cue)] etterfulgt av post hoc sammenligninger ved bruk av Holm-Sidak eller Mann-Whitney summetester hvor det er relevant med et signifikansnivå på p <0.05. I NAc-skallet til seksuelt erfarne dyr var det en sterk trend mot faktorene og derfor ble parvise sammenligninger utført for å sammenligne bare saltvann (Sal-No Cue) og saltvann (Sal + Cue) grupper.

Bilder.

Digitale bilder ble tatt med et CCD-kamera (Macrofire, Optronics) festet til a Leica mikroskop (DM5000B) med faste kamerainnstillinger. Bilder ble importert til Adobe Photoshop 9.0-programvare. Bildene ble ikke endret på noen måte unntatt justering av lysstyrke og kontrast.

Resultater

Seks erfaring-induserte endringer i VTA dopamin celler

Seksuell erfaring resulterte i en reduksjon i VTA dopamin soma størrelse (Fig. 1A-C). Seksuell erfaring betydelig redusert område og omkrets av summen av VTA TH-IR-celler (område: F(1,31) = 23.068, p <0.001; omkrets, F(1,31) = 18.225, p <0.001). Det var også en vesentlig betydelig tidseffekt (område: F(2,31) = 6.377, p = 0.005; omkrets, F(2,31) = 4.389, p = 0.021) og en betydelig samspill mellom erfaring og tid (område: F(2,31) = 5.284, p = 0.011; omkrets, F(2,31) = 4.347, p = 0.022). Parvise sammenligninger avslørte at området og omkretsen av TH-IR-celler var signifikant redusert 1 og 7 d etter den siste dagen med seksuell oppførsel hos seksuelt erfarne dyr sammenlignet med seksuelt naive kontroller [Fig. 1B, område: p = 0.002 (1 d), p <0.001 (7 d); C, omkrets: p = 0.009 (1 d), p <0.001 (7 d)]. Effekten av seksuell atferd forsvant når den ble fulgt av perioden med belønningsavhold, da somastørrelsen på TH-IR-nerveceller vendte tilbake til baseline 31 d etter den siste parringsøkten (Fig. 1B, område: p = 0.798; C, omkrets: p = 0.785). Sexopplevelsesinducerte endringer ble ikke påvist i sirkulærhet på noen av tidspunkter (Fig. 1D). VTA dopamin soma størrelsesreduksjon var ikke avhengig av daglige parringsøkter, da parringserfaring under fem ukentlige parringsøkter også ga en redusert VTA dopamin soma størrelse (Fig. 2A,B, E-H, område: p = 0.004; omkrets: p <0.001). I motsetning til dette påvirket ikke sexopplevelsen TH-IR somastørrelse i substantia nigra (Fig. 2C, I-J, område: p = 0.13; omkrets: p = 0.16) eller endret soma-størrelse i nærliggende VTA-ikke-TH-IR-neuroner (Fig. 2D, E-H, område: p = 0.46; omkrets: p = 0.45).

Figur 1. 

Endogene opioid-induserte soma størrelsesendringer av VTA dopaminneuroner. ARepresentative bilder av VTA dopaminneuroner fra seksuelt naive og erfarne dyr som viser reduksjonen i soma-størrelse 7 d etter avsluttende paringsøkt. Skalbjelke, 5 μm. Kvantitative data som viser at seksuell opplevelse (Exp, sorte barer) forårsaket betydelig reduksjon i arealet (B; i μm2) og omkrets (C; i μm) av VTA dopamin celler, 1 d (Naive, Exp; n = 6) og 7 d (Naive, n = 5; Exp, n = 6), men ikke 31 d (Naive, n = 6; Exp, n = 8) etter endelig parring, sammenlignet med seksuelt naive kontroller (Naive, hvite barer). Området ble redusert til 84% hos erfarne menn sammenlignet med naive kontroller ved 1 eller 7 d. Perimeter ble redusert til 91.6 og 90% i erfarne grupper sammenlignet med kontroll ved 1 og 7 d resp. Det var ingen effekt på sirkulariteten (D). Denne dopamincellepeptisiteten i området (E) og omkrets (F) ble forhindret av naloxon (NLX, n = 8), men ikke saltvann (Sal, n = 7) behandling under parring, 7 d etter avsluttende paringsøkt sammenlignet med seksuelt naive kontroller (Sal, n = 5; NLX, n = 6). Data representerer gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til seksuelt naive kontroller av samme dag (B, C) eller sammenlignet med saltvannbehandlede seksuelt naive kontroller og naloxonbehandlede, seksuelt erfarne menn (E, F).

Figur 2. 

Seksuell erfaring reduserte ikke noe soma størrelse i substantia nigra dopamin nevroner eller VTA nondopamin nevroner. VTA TH-IR-neuron soma-område (A; i μm2) og omkrets (B; i μm) hos seksuelt naive (hvite) og erfarne (svarte) dyr som fikk erfaring ved parring to ganger i uken i stedet for i påfølgende dager. Substantia nigra TH-IR soma-område (C) og VTA ikke-TH-IR soma-område (D) hos seksuelt naive (hvite) og erfarne (svarte) dyr. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til seksuelt naive kontroller. Representative bilder som viser TH-IR (brune) nevroner i VTA av seksuelt naiv (E), og erfarne (F) hanner. G, H, Et høyere forstørrelsesbilde av nevronen som er angitt av pilen i E og F henholdsvis. Nissl-farget nevroner er vist i blått i disse bildene. Representative bilder som viser TH-IR-neuroner i SN av seksuelt naiv (I) og erfarne (J) hanner. Skalestenger: E-J, 20 μm.

Sex-erfaring-indusert soma størrelse reduksjon av VTA dopamin nevroner er avhengig av opioid reseptor aktivering

Reduksjonen av VTA dopaminneuron soma størrelse forårsaket av seksuell erfaring ble blokkert av den ikke-selektive MOR antagonisten naloxon, administrert før hver parringssession. Naloksonbehandling før parringstimer hadde en betydelig effekt på området (F(1,22) = 4.738, p = 0.041) og trend mot en signifikant effekt på omkretsen (F(1,22) = 2.892, p = 0.052). En signifikant interaksjon mellom erfaring og naloxonbehandling ble funnet for område (F(1,22) = 5.578, p = 0.027) og omkrets (F(1,22) = 8.167, p = 0.009). Parvise sammenligninger viste at seksuell erfaring i saltvannbehandlede dyr signifikant reduserte området og omkretsen av VTA dopaminneuroner 7 d etter den siste parringsøkten sammenlignet med saltvannsbehandlede, seksuelt naive menn (Fig. 1E, område: p = 0.018; F, omkrets: p = 0.007). I motsetning hevde seksuelt erfarne naloxonbehandlede dyr ikke fra naloksonbehandlede naive menn (Fig. 1E, område: p = 0.483; F, omkrets: p = 0.330). I tillegg ble den soma størrelsen på erfarne saltvannsdyr betydelig redusert sammenlignet med erfarne naloxondyr (Fig. 1E, område: p = 0.002; F, omkrets: p = 0.002). Denne effekten av naloxon var spesifikk for seksuell erfaring, da naloxonbehandling ikke alene påvirket TH-IR-celle soma-størrelse hos sexuelt naive naloksonbehandlede hanner sammenlignet med saltbehandlede kontroller (Fig. 1E,F). Videre skyldes denne effekten av naloxon på erfaring-inducert soma-størrelsesreduksjon ikke effekter av naloxon på seksuell atferd, da parringsadferd ikke var vesentlig forskjellig mellom nalokson- og saltvannsbehandlede menn, bortsett fra at det var lengre tid å starte parring etter utløsning (post ejakulasjonsintervall) hos naloxonbehandlede menn under den første og femte parringsøkten (p = 0.03 og p = 0.004, henholdsvis). Både saltvann- og naloksonbehandlede hanner koplet til utløsning under hver av de fem parringsøktene.

Seksuell erfaring-indusert morfinbelønningstoleranse

Effektene av seksuell erfaring på VTA dopamin soma størrelse ved virkningen av EOP i VTA ligner de som er rapportert for eksogene opiater (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007). Derfor ble det testet om naturlig belønning-indusert VTA dopamincelleplastisitet påvirker belønning for opiatmorfinen. Faktisk har seksuell erfaring forårsaket morfinbelønningstoleranse, som ligner effektene av kroniske opiater (Russo et al., 2007). Seksuelt erfarne menn mislyktes i å utvikle en CPP for 0.5 mg / kg morfindose; mens seksuelt naive menn utgjorde en CPP for denne dosen, som indikert ved å tilbringe mer tid i det morfinparede kammer sammenlignet med saltvannsparret kammer under etterprøven (Fig. 3; p = 0.039). Både seksuelt naive og erfarne grupper brukte en betydelig større mengde tid i morfinparet kammer sammenlignet med saltvannsparret kammer med høyere doser morfin: 5.0 mg / kg (Fig. 3; Naiv: p = 0.029; Exp: p = 0.012) og 10.0 mg / kg (Fig. 3; Naiv: p <0.001; Utløp: p = 0.002).

Figur 3. 

Effektene av seksuell opplevelse på morfinbelønning. Tider brukt i saltvann- (Sal) eller morfinparet (Mor, 0.5, 5 eller 10 mg / kg kroppsvekt) kamre under etterprøven i seksuelt naiv (Naiv, n = 10-13) eller erfarne (Exp, n = 9-13) hanner. Data presentert som gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til Sal-parret kammer innen samme dyr. NS, ikke signifikant.

Kjønnsopplevelsesfremkalt tilrettelegging av parringsadferd er avhengig av opioidreceptoraktivering

Resultatene hittil demonstrerer at EOP som virker i VTA under 5 daglig korte parringssessioner, forårsaker plastisitet av VTA dopaminneuronene som ligner på virkningen av kronisk morfin eller heroin selvadministrasjon (Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Vi antydet at VTA dopamin soma-størrelse reduksjon er kritisk for belønning læring og spesifikt for sex erfaring-indusert tilrettelegging av kjønn atferd når det gjelder motivasjon og ytelse. Denne hypotesen ble testet ved å blokkere MOR ved bruk av naloxon under parring og undersøkelse av effektene på tilrettelegging av seksuell oppførsel indusert av seksuell erfaring under de fem daglige parringsøktene. Data presenteres i Figur 4 for den første og femte parringsøkten, da disse er de dataene som best illustrerer erfaringsinducerte tilrettelegging av parringsadferd. Videre testes de langsiktige effektene av naloxonbehandling under parringsøktene på opprettholdelsen av erfaringsinducerte tilrettelegging av parringsadferd, under en avsluttende paringstest 1 uke senere. Figur 4A viser eksperimentell design. Det var en signifikant hovedvirkning av parringsøkt på alle parametere av kjønnsadferd (festetid: F(2,55) = 11.286, p <0.001; innbruddsforsinkelse: F(2,55) = 8.767, p <0.001; utløsning latens: F(2,55) = 10.368, p <0.001) og naloksonbehandling på ventetid for montering (F(1,55) = 6.585, p = 0.013) og intromisjon (F(1,55) = 7.863, p = 0.007). Parvis sammenligninger viste at naloxonbehandling påvirket seksuell oppførsel under den første parringsøkten fordi naloxondyr hadde betydelig lengre latenser til første montering (p = 0.002) og intromisjon (p = 0.002) sammenlignet med saltkontroller på den første dagen i parring. Denne naloxon-effekten på opprinnelig kjønnsadferd ble redusert av seksuell erfaring og ikke observert under noen av de etterfølgende parringsøktene (Tabell 1). Videre forhindret naloxonadministrasjon før hver av fem parringsøkter ikke første tilrettelegging av seksuell oppførsel med seksuell erfaring. I overensstemmelse med de forsterkende effektene av seksuell erfaring viste saltvannsbehandlede hanner reduserte latenser til å montere (Fig. 4B; p = 0.032) intromisjon (Fig. 4C; p = 0.033) og utløsning (Fig. 4D; p <0.001) under den femte parringsøkten sammenlignet med den første parringsøkten, som indikerte tilrettelegging av seksuell atferd. På samme måte viste naloxonbehandlede menn betydelig kortere ventetid for montering (Fig. 4B; p <0.001), intromisjon (Fig. 4C; p <0.001) og utløsning (Fig. 4D; p = 0.017) på den femte sammenlignet med den første dagen. Videre avviste naloxonbehandlede hanner ikke fra saltvannskontroller i noen av latensene under den femte parringsøkten.

Figur 4. 

Endogene opioider spiller en kritisk rolle i den erfaringsinducerte tilretteleggingen av seksuell oppførsel. A, Eksperimentelt design. B-D, Seksuelle oppførsel parametere for menn behandlet med saltvann (Sal, hvite barer, n = 11) eller naloxon (NLX; sorte barer, n = 12) ved systemisk administrasjon. Data vist er latens å montere (B; sekunder), intromisjon (C; sekunder), og utløsning (D; sekunder) på dager 1 og 5 på fem påfølgende dager med parring. I tillegg vises data for den endelige parringstesten, 7 d etter den femte parringsøkten. Data presenteres som gjennomsnittlig ± SEM; + indikerer signifikant forskjell mellom dager 1 og 5 innen behandling; * indikerer signifikant forskjell mellom testdag og dag 5 innen behandling # indikerer signifikant forskjell mellom nalokson og saltvann grupper innen dag.

Se denne tabellen: 

Tabell 1. 

Naloksonadministrasjon før parring økte latenser til montering og intromisjon bare på den første dagen av parring

I motsetning hevde naloxonbehandling under seksuell opplevelsesøkt vedlikeholdet av erfaringsindubert tilrettelegging av seksuell oppførsel på den avsluttende paringstestdagen. Testdagen ble utført 7 d etter avsluttende parringsøkt i fravær av en naloksoninjeksjon. Salinbehandlede kontrollmannene viste den forventede erfaring-induserte tilrettelegging av seksuell oppførsel. Spesielt var latenser for montering, intromisjon og utløsning forskjellig mellom femte parringsøkten og den avsluttende testdagen (Fig. 4B-D). Mens naloxonbehandlede hanner viste en signifikant økning i latenser til å montere (Fig. 4B; p = 0.033), intromisjon (Fig. 4C; p = 0.036) og utløsning (Fig. 4D; p = 0.049) på testdagen sammenlignet med den femte parringsøkten. På testdagen ble det også funnet naloxondyr å være signifikant langsommere enn saltvannbehandlede hanner som vist ved lengre ventetid å montere (Fig. 4B; p = 0.017) og intromisjon (Fig. 4C; p = 0.043). Dermed blokkerte naloxonbehandling vedlikeholdet, men ikke den første utviklingen av erfaringsinducert tilrettelegging av seksuell oppførsel. Disse funnene indikerer en kritisk rolle for EOP-indusert VTA dopaminneuronplasticitet på langsiktig uttrykk for forsterkning av naturlig belønningsadferd.

Flere ytterligere kontrollforsøk ble utført for å fastslå at virkningene av opioidreseptorblokkering på tap av langvarig forsterkning av seksuell oppførsel skjedde uavhengig av mangel på naloxonadministrasjon på den avsluttende parningstestdagen (Fig. 5A,B), var spesifikk for tap av langsiktig, men ikke kortsiktig vedlikehold av parringsletting (Fig. 5E,F), ikke forårsaket av daglig eksponering for naloxon alene (Fig. 5C,D), og ble ikke forårsaket av tap av seksuell belønning hos naloxonbehandlede hanner (Fig. 5G,H). For det første for å vise at endret seksuell atferd på den endelige paringstesten ikke var på grunn av fraværet av nalokson, ble enten nalokson eller saltoppløsning administrert på den avsluttende parningstestdagen til dyr som fikk parring parret med nalokson mens de oppnådde seksuell erfaring (Fig. 5A). Det var en signifikant hovedvirkning av parring dag på latencies å montere (Fig. 5B; F(2,27) = 30.031, p = 0.038) og intromisjon (Tabell 2; F(2,27) = 10.686, p = 0.048). Det var ingen hovedvirkning av parring dag på ventetid til utløsning (Tabell 2; F(2,27) = 2.388, p = 0.109) På samme måte som beskrevet ovenfor, påvirket naloxonbehandling under parring ikke tilrettelegging av seksuell oppførsel under de første seks seksuelle opplevelsessesjonene. Begge grupper (saltvann- og naloksonbehandlede grupper som bestemt ved behandling mottatt under avsluttende parningstest, begge fikk nalokson under parring) viste tilrettelagt seksuell oppførsel på dag 5 sammenlignet med dag 1 og viste signifikant kortere latenser til første montering (Fig. 5B; saltvann: p = 0.033; nalokson: p = 0.014) og intromisjon (Tabell 2; saltvann: p = 0.034; nalokson: p = 0.026). Dyr som mottok enten naloxon eller saltvann på den endelige paringstestdagen hadde lengre latencies å montere (Fig. 5B; saltvann: p = 0.018; nalokson: p = 0.029) og intromisjon (Tabell 2; saltvann: p = 0.019; nalokson: p = 0.020) sammenlignet med den femte dagen med parringserfaring. Derfor har administrasjonen av naloxon eller saltvann på testdagen umiddelbart før parring ikke påvirket effekten av naloxonbehandling under seksuelle opplevelsessessioner og demping av langvarig tilrettelegging av seksuell oppførsel var identisk med den som ble vist hos dyr som ikke fikk noen injeksjon på avsluttende parningstestdag (Fig. 4).

Figur 5. 

Endogene opioider er viktige i det langsiktige uttrykket av erfaringsindubert tilrettelegging av seksuell oppførsel. A, Eksperimentell design for eksperiment på effekt av NLX behandling på testdag. B, Beredskapstid på dager 1 og 5 på fem sammenhengende dager med parring og avsluttende paringstestdag (Test) etter saltvann (grå) eller nalokson (svart) injeksjon. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM. * indikerer signifikant forskjell mellom dag 1 og dag 5 innen behandling. # indikerer signifikant forskjell mellom testdag og dag 5 innen behandling. C, Eksperimentell utforming for eksperiment for å teste effekten av naloxon-forbehandling alene uten seksuell erfaring på parringsoppførsel. D, Beredskapstid på sluttparingstestdag, 7-dager etter 5-dager med enten salt- eller naloksoninjeksjon i fravær av parring. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM. E, Eksperimentell design for eksperiment for å teste om naloxonbehandling påvirket kortsiktig visning av forenklet seksuell oppførsel hos seksuelt erfarne dyr. F, Beredskapstid på dag 1 og dag 5 på fem sammenhengende dager med parring og avsluttende paringstestdag, 1 dag etter dag 5 i nærvær av saltoppløsning (grå) eller nalokson (svart) injeksjon. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM. * indikerer signifikant forskjell mellom dag 1 og dag 5 innen behandling. G, Eksperimentell design for eksperiment for å teste om naloxonbehandling blokkerte de givende effektene av seksuell oppførsel. H, Tid brukt i parring av parret kammer (i sekunder) under pretestet (hvitt) og etterprøving (svart) for dyr som mottok enten nalokson eller saltoppløsning før parring. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til pretest.

Se denne tabellen: 

Tabell 2. 

Data vist er latenser til intromisjon og utløsning (sekunder) fra kontrollforsøk utført for å fastslå at virkningen av MOR-blokkering på tap av langvarig forsterkning av seksuell oppførsel skjedde uavhengig av mangel på naloxonadministrasjon på den avsluttende parningstestdagen

For å avgjøre om det var naloxonbehandling i paret med seksuell erfaring og ikke gjentatt for naloxon per se som forårsaket nedsatt seksuell oppførsel 7 d etter siste behandling, mottok seksuelt naive dyr enten fem daglige injeksjoner av nalokson eller saltinjeksjon før en sluttparingstest 7 d senere (Fig. 5C). Ingen signifikante forskjeller ble påvist for noen parringsparameter mellom saltvann og naloksonbehandlede grupper (Fig. 5D; fjellets latens; intromisjon latens: saltvann 139.7 ± 40.3 vs naloxon 121.83 ± 42.55; ejakulasjonsforsinkelse: saltvann 887.9 ± 70.0 vs naloxon 1050.8 ± 327.31). Disse resultatene indikerer at alene naloxon ikke er tilstrekkelig til å endre påfølgende seksuell oppførsel, ligner mangelen på effekter av naloxon alene på VTA dopaminneuronplastisitet.

Vi hypoteser at naloxonbehandling i løpet av oppkjøpet av seksuell erfaring forstyrrer det langsiktige uttrykket av seksuell opplevelsesinducert tilrettelegging av seksuell oppførsel. For å teste dette videre ble effektene av naloxonbehandling under parring testet på etterfølgende seksuell oppførsel under en sluttparingstest, som kun ble utført 1 d etter siste parring (eksperimentell design; Fig. 5E). Det var en betydelig hovedvirkning av parringsdag på fjellet (Fig. 5F; F(2,20) = 19.780, p <0.001) og introniseringsforsinkelser (Tabell 2; F(2,20) = 19.041, p <0.001). Det var ingen signifikant hovedeffekt av dagen på utløsningstid (Tabell 2; F(2,20) = 3.042, p = 0.070). På samme måte som beskrevet ovenfor viste alle menn (til tross for saltvanns- eller naloksonbehandlinger) tilrettelegging av seksuell oppførsel under de fem seksuelle opplevelsessesjonene som er angitt av betydelig kortere latenser til montering (Fig. 5F; saltvann: p = 0.002; nalokson: p = 0.018) og intromisjon (Tabell 2; saltvann: p = 0.006; nalokson: p = 0.009) på dag 5 sammenlignet med dag 1. På samme måte ble tilrettelagt seksuell oppførsel demonstrert på testdag sammenlignet med dag 1 indikert ved betydelig kortere latenser for å montere (Fig. 5F; saltvann: p = 0.001; nalokson: p = 0.020) og intromisjon (Tabell 2; saltvann: p = 0.004; nalokson: p = 0.009). Enda viktigere, påvirket naloxonbehandling under paring ikke signifikant seksuell erfaring-fremkalt tilrettelegging av kjønnsadferd når testet 1 d etter kjønnserfaring, uavhengig av naloxonbehandling på denne siste parningstestdagen.

Til slutt testet vi muligheten for at naloxones dempende effekter på det langsiktige uttrykket av forenklet seksuell atferd skyldes en blokkerende effekt av naloxone på de givende egenskapene til seksuell atferd. Imidlertid forandret ikke nalokson administrert rett før parring dannelsen av CPP for parring (Fig. 5G), noe som tyder på at naloxonbehandling ikke endret seksuell belønning. Både saltvann- og naloksonbehandlede grupper dannet en signifikant CPP for seksuell oppførsel som indikert ved betydelig økt tid brukt i sexparret kammer (Fig. 5H; saltvann: p = 0.038; nalokson: p = 0.002) under etterprøven sammenlignet med pretest. Derfor utøver naloxon ikke sin skadelige effekt på vedlikehold av forenklet seksuell oppførsel ved å blokkere belønningen forbundet med seksuell oppførsel.

Tilrettelegging for seksuell oppførsel er avhengig av EOP-tiltak i VTA

For å bekrefte at EOP handler spesifikt i VTA for å indusere langsiktig tilrettelegging av seksuell oppførsel, er den eksperimentelle utformingen skissert i Figur 3A ble gjentatt med intra-VTA naloxon-infusjoner i stedet for systemiske injeksjoner. Resultatene var identiske med systemisk administrasjon beskrevet ovenfor. Det var en signifikant hovedvirkning av paringsdag på alle parametere av kjønnsadferd (Fig. 6A, fjelllatens: F(2,33) = 4.494, p = 0.019; B, intromisjon latens: F(2,33) = 4.042, p = 0.027; C, ejakulasjons latensitet: F(2,33) = 5.309, p = 0.010) og intra-VTA naloxonbehandling på latenser å montere (F(1,33) = 7.345, p = 0.011) og intromisjon (F(1,33) = 6.126, p = 0.019). Intra-VTA nalokson forhindret ikke den første opplevelsesinducerte tilretteleggingen av seksuell oppførsel under 5 d for parring, da naloxonbehandlede hanner viste reduserte latenser til montering (Fig. 6A; p = 0.001), intromisjon (Fig. 6B; p <0.001) og utløsning (Fig. 6C; p = 0.001) på dag 5 sammenlignet med dag 1. Naloxonbehandlede hanner avviste ikke fra saltvannbehandlede hanner på den femte dagen av parring i noen av latensene. Intra-VTA naloxonbehandling, som systemisk administrasjon, forårsaket betydelig økt montering (Fig. 6A; p <0.001) og introniseringsforsinkelser (Fig. 6B; p <0.001) på den første parringsdagen sammenlignet med saltvannsbehandlede menn, som ikke ble observert under påfølgende parringsøkter (der nalokson- og saltvannsbehandlede menn ikke skilte seg fra). En uventet observasjon var at saltvannsbehandlede menn i dette eksperimentet ikke viste statistisk signifikant tilrettelegging av monterings- eller inntrengningsforsinkelser (som vist i alle eksperimenter beskrevet ovenfor), og bare utløsningslatens ble kortsluttet på den femte dagen sammenlignet med den første dagen (saltvann: p = 0.001).

Figur 6. 

Endogene opioider i VTA formidle erfaringsinducerte tilrettelegging av seksuell oppførsel og dets langsiktige vedlikehold. Seksuelle oppførselsparametere for menn behandlet med saltvann (Sal, hvite barer, n = 8) eller NLX (svarte barer, n = 6) med intra-VTA-administrasjon. Data vist er latens å montere (A), intromisjon (B), og utløsning (C) på dager 1 og 5 på fem påfølgende dager med parring. I tillegg vises data for den avsluttende parningstestdagen, 7 d følgende dag 5 i fravær av salt- eller naloksoninjeksjon. Data representerer gjennomsnittlig ± SEM; + indikerer signifikant forskjell mellom dager 1 og 5 innen behandling; * indikerer signifikant forskjell mellom testdag og dag 5 innen behandling # indikerer signifikant forskjell mellom naloxon og Sal-grupper innen dag. Skjematiske tegninger av koronale VTA seksjoner (H, -4.60; I, -5.00; J, -5.25 fra bregma) som indikerer intra-VTA injeksjonssteder for alle dyr i Eksperiment 5 (saltvann, hvit, nalokson, svart, savnet, grå), ved hjelp av malte tegninger fra Swanson Brain Maps (Swanson, 2004). Kanyler var bilaterale, men injeksjonssteder er representert ensidig for enkel presentasjon. Fr, Fasciculus retroflexus; ML, medial lemniscus; SN, substantia nigra.

Intra-VTA naxolonbehandling blokkerte opprettholdelsen av tilrettelagt seksuell oppførsel observert hos seksuelt erfarne hanner, lik effekten av systemisk nalokson. Nærmere bestemt, på den endelige testdagen hadde naloxonbehandlede hanner lengre ventetider å montere (Fig. 6A; p = 0.011), intromisjon (Fig. 6B; p = 0.010), og utløsning (Fig. 6C; p = 0.015) sammenlignet med deres femte parringssesjon og sammenlignet med saltvannbehandlede hannene på den avsluttende testdagen (Fig. 6A, p = 0.006; B, p = 0.008). I motsetning hevde saltvannbehandlede dyr ikke i latenser til montering og intromisjon mellom sluttprøve dag og dag 5 av parring. Disse effektene var spesifikke for levering av naloxon til VTA, som menn med kanyleringssteder i nærheten, men ikke rettet mot VTA (Fig. 6D; n = 3) viste langsiktig tilrettelegging av seksuell atferd som ligner på saltbehandlede kontroller (ML, IL = 53 ± 6.245, EL = 389 ± 299.5 og signifikant forskjellig sammenlignet med intra-VTA naloxondyr på den avsluttende parningstestdagen IL: p = 0.029; EL: p = 0.0395).

EOP-tiltak er nødvendig for seks-assosiert betinget cue-indusert neural aktivering

Basert på funnene hittil, antydet vi at EOP-aktivering i VTA under parringserfaring og etterfølgende VTA dopamin soma-størrelsesreduksjon er kritisk for tilskrivning av incitamentsalience til parring av belønningsrelaterte stimuli og følgelig opprettholdelsen av forenklet seksuell oppførsel. For å teste denne hypotesen ble effekten av blokkering av opioidreceptorer under parringserfaring på nevral aktivitet frembrakt ved påfølgende eksponering for betingede kontekstuelle indikasjoner som forutsiget seksuell belønning (kjønnsassosierte kontekstuelle tegn) undersøkt. Seksuelt naive dyr ble også utsatt for miljøvennlige tegn, men disse var ikke forbundet med tidligere parringserfaring, derfor var nøytrale signaler. Endelig ble baseline pERK-nivåer bestemt i seksuelt erfarne og naive kontrollgrupper som forblev i hjemmeburene og ikke utsatt for noen signaler (-No Cue). Bekreftelse og utvidelse av tidligere funn (Balfour et al., 2004), økte eksponering for kontekstuelle signaler knyttet til tidligere kjønnsbelønning betydelig pERK-uttrykk hos seksuelt erfarne menn i NAc (Fig. 7) og mPFC (Fig. 8A-C), men forårsaket ikke nevronaktivering i BLA (Fig. 8D) eller CPu (data ikke vist). Det var hovedvirkninger av cue eksponering i NAc kjerne (F(1,12) = 12.1941, p = 0.004), ACA (F(1,12) = 5.541, p = 0.038), og PL (F(1,12) = 5.241, p = 0.041) og naloxonbehandling i NAc-kjernen (F(1,12) = 6.511, p = 0.025), ACA (F(1,12) = 15.242, p = 0.002), og PL (F(1,12) = 7.336, p = 0.019). Det var betydelig samhandling i NAc-kjernen (F(1,12) = 10.107, p = 0.008), ACA (F(1,12) = 16.060, p = 0.002), PL (F(1,12) = 8.235, p = 0.014), og IL ((F(1,12) = 6.965, p = 0.022). For det første økte parring-assosiert Cue-eksponering signifikant pERK i saltvannsbehandlede, seksuelt erfarne dyr (Exp Sal ​​+ Cue) sammenlignet med kontroller som ikke ble utsatt for noen signaler og tatt fra hjemmekassen (Exp Sal-No Cue) i NAc-kjernenFig. 7A; p <0.001), og mPFC-underregioner ACA (Fig. 8A; p = 0.001), PL (Fig. 8B; p = 0.003), og IL (Fig. 8C; p = 0.029). I motsetning til at i saltvannsbehandlede seksuelt naive dyr ikke eksponering for kontekstuelle tegn, som ikke var knyttet til seksuell belønning, ikke induserte pERK i noen av hjerneområdene (Naive Sal + Cue sammenlignet med naiv Sal-No Cue; Fig. 7, 8), som viser at induksjon av pERK er spesifikk for eksponeringen av de seksuelle erfaringsrelaterte signalene. Videre endret ikke seksuell erfaring alene PERK-ekspresjon i noen av hjernegruppene, da det ikke var noen forskjeller mellom grupper som ble tatt fra hjemmeburene, enten seksuelt naive eller erfarne, og behandlet med saltvann eller nalokson.

Figur 7. 

Endogen opioidvirkning er nødvendig for nevral aktivering i NAc indusert av kjønnsbetingede betingede signaler. Antall pERK-IR-celler per mm2 i kjernen accumbens kjernen (A) og skallet (B) hos seksuelt naive (hvite) og erfarne (Exp, svarte) dyr som ble forbehandlet med systemisk NLX eller saltvann (Sal) under parringsøkter (Exp male) eller behandlingssessioner (Naive Male). Grupper ble enten utsatt for kontekstuelle signaler (Cue), som var parringsrelaterte signaler i Exp-menn og nøytrale tegn på Naive dyr, eller tatt fra hjemmeburene (Ingen Cue, indikert ved mangel på Cue-etikett). Data presenteres som gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til saltvann-forbehandlet ingen cue-eksponert kontroller (Naive Sal-No Cue og Exp Sal-No Cue); # indikerer signifikant forskjell i forhold til Sal-behandlet Cue-eksponert Exp-gruppe (Exp Sal ​​+ Cue). Representative bilder av pERK-IR-celler per mm2 i NAc-kjerne av seksuelt erfarne menn med Sal (C, D) eller NLX (E, F) som enten ble hentet fra hjemmekassen (Ingen Cue, C, E), eller eksponert for de parringsrelaterte kontekstuelle tegnene (Cue; D, F). N = 4 hver gruppe unntatt Naive NLX (No Cue), n = 3. AC, Anterior commissure. Skalbjelke, 100 μm.

Figur 8. 

Effektene av naloxon på parring av cue-indusert pERK-ekspresjon i andre VTA-målområder. Antall pERK-IR-celler per mm2 i seksuelt naive (hvite) og erfarne (eks, svarte) dyr som ble forbehandlet med systemisk NLX eller saltvann (Sal) under parringsøkter og ble utsatt for kontekstuelle tegn (Cue) eller hjemmekar (ingen tegn) i ACAA), PL (B), IL (C) og BLA (D). Dataene representerer gjennomsnittlig ± SEM; * indikerer signifikant forskjell i forhold til saltvann-forbehandlet ingen cue-eksponert kontroller (Naive Sal-No Cue og Exp Sal-No Cue); # indikerer signifikant forskjell i forhold til Sal-behandlede cue-eksponerte seksuelt naive kontroller (Naive Sal + Cue).

Til støtte for vår hypotese dempet naloxonbehandling under seksuell erfaring signifikant pERK-induksjon av de kjønnsbetingede betingede indikatorene. pERK-uttrykk i disse naloksonbehandlede cue-eksponerte erfarne hannene (Exp NLX + Cue) var ikke forskjellig fra baseline pERK-uttrykk i noen av de seksuelt naive eller erfarne kontrollgruppene tatt fra hjemmeburene (Naive Sal-No Cue eller Naive NLX- Ingen Cue). Videre var pERK-ekspresjon hos de naloxonbehandlede cue-eksponerte erfarne hannene (Exp NLX + Cue) signifikant lavere sammenlignet med saltvannbehandlede cue-eksponerte erfarne dyr (Exp Sal ​​+ Cue) i NAc-kjernen (Fig. 7A; p = 0.002) og mPFC subregions (Fig. 8A, ACA: p <0.001; B, PL: p = 0.002; C, IL: p = 0.015).

I NAc-skallet ga toveis-ANOVA-analysen ikke statistisk signifikante effekter av faktorene cue eksponering og naloxonbehandling. Imidlertid viste en parvis sammenligning at cue-eksponering induserte pERK i saltvannsbehandlet seksuelt opplevd gruppe (Exp SAL + Cue) sammenlignet med den nei cue-eksponerte saline-naive kontrollgruppen (Fig. 7B; Naiv SAL-No Cue: p = 0.0163).

Diskusjon

Den nåværende studien demonstrerer at EOP som virker i VTA under seksuell oppførsel, en naturlig belønningsadferd, forårsaket en robust, men forbigående reduksjon i soma størrelse av VTA dopaminceller. Reduksjonen i soma-størrelse ble ikke observert i VTA-ikke-dopaminneuroner, heller ikke i dopaminneuroner i nærliggende substantia nigra, noe som tyder på at denne endringen var spesifikk for VTA dopaminceller. Denne VTA dopaminplasticitet ser ut som den som fremkalles ved kronisk opiateksponering (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011) og forårsaket lignende toleranse for eksogen opiat (morfin) belønning. Vi demonstrerte at VTA dopaminplasticitet er kritisk for langsiktig (vedlikehold), men ikke kortsiktig utvikling, forsterkning av seksuell oppførsel og belønningsrelatert cue-indusert nevralaktivitet (pERK) i VTA-målregioner: NAc og mPFC. Disse funnene er indikative for en rolle for VTA dopaminplastisitet i det langsiktige uttrykket av incitamentet i naturlig belønning av prediktive tegn eller belønning.

Det har vært godt dokumentert at seksuell opplevelse resulterer i tilrettelegging av etterfølgende seksuell atferd, inkludert raskere utbrudd til initiering av parring og økt ytelse (Balfour et al., 2004; Pitchers et al., 2010a,b, 2012). Denne tilrettelegging eller forsterkning av seksuell oppførsel opprettholdes for minst 28 d etter parring (Pitchers et al., 2012). I tillegg har det vist seg at kjønnsadferd og betingede signaler som forutsier sexbelønning, forårsaker MOR-internasjonalisering i VTA og induserer nevronaktivisering gjennom hele mesolimbic-systemet, inkludert i VTA (dopamin og nondopaminneuroner), NAc, PFC og BLA (Balfour et al., 2004, 2006). Det er veletablerte VTA dopaminneuroner spiller en kritisk rolle i læring og tilskrivning av incitamentet sans for belønningsrelaterte stimuli (Berridge og Robinson, 1998; Berridge et al., 2009; Flagel et al., 2011) og er kritiske for belønningsprognoser (Schultz, 2010). De nåværende funnene utvider på vår nåværende kunnskap ved å demonstrere at belønningsinducert VTA-neuroplasticitet er kritisk for disse funksjonene, og er avhengig av MOR-aktivering av EOP i VTA. Det er for tiden ukjent hvilken EOP er MOR ligand som virker i VTA under mannlig seksuell oppførsel. Selv om både β-endorfin og enkefalin har vært involvert i incitamentmotivasjon for matforsterkere (Hayward et al., 2002), er dette fortsatt å bli etablert for mannlig seksuell oppførsel. Vi har tidligere vist at β-endorfinneuroner ikke aktiveres under parring, og det er heller ingen økning i POMC mRNA; dermed foreslår at β endorfin ikke er den kritiske EOP-virkningen i VTA under parring (Davis et al., 2007). Denne VTA dopaminplasticiteten var viktig for nevrale aktivitet i mPFC, NAc og VTA etter eksponering for seksuelle belønningsprognosene. Videre var VTA dopaminplasticitet kritisk for det langsiktige uttrykket av økt initiering og ytelse av seksuell oppførsel. I motsetning til dette var ikke VTA-neuroplasticitet forårsaket av seksuell erfaring krevd for hedonisk respons som sexbelønning (bestemt av CPP) og kortvarig tilrettelegging av seksuell motivasjon og ytelse (under sex-erfaring eller 1 d senere) forblir intakt, til tross for MOR-blokkering under parring (Mehrara og Baum, 1990). I stedet foreslår dataene at VTA dopaminneuroplasticitet medierer lengre sikt (7 d etter siste kjønnsopplevelse; Pitchers et al., 2012) uttrykk for "ønsker" av sexbelønning og økte motiverte svar på parringstegn (Miller og Baum, 1987; Berridge og Robinson, 1998).

Seksuelt erfarne dyr viste kryssoleranse mot morfinbelønning, ligner virkningen av hjul som kjører i mus, en annen naturlig givende oppførsel, en effekt blokkert med naloxonbehandling (Lett et al., 2001, 2002) og fastslått å være avhengig av VTA dopamincelleplastisitet (nåværende funn). I likhet med naturlige belønninger resulterer gjentatt eksponering for opiater morfin eller heroin i en forbigående reduksjon av VTA dopamin soma størrelse (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Videre forårsaker opiateksponering med korte tilbaketrukne perioder belønningstoleranse, som implisert av høyere doser medikament som kreves for å danne belønningsforeninger (Shippenberg et al., 1987; Russo et al., 2007), og forårsaker selvadministrerende dyr å eskalere stoffinntaket (Ahmed et al., 2000; Walker et al., 2003). EOP og opiater virker derfor på vanlige nevrale substrater for å indusere belønningstoleranse under tidlig uttak, noe som kan reflektere en kompenserende homeostatisk mekanisme for å motvirke stimulering ved gjentatt eksponering (Koob og Le Moal, 2005). I kontrast, under langvarig opiatmedisinsk avholdenhet, blir toleransen reversert til en følsomhet overfor de givende egenskapene til stoffet (Harris og Aston-Jones, 2003; Aston-Jones og Harris, 2004; Harris og Gewirtz, 2004). Interessant nok har seksuell erfaring etterfulgt av en sexavholdsperiode for 7-28 d vist seg å forårsake kryss-sensibilisering for psykostimulerende belønning (Pitchers et al., 2010a), som er avhengig av parring-indusert deltaFosB ekspresjon og dopaminreseptor 1-aktivering i NAc (Pitchers et al., 2013). Derfor gir seksuell belønning erfaring samtidig opiatbelønningstoleranse og psykostimulerende belønningssensibilisering, selv om en lengre sexavhengighetsperiode på morfinbelønningstoleranse gjenstår å bli testet. Vi ser positivt på at disse motsatte effektene på narkotikabelønning kan formidles av forskjellige former for nevrolisitet i de ulike områdene av mesolimbic-systemet: VTA EOP-virkning og dopaminplasticitet medierer opiatbelønningstoleransen (nåværende studie), mens NAc deltaFosB-ekspresjon styrer psykostimulerende sensibilisering (Pitchers et al., 2013). Begge disse hendelsene kan bidra til eskalering av narkotikaproblemer (Ahmed og Koob, 1998, 1999; Ahmed et al., 2000, 2002, 2003; Walker et al., 2003).

De molekylære mekanismer ved hvilke EOP påvirker VTA dopaminneuronene under naturlig belønningsadferd er fortsatt ukjent. IRS2-Akt-mTORC2-banen er en viktig mediator med redusert soma-størrelse i VTA forårsaket av gjentatt morfin (Jaworski et al., 2005; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Gjentatt morfinadministrasjon indusert endringer i størrelsen på dopaminneuroner i VTA kan forhindres ved intra-VTA-infusjoner av hjerneavledet nevrotrofisk faktor (BDNF; Sklair-Tavron og Nestler, 1995). BDNF aktiverer denne banen gjennom TrkB-signalering (Russo et al., 2007), en reseptorkinase med høy affinitet for BDNF og en del av IRS2-Akt-banen (Seroogy og Gall, 1993; Numan og Seroogy, 1999), og uttrykt på dopamin og GABA nevroner i VTA. Nedregulering av de ulike komponentene i IRS2-Akt-banen med bruk av virusvektgenoverføringsteknologi etterligner virkningen av kronisk opiateksponering. Videre kan virkningene av opiateksponering reddes ved å gjenopprette denne signalveien (Russo et al., 2007) og overekspresjon av en komponent av mTORC2 forhindrer morfininducert VTA dopamin soma reduksjon (Mazei-Robison et al., 2011). Derfor har tidligere arbeid som undersøker effekten av kroniske opiater på VTA dopamin soma-størrelse, vist at morfininducert nedregulering av IRS2-Akt-mTOR-banen er både tilstrekkelig og nødvendig for denne effekten (Mazei-Robison og Nestler, 2012). Det er således fristende å spekulere at effekten av seksuell erfaring på VTA dopaminneuroplasticitet er likevel mediert av BDNF og IRS2-Akt-mTORC2-banen.

Som konklusjon viste den nåværende studien at VTA-neuroplasticitet er forårsaket av erfaring med naturlig givende atferd, spesielt ved gjentatt mannlig seksuell oppførsel. Spesielt handler EOP i VTA for å redusere dopamin soma-størrelse, som er antatt å være forbundet med økt nevral excitabilitet og mindre dopaminutgang, noe som resulterer i et hypodopaminergt system, og forandrer mesolimbisk system som virker som svar på signaler som er prediktive for seksuell belønning. Videre er VTA-neuroplasticitet avgjørende for incitamentmotivasjon og belønning, men ikke for den hedoniske virkningen av seksuell oppførsel. Til slutt, VTA-neuroplasticitet forårsaket av naturlig belønning oppførsel etterfulgt av en kort periode av belønning avholdenhet påvirke opiat belønning og kan derfor påvirke sårbarheten for utvikling av narkotikamisbruk.

Fotnoter

  • Mottatt januar 12, 2014.
  • Revisjon mottatt Mai 17, 2014.
  • Godta mai 20, 2014.

  • Denne forskningen ble støttet av tilskudd fra canadisk institutt for helseforskning til LMC og naturvitenskaps- og ingeniørforskningsrådet til KKP

  • Forfatterne erklærer ingen konkurrerende økonomiske interesser.

  • Korrespondanse skal rettes til Dr Lique M. Coolen, Universitetet i Mississippi Medical Center, Institutt for fysiologi og biofysikk, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216-4505. [e-postbeskyttet]

Referanser

  1. ↵
    1. Agmo A

    (1997) Mannlig rotte seksuell oppførsel. Brain Res Brain Res Protoc 1: 203-209.

  2. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1998) Overgang fra moderat til overdreven legemiddelinntak: endring i hedonisk settpunkt. Vitenskap 282: 298-300.

  3. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1999) Langvarig økning i setpunktet for kokain selvadministrasjon etter eskalering i rotter. Psykofarmakologi 146: 303-312.

  4. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Walker JR,
    3. Koob GF

    (2000) Vedvarende økning i motivasjonen for å ta heroin hos rotter med en historie med narkotikaøkalering. Neuropsychopharmacology 22: 413-421.

  5. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Kenny PJ,
    3. Koob GF,
    4. Markou A

    (2002) Neurobiologisk bevis for hedonisk allostase assosiert med økende bruk av kokain. Nat Neurosci 5: 625-626.

  6. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Lin D,
    3. Koob GF,
    4. Parsons LH

    (2003) Eskalering av kokain selvadministrasjon er ikke avhengig av endret kokain-indusert kjerne accumbens dopamin nivåer. J Neurochem 86: 102-113.

  7. ↵
    1. Aston-Jones G,
    2. Harris GC

    (2004) Hjernesubstrater for økt legemiddelsøk under langvarig tilbaketrekning. neuropharmacology 47: 167-179.

  8. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Kjøle LM

    (2004) Seksuell oppførsel og kjønnsrelaterte miljøveiledninger aktiverer mesolimbic systemet hos hannrotter. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

  9. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Brown JL,
    3. Yu L,
    4. Kjøle LM

    (2006) Potensielle bidrag av efferents fra medial prefrontal cortex til neurale aktivering etter seksuell oppførsel i hannrotten. Neuroscience 137: 1259-1276.

  10. ↵
    1. Beitner-Johnson D,
    2. Guitart X,
    3. Nestler EJ

    (1992) Neurofilamentproteiner og mesolimbic dopamin-systemet: Vanlig regulering av kronisk morfin og kronisk kokain i rotteventral tegmental-området. J Neurosci 12: 2165-2176.

  11. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Hva er rollen som dopamin i belønning: hedonisk påvirkning, belønning læring eller incitament salience? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  12. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE,
    3. Aldridge JW

    (2009) Dissecting components of belønning: "liking", "wanting", og læring. Curr Opin Pharmacol 9: 65-73.

  13. ↵
    1. Blum K,
    2. Werner T,
    3. Carnes S,
    4. Carnes P,
    5. Bowirrat A,
    6. Giordano J,
    7. Oscar-Berman M,
    8. Gull M

    (2012) Sex, narkotika og rock'n'roll: hypoteser vanlig mesolimbisk aktivering som en funksjon av belønningsgenpolymorfismer. J psykoaktive stoffer 44: 38-55.

  14. ↵
    1. Chu NN,
    2. Zuo YF,
    3. Meng L,
    4. Lee DY,
    5. Han JS,
    6. Cui CL

    (2007) Perifer elektrisk stimulering reverserte cellestørrelsesreduksjonen og økt BDNF-nivå i det ventrale tegmentale området hos kroniske morfinbehandlede rotter. Brain Res 1182: 90-98.

  15. ↵
    1. Davis BA,
    2. Fitzgerald ME,
    3. Brown JL,
    4. Amstalden KA,
    5. Kjøle LM

    (2007) Aktivering av POMC-neuroner under generell opphisselse, men ikke seksuell oppførsel hos hannrotter. Behav Neurosci 121: 1012-1022.

  16. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Dynamiske endringer i kjernen oppnår dopaminutløp under Coolidge-effekten i hannrotter. J Neurosci 17: 4849-4855.

  17. ↵
    1. Flagel SB,
    2. Clark JJ,
    3. Robinson TE,
    4. Mayo L,
    5. Czuj A,
    6. Willuhn jeg,
    7. Akers CA,
    8. Clinton SM,
    9. Phillips PE,
    10. Akil H

    (2011) En selektiv rolle for dopamin i stimulus-belønning læring. Natur 469: 53-57.

  18. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Pitchers KK,
    3. Balfour ME,
    4. Kjøle LM

    (2010a) Blanding fornøyelser: gjennomgang av effekten av legemidler på kjønnsadferd i mennesker og dyremodeller. Horm Behav 58: 149-162.

  19. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Vis RA,
    4. Lehman MN,
    5. Kjøle LM

    (2010b) Metamfetamin virker på subpopulasjoner av nevroner som regulerer seksuell oppførsel hos hannrotter. Neuroscience 166: 771-784.

  20. ↵
    1. Harris AC,
    2. Gewirtz JC

    (2004) Forhøyet skremmende under tilbaketrekking fra akutt morfin: en modell for opiatavtak og angst. Psykofarmakologi 171: 140-147.

  21. ↵
    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2003) Endret motivasjon og læring etter opiatavtak: Bevis for langvarig dysregulering av lønnsbehandling. Neuropsychopharmacology 28: 865-871.

  22. ↵
    1. Hayward MD,
    2. Pintar JE,
    3. Lav MJ

    (2002) Selektivt belønningsunderskud hos mus som mangler beta-endorfin og enkefalin. J Neurosci 22: 8251-8258.

  23. ↵
    1. Hoebel BG,
    2. Avena NM,
    3. Bocarsly ME,
    4. Rada P

    (2009) Naturlig avhengighet: En adferdsmessig og kretsmodell basert på sukkeravhengighet hos rotter. J Addict Med 3: 33-41.

  24. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Neural mekanismer av avhengighet: rollen som belønningsrelatert læring og minne. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  25. ↵
    1. Ikemoto S,
    2. Kohl RR,
    3. McBride WJ

    (1997) GABA (A) reseptor blokkering i det fremre ventrale tegmentale området øker ekstracellulære nivåer av dopamin i kjernen accumbens av rotter. J Neurochem 69: 137-143.

  26. ↵
    1. Jaworski J,
    2. Spangler S,
    3. Seeburg DP,
    4. Hoogenraad CC,
    5. Sheng M

    (2005) Kontroll av dendritisk arborisering av fosfinositid-3'-kinase-Akt-pattedyrsmålet for rapamycinvei. J Neurosci 25: 11300-11312.

  27. ↵
    1. Johnson SW,
    2. North RA

    (1992) Opioider exciterer dopaminneuroner ved hyperpolarisering av lokale interneuroner. J Neurosci 12: 483-488.

  28. ↵
    1. Klitenick MA,
    2. DeWitte P,
    3. Kalivas PW

    (1992) Regulering av somatodendritisk dopaminfrigivelse i det ventrale tegmentale området ved opioider og GABA: En in vivo mikrodialysestudie. J Neurosci 12: 2623-2632.

  29. ↵
    1. Koob GF,
    2. Le Moal M

    (2005) Plasticity of belønning neurocircuitry og den "mørke siden" av narkotikamisbruk. Nat Neurosci 8: 1442-1444.

  30. ↵
    1. Lennette DA

    (1978) Et forbedret monteringsmedium for immunfluorescensmikroskopi. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  31. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT

    (2001) Nalokson demper den konditionerte stedspreferansen indusert av hjul som går i rotter. Fysiol Behav 72: 355-358.

  32. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT,
    4. Flynn G

    (2002) Tidligere erfaring med hjulkjøring gir tverrtoleranse mot den givende effekten av morfin. Pharmacol Biochem Behav 72: 101-105.

  33. ↵
    1. Matthews RT,
    2. Tysk likestrøm

    (1984) Elektrofysiologisk bevis for eksitering av rotte ventral tegmental område dopamin nevroner av morfin. Neuroscience 11: 617-625.

  34. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Koo JW,
    3. Friedman AK,
    4. Lansink CS,
    5. Robison AJ,
    6. Vinish M,
    7. Krishnan V,
    8. Kim S,
    9. Siuta MA,
    10. Galli A,
    11. Niswender KD,
    12. Appasani R,
    13. Horvath MC,
    14. Neve RL,
    15. Worley PF,
    16. Snyder SH,
    17. Hurd YL,
    18. Hei JF,
    19. Han MH,
    20. Russo SJ,
    21. et al.

    (2011) Rolle for mTOR-signalering og nevronaktivitet i morfininducerte tilpasninger i ventral tegmental-området dopaminneuroner. Neuron 72: 977-990.

  35. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Nestler EJ

    (2012) Opiat-indusert molekylær og cellulær plastisitet av ventral tegmental område og lokus coeruleus katekolamin neuroner. Cold Spring Harb Perspect Med 2: a012070.

  36. ↵
    1. Mehrara BJ,
    2. Baum MJ

    (1990) Nalokson forstyrrer uttrykket, men ikke oppkjøpet av hannrotter av et betinget stedpreferansespons for en østlig kvinne. Psykofarmakologi 101: 118-125.

  37. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Seksuell erfaring med kvinnelige gnagere: mobilmekanismer og funksjonelle konsekvenser. Brain Res 1126: 56-65.

  38. ↵
    1. Miller RL,
    2. Baum MJ

    (1987) Nalokson hemmer parring og betinget stedpreferanse for en østrous kvinne i hannrotter kort etter kastrering. Pharmacol Biochem Behav 26: 781-789.

  39. ↵
    1. Mitchell JB,
    2. Stewart J

    (1990) Tilrettelegging av seksuell atferd hos hanrotter forbundet med intra-VTA-injeksjoner av opiater. Pharmacol Biochem Behav 35: 643-650.

  40. ↵
    1. Murphy LO,
    2. Blenis J

    (2006) MAPK signal spesifisitet: riktig sted til rett tid. Trender Biochem Sci 31: 268-275.

  41. ↵
    1. Nestler EJ

    (2012) Transkripsjonsmekanismer av narkotikamisbruk. Clin Psychopharmacol Neurosci 10: 136-143.

  42. ↵
  • ↵
    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (2013) Rottehjernen i stereotaksiske koordinater (Academic, Boston), Ed 7.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Kjøle LM

    (2010a) Neuroplasticity i mesolimbic systemet indusert av naturlig belønning og etterfølgende belønning avholdenhet. Biolpsykiatri 67: 872-879.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Kjøle LM

    (2010b) DeltaFosB i kjernen accumbens er kritisk for forsterkende effekter av seksuell belønning. Genes Brain Behav 9: 831-840.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Kjøle LM

    (2012) Naturlig belønning erfaring forandrer AMPA og NMDA reseptor distribusjon og funksjon i nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Vialou V,
    3. Nestler EJ,
    4. Laviolette SR,
    5. Lehman MN,
    6. Kjøle LM

    (2013) Natur- og legemiddelbelønninger virker på felles nevrale plastisitetsmekanismer med DeltaFosB som en sentral mediator. J Neurosci 33: 3434-3442.

  • ↵
    1. Roux PP,
    2. Blenis J

    (2004) ERK og p38 MAPK-aktiverte proteinkinaser: En familie av proteinkinaser med ulike biologiske funksjoner. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320-344.

  • ↵
    1. Russo SJ,
    2. Bolanos CA,
    3. Theobald DE,
    4. DeCarolis NA,
    5. Renthal W,
    6. Kumar A,
    7. Winstanley CA,
    8. Renthal NE,
    9. Wiley MD,
    10. Selv DW,
    11. Russell DS,
    12. Neve RL,
    13. Eisch AJ,
    14. Nestler EJ

    (2007) IRS2-Akt-vei i dopaminneuronene i midterhjernen regulerer atferdsmessige og cellulære responser på opiater. Nat Neurosci 10: 93-99.

  • ↵
    1. Schultz W

    (2010) Flere funksjoner av dopaminneuroner. F1000 Biol Rep 2: 2.

  • ↵
    1. Seroogy KB,
    2. Gall CM

    (1993) Ekspresjon av neurotrofiner ved midbrain dopaminerge neuroner. Exp Neurol 124: 119-128.

  • ↵
    1. Shippenberg TS,
    2. Bals-Kubik R,
    3. Herz A

    (1987) Motivasjonsegenskaper av opioider: Bevis for at aktivering av delta-reseptorer medierer forsterkningsprosesser. Brain Res 436: 234-239.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Nestler EJ

    (1995) Opposisjonelle effekter av morfin og nevrotrofinene, NT-3, NT-4 og BDNF, på lokus coeruleus nevroner in vitro. Brain Res 702: 117-125.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Shi WX,
    3. Lane SB,
    4. Harris HW,
    5. Bunney BS,
    6. Nestler EJ

    (1996) Kronisk morfin inducerer synlige endringer i morfologien til mesolimbiske dopaminneuroner. Proc Natl Acad Sci USA 93: 11202-11207.

  • ↵
    1. Spiga S,
    2. Serra GP,
    3. Puddu MC,
    4. Foddai M,
    5. Diana M

    (2003) Morfinavtak-induserte abnormiteter i VTA: konfokal laserskanningsmikroskopi. Eur J Neurosci 17: 605-612.

  • ↵
    1. Swanson LW

    (2004) Hjernekart: Struktur av rottehjernen (Academic, San Diego), Ed 3.

  • ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Pitchers KK,
    5. Kjøle LM

    (2009) Seksuell belønning hos hannrotter: effekter av seksuell erfaring på betingede stedpreferanser assosiert med utløsning og intromissjoner. Horm Behav 55: 93-97.

  • ↵
    1. Tzschentke TM

    (2007) Målebelønning med CPP-paradigmet (CPP): oppdatering av det siste tiåret. Addict Biol 12: 227-462.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. van Ree JM

    (1996) Seksuell motivasjon: involvering av endogene opioider i det ventrale tegmentale området. Brain Res 729: 20-28.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. Wolterink G,
    3. van Ree JM

    (1995) Regulering av mannlig seksuell oppførsel: involvering av hjerneopioider og dopamin. Brain Res Brain Res Rev 21: 162-184.

  • ↵
    1. Walker JR,
    2. Chen SA,
    3. Moffitt H,
    4. Inturrisi CE,
    5. Koob GF

    (2003) Kronisk opioideksponering gir økt heroin selvadministrasjon hos rotter. Pharmacol Biochem Behav 75: 349-354.

  • ↵
    1. Young KA,
    2. Gobrogge KL,
    3. Liu Y,
    4. Wang Z

    (2011) Nervebiologi av parbinding: innsikt fra en sosialt monogamisk gnagere. Front Neuroendocrinol 32: 53-69.

    •