Integracja plastyczności synaptycznej i funkcji obwodu prążkowia w uzależnieniu (2011)

Curr Opin Neurobiol. 2012 Jun;22(3):545-51. doi: 10.1016/j.conb.2011.09.009.

Grueter BA, Rothwell PE, Malenka RC.

PEŁNE BADANIE

Źródło

Nancy Pritzker Laboratory, Zakład Psychiatrii i Nauk Behawioralnych, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA 94305, Stany Zjednoczone.

Abstrakcyjny

Narażenie na uzależniające leki powoduje zmiany w funkcji synaptycznej w obrębie kompleksu prążkowia, które mogą naśladować lub zakłócać indukcję plastyczności synaptycznej. Te adaptacje synaptyczne obejmują zmiany w jądrze półleżącym (NAc), podregionie brzusznym prążkowia ważnym dla nagradzania i wzmacniania leku, a także prążkowia grzbietowego, które może promować nawykowe używanie narkotyków. Ponieważ behawioralne skutki nadużywania leków są długotrwałe, istotne znaczenie ma identyfikacja uporczywych zmian w obwodach prążkowia wywołanych doświadczeniem lekowym in vivo. W prążkowiu wykazano, że leki nadużywające wywołują modyfikacje morfologii dendrytycznej, jonotropowe receptory glutaminianu (iGluR) i indukcję plastyczności synaptycznej. Zrozumienie szczegółowych mechanizmów molekularnych leżących u podstaw tych zmian w obwodzie prążkowia zapewni wgląd w to, jak narkotyki uzurpują sobie normalne mechanizmy uczenia się w celu wywołania zachowań patologicznych.

Wprowadzenie

Uważa się, że rozwój, postęp i utrzymywanie się uzależnienia od narkotyków obejmują dynamiczne zmiany w transmisji synaptycznej w prążkowiu i powiązanych obwodach jąder podstawnych. Synapsy w tych regionach wykazują różne formy długoterminowej plastyczności synaptycznej, które wydają się być nieprawidłowo zaangażowane przez ekspozycję na uzależniające leki. Te formy plastyczności obejmują wzmocnienie połączenia synaptycznego lub długotrwałe wzmocnienie (LTP), a także jego osłabienie lub długotrwałą depresję (LTD). Te zmiany synaptyczne często przejawiają się jako zmiany liczby i funkcji iGluR, w tym receptorów AMPA (AMPARs) i receptorów NMDA (NMDAR). Dlatego bardzo interesujące jest wyjaśnienie mechanizmów plastyczności synaptycznej w obwodzie prążkowia, które leżą u podstaw ważnych aspektów zachowań związanych z uzależnieniem.

Wnioski i przyszłe kierunki

Przedstawiając najnowsze osiągnięcia w dziedzinie plastyczności synaptycznej prążkowia i uzależnienia, podkreśliliśmy kilka pojawiających się trendów. Szereg badań wykorzystujących różne podejścia dostarczyło zbieżnych dowodów dotyczących przebiegu czasowego adaptacji synaptycznych w NAc, zarówno po ostrej, jak i powtarzanej ekspozycji na kokainę, wycofaniu / wygaszeniu i ponownej ekspozycji / przywróceniu (rysunek 1). Jednak dopiero zaczynamy rozumieć adaptacje synaptyczne w podregionach prążkowia grzbietowego, co może być szczególnie ważne w późnych stadiach uzależnienia, polegających na zwykłym poszukiwaniu narkotyków. W ciągu ostatnich kilku lat badania znacznie poszerzyły naszą wiedzę na temat plastyczności synaptycznej w określonych populacjach neuronalnych prążkowia, w szczególności MSN ścieżki bezpośredniej i pośredniej oraz roli tych poszczególnych typów komórek w reakcjach behawioralnych na narkotyki. Ważnym kolejnym krokiem będzie rozszerzenie tych podejść do modeli przywrócenia i nawrotu - jednego z najtrudniejszych problemów w klinicznym leczeniu uzależnienia. Wreszcie techniki optogenetyczne umożliwiły rozróżnienie funkcji różnych wejść do prążkowia

podejście, które powinno wyjaśnić, w jaki sposób synapsy utworzone przez te różne wejścia mogą być różnie modulowane przez narkotyki. Podsumowując, kompleks prążkowia powinien być badany pod kątem funkcjonalnie odrębnych składników, na poziomie poszczególnych szlaków neuronalnych, aby w pełni zrozumieć mechanizmy komórkowe i behawioralne leżące u podstaw motywowanych zachowań, nadużywania narkotyków i uzależnień.