UWAGI: Badania pokazują, że zmiany neuroplastyczne i behawioralne w obwodzie nagrody mogą wynikać z aktywności seksualnej. Obejmują one wzrost gałęzi neuronów i silniejszą reakcję na leki. Jak zwykle, naturalne wzmacniacze i leki mają podobny wpływ na mózg.
Dzbanki KK, Balfour ME, Lehman MN, Richtand NM, Yu L, Coolen LM.
Biol Psychiatry. 2010 May 1; 67 (9): 872-9. Epub 2009 Dec 16.
Katedra Anatomii i Biologii Komórki, Schulich School of Medicine and Dentistry, University of Western Ontario, Londyn, Ontario, Kanada.
ABSTRACT
Wstęp: Naturalna nagroda i uzależnienia od narkotyków zbiegają się na systemie mezolimbicznym, gdzie narkotyki nadużywają wywoływania zmian neuronalnych. Tutaj testowaliśmy plastyczność w tym systemie po naturalnej nagrodzie i późniejszym wpływie na reakcje na lek.
METODY: Określono wpływ doświadczenia seksualnego u samców szczurów na behawioralne uczulenie i warunkowaną preferencję miejsca związaną z d-amfetaminą (AMPH) i nasyconymi przez Golgiego dendrytami i kolcami komórek jądra półleżącego (NAc). Ponadto zbadano wpływ abstynencji na zachowania seksualne u doświadczonych mężczyzn na te parametry.
WYNIKI: Po pierwsze, powtarzające się zachowania seksualne wywoływały uczuloną reakcję lokomotoryczną do AMPH w porównaniu z nieświadomymi seksualnie osobnikami kontrolnymi obserwowanymi 1, 7 i 28 dni po ostatniej sesji godowej. Po drugie, doświadczone seksualnie zwierzęta tworzyły preferencyjną preferencję miejsca dla niższych dawek AMPH niż samcy płciowo naiwniacy, co wskazuje na zwiększoną wartość nagrody AMPH. Na koniec, analiza Golgi-Cox wykazała zwiększoną liczbę dendrytów i kolców w rdzeniu NAc i skorupie z doświadczeniem seksualnym. Te dwie ostatnie zmiany były zależne od okresu abstynencji 7-10 dni.
WNIOSKI: Doświadczenia seksualne indukują zmiany funkcjonalne i morfologiczne w układzie mezolimbicznym podobne do wielokrotnego narażenia na działanie środków psychostymulujących. Co więcej, powstrzymanie się od zachowań seksualnych po powtarzającym się pokryciu było niezbędne dla zwiększenia nagrody za leki i dendrytyczne altany neuronów NAc, co sugeruje, że utrata seksualnej nagrody może również przyczynić się do neuroplastyczności układu mezolimbicznego. Wyniki te sugerują, że niektóre zmiany w systemie mezolimbicznym są powszechne w przypadku nagród naturalnych i narkotykowych i mogą odgrywać rolę w ogólnym wzmocnieniu.
Copyright 2010 Society of Biological Psychiatry. Wydane przez Elsevier Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone.
WPROWADZENIE
System mezolimbiczny dopaminy (DA), składający się z neuronów dopaminergicznych w brzusznym obszarze nakrywkowym (VTA) z projekcjami do jądra półleżącego (NAc) i przyśrodkowej kory przedczołowej (mPFC), odgrywa kluczową rolę w motywujących i nagradzających aspektach zachowania, w tym agresja (1), karmienie (2-7), picie (8), krycia (9-11) i więzi społecznych (12-13). Narkotyki nadużycia zbiegają się na mezolimbiczny system DA (14-15). Co więcej, powtarzane podawanie leku może indukować zmiany neuronalne w tych szlakach, które z kolei odgrywają domniemaną rolę w zwiększaniu podatności na nawrót narkotyków lub w przejściu od używania narkotyków do narkomanii (16-18). Efekty behawioralne rPowtarzające się podawanie leku obejmuje uczuloną odpowiedź lokomotoryczną na psychostymulanty i opiaty (19-21), zwiększoną nagrodę za uzależnienie od narkotyków (22-24) Znd zwiększone odpowiedzi operantowe dla sygnałów związanych z wcześniejszym przyjmowaniem leku (25). Ponadto powtarzane podawanie leku powoduje długotrwałe zmiany w morfologii dendrytycznej i gęstości kręgosłupa w całym obwodzie mezolimbicznym.t (16, 26-31)i indukuje zmiany ekspresji genów (32-35). Wreszcie, powtarzane podawanie leku zmienia siłę synaptyczną w synapsach pobudzających i hamujących w neuronach dopaminy śródmózgowia (36-41) i neurony w NAc (42-44). Obecnie nie jest jasne, czy podobne zmiany w układzie mezolimbicznym występują z wielokrotnym narażeniem na naturalne nagrody. Ustalenie, czy takie zmiany nakładają się lub są unikalne dla nadużywania narkotyków, może prowadzić do lepszego zrozumienia mechanizmów komórkowych leżących u podstaw różnic między normalnym wzmocnieniem nagród a kompulsywnym poszukiwaniem konkretnej nagrody.
Wspieranie hipotezy, że bodźce inne niż leki mogą powodować zmiany neuronalne w układzie mezolimbicznym, to odkrycia, że stresujące bodźce aktywują układy dopaminowe (45-47) i powoduje uczulenie psychoruchowe (21, 48-50) i nawrót w modelach samodzielnych (51-54). Jednak niewiele badań sprawdzało, czy naturalne zachowania wynagradzające mogą również powodować zmiany funkcjonalne w systemie DA (6, 55-56). Dlatego sprawdzono hipotezę, że męskie doświadczenie seksualne powoduje zmiany neuronalne w mezolimbicznym układzie DA poprzez analizę skutków doświadczenia seksualnego na uczulenie narządów, warunkowaną preferencję miejsca i morfologię dendrytów neuronów NAc.. Ponadto postawiliśmy hipotezę, że okres abstynencji od zachowań seksualnych (nagroda seksualna) jest krytyczny dla wystąpienia tych zmian, na podstawie ostatnich obserwacji, że abstynencja od leków odgrywa kluczową rolę w rozwoju plastyczności nerwowej związanej z wielokrotnym narażeniem na lek (40, 57-59).
METODY
Zwierzęta
Dorosłe samce szczurów Sprague Dawley (210-250) otrzymano z Harlan Laboratories (Indianapolis, IN, USA) lub Charles River Laboratories (Senneville, QC, Kanada) i umieszczono w klatkach z pleksiglasu z rurkami tunelowymi. Podczas eksperymentów mężczyźni byli trzymani w parach tej samej płci (eksperymenty 2-5), z wyjątkiem eksperymentu 1, w którym mężczyźni byli pojedynczo umieszczani na początku badania. Regulowane temperaturowo pomieszczenie dla kolonistów utrzymywano w cyklu 12 / 12 godz. W ciemności z dostępną żywnością i wodą ad libitum z wyjątkiem testów behawioralnych. Samce Stimulus (210-220 gram) do sesji zachowań godowych poddano obustronnej wycięciu jajników i otrzymano podskórny implant zawierający 5% benzoesanu estradiolu i 95% cholesterolu. Odporność seksualną indukowano przez podawanie 500? G progesteronu w 0.1 ml oleju sezamowego około 4 godzin przed testowaniem. Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komisje ds. Pielęgnacji i Użytkowania Zwierząt na Uniwersytecie w Cincinnati i na Uniwersytecie Zachodniego Ontario oraz zgodne z wytycznymi NIH i CCAC dotyczącymi kręgowców w badaniach.
Farmakoterapia
Siarczan D-amfetaminy (AMPH) (Sigma, St. Louis, MO) rozpuszczono w jałowym roztworze soli 0.9% (SAL). Zwierzęta otrzymywały dawki AMPH w zakresie 0.5-5.0 mg / kg masy ciała, obliczone na podstawie wolnej zasady, w objętości 1ml / kg masy ciała. Zwierzęta kontrolne otrzymały SAL. Wszystkie iniekcje były podawane podskórnie podczas pierwszej połowy fazy lekkiej (2-6 godziny po włączeniu światła), bezpośrednio przed umieszczeniem w aparacie behawioralnym.
Badanie aktywności lokomotorycznej
Aktywność lokomotoryczną mierzono za pomocą specjalnie zaprojektowanych komór aktywności ruchowej (LAC), wzorowanych na komorach zaprojektowanych przez Segal i Kuczenski (60). Aktywność lokomotoryczną mierzono za pomocą macierzy fotonów 16 x 16 (San Diego Instruments, San Diego, CA) i wyrażano jako zwrotnice na minutę (minuty). Zwrot był rejestrowany za każdym razem, gdy zwierzę wchodziło w którąkolwiek z "aktywnych stref" komory, przedstawionych jako zacienione obszary w Rysunek 1A (61).
Testowanie zachowania seksualnego
We wszystkich eksperymentach samce szczurów płciowo naiwnych podzielono losowo na grupy, które albo nabrały doświadczenia seksualnego, albo pozostały naiwne. Dla doświadczenia, wszystkie testy krycia przeprowadzono podczas pierwszej połowy ciemnej fazy (3-8 godziny po wyłączeniu światła) w słabym czerwonym świetle. Zwierzęta, które pozostały naiwne seksualnie, były trzymane i trzymane w tych samych pomieszczeniach, w których przebywały samce doświadczające seksu, w związku z czym były narażone na podobny poziom zakłóceń, nowinki w otoczeniu i odległe kobiece zapachy jako doświadczone zwierzęta. W przypadku wszystkich eksperymentów grupy seksualnie doświadczonych mężczyzn dopasowywano pod kątem doświadczenia seksualnego (na podstawie liczby wytrysków i opóźnień w wytrysku i inicjacji podczas ostatniej sesji godowej).
Experiment 1
Eksperymenty 1 i 2 wykorzystywały różne paradygmaty do testowania efektów przerywanego krycia i środowiska. W eksperymencie 1 zwierzęta w doświadczonych seksualnie grupach otrzymywały okresowe sesje krycia 5 w odstępie 3-4, podczas których kojarzyły się w klatkach domowych z receptywnymi samicami dla serii kopulacyjnej 3 (w tym ejakulacji) lub 60 minut, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej. Zwierzęta, które ukończyły więcej niż pięć łącznych serii kopulacyjnych, zostały uznane za doświadczane seksualnie. Zwierzęta seksualnie naiwne nie otrzymywały partnerek płci żeńskiej. Tydzień po ostatniej sesji godowej, doświadczone seksualnie i naiwne zwierzęta podzielono na grupy otrzymujące AMPH (0.5 mg / kg) lub SAL dla łącznie czterech grup (Naiwna amfetamina: NA, Doświadczona amfetamina: EA, Naïve Saline: NS; Doświadczony roztwór soli: ES; n = 6 każdy).
Experiment 2
Ten eksperyment różni się od eksperymentu 1 na trzy sposoby: 1. Zwierzęta wiązały się z jednym wytryskiem w ciągu kolejnych dni; 2. Zwierzęta hodowane w tej samej klatce, w której otrzymały AMPH (w LAC); 3. Aktywność lokomotoryczną po AMPH analizowano w trzech różnych czasach po doświadczeniach seksualnych. Doświadczone seksualnie zwierzęta otrzymywały 7 kolejne codzienne sesje godowe w LAC, a aktywność lokomotoryczną rejestrowano podczas 15 minut między umieszczeniem w LAC i wprowadzeniem samicy. Zwierzęta naiwne seksualnie umieszczono w LAC na siedem kolejnych sesji bez krycia. Następnego dnia po ostatniej sesji godowej (dzień 8 eksperymentu) zwierzęta umieszczono w LAC bezpośrednio po wstrzyknięciu AMPH (0.5 mg / kg) lub SAL (Nave Amfetamina: NA; Doświadczona amfetamina: EA, Navis Saline: NS; i doświadczony roztwór soli: ES; n = 8-9 każdy) i rejestrowano aktywność lokomotoryczną. Zwierzęta testowano w LAC ponownie tydzień po ostatniej sesji krycia (Dzień 14). Zwierzęta, które otrzymały AMPH w dniu 8 otrzymały SAL w dniu 14, a zwierzęta, które otrzymały SAL w dniu 8 otrzymały AMPH w dniu 14. Połowę naiwnych i doświadczonych zwierząt uśmiercono dzień później na ekstrakcję RNA (dane nieuwzględnione w tym raporcie). Miesiąc po ostatniej sesji godowej (Day 35), pozostała połowa zwierząt (Naïve, n = 8, Experienced, n = 9) otrzymała AMPH i zarejestrowano aktywność lokomotoryczną.
Analiza danych
Aktywność lokomotoryczna
Dane zbierano w pojemnikach 3-minutowych przez 90 minut po wstrzyknięciu AMPH lub SAL. Wyniki przedstawiono jako średnią ± SEM dla każdej grupy i analizowano przy użyciu dwuczynnikowej ANOVA (eksperyment 1, eksperyment 2 dni 8-14: czynniki: doświadczenie seksualne, leczenie lekiem) lub jednoczynnikowa ANOVA (eksperyment 2 dzień 35 i aktywność przed sesjami godowymi, czynnik: doświadczenie seksualne). Post-hoc porównań dokonano za pomocą testów LSD Fishera z istotnością ustawioną na wartości p <0.05.
Przetestowany test preferencji miejsca (CPP)
Aparatura
CPP wykonano w aparacie trzykomorowym (Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA), który składał się z dwóch większych, zewnętrznych komór (28 x 22 x 21cm), które można odróżnić wizualnymi i dotykowymi sygnałami, rozdzielonymi małą centralną przedział (13 × 12 × 21cm). Aparatura została wyposażona w foto-belki do automatycznej analizy śledzenia i pomiaru aktywności lokomotorycznej.
Kondycjonowanie i testowanie
Kondycjonowanie CPP i testowanie przeprowadzono w pierwszej połowie okresu oświetleniowego. Przeprowadzono wstępny test w celu ustalenia wstępnych preferencji każdego zwierzęcia. Nie stwierdzono istotnych różnic między czasami spędzonymi w obu komorach. Następnego dnia samce szczurów były albo zamknięte w komorze sparowanej AMPH, albo w komorze sparowanej z SAL przez 30 minut. Szczury otrzymywały przeciwstawne leczenie następnego dnia w sposób zrównowaŜony. Test końcowy, który był proceduralnie identyczny z pretestem, przeprowadzono w ostatnim dniu.
Experiment 3
Zwierzęta z grup doświadczonych seksualnie otrzymywały 5 kolejne codzienne sesje godowe w klatkach testowych. Dzień 1 został przypisany do pierwszego dnia krycia. Kontrolne samce pozostawały płciowo naiwne, ale zostały umieszczone w czystej klatce testowej na godzinę 1 każdego dnia przez kolejne 5. Zwierzęta podzielono na grupy otrzymujące różne dawki AMPH (mg / kg; sc) (Navis: N0.5, N1.0, N2.5 lub N5.0, n = 7-8 każdy; Doświadczenie: E0, E0.5, E1.0, E2.5 lub E5.0, n = 6 -9 każdy). Pretest wystąpił w dniu 14, testy kondycjonujące w dniach 15 i 16 oraz posttest w dniu 17. Ten harmonogram pozwolił 10 dniom powstrzymania się od zachowań seksualnych przed uwarunkowaniem.
Experiment 4
Doświadczeni seksualnie mężczyźni uzyskali doświadczenie seksualne przez 5 w kolejne dni krycia identyczne z eksperymentem 3. Kluczową różnicą w stosunku do eksperymentu 4 było to, że testy CPP miały miejsce, podczas gdy zwierzęta zyskiwały doświadczenie seksualne, a zatem nie było okresu abstynencji od zachowań seksualnych. Zamiast tego testy kondycjonujące rozpoczęły się po pierwszych sesjach kojarzenia 3. Zwierzęta podzielono na grupy otrzymujące różne dawki AMPH (mg / kg; sc) (Navis: N0.5, N1.0, N2.5 lub N5.0, n = 6-8 każdy; Doświadczenie: E0, E0.5, E1.0, E2.5 lub E5.0, n = 7 -11 każdy).
Analiza danych
Wyniki CPP obliczono dla każdego zwierzęcia jako czas spędzony (w sekundach) w sparowanej komorze podczas testu końcowego pomniejszony o test wstępny. Średnie grupowe obliczono i porównano z grupą leczoną SAL (E0) przy użyciu niesparowanych testów t. Dla wszystkich eksperymentów istotność ustalono na wartości p <0.05.
Eksperyment Golgiego
Experiment 5
Mężczyźni w grupach doświadczonych seksualnie zostali umieszczeni w klatce testowej z receptywną samicą i pozwalali im się kojarzyć do czasu jednego wytrysku lub 60 minut, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej, podczas 7 kolejnych dni. Kontrolne samce pozostawały płciowo naiwne, ale zostały wyjęte z ich klatki i umieszczone w czystej klatce testowej przez 30 minut każdego dnia przez siedem kolejnych dni. Grupy doświadczonych lub naiwnych zwierząt uśmiercono albo jeden dzień (N1; n = 5; E1; n = 7), albo 7 dni (N7, E7; n = 5 każdy) po ostatniej sesji godowej lub ekspozycji na klatkę testową. Grupy doświadczone seksualnie nie różniły się doświadczeniem.
Przetwarzanie tkanki
Jeden dzień lub tydzień po ostatniej sesji godowej lub ekspozycji na klatkę testową, zwierzętom podano przedawkowanie pentobarbitalu sodu (ip) i perfundowano za pomocą 500 mL soli fizjologicznej. Mózgi były przetwarzane w celu barwienia Golgiego-Coxa przy użyciu metody zaadaptowanej z Pugh i Rossi (62). Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Uzupełnij 1.
Analiza danych
Rysunki kamery Lucida zostały wykonane z neuronów 5-7 w ogniskowych regionach rdzeniowych i powłokowych każdego zwierzęcia. Wybrano komórki, dla których cała lub większość gałęzi dendrytycznych była widoczna i łatwa do odróżnienia od sąsiednich komórek. Oddziały dendrytyczne oznaczono ilościowo za pomocą porządku wirówkowego (63) i obliczono średnie dla zwierzęcia. Kolce dendrytyczne oznaczono ilościowo na długości 40 μm dwu-rzędowych dendrytów na komórkę (komórki 4-7 na zwierzę). Środki grupy porównywano stosując dwuczynnikową ANOVA (czynniki: doświadczenie seksualne i okres abstynencji) i testy Fisher LSD dla post hoc analiza.
WYNIKI
Experiment 1
Celem eksperymentu 1 było ustalenie, czy doświadczenie seksualne wpływa na odpowiedź lokomotoryczną na AMPH u samców szczurów. Aktywność lokomotoryczną podczas okresu 90-minutowego mierzono u doświadczonych seksualnie i naiwnych szczurów po leczeniu 0.5 mg / kg AMPH lub SAL. Wyniki z eksperymentu 1 są zilustrowane w Rysunek 1. Oba doświadczenia seksualne (F.1,22= 15.88; p = 0.0006) i leczenia lekiem (F.1,22= 45.00; p <0.0001) miał istotny wpływ na aktywność lokomotoryczną i zaobserwowano dwukierunkową interakcję między doświadczeniem seksualnym a leczeniem lekami (F1,1,22= 14.27; p = 0.0010). Konkretnie, zarówno naiwne jak i doświadczone zwierzęta wykazywały znacznie zwiększoną odpowiedź lokomotoryczną na AMPH w porównaniu z odpowiednimi kontrolami SAL. Ponadto, doświadczone seksualnie szczury wykazywały zwiększoną odpowiedź lokomotoryczną na AMPH w porównaniu do zwierząt naiwnych. Doświadczenia seksualne i naiwne szczury nie różniły się pod względem odpowiedzi na SAL.
Analiza odpowiedzi lokomotorycznych na AMPH w krótszych odstępach czasu 30 minut i 3 minut są zilustrowane w Rysunek 1, panele CF. Doświadczeni seksualnie mężczyźni wykazywali zwiększoną odpowiedź lokomotoryczną na AMPH w porównaniu do naiwnych szczurów podczas okresu testu 90-minuta. Ponadto, doświadczone seksualnie szczury wykazywały zwiększoną odpowiedź lokomotoryczną na AMPH w porównaniu do ich kontroli SAL przez cały okres testu minutowego 90, podczas gdy naiwne zwierzęta wykazywały tylko znacznie wyższą odpowiedź lokomotoryczną podczas ostatniego przedziału 30-minutowego (Rysunek 1; wartości p są wymienione w legendzie rysunku).
Experiment 2
Celem eksperymentu 2 było sprawdzenie, czy doświadczenie seksualne powoduje uczulenie narządów u zwierząt, które łączono w ciągu kolejnych dni, w tym samym środowisku, w którym są narażone na AMPH. Narażenie na parowane ze sobą pary powodowało zwiększoną aktywność lokomotoryczną w ciągu 15 minut przed każdą sesją krycia (Rysunek S1 w suplemencie 1), ilustrujący wyuczony związek między zachowaniami seksualnymi a środowiskiem. Ponadto, eksperyment 2 zbadał czasowy wzorzec uczulenia narządów do AMPH u doświadczonych seksualnie samców szczurów. Odpowiedź lokomotoryczną na AMPH lub SAL mierzono jeden dzień (dzień 8), jeden tydzień (dzień 14) i jeden miesiąc (dzień 35) po ostatniej sesji krycia. Podobnie jak w eksperymencie 1, doświadczone seksualnie szczury wykazywały większą odpowiedź lokomotoryczną na AMPH w porównaniu do zwierząt naiwnych. Co więcej, efekt ten był widoczny we wszystkich trzech dniach testowania. Rysunek 2 ilustruje aktywność lokomotoryczną podczas ostatnich 60 minut testów, podczas których zaobserwowano najbardziej silne różnice, a dane dla pierwszych 30 minut są pokazane w Rysunek S2 (dodatek 1). Naiwne i doświadczone zwierzęta nie różniły się pod względem odpowiedzi na SAL w żaden z dni testowych, a szczury, które otrzymały AMPH wykazywały zwiększoną aktywność lokomotoryczną w porównaniu do ich kontroli SAL (Rysunek 2; wartości p są wymienione w legendzie rysunku).
Experiment 3
Eksperyment 3 zbadał wpływ doświadczenia seksualnego na warunkową nagrodę AMPH. AMPH CPP był testowany na płciowo naiwnych i doświadczonych mężczyznach 10 dni po ostatniej sesji godowej. Doświadczenia seksualne na zwierzętach pokazują wzmocnioną, uwarunkowaną nagrodę AMPH. W szczególności, doświadczeni seksualnie mężczyźni tworzyli silną preferencję dla komory sparowanej AMPH z niższymi dawkami 0.5 i 1.0 mg / kg, ale nie z wyższymi dawkami 2.5 lub 5.0 mg / kg. W przeciwieństwie do tego, samce naiwne płciowo tworzyły silną preferencję dla sparowanej z AMPH komory z wyższymi dawkami, 2.5 i 5.0 mg / kg, a nie z niższymi dawkami (Rysunek 3A; wartości p są wymienione w legendzie rysunku).
Experiment 4
Eksperyment 3 wykazał, że doświadczenie seksualne, po którym następuje okres abstynencji, skutkowało wzmocnioną, uwarunkowaną nagrodą AMPH. Eksperyment 4 zbadał, czy wpływ doświadczenia seksualnego na warunkową nagrodę AMPH był zależny od tego okresu abstynencji. Wyniki wykazały, że doświadczane seksualnie zwierzęta nie wykazują zwiększonej kondycjonowanej wartości nagrody AMPH. Doświadczone seksualnie i naiwne zwierzęta wykazywały silną preferencję dla komory sparowanej AMPH z wyższymi dawkami 2.5 i 5.0 mg / kg. Jednakże, ani doświadczeni seksualnie, ani naiwni mężczyźni nie wykazywali zwiększonego wyniku CPP przy niższych dawkach 0.5 i 1.0 mg / kg. Najniższa dawka 0.5 mg / kg wywoływała nawet reakcję na niechęć, ale to osiągnęło znaczenie tylko u doświadczonych seksualnie zwierząt w parzystej komorze AMPH (Rysunek 3B; wartości p są wymienione w legendzie rysunku).
Experiment 5
Celem Experiment 5 było zbadanie zmian morfologicznych w układzie mezolimbicznym, w szczególności w NAc, w następstwie doświadczenia seksualnego. Zmiany morfologiczne widoczne były przez tydzień (Rysunek 4H, J i L.; wartości p są wymienione w legendzie rysunku), ale nie jeden dzień (Rysunek 4G, I i K), po ostatniej sesji krycia. W szczególności stwierdzono znaczny wzrost liczby dendrytów (wskazujących na zwiększone rozgałęzianie dendrytyczne) w rdzeniu i powłoce NAc (Rysunek 4H i J). Ponadto, liczba kolców dendrytycznych była istotnie zwiększona zarówno w rejonie skorupy jak i w rdzeniu, jeden tydzień, ale nie jeden dzień po doświadczeniu seksu (Rysunek 4L).
DYSKUSJA
Badanie to pokazuje, że doświadczenie seksualne i post-experience abstynencja od zachowań seksualnych wywołują funkcjonalne i morfologiczne zmiany w układzie mezolimbicznym samców szczurów. Zmiany czynnościowe były widoczne w postaci uczulonej reakcji narządu i zwiększonej uwarunkowanej nagrody z AMPH po doświadczeniu seksualnym.
Uczulona reakcja lokomotoryczna była obserwowana już w dniu 1 i utrzymywała się do 28 dni po ostatniej sesji godowej. Natomiast wzmocniona uwarunkowana nagroda AMPH była widoczna dopiero po okresie abstynencji wynikającym z zachowań seksualnych. Zmiany morfologiczne w podregionie rdzeniowym i muszlowym NAc obserwowano 7 dni, ale nie 1 dzień, po ostatniej sesji godowej u zwierząt doświadczonych seksualnie. Łącznie dane te pokazują, że doświadczenie seksualne indukuje plastyczność w systemie mezolimbicznym i że okres abstynencji od krycia jest krytyczny dla rozwoju niektórych, ale nie wszystkich zmian układu mezolimbicznego.
Dobrze wiadomo, że naturalne zachowania wynagradzające i nadużywanie narkotyków działają w ramach tych samych dróg nerwowych (64). Rzeczywiście, wykazano, że leki nadużywania wpływają na ekspresję zachowań satysfakcjonujących (65-67), w tym zachowania seksualne samca szczura (67-70). Zmiany zachowań seksualnych i motywacji spowodowane powtarzanym podawaniem leku zależą od okresu odstawienia lub abstynencji od narkotyku, a także od środowiska, w którym lek był prezentowany. Obecne badania wykazały, że narażenie na zachowania seksualne zmienia wrażliwość na nadużywanie narkotyków. Stwierdzono, że doświadczane seksualnie samce szczurów są uczulone na działanie lokomotoryczne AMPH i że to zjawisko jest długotrwałe i niezależne od okresu abstynencji od krycia. Ponadto, uczulona odpowiedź lokomotoryczna była niezależna od harmonogramu godowego lub środowiska krycia i była obserwowana po kolejnych lub przerywanych sesjach krycia, które wystąpiły w tym samym lub innym środowisku, co ekspozycja na lek. SBadania prowadzone na żeńskich chomikach wykazały, że doświadczone seksualnie chomiki wykazują szybszy początek reakcji lokomotorycznej wywołanej przez AMPH w porównaniu do kontroli naiwnych na tle seksualnym (71). Jednak gryzonie wykazują seksualne reakcje dimorficzne na psychostymulanty (72-73). W związku z tym obecne badania poszerzają wyniki u samic chomików i wykazują u samców szczurów szybki początek i długi czas nasilenia reakcji lokomotorycznych na psychostymulanty w następstwie zachowań seksualnych.
W obecnych badaniach nie jest jasne, które elementy zachowań seksualnych przyczyniają się do uczulenia na lokomotorię AMPH i czy wystarczą interakcje społeczne. Zwierzęta w eksperymencie 2, które nie osiągnęły kryteriów doświadczenia seksualnego (wyświetlane wierzchowce i intrygi, ale nie kopulowały do wytrysku 5 podczas sesji godowych) nie wykazywały sensybilizowanej odpowiedzi (Rysunek S3 w suplemencie 1). W związku z tym przeprowadzono dodatkowy eksperyment, podczas którego mężczyźni byli narażeni na receptywną samicę bez fizycznej interakcji, lub wyświetlali wierzchowce i intromisje, z których żadna nie dawała wyczulonych odpowiedzi narządowych na AMPH (Rysunek S4 w suplemencie 1). Dlatego interakcje społeczne nie wydają się przyczyniać do skutków doświadczeń seksualnych na uczulenie AMPH, ale raczej kopulacja, w tym ejakulacja, wydaje się niezbędna dla tej formy plastyczności.
Oprócz uwrażliwionej reakcji behawioralnej doświadczenie seksualne wzmacnia uwarunkowaną wartość nagrody AMPH, ale tylko po abstynencji od seksualnej nagrody. Wcześniejsza praca z zastosowaniem CPP wykazała, że wielokrotne narażenie na środki psychostymulujące lub opiaty zwiększa indukowane lekiem efekty wynagradzania zgodnie z indukowanym lekiem uczuleniem lokomotorycznym (22-24). Wielokrotne podawanie 5 dni kokainy (10 mg / kg), d-amfetaminy (0.5 mg / kg) lub morfiny (5 mg / kg) uwrażliwia efekt nagradzania kokainy podczas badania 3 dni po zaprzestaniu leczenia wstępnego . Uczulony efekt był wyświetlany przez obserwację uwarunkowanej preferencji przy mniejszej liczbie prób kondycjonujących (od 3 do 2) i przy niższych dawkach leku w porównaniu ze wstępnie leczonymi SAL zwierzętami kontrolnymi. Uczulona kondycjonowana nagroda spowodowana powtarzającą się kokainą została znaleziona 7 dni, ale nie 14 dni, po ostatnim wstępnym traktowaniu kokainy (23). Podobne badanie wykorzystujące 5 dni morfiny (5.0 mg / kg) pokazuje zwiększoną kondycjonowaną odpowiedź nagrody na morfinę, gdy kondycjonowanie rozpoczęło 3, 10 lub 21 dni po wstępnej obróbce leku. Ta zwiększona odpowiedź była nieobecna 1 dzień po wstępnej obróbce morfiną (24). SWyniki badania sugerują, że okres odstawienia leku w ciągu co najmniej 3 dni jest wymagany w przypadku uczulonej lub nadwrażliwej uwarunkowanej nagrody, zarówno dla psychostymulantów, jak i opiatów.s. Sdoświadczenie dodatkowe, takie jak powtarzane podawanie leku, może zaszczepić podobne neuroadaptacje w układzie mezolimbicznym odpowiedzialnym za tę wrażliwą reakcję na lek po usunięciu nagrody. Obecnie nie jest jasne, czy abstynencja nagród jest związana ze stresem, a zatem działa jako stresor psychologiczny przyczyniający się do obserwowanych zmian.
Jest oczywiste, że istnieje interakcja między efektami nagrody naturalnej i narkotykowej. Nagłe uczulenie krzyżowe sugeruje, że długotrwałe skutki zarówno zachowań seksualnych, jak i leków są mediowane przez wspólne mechanizmy komórkowe lub molekularne. Dlatego postawiono hipotezę, że zmiany wywołane zachowaniem płciowym regulują składniki wzmacniające zachowania seksualne, a zatem mogą być krytyczne dla pozytywnego wzmocnienia ogólnie satysfakcjonujących zachowań. Hjednak późniejsza abstynencja od nagrody seksualnej może wywołać stan zwiększonego wynagrodzenia lub podatność na działanie substancji uzależniających podobnych do skutków abstynencji i "wylęganie się głodu narkotykowego" (25, 33, 74). Ogólnie zachowanie seksualne u samców gryzoni nie powoduje kompulsywnego poszukiwania seksu, wykazanego za pomocą eksperymentów warunkujących kojarzenie i złe samopoczucie (75), chociaż wpływ abstynencji nie został przetestowany.
Morfologia dendrytyczna została dogłębnie zbadana w dziedzinie uczenia się i pamięci (76-77) i uzależnienia (59, 78-79) i wiadomo, że ma na nie wpływ środowisko (80) i czynniki hormonalne (81-82). Ponieważ wejścia synaptyczne są w przeważającej mierze na dendrytach lub kolcach dendrytycznych, są najbardziej prawdopodobnym celem neuroplastyczności indukowanej przez doświadczenie (26, 83). Stwierdzono, że naturalne fluktuacje lub podawanie hormonów gonadowych powoduje zmiany dendrytyczne w ciągu kilku godzin (84-87). lso, zakłócenia systemu, taki stres (88) lub przewlekłej kokainy (79), powodują zmiany dendrytyczne wykrywalne w ciągu 24 godzin.
W tym przypadku zmiany w morfologii dendrytycznej średnich neuronów spiny w rdzeniu i powłoce NAc nie były obserwowane w ciągu 24 godzin, a zamiast tego wymagały okresu abstynencji po doświadczeniu seksualnym. Zmiany strukturalne wywołane doświadczeniem seksualnym i późniejszą abstynencją przypominają te obserwowane po wielokrotnym narażeniu na działanie środków psychostymulujących (16-17, 26, 30). Natomiast zubożenie DA w NAc powoduje zmniejszenie liczby dendrytów i złożoność powłoki (18, 89). W związku z tym zmiany wywołane doświadczeniem seksualnym mogą być zależne od endogennego działania DA w NAc. Jednakże zmiany morfologiczne wywołane przez krycie były widoczne tylko w 7 dni po ostatniej sesji godowej i były zbieżne z poprawioną, uwarunkowaną nagrodą AMPH w doświadczonych seksualnie zwierzętach. Dane te sugerują, że te wzrosty w przypadku dendrytycznych arborization i kolców nie są wymagane do ekspresji krótkoterminowego uczulenia lokomotorycznego na AMPH, yet może odgrywać rolę w utrzymaniu i długotrwałej ekspresji uczulenia. Wcześniejsze badania nad powtarzanym podawaniem leku wykazały również rozłąkę między długotrwałym uczuleniem a zmianami morfologicznymi w NAc (89-94). Nie jest jasne, jakie znaczenie ma zmiana morfologiczna, ale może ona odgrywać rolę w długoterminowych zmianach funkcji i ekspresji genów.
Podsumowując, przedstawione tu dane pokazują, że zachowania seksualne - naturalny bodziec wynagradzający - mogą indukować długotrwałe neuroadaptacje w układzie mezolimbicznym. Nasze odkrycia sugerują, że plastyczność behawioralna, w szczególności uczulona reakcja lokomotoryczna, jest bezpośrednim i długotrwałym wynikiem doświadczenia seksualnego. Co więcej, okres abstynencji może pozwolić na neuroadaptacje krytyczne dla obserwowanych zmian morfologicznych w NAc, a następnie zwiększonej nagrody uzależnionej od narkotyków. Ta plastyczność behawioralna i nerwowa ma podobny, ale nie identyczny profil jak u zwierząt uczulonych na lek. Dane te są szczególnie interesujące, ponieważ pokazujemy, że abstynencja od naturalnej nagrody indukuje podatny stan na podawanie leku. Zrozumienie, w jaki sposób zarówno naturalne zachowania, jak i nadużywanie narkotyków aktywizują te systemy powodując neuroadaptacje, może zapewnić nam lepsze zrozumienie wzmocnienia i nagrody w ogóle oraz zapewnić głębszy wgląd w mechanizmy uzależnienia od narkotyków.
Podziękowanie
Dr Richtand otrzymał dofinansowanie od NIH i Departamentu ds. Usług Badań Medycznych Departamentu Weteranów. Dr Richtand informuje, że był konsultantem w Forest Pharmaceuticals, Bristol-Meyers Squibb i Gerson Lehrman Group; w biurze prelegenta Bristol Meyer's Squibb and Schering-Plough Corporation; Prezentacje Grand Rounds dla: Sanford School of Medicine University of South Dakota and Scius, LLC; i otrzymała dotację od: Janssen Pharmaceutics Research Foundation i Astra Zeneca Pharmaceuticals (tylko lek badany). Wszyscy inni autorzy nie zgłaszają żadnych biomedycznych interesów finansowych ani potencjalnych konfliktów interesów, z wyjątkiem następujących grantów na wsparcie tych badań: National Institutes of Health (R01 DA014591), kanadyjskich instytutów zdrowia (RN 014705) oraz National Sciences and Engineering Research Council Kanady (NSERC) Discovery Grant (341710) dla Dr. Lique Coolena oraz stypendium PGS-M od NSERC (360696) do Kyle Pitchers. Dziękujemy pani Maureen 1 Fitzgerald za jej pomoc w przetwarzaniu Golgiego i dr Christine Tenk za pomoc w dodatkowy eksperyment 1.
Przypisy
Zastrzeżenie wydawcy: Jest to plik PDF z nieedytowanym manuskryptem, który został zaakceptowany do publikacji. Jako usługa dla naszych klientów dostarczamy tę wczesną wersję manuskryptu. Rękopis zostanie poddany kopiowaniu, składowi i przeglądowi wynikowego dowodu, zanim zostanie opublikowany w ostatecznej formie cytowania. Należy pamiętać, że podczas procesu produkcyjnego mogą zostać wykryte błędy, które mogą wpłynąć na treść, a wszystkie zastrzeżenia prawne, które odnoszą się do czasopisma, dotyczą.
Referencje
;