Poziomy BDNF w surowicy u pacjentów z zaburzeniami hazardu są związane z nasileniem zaburzeń hazardu i indeksami zadań hazardowych w Iowa (2016)

* Autor korespondent: Samuel Suk-Hyun Hwang; Katedra Psychologii,
Chonnam National University, 77 Yongbong-ro, Buk-gu, Gwangju 500-757,
Korea; Telefon: + 82 62 530 2651; Faks: + 82 62 530 2659; E-mail: hwansama@hanmail.netto

DOI: http://dx.doi.org/10.1556/2006.5.2016.010

Jest to artykuł o otwartym dostępie dystrybuowany zgodnie z warunkami licencji Creative Commons Attribution License, która zezwala na nieograniczone korzystanie, dystrybucję i reprodukcję na dowolnym nośniku w celach niekomercyjnych, pod warunkiem uznania oryginalnego autora i źródła.

Abstrakcyjny

Tło i cele

Zaburzenia hazardu (GD) mają wiele podobieństw z zaburzeniami używania substancji (SUD) w zakresie klinicznym, neurobiologicznym i neurokognitywnym, w tym w podejmowaniu decyzji. Oceniliśmy związki między GD, procesami decyzyjnymi i pochodzącym z mózgu czynnikiem neurotroficznym (BDNF), mierzone poziomami BDNF w surowicy.

Metody

Dwudziestu jeden mężczyzn z GD i 21 zdrowych osób kontrolnych dopasowanych pod względem płci i wieku oceniono pod kątem związku między poziomem BDNF w surowicy a wskaźnikiem nasilenia problemu hazardowego (PGSI), a także między poziomem BDNF w surowicy a Iowa Gambling Task (IGT) wskaźniki

Efekt

Średnie poziomy BDNF w surowicy były znacznie zwiększone u pacjentów z GD w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. Stwierdzono istotną korelację między poziomami BDNF w surowicy a wynikami PGSI podczas kontroli wieku, depresji i czasu trwania GD. Uzyskano istotną ujemną korelację między poziomami BDNF w surowicy a wynikami poprawy IGT.

Dyskusja

Odkrycia te potwierdzają hipotezę, że poziomy BDNF w surowicy stanowią podwójny biomarker zmian neuroendokrynnych i ciężkości GD u pacjentów. Poziom BDNF w surowicy może służyć jako wskaźnik słabej wydajności procesu decyzyjnego i uczenia się w GD i pomóc w określeniu wspólnych fizjologicznych podstaw między GD a SUD.

Słowa kluczowe:zaburzenia hazardu, czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego (BDNF), Iowa Gambling Task (IGT), uzależnienie behawioralne

Wprowadzenie

Zaburzenie hazardowe (GD), rodzaj uzależnienia behawioralnego, charakteryzuje się uporczywym i nawracającym niewłaściwym zachowaniem hazardowym prowadzącym do znacznych szkodliwych konsekwencji prawnych, finansowych i psychospołecznych (Grant, Kim i Kuskowski, 2004). GD ma wiele podobnych cech klinicznych i neurobiologicznych z zaburzeniami używania substancji (SUD), takimi jak zmiany szlaku mezolimbicznej dopaminy (Potenza, 2008), a także cechy neurokognitywne, w tym zaburzenia podejmowania decyzji.

Słabą wydajność zadania Iowa Gambling (IGT), mającego na celu ocenę ryzykownego podejmowania decyzji, konsekwentnie stwierdzono wśród SUD (Noel, Bechara, Dan, Hanak i Verbanck, 2007). Podobnie pacjenci z GD wykazali wysokie ryzyko w podejmowaniu zadania (Lawrence, Luty, Bogdan, Sahakian i Clark, 2009). Chociaż biologiczne podstawy podejmowania decyzji są słabo poznane, wplątano systemy neuronalne związane z funkcją wykonawczą i pamięcią (Brand, Recknor, Grabenhorst i Bechara, 2007).

Jednym z białek związanych z różnymi funkcjami poznawczymi, takimi jak podejmowanie decyzji i pamięć, jest neurotroficzny czynnik mózgowy (BDNF) (Yamada, Mizuno i Nabeshima, 2002). BDNF odgrywa ważną rolę w przeżyciu neuronów, neurogenezie i plastyczności synaptycznej. Badania wykazały związek między BDNF a zmianami w zachowaniu i psychopatologią w zaburzeniach psychicznych, takich jak depresja, schizofrenia i zaburzenie dwubiegunowe (Montegia i in., 2007), a także zaburzenia ze spektrum autyzmu (Wang i in., 2015). Zaobserwowano wzrost poziomu BDNF w surowicy uzależnień od narkotyków (Angelucci i in., 2010), w których bierze się udział BDNF w procesach związanych z brzuszną powierzchnią jądra półleżącego (VTA-NAc) (Pu, Liu i Poo, 2006).

Natomiast tylko kilka badań zbadało związek między BDNF i GD (Angelucci i in., 2013; Geisel, Banas, Hellweg i Muller, 2012) oraz w jaki sposób poziomy BDNF odnoszą się do nasilenia GD i poziomu upośledzenia w zadaniach neurokognitywnych pozostają niejasne. Stwierdzono, że zmniejszone stężenie BDNF w surowicy ma związek ze słabą wydajnością IGT (Hori, Yoshimura, Katsuki, Atake i Nakamura, 2014) i pamięć bezpośrednia (Zhang i in., 2012) u pacjentów ze schizofrenią. Powiązania między niskim poziomem BDNF a zaburzeniami poznawczymi zostały dodatkowo potwierdzone w dużej populacji osób starszych (Shimada i in., 2014).

W tym badaniu zbadaliśmy związki między GD, BDNF i wydajnością podejmowania decyzji w IGT w próbie pacjentów z GD i porównaliśmy poziomy BDNF w surowicy u pacjentów z GD z tymi u zdrowych osób kontrolnych. Następnie zbadaliśmy związek poziomów BDNF w surowicy z nasileniem wskaźników GD i IGT.

Metody

Uczestnicy

Dwudziestu jeden mężczyzn, którzy spełnili kryteria DSM-5 dla GD, rekrutowano z ambulatoryjnej kliniki hazardu na Wydziale Psychiatrii Szpitala Gangnam Eulji, Uniwersytetu Eulji w Korei. Rozpoznanie zostało ustalone przez certyfikowanego przez zarząd psychiatrę (SWC) poprzez badanie wcześniejszych zapisów medycznych i częściowo ustrukturyzowany wywiad, który zawierał pytania dotyczące obecności współwystępujących zaburzeń. Podano również kwestionariusz samoopisowy dotyczący wieku, masy ciała, wzrostu, historii związanej z alkoholem, regularnego stosowania leków, historii związanej z hazardem i zmiennych klinicznych. Nasilenie GD oceniano za pomocą wskaźnika problemu hazardu (PGSI), dziewięciopunktowej miary oceny własnej zgłaszanej jako przydatna zarówno w warunkach klinicznych, jak i nieklinicznych (Young & Wohl, 2011). Objawy nastroju oceniono za pomocą Inwentarza Depresji Becka (BDI). Kryteriami wykluczenia dla grupy pacjentów były: 1) każda historia przewlekłej choroby fizycznej, 2) regularne stosowanie jakiegokolwiek leku oraz 3) obecność współistniejących zaburzeń psychicznych, w tym uzależnienia od alkoholu i nikotyny. Grupa kontrolna składała się ze zdrowych męskich ochotników dobranych pod względem wieku i płci 21, którzy nie mieli bieżącej lub przeszłej historii psychiatrycznej lub historii stosowania leków.

Środki

Pomiar poziomów BDNF w surowicy.

Od każdego pacjenta pobrano łącznie 10 ml krwi do probówki do separacji surowicy. Próbki pozostawiono do skrzepnięcia na 30 minut, a następnie wirowano przez 15 minut przy około 1000 g, po czym usunięto surowicę. Wszystkie próbki przechowywano w -80 ° C. Poziomy BDNF w surowicy określano przy użyciu protokołu ELISA zgodnie z instrukcjami producenta (DBD00; R & D Systems, Europa).

IGT.

W przypadku tego administrowanego komputerowo zadania poproszono uczestników o losowanie z czterech talii kart. Każda talia składała się z losowo rozmieszczonych kart o różnej ilości zysków i kar, co daje z góry ustalony wynik netto. Dwie talie zawierały karty o niskim poziomie zysków (np. $ 50) i karach (np. $ 40), ale ich wynik netto był korzystny (np. $ 100); pozostałe dwie talie składały się z kart o wysokich zyskach (np. $ 100), ale jeszcze wyższych karach (np. $ 200), więc ich wynik netto był niekorzystny (np. - $ 250).

Wszyscy uczestnicy zostali poinstruowani, aby spróbować zarobić jak najwięcej pieniędzy, losując karty pojedynczo z wybranej talii. Zostali poinformowani, że niektóre talie są bardziej korzystne niż inne, ale nie powiedziano im o ich składzie. Cała procedura IGT została zakończona po wyciągnięciu kart 100.

Trzy wskaźniki IGT uzyskano z wysokimi wynikami wskazującymi na efektywne myślenie strategiczne: całkowity wynik netto, obliczony jako liczba losowań z korzystnych talii minus ta z niekorzystnych talii (Barry i Petry, 2008); odsetek korzystnych wyborów talii z całkowitej liczby kart; oraz wynik poprawy, obliczony przez odjęcie wyniku netto pierwszego bloku kart 20 od wyniku ostatniego bloku.

Analizy statystyczne

Do porównania poziomów BDNF w surowicy pacjentów i kontroli zastosowano analizę kowariancji, z wiekiem, wskaźnikiem masy ciała (BMI) i wynikami BDI wprowadzonymi jako zmienne towarzyszące. Korelację między poziomami BDNF w surowicy a nasileniem GD w oparciu o wyniki PGSI w grupie pacjentów zbadano za pomocą analizy częściowej korelacji Pearsona, kontrolując wiek, wyniki BDI i czas trwania hazardu problemowego. Na koniec związek między poziomami BDNF w surowicy a wydajnością IGT analizowano przy użyciu tej samej metody. Wszystkie dane są przedstawione jako średnie ± odchylenia standardowe (SD). Poziom istotności ustalono na p <0.05. Wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu SPSS, wersja 18.1 (Chicago, Illinois, USA).

Etyka

Komitet Etyczny Uniwersytetu Eulji w Korei zatwierdził ten protokół badania. Zgodnie z Deklaracją Helsińską wszystkie podmioty zostały poinformowane o procedurach i podpisały pisemną świadomą zgodę przed uczestnictwem.

Efekt

Dane demograficzne, zmienne kliniczne związane z hazardem i wskaźniki IGT są wymienione w tabeli 1. Średnie poziomy BDNF w surowicy były znacznie zwiększone u pacjentów z GD (29051.44 ± 6237.42 pg / ml) w porównaniu do zdrowych kontroli (19279.67 ± 4375.58 pg / ml, p <0.0001) (ryc 1). Stwierdziliśmy także istotną korelację między poziomem BDNF w surowicy a wynikami PGSI (r = 0.56, p <0.05) po uwzględnieniu wieku, wyników BDI i czasu trwania problemowego hazardu.

Tabela 1. Dane demograficzne, BDI, BDNF, indeks IGT i zmienne związane z GD

Uwaga: * Zmienne oznaczone są zmiennymi kategorialnymi z N (%), dlatego zastosowano test chi-kwadrat. GD: zaburzenie hazardu; BMI: wskaźnik masy ciała (waga / wzrost²); BDI: Inwentarz depresji Becka; BDNF: czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego; IGT całkowity wynik netto: całkowita liczba korzystnych talii minus całkowita liczba niekorzystnych talii; Korzystna proporcja: korzystna liczba talii / całkowity wybór kart (karty 100); Wynik poprawy IGT: wynik netto bloku 5 IGT minus wynik netto bloku 1 IGT; CPGI-PGSI: Kanadyjski wskaźnik hazardu - problem ważności hazardu.

^a Strategiczne: hazard w kasynie (np. Black-Jack); Analityczne: zakłady sportowe, wyścigi konne, wyścigi rowerowe, wyścigi motorówek, handel akcjami.

Rycina 1. Średnie poziomy BDNF w surowicy były istotnie podwyższone u pacjentów z zaburzeniami hazardu (29051.44 ± 6237.42 pg / ml) w porównaniu ze zdrowymi kontrolami (19279.67 ± 4375.58 pg / ml, p <0.0001) przez ANCOVA z wiekiem, BMI i wynikami BDI jako współzmiennymi. Wykresy pudełkowe pokazują medianę i kwartyle, a czapki z wąsami na wykresach pudełkowych pokazują średnie wartości dla 5. i 95. centyla; * Wskazuje na istotność statystyczną (F = 12.11, p ≤ 0.001)

Poziomy BDNF w surowicy były również znacząco ujemnie skorelowane z wynikami poprawy IGT (r = –0.48, p <0.05), ale nie z całkowitymi wynikami netto IGT (r = –0.163, ns) lub korzystna proporcja (r = –0.19, ns).

Dyskusja

W tym badaniu stwierdziliśmy znacznie wyższe poziomy BDNF w surowicy u pacjentów z GD niż u zdrowych kontroli, a także dodatni związek między poziomami BDNF w surowicy a ciężkością GD. Takie ustalenia są częściowo zgodne z wcześniejszymi badaniami, które wskazują, że poziomy BDNF w surowicy wzrosły w GD (Angelucci i in., 2013; Geisel i in., 2012), chociaż badania te przedstawiają różne wyniki dotyczące związku między poziomami BDNF w surowicy a nasileniem GD. Takie rozbieżności mogą być związane z czynnikami zewnętrznymi, które wpływają na poziomy BDNF w surowicy, w tym BMI, depresja i inne czynniki zakłócające (Piccinni i in., 2008). Wraz z tymi dwoma poprzednimi badaniami (Angelucci i in., 2013; Geisel i in., 2012), nasze ustalenia sugerują, że uzależnienia behawioralne mogą być związane z plastycznością neuronów podobną do zmian obserwowanych w SUD. Zwiększone poziomy BDNF w surowicy mogą wówczas stanowić mechanizm kompensacyjny w celu normalizacji transmisji dopaminergicznej w VTA i NAc (Geisel i in., 2012). Innym możliwym wytłumaczeniem jest to, że zwiększony BDNF odgrywa rolę w procesach neuroprotekcyjnych i zapobiegających stresowi u pacjentów z GD, szczególnie w sytuacjach stresowych, jak stwierdzono u pacjentów z SUD (Bhang, Choi i Ahn, 2010; Geisel i in., 2012).

Chociaż ostatnie badanie (Kang i in., 2010) wykazało, że polimorfizm BDNF Val66Met może wpływać na wydajność decyzyjną mierzoną za pomocą IGT, zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nasze badanie jako pierwsze wykazało istotny związek między poziomem BDNF w surowicy a wynikami poprawy IGT. Wynik poprawy IGT szczególnie odzwierciedla procesy uczenia się oparte na ocenie wyników wyboru nagród i kar prowadzących do długoterminowego zysku lub straty. Nauka polega na dyskontowaniu nagród natychmiastowych przy jednoczesnym formułowaniu korzystnej strategii opartej na wcześniejszych łącznych wynikach. Ostatnie badania (Kräplin i in., 2014) stwierdzono, że problemowi gracze wykazali wyższą ogólną impulsywność w porównaniu ze zdrowymi kontrolami i wyższą impulsywność wyboru w porównaniu z grupą z zespołem Tourette'a, ale podobny poziom impulsywności jak w grupie uzależnionej od alkoholu. Wyższe stężenie BDNF zostało również dodatnio skorelowane z wyższą impulsywnością u pacjentów z PTSD (Martinotti i in., 2015), co sugeruje, że impulsywność może być związana z większą ekspresją BDNF. Ponadto w mysich modelach BDNF bierze udział w działaniach neuronów serotonergicznych, szczególnie w agresji i impulsywności (Lyons i in., 1999). Zarówno BDNF, jak i serotonina regulują rozwój i plastyczność obwodów nerwowych w zaburzeniach nastroju (Martinowich & Lu, 2008). U ludzi polimorfizm BDNF Val66Met u pacjentów ze schizofrenią wiązał się z zachowaniem agresywnym (Spalletta i in., 2010), podczas gdy stwierdzono, że serotonina odgrywa znaczącą rolę w uczeniu się i zapamiętywaniu (Meneses i Liy-Salmeron, 2012). Podsumowując, nasze wyniki sugerują, że BDNF może również odgrywać rolę w procesach uczenia się i że związek między BDNF i serotoniną wymaga dalszego zbadania.

Niektóre ograniczenia tego badania wymagają dyskusji; nasza próbka była niewielka i obejmowała tylko mężczyzn z GD, co ograniczało uogólnienie naszych wyników. Poziomy BDNF w surowicy badano raczej niż poziomy BDNF w ośrodkowym układzie nerwowym. Chociaż regulacja BDNF we krwi obwodowej jest nadal słabo poznana, stężenia obwodowe są szeroko stosowane jako zwierciadło tego samego parametru mózgu (Yamada i in., 2002). Ponieważ wiadomo, że BDNF przenika barierę krew-mózg w obu kierunkach, znaczna część obwodowego BDNF może pochodzić z komórek neuronalnych ośrodkowego układu nerwowego (Karege, Schwald i Cisse, 2002). Obecnie relacje między BDNF, nasileniem zaburzeń i podejmowaniem decyzji u pacjentów z GD nie są jasno określone, a przyszłe badania powinny brać pod uwagę te ograniczenia w swoich projektach, aby lepiej zrozumieć takie relacje. Ponadto w naszym projekcie badania nie wzięliśmy pod uwagę czynników osobowości. Poprzednie badania sugerowały związki między patologicznym hazardem a cechami osobowości, takimi jak poszukiwanie nowości i samodzielność (Jiménez-Murcia i in., 2010; Martinotti i in., 2006), ale konsensus w sprawie związku między poziomami BDNF a tymi cechami osobowości nie został jeszcze osiągnięty z powodu niespójnych wyników (Maclaren, Fugelsang, Harrigan i Dixon, 2011). Wyniki naszego badania należy interpretować ostrożnie w świetle takiego ograniczenia.

wnioski

Wyniki tego badania potwierdzają hipotezę, że poziomy BDNF w surowicy mogą służyć jako potencjalny biomarker dla plastyczności nerwowej i ciężkości GD u tych pacjentów. Ponadto podwyższone poziomy BDNF w surowicy w GD mogą wskazywać na słabą wydajność decyzyjną, charakterystyczną cechę SUD. To badanie jest zatem znaczącym dodatkiem do rosnącej liczby badań wspierających wspólne neurobiologiczne podstawy SUD i GD.

Wkład autorów

S-WC przyczyniło się do uzyskania finansowania, koncepcji i projektu badania, akwizycji, analizy i interpretacji danych; Y-CS przyczynił się do uzyskania finansowania oraz analizy koncepcji, projektu i interpretacji danych; JYM przyczynił się do opracowania koncepcji i projektu, pozyskiwania, analizy i interpretacji danych; D-JK i J-SC przyczynili się do opracowania koncepcji i projektu oraz interpretacji danych; a SS-HH przyczyniło się do analizy i interpretacji danych oraz opracowania i zmiany manuskryptu. Wszyscy autorzy mieli pełny dostęp do wszystkich danych w badaniu i ponoszą pełną odpowiedzialność za integralność danych i dokładność analizy danych.

Konflikt interesów

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Podziękowania

Jesteśmy wdzięczni pacjentom z GD, którzy uczestniczyli w tym badaniu. Dziękujemy również asystentowi badawczemu Minsu Kim za wsparcie tych badań.

Referencje