Zachowania seksualne i związane z seksem wskazówki środowiskowe aktywują układ mezolimbiczny u samców szczurów (2004)

^1. Program studiów podyplomowych z neurobiologii, Wydział Biologii Komórki, Neurobiologii i Anatomii, Wydział Medyczny Uniwersytetu w Cincinnati, Cincinnati, OH, USA

Adres korespondencyjny: Dr LM Coolen, Katedra Biologii Komórki, Neurobiologii i Anatomii, Wydział Lekarski Uniwersytetu w Cincinnati, Centrum Studiów Molekularnych im. Vontza, 3125 Eden Ave., Cincinnati, OH 45267-0521, USA. Tel.: +513 558 1209; Faks: +513 558 4454; E-mail: [email protected]

Otrzymano 8 sierpnia 2003 r .; Zmieniono 6 października 2003 r .; Przyjęto 9 października 2003 r .; Publikacja internetowa z dnia 23 grudnia 2003 r.

Abstrakcja

Układ mezolimbiczny odgrywa ważną rolę w regulacji zarówno zachowań patologicznych, takich jak uzależnienie od narkotyków, jak i normalnych zachowań motywowanych, takich jak zachowania seksualne. W niniejszym badaniu zbadano mechanizm endogennej aktywacji tego układu podczas zachowań seksualnych. W szczególności zbadano wpływ doświadczeń seksualnych i bodźców środowiskowych związanych z seksem na aktywację kilku komponentów układu mezolimbicznego.

Układ mezolimbiczny składa się z projekcji dopaminergicznej z brzusznego obszaru nakrywki (VTA) do jądra półleżącego (NAc). Wcześniejsze badania sugerują, że neurony te są hamowane tonicznie przez lokalne interneurony GABA, które z kolei są modulowane przez ligandy receptora opioidowego μ (MOR). Aby przetestować hipotezę, że opioidy działają w VTA podczas zachowań seksualnych, wizualizację internalizacji MOR w VTA wykorzystano jako marker aktywacji receptora indukowanej ligandem. Znaczący wzrost internalizacji MOR obserwowano po kopulacji lub ekspozycji na bodźce środowiskowe związane z płcią. Kolejnym celem było określenie, czy zachowania seksualne aktywują neurony dopaminergiczne w VTA, wykorzystując hydroksylazę tyrozynową jako marker neuronów dopaminergicznych i immunoreaktywność Fos jako marker aktywacji neuronów. Znaczący wzrost odsetka aktywowanych neuronów dopaminergicznych obserwowano po kopulacji lub ekspozycji na bodźce środowiskowe związane z płcią. Ponadto, sygnały związane z godami i płcią aktywowały dużą populację neuronów niedopaminergicznych w VTA, a także neurony w jądrze i powłoce NAc . Podsumowując, nasze wyniki dostarczają funkcjonalnych dowodów neuroanatomicznych na to, że układ mezolimbiczny jest aktywowany zarówno przez zachowania seksualne, jak i ekspozycję na sygnały środowiskowe związane z płcią.

WPROWADZENIE

Mezolimbiczny układ dopaminowy jest kluczowym elementem obwodów nerwowych regulujących motywację i nagrodę. System ten można aktywować poprzez egzogenne stosowanie narkotyków, często powodując patologiczny zestaw zachowań zwany uzależnieniem. Jednak układ mezolimbiczny odgrywa również ważną rolę w regulacji normalnych zachowań motywowanych, takich jak karmienie, picie, agresja i zachowania seksualne. Podczas gdy liczne badania koncentrowały się na indukowanej lekiem aktywacji tego szlaku, mniej wiadomo o funkcji układu mezolimbicznego w warunkach naturalnych. Dlatego niniejsze badanie bada endogenne mechanizmy, za pomocą których zachowania seksualne aktywują mezolimbiczny układ dopaminowy.

Zachowanie seksualne samców gryzoni składa się z fazy apetytywnego zbliżania się, po której następuje faza konsumpcyjna, w której zwierzę wspina się i atakuje, co kończy się ejakulacją ( Hull i in ., 2002 ). Badania behawioralne wskazują, że zachowania seksualne samców gryzoni — a w szczególności ejakulacja — są zachowaniem nagradzającym i wzmacniającym. Samce szczurów łatwo rozwijają warunkową preferencję miejsca do kopulacji ( Agmo i Berenfeld, 1990 ; Agmo i Gomez, 1993 ; Meisel i in. , 1996 ; Paredes i Alonso, 1997 ; Lopez i in. , 1999 ; Martinez i Paredes, 2001 ) i wykonują zadania instrumentalne, aby uzyskać dostęp do seksualnie receptywnej samicy ( Everitt i in. , 1987 ; Everitt i Stacey, 1987 ).

Mezolimbiczny układ dopaminowy, składający się z neuronów wytwarzających dopaminę (DA) znajdujących się w brzusznym obszarze nakrywkowym (VTA), które rzutują na jądro półleżące (NAc), odgrywa kluczową rolę w motywowanych i nagradzających aspektach zachowań seksualnych. Badania mikrodializy wykazały, że dopamina jest uwalniana do NAc po przedstawieniu samicy i pozostaje podwyższona podczas pokazywania zachowań seksualnych (Pfaus i wsp, 1990; Pfaus i Phillips, 1991; Damsma i wsp, 1992; Wenkstern i wsp, 1993). Ponadto wlew agonistów receptora DA do NAc ułatwia inicjowanie zachowań seksualnych u samców szczurów (Everitt i wsp, 1989), podczas gdy antagoniści mają działanie hamujące (Pfaus i Phillips, 1989). Neurony projekcji dopaminergicznej w VTA prawdopodobnie są hamowane tonicznie przez lokalne interneurony GABAergiczne. Stymulacja G_{i / o}sprzężony receptor opioidowy mu (MOR) powoduje zahamowanie tych neuronów GABAergicznych, co z kolei prowadzi do odhamowania neuronów projekcji dopaminergicznej i późniejszego uwolnienia DA do NAc. Ten model obwodów jest wspierany przez wiele badań elektrofizjologicznych i farmakologicznych (Matthews i niemiecki, 1984; Johnson i North, 1992; Klitenick i wsp, 1992; Ikemoto i wsp, 1997) i jest zilustrowany w Rysunek 1. Stawiamy hipotezę, że podczas zachowań seksualnych endogenne opioidy są uwalniane do VTA, co prowadzi do odhamowania neuronów projekcji dopaminergicznej. Hipoteza ta jest poparta badaniami wykazującymi, że antagoniści opioidów podawani do VTA hamują motywację seksualną (van Furth i van Ree, 1996). Obecne badanie składa się z zestawu eksperymentów zaprojektowanych w celu dostarczenia dowodów neuroanatomicznych dla tego modelu.

Pierwszym celem niniejszego badania jest poszerzenie wiedzy na temat anatomicznego rozmieszczenia receptorów MOR w VTA, szczególnie w odniesieniu do neuronów GABA-ergicznych. Pomimo bogactwa danych farmakologicznych, stosunkowo niewiele wiadomo na temat anatomicznej organizacji tego obwodu. Wykazano, że receptory MOR występują głównie w neuronach niedopaminergicznych w VTA ( Garzon i Pickel, 2001 ). Nie wiadomo jednak, czy receptory MOR są zlokalizowane na neuronach GABA-ergicznych.

Głównym celem niniejszego badania jest zbadanie aktywacji neuronów MOR i DA w VTA podczas męskich zachowań seksualnych. Po pierwsze, aby przetestować hipotezę, że opioidy są uwalniane do VTA podczas zachowań seksualnych, wykorzystaliśmy internalizację MOR jako marker aktywacji receptora indukowanej przez ligand. Ta technika wykorzystuje fakt, że receptory sprzężone z białkiem G ulegają endocytozie po związaniu ligandu. W szczególności wykazano, że receptory MOR ulegają endocytozie indukowanej przez ligand zarówno in vitro ( Keith i in ., 1998 ), jak i in vivo ( Eckersell i in. , 1998 ; Trafton i in. , 2000 ; Sinchak i Micevych, 2001 ). Zinternalizowane cząstki przypominające endosomy można uwidocznić za pomocą mikroskopii konfokalnej, a kwantyfikacja tych cząstek zapewnia pośrednią miarę uwalniania endogennego peptydu opioidowego. Ponadto technika ta umożliwia podział komórkowy w celu określenia celów endogennego działania opioidów. Naszym kolejnym celem było ustalenie, czy zachowania seksualne aktywują neurony DA w VTA. Aby odpowiedzieć na to pytanie, wykorzystaliśmy immunoreaktywność Fos (Fos-IR) jako marker aktywacji neuronów. Na koniec, aby ocenić, czy NAc jest aktywowany podczas zachowań seksualnych, dokonaliśmy ilościowego oznaczenia Fos-IR w podregionach rdzenia i skorupy NAc.

Doświadczenie i środowisko odgrywają również ważną rolę w aktywacji układu mezolimbicznego. U ludzi narkomani często zgłaszają intensywne napady głodu po ekspozycji na bodźce środowiskowe związane z narkotykiem ( Childress i in. , 1988 ; Wallace, 1989 ). U gryzoni ekspozycja na bodźce związane z narkotykiem prowadzi do warunkowej aktywacji mezolimbicznego układu dopaminowego, czego dowodem jest zwiększone uwalnianie DA ( Duvauchelle i in ., 2000 ) i natychmiastowa wczesna ekspresja genu w NAc ( Ostrander i in ., 2003 ) po ekspozycji na środowisko sparowane z narkotykiem. Mniej wiadomo o warunkowych odpowiedziach na bodźce środowiskowe związane z normalnymi motywowanymi zachowaniami, takimi jak zachowania seksualne. Samce szczurów, u których wystąpiło doświadczenie seksualne, wykazują wzrost DA w NAc po ekspozycji na samicę w rui za siatką drucianą ( Damsma i in ., 1992 ). Jednakże ekspozycja na ściółkę zabrudzoną przez rujową samicę również stymuluje uwalnianie DA w NAc ( Mitchell i Gratton, 1991 ) i nie wiadomo, czy warunkowa aktywacja układu mezolimbicznego jest zależna od bodźców węchowych. Dlatego głównym celem niniejszego badania jest określenie, czy sygnały przestrzenne i dotykowe związane z płcią aktywują układ mezolimbiczny przy braku bodźców węchowych. W szczególności zastosowaliśmy metody opisane powyżej, aby porównać indukowaną płcią aktywację układu mezolimbicznego u zwierząt, które mają doświadczenie seksualne, i u zwierząt naiwnych. Ponadto porównaliśmy zwierzęta, które zdobyły doświadczenie w różnych środowiskach, w celu zbadania wpływu sygnałów środowiskowych związanych z płcią na aktywację układu mezolimbicznego DA.

Na górze strony   

MATERIAŁY I METODY

Zwierzęta

Dorosłe samce szczurów Sprague-Dawley (250-260 g) otrzymano z Harlan (Indianapolis, IN) i trzymano osobno w klatkach z pleksiglasu na czas trwania eksperymentu. Pomieszczenie kolonii utrzymywano w 12 / 12 h odwrócony cykl światło-ciemność (światła wyłączone w 1000 h). Żywność i woda były dostępne ad libitum. Samice bodźców do testów zachowań krycia były obustronnie wycięte z jajników i otrzymały podskórny implant zawierający 5% benzoesanu estradiolu (EB) i 95% cholesterolu. Odbiór seksualny indukowano przez podawanie 500 g progesteronu (podskórnie) w oleju sezamowym 0.1 ml, 5 h przed badaniem. Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Uniwersytetu w Cincinnati i były zgodne z wytycznymi NIH dotyczącymi badań na kręgowcach.

Zachowanie seksualne

Do eksperymentu włączono osiem grup eksperymentalnych (patrz Tabela 1). Grupy te różniły się doświadczeniami seksualnymi (naiwne vs doświadczony), środowisko, w którym przeprowadzono testy zachowania seksualnego (klatka domowa vs klatka testowa) i zachowanie w ostatnim dniu testu (płeć vs niezmodyfikowana kontrola). Po pierwsze zwierzęta podzielono na cztery grupy różniące się doświadczeniem seksualnym i środowiskiem, w którym były testowane. Środowisko składało się z klatki domowej lub klatki testowej. Klatka domowa odnosi się do standardowych klatek z pleksiglasu, w których zwierzęta były trzymane indywidualnie przez czas trwania eksperymentu. Klatka testowa odnosi się do klatki innej niż klatka domowa, to znaczy większa i bez zapachu (60 45 50 cm³), w którym zwierzęta umieszczano podczas każdej sesji testowej (patrz poniżej). Klatka testowa została dokładnie oczyszczona roztworem alkoholu (70%) między sesjami i zawierała czystą pościel. Zwierzęta w grupach doświadczonych seksualnie pozwolono kojarzyć się z wrażliwą samicą na jeden wytrysk lub przez 60 minut, w zależności od tego, co nastąpi wcześniej, podczas pięciu sesji testowych dwa razy w tygodniu. Podczas tych sesji przed testem zwierzęta albo kojarzyły się w swoich klatkach domowych lub w większej klatce testowej z czystą ściółką. Zwierzęta, które zdobyły doświadczenie seksualne w klatce testowej, umieszczono w klatce testowej na 60 minut przed wprowadzeniem samicy, a następnie pozostawiono do kojarzenia przez jeden wytrysk lub 60 minut. Samce, które zdobyły doświadczenie seksualne w klatce domowej, otrzymały wrażliwą kobietę w klatce domowej i pozwolono im na kojarzenie do jednego wytrysku lub przez 60 minut. W 1 tydzień po ostatniej sesji krycia przed testem szczury doświadczane seksualnie losowo podzielono na grupy skojarzone („seks”) i niezwiązane („kontrolne”) (łącznie cztery grupy doświadczone seksualnie, N= 4). Podczas końcowego testu zwierzętom „płciowym” umożliwiono skojarzenie z jednym wytryskiem w tym samym środowisku, w którym zdobyły doświadczenie, to znaczy w domu lub klatce testowej. Zatem zwierzęta, które zdobyły doświadczenie seksualne w klatkach domowych, pozostały w klatce domowej, otrzymały wrażliwą samicę i połączyły się w jeden wytrysk. Zwierzęta, które zdobyły doświadczenie seksualne w klatce testowej, umieszczono w klatkach testowych na 1 godzinę, po czym samicę umieszczono w klatce testowej, a samce skojarzono z jednym wytryskiem. Po 5 minutach od wytrysku partnerkę usunięto, a samiec pozostał w klatce domowej lub klatce testowej przez 1 godzinę, aż do poświęcenia. Zwierzęta kontrolne nie otrzymały wrażliwej partnerki w ostatnim dniu testu, ale zamiast tego zostały zabrane z klatki domowej lub zostały umieszczone w klatce testowej bez przyjmującej samicy na 2 godziny przed uśmierceniem, w zależności od środowiska, w którym zdobyły doświadczenie seksualne . Zwierzęta naiwne seksualnie (zwierzęta, które nie otrzymały doświadczenia seksualnego) pozostawiono bez zakłóceń w klatce domowej lub umieszczono w klatkach testowych bez samicy na 1 godzinę na pięć sesji dwa razy w tygodniu. W 1 tydzień po ostatniej sesji przedtestowej szczury podzielono losowo na grupy „płciowe” i „kontrolne” (w sumie cztery grupy naiwne seksualnie, N= 4). Podobnie jak w przypadku grup doświadczanych seksualnie, środowisko, w którym przeprowadzono test końcowy, było takie samo, jak podczas sesji przedtestowych. Dlatego naiwnych samców narażonych na klatkę testową podczas sesji przed testem umieszczano w klatkach testowych na 1 godzinę, po czym samicę umieszczano w klatce testowej, a samce kojarzyły się z jednym wytryskiem („płeć”) lub były umieszczono w klatce testowej bez przyjmującej samicy na 2 godziny (kontrola bez parowania). Samce, które pozostały w klatkach domowych albo otrzymały wrażliwą kobietę i zostały skojarzone z jednym wytryskiem („seks”), albo zostały zabite z klatki domowej (kontrola bez skojarzeń). W grupach „płciowych” partnerkę usunięto 5 minut po wytrysku, a samce pozostawały w klatce domowej lub klatce testowej przez 1 godzinę, aż do poświęcenia.

 

Przygotowanie tkanki

Zwierzęta głęboko znieczulono stosując pentobarbital (200 mg / kg) i perfundowano przezsercowo za pomocą 100 ml 0.9% NaCl, a następnie 500 ml 4% paraformaldehydu, w buforze fosforanowym 0.1 M (PB; pH 7.3). Mózgi usunięto i utrwalono dla 1h w temperaturze pokojowej w utrwalaczu, a następnie umieszczono w 20% sacharozie w 0.1 M PB i przechowywano w 4 ° C. Przekroje czołowe (35 m) pocięto na zamrażający mikrotom (Richard Allen, Kalamazoo, MI), zebrano w czterech równoległych seriach w roztworze krioprotektantu (30% sacharoza, 30% glikol etylenowy w 0.1 M PB; Watson i wsp, 1986) i przechowywane w -20 ° C do dalszego przetwarzania.

Immunocytochemia

Wszystkie inkubacje przeprowadzono w temperaturze pokojowej , delikatnie mieszając. Swobodnie unoszące się na powierzchni skrawki dokładnie przemyto 0.1 M roztworem buforowanym fosforanem (PBS) między inkubacjami. Skrawki inkubowano przez 10 minut w 1% H2O2 _{, a} następnie blokowano przez 1 godzinę roztworem inkubacyjnym (PBS zawierającym 0.1% albuminy surowicy bydlęcej i 0.4% Triton X-100). Wszystkie inkubacje z przeciwciałami pierwotnymi przeprowadzono w roztworze inkubacyjnym przez noc w temperaturze pokojowej. Po barwieniu, preparaty dokładnie płukano w 0.1 M PB, umieszczano na szkiełkach mikroskopowych z 0.3% żelatyną w ddH2O _i przykrywano szkiełkami nakrywkowymi DPX (Electron Microscopy Sciences, Fort Washington, PA) lub wodnym medium montażowym (Gelvatol) zawierającym środek zapobiegający blaknięciu 1,4-diazabicyklo(2,2)oktan (DABCO; 50 mg/ml, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO), przygotowanym jak opisano wcześniej ( Harlow i Lane, 1988 ). Kontrole immunocytochemiczne obejmowały pominięcie przeciwciał pierwszorzędowych. Serie VTA i/lub NAc barwiono pod kątem następujących markerów:

Fos / TH

 

Skrawki VTA i NAc inkubowano przez noc z króliczym przeciwciałem poliklonalnym wobec c-Fos (1: 7500; SC-52; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), a następnie inkubowano przez godzinę z biotynylowanym osłem anty-króliczym IgG (1: 400 ; Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) i kompleks peroksydazy chrzanowej z awidyną (1: 1000; ABC Elite Kit, Vector Laboratories, Burlingame, CA). Na koniec skrawki inkubowano przez 10 min w 0.02%. diaminobenzydyna (DAB; Sigma-Aldrich, St Louis, MO) w 0.1 M PB zawierająca 0.012% nadtlenku wodoru i 0.08% siarczanu niklu, dając niebiesko-czarny produkt reakcji. Następnie skrawki VTA inkubowano przez noc z mysim przeciwciałem monoklonalnym wobec hydroksylazy tyrozynowej (TH; 1: 400 000; Chemicon International, Temecula, CA), biotynylowane osiołowe przeciwciało drugorzędowe przeciw mysiej IgG (1: 400; Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) i ABC jak opisano powyżej. Na koniec skrawki inkubowano przez 10 min w 0.02% DAB w 0.1 M PB zawierającym 0.012% nadtlenku wodoru, uzyskując czerwonawo-brązowy produkt reakcji.

MORA

 

Skrawki VTA inkubowano przez noc z króliczym przeciwciałem polikonalnym rozpoznającym region C-końcowy szczurzego MOR1 (1:10 000; DiaSorin, Saluggia, Włochy), biotynylowanym oslim przeciwciałem anty-króliczym IgG i ABC, jak opisano powyżej. Następnie skrawki inkubowano przez 10 minut z biotynylowanym tyramidem (BT; 1:250 w PBS + 0.003% H2O2 _; zestaw do amplifikacji sygnału tyramidu, NEN Life Sciences, Boston _, MA) oraz przez 30 minut ze sprzężoną z CY-3 steptawidyną (1:200; Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA).

GABA / MOR

 

Skrawki VTA inkubowano przez noc z mysim przeciwciałem monoklonalnym przeciwko GABA (1: 1000 w PBS / BSA bez TX; Sigma-Aldrich, St Louis, MO) i dla 30 min z kozim anty-mysim IgG skoniugowanym z Alexa 488 (1: 200 w PBS / BSA, Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA). Skrawki barwiono następnie dla MOR, jak opisano powyżej.

GAD / TH

 

Skrawki VTA inkubowano z króliczym przeciwciałem poliklonalnym rozpoznającym dekarboksylazę kwasu glutaminowego (GAD; 1: 1500, Chemicon International, Temecula, CA), a następnie inkubowano z biotynylowanym osłem anty-króliczym IgG, ABC, BT i streptawidyną sprzężoną z CY-3 , jak opisano powyżej. Następnie skrawki inkubowano z mysim przeciwciałem monoklonalnym z hydroksylazą tyrozynową (TH; 1: 40 000; Chemicon International, Temecula, CA), a następnie inkubowano z 30-min z kozim anty-mysim IgG sprzężonym z Alexa 488 (1: 200 ; Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA).

Analiza danych

Anatomia VTA

 

Do analizy anatomicznej VTA, stosy 1 m odcinki optyczne zostały przechwycone wzdłuż z-axis, stosując laserowy mikroskop skanujący Zeiss LSM-510. Fluorescencję CY3 zobrazowano filtrem emisji 567 nm i laserem He-Ne, a Alexa 488 z filtrem emisji 505 nm i laserem argonowym. Zbadano rozmieszczenie włókien GAD-IR względem neuronów TH. Ponadto zbadano lokalizację MOR w stosunku do ciał komórek GABA-IR i określono ilościowo rozkład rostrocaudalny neuronów MOR-IR współeksprymujących GABA u jednego zwierzęcia. Ponadto, rozkład rostrocaudalny na ciałach komórek MOR-IR w całym VTA analizowano u trzech zwierząt.

Zachowania seksualne

 

Każda sesja krycia przed testem i końcowy test była obserwowana, a zachowania seksualne były rejestrowane: liczba kopulacji (#M), liczba intromisji (#I), latencje kopulacji i intromisji (ML i IL, tj. czas od prezentacji samicy do pierwszego kopulacji lub intromisji) oraz latencja ejakulacji (EL; czas od pierwszej intromisji do ejakulacji). Wyniki każdego pomiaru dla ostatniego dnia sesji krycia przed testem zostały przeanalizowane przy użyciu jednokierunkowej analizy wariancji (ANOVA), aby określić, czy środowisko krycia (klatka domowa vs. klatka testowa) miało wpływ na doświadczenia seksualne. Wyniki z ostatniego dnia testu zostały przeanalizowane przy użyciu dwukierunkowej analizy wariancji (czynniki: doświadczenie, środowisko), a porównania post hoc zostały przeprowadzone przy użyciu skali Fishera PLSD, wszystkie z 5% poziomami istotności.

Internalizacja MOR

 

Do ilościowej analizy liczby endosomów w neuronach VTA, z-stacks 1 m odcinki optyczne przez neurony 15 – 30 wychwytywano za pomocą laserowego skaningowego mikroskopu konfokalnego Zeissa (Zeiss LSM-510). Z każdego stosu obrazów przez neurony do analizy wykorzystano dwie kolejne sekcje w środku neuronu. Liczby immunoreaktywnych cząstek wewnątrzkomórkowych zliczano dla każdej komórki przez obserwatora niewidomego dla grupy doświadczalnej i uśredniano na zwierzę. Ponadto określono ilościowo internalizowane komórki MOR-IR; Neurony MOR-IR zawierające trzy lub więcej immunoreaktywnych cząstek wewnątrzkomórkowych uznano za zinternalizowane. Wyniki analizowano za pomocą trójstronnej ANOVA (czynniki: kojarzenie, doświadczenie i środowisko) i post hoc porównania (PLSD Fishera) z wykorzystaniem 5% poziomów istotności. Obrazy zostały zaimportowane do programu Adobe Photoshop 7.0 (Adobe Systems, San Jose, Kalifornia) w celu skomponowania figur. Obrazy nie były korygowane ani zmieniane w żaden sposób, z wyjątkiem jasności.

Fos / TH

 

Używając rurki do rysowania dołączonej do mikroskopu Leica (Leica Microsystems; Wetzlar, Niemcy), sporządzono rysunki z kamery lucida z analizowanych przekrojów każdego zwierzęcia. W VTA rysunki z kamery lucida zostały wykonane z czterech części w przybliżeniu 280 m osobno, reprezentuje cztery poziomy dziobowe do ogonowego w VTA (Rysunek 2). Stosując barwienie TH i lokalizację lemniscusa przyśrodkowego (ml) i wstrząsu powięziowego (fr) jako punktów orientacyjnych, zdefiniowano standardowe obszary, w których można policzyć jądra Fos-IR i podwójnie znakowane komórki Fos / TH. Zliczenia komórek przeprowadzono w standardowych obszarach od 2.16 mm² (poziomy dziobowe i dwa poziomy środkowe) do 1.6 mm² (większość poziomu ogonowego). W NAc rysunki z kamery lucida zostały wykonane z trzech części w przybliżeniu 600 m osobno, reprezentuje trzy poziomy rostral-to-caudal w NAc (Rysunek 3). Na każdym poziomie standardowe obszary 0.24 mm² zostały zdefiniowane, aby zliczać jądra Fos-IR zarówno w rdzeniu NAc, jak iw powłoce NAc. Środki grupowe obliczono dla każdego oddzielnego poziomu od dziobu do ogona zarówno w NAc, jak i VTA. Ponadto obliczono średnią z czterech (VTA) lub trzech (NAc) poziomów rostral-to-caudal na zwierzę, a średnie dla grup oparto na średnich zwierzęcych. Wyniki analizowano za pomocą trójstronnej ANOVA (czynniki: kojarzenie, doświadczenie i środowisko) i post hoc porównania (PLSD Fishera) z wykorzystaniem 5% poziomów istotności. W szczególności dokonano porównań w obrębie każdego poziomu rostrokaudalnego między: (1) każdą grupą płciową i odpowiednią grupą kontrolną, (2) wszystkimi grupami kontrolnymi i (3) wszystkimi grupami płciowymi. Cyfrowe obrazy wycinków immunologicznych zarejestrowano za pomocą aparatu cyfrowego (Magnafire, Optronics) podłączonego do mikroskopu Leica (Leica Microsystems; Wetzlar, Niemcy). Obrazy zostały zaimportowane do programu Adobe Photoshop 7.0 (Adobe Systems, San Jose, Kalifornia) w celu skomponowania figur. Obrazy nie były korygowane ani zmieniane w żaden sposób, z wyjątkiem sporadycznej regulacji jasności.

Na górze strony   

WYNIKI

Anatomia VTA

MOR-IR obserwowano zarówno na zakończeniach aksonów, jak i ciałach komórek ( Rysunek 4a ), a także we włóknach w bliskim sąsiedztwie neuronów GABA-IR. Ponadto obserwowano, że MOR-IR kolokalizuje się z GABA-IR w ciałach komórek ( Rysunek 4a ). Około 79% neuronów MOR-IR współeksprymowało GABA-IR w części rostralnej VTA, gdzie zlokalizowana jest większość neuronów MOR-IR. Niewiele neuronów MOR-IR obserwowano w ogonowej części VTA, chociaż około 50% tych neuronów MOR-IR współeksprymuje GABA. Ponadto obserwowaliśmy włókna GAD-IR w bliskim sąsiedztwie neuronów TH-IR w całej VTA ( Rysunek 4b ).

 

Zachowanie seksualne

Pomiary zachowań seksualnych ostatniego dnia sesji krycia przed testem samców doświadczonych seksualnie zilustrowano w Tabeli 2. Środowisko, w którym doświadczone samce zdobywały doświadczenie, nie miało wpływu na żaden z analizowanych parametrów zachowań seksualnych ( Tabela 2 ). W szczególności ostatniego dnia sesji krycia przed testem nie było różnic między samcami, które kopulowały w klatce domowej i w klatce testowej. Pomiary zachowań seksualnych w dniu testu zilustrowano w Tabeli 3. Istotne różnice zaobserwowano między samcami naiwnymi i doświadczonymi w dniu testu (F _(1,12) = 8.927; p = 0.0113; Tabela 3 ). Naiwne samce, które kopulowały w klatce testowej, miały większą liczbę kopulacji i dłuższe okresy latencji do kopulacji, intromisji i ejakulacji w porównaniu do doświadczonych samców, które kopulowały albo w klatce testowej, albo w klatce domowej. Zaobserwowaliśmy podobną tendencję u samców naiwnych, które kopulowały w klatce domowej, chociaż różnice nie były istotne statystycznie w testach post hoc . Statystycznie istotne różnice w zachowaniach seksualnych między samcami naiwnymi, które kopulowały w klatce domowej , a samcami testowymi, zaobserwowano jedynie w przypadku IL, który był wyższy u samców naiwnych, które kopulowały w klatce testowej.

 

MOR Internalization

Internalizację MOR wywołaną łączeniem się w pary analizowano w neuronach umiejscowionych w dziobowym VTA (Rysunek 4c, d), gdzie zlokalizowano większość ciał komórek MOR-IR. Zachowania seksualne znacznie zwiększyły internalizację MOR w VTA (F_(1,23)= 112.382; p<0.0001). Znaczący wzrost liczby cząstek podobnych do endosomów MOR-IR, wywołany kojarzeniem, zaobserwowano u wszystkich samców kojarzonych w dniu testu, w porównaniu z ich kontrolą (Rysunek 5a, wypełniony vs otwarte słupki; p<0.03). Ponadto sama ekspozycja na środowisko związane z płcią również spowodowała znaczny wzrost internalizacji MOR. W szczególności zaobserwowano trójstronną interakcję między kojarzeniem, doświadczeniem i środowiskiem (F.₍₁₂₃₎= 16.370; p= 0.0005) i post hoc analiza wykazała, że ​​internalizacja MOR była znacznie zwiększona u doświadczonych mężczyzn, którzy zostali umieszczeni w środowisku, w którym otrzymywali wcześniejsze doświadczenia seksualne, ale nie kojarzyli się w dniu testu, w porównaniu ze wszystkimi innymi grupami kontrolnymi, które nie były poddane próbie (Rysunek 5a, otwarte słupki; p<0.05). Zachowania seksualne również znacząco zwiększyły odsetek neuronów MOR-IR, które wykazały internalizację (F._(1,23)= 136.312; p<0.0001). W szczególności, większy odsetek zinternalizowanych neuronów MOR-IR obserwowano u samców, którzy kojarzyli się w dniu testu w porównaniu z ich niesparowanymi kontrolami (Rysunek 5b, wypełniony vs otwarte słupki; p<0.03) oraz u doświadczonych seksualnie samców, którzy byli wystawieni na kontakt ze środowiskiem związanym z płcią, ale nie kojarzyli się w porównaniu ze wszystkimi innymi niesparowanymi grupami kontrolnymi (Rysunek 5b, otwarte słupki; p<0.01).

 

Ekspresja Fos w neuronach dopaminowych

Zachowania seksualne i ekspozycja na środowisko związane z płcią spowodowały aktywację neuronów dopaminowych w całej VTA ( rysunki 4e, f i 6 ). Zaobserwowano istotny wpływ krycia na odsetek komórek TH wyrażających Fos w całej VTA (F _(1,24) = 99.774; p < 0.0001). Analiza post hoc wykazała istotny wzrost ekspresji Fos wywołany kryciem u naiwnych samców, które kryły się w klatce domowej lub testowej w porównaniu do ich niesparowanych kontroli, oraz u doświadczonych samców, które kryły się w klatce domowej w porównaniu do ich niesparowanych kontroli ( rysunek 6 , p < 0.0001). Ponadto zaobserwowano dwukierunkową interakcję między kryciem a środowiskiem (F _(1,24) = 12.479; p = 0.0017). Analiza post hoc wskazała, że ​​odsetek aktywowanych komórek TH był istotnie zwiększony u doświadczonych, niesparowanych samców kontrolnych, które były narażone na środowisko, w którym otrzymały wcześniejsze doświadczenie seksualne, w porównaniu do wszystkich innych niesparowanych grup kontrolnych ( Rysunek 6 , p <0.001). Co ciekawe, krycie nie zwiększyło dalej odsetka aktywowanych neuronów TH u doświadczonych samców, w porównaniu do aktywacji wywołanej sygnałem obserwowanej u niesparowanych kontroli. Ogólnie rzecz biorąc, odsetki neuronów TH aktywowanych przez płeć/środowisko wydawały się wyższe na poziomach rostralnych VTA w porównaniu do poziomów ogonowych, chociaż nie zostało to statystycznie przeanalizowane ( Tabela 4 ).

 

Ekspresja Fos w neuronach niedopaminergicznych

Chociaż zachowania seksualne i sygnały związane z płcią indukowały ekspresję Fos w neuronach TH, większość (80–90%) neuronów Fos-IR w VTA nie ekspresjonowała TH. Analiza ekspresji Fos w tych neuronach niedopaminergicznych ujawniła podobny wzór indukcji jak w neuronach TH ( Rysunek 7 ). W szczególności zaobserwowano istotny wpływ krycia na ekspresję Fos (F _(1,24) =40.093, p <0.0001), a istotne wzrosty liczby neuronów Fos-IR wywołane kryciem były obecne u naiwnych i doświadczonych samców, które kopulowały w klatkach domowych w porównaniu z ich niesparowanymi kontrolami, a także u naiwnych samców, które kopulowały w klatce testowej w porównaniu z ich niesparowanymi kontrolami ( Rysunek 7 , p <0.006). Ponadto, zaobserwowano znaczącą interakcję między kryciem a środowiskiem (F _(1,24) = 5.288, p = 0.0305), a istotny wzrost ekspresji Fos zaobserwowano u doświadczonych, niesparowanych samców, które umieszczono w środowisku, w którym wcześniej zdobyły doświadczenie seksualne, w porównaniu do wszystkich innych niesparowanych grup kontrolnych ( Rysunek 7 , p <0.02). Zachowania seksualne u doświadczonych samców, które kopulowały w klatce testowej, nie zwiększyły dodatkowo poziomu ekspresji Fos w porównaniu do ich niesparowanych kontroli. Analiza ekspresji Fos na każdym z oddzielnych poziomów rostrokaudalnych VTA wykazała podobny wzór ekspresji Fos opisany powyżej dla całego VTA. Jednak większość neuronów Fos-IR zaobserwowano na poziomach rostralnych VTA ( Tabela 5 ), ​​chociaż różnice w ekspresji Fos między poziomami rostrokaudalnymi nie zostały statystycznie przeanalizowane.

 

Fos Expression w NAc

Zachowania seksualne i kontakt ze środowiskiem związanym z płcią spowodowały aktywację neuronów w NAc (Rysunek 8). Wystąpił znaczący efekt łączenia się w liczbę komórek wyrażających Fos w obu rdzeniach NAc (F_(1,24)= 457.265, p<0.0001) i NAc Shell (F_(1,24)= 234.159, p<0.0001). W rdzeniu NAc znaczący wzrost liczby aktywowanych neuronów, wywołany kojarzeniem, był obecny u wszystkich samców, którzy sparowali się w dniu testu w porównaniu z ich kontrolą (Rysunek 8b, p<0.0001). Ponadto zaobserwowano dwukierunkową interakcję między kojarzeniem a środowiskiem (F._(1,24)= 3.244, p= 0.0294). Post hoc analiza wykazała, że ​​liczba aktywowanych komórek była znacząco zwiększona u doświadczonych, nie poddawanych kontroli samców, którzy byli narażeni na środowisko, w którym otrzymywali wcześniejsze doświadczenia seksualne (Rysunek 8b, p<0.002). Podobnie, w powłoce NAc, znaczący wzrost liczby aktywowanych neuronów, wywołany kojarzeniem, był obecny u wszystkich samców, którzy sparowali się w dniu testu w porównaniu z ich kontrolą (Rysunek 8a, p<0.0001). Ponadto zaobserwowano dwukierunkową interakcję między kojarzeniem a środowiskiem (F._(1,24)= 8.725; p= 0.0069). Post hoc analiza wykazała, że ​​liczba aktywowanych komórek była znacznie zwiększona u doświadczonych mężczyzn kontrolnych, które były narażone na środowisko, w którym otrzymały wcześniejsze doświadczenia seksualne w porównaniu do wszystkich innych nie poddanych kontroli grup kontrolnych (Rysunek 8a, p<0.005). Wyniki ze wszystkich trzech poziomów rostrocaudalnych przedstawiono w Tabela 6a ib.

Na górze strony   

DYSKUSJA

Niniejsze badanie dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów anatomicznych na to, że zarówno neurony MOR, jak i dopaminergiczne w VTA są aktywowane podczas zachowań seksualnych. Wyniki te potwierdzają wcześniejsze ustalenia mikrodializy i badań farmakologicznych sugerujące, że szlak mezolimbiczny DA jest aktywowany podczas zachowań seksualnych. Po pierwsze, wykazano, że krycie skutkuje aktywacją MOR w neuronach VTA indukowaną przez ligand, co sugeruje, że aktywacja VTA jest pośredniczona przez endogenne opioidy uwalniane podczas zachowań seksualnych. Po drugie, wykazano, że krycie skutkuje aktywacją neuronów DA w VTA, potencjalnie przyczyniając się do uwalniania DA w jądrze półkulistym (NAc) . Rzeczywiście, podobny wzorzec aktywacji indukowanej kryciem zaobserwowano w neuronach NAc, prawdopodobnie z powodu uwalniania DA. Wreszcie, zachowania seksualne skutkowały aktywacją neuronów niedopaminergicznych w VTA . Co ciekawe, wszystkie te efekty zaobserwowano również w odpowiedzi na przestrzenne i dotykowe bodźce środowiskowe związane z wcześniejszymi doświadczeniami seksualnymi. Podsumowując, dane te potwierdzają udział szlaku mezolimbicznego w męskich zachowaniach seksualnych i nagradzaniu.

Niniejsze badanie oznacza pierwszą demonstrację aktywacji MOR w VTA przez naturalne zachowanie lub sygnały środowiskowe. Inni zastosowali podobne techniki do wizualizacji aktywacji MOR w innych obszarach mózgu i rdzenia kręgowego, w odpowiedzi na egzogennie stosowane opioidy (Keith i wsp, 1998; Trafton i wsp, 2000) i estrogen (Eckersell i wsp, 1998; Sinchak i Micevych, 2001). Ostatnie badania z naszego laboratorium wykazały, że zachowanie seksualne powoduje internalizację MOR w przyśrodkowym jądrze przedwzmacniaczu podwzgórza u samców szczurów (Coolen i wsp, 2003). W niniejszym badaniu internalizację MOR wykryto w VTA po zachowaniu zarówno seksualnym, jak i związanym z płcią sygnale środowiskowym, co sugeruje, że endogenne peptydy opioidowe są uwalniane w odpowiedzi na te bodźce. Chociaż ta technika stanowi użyteczny marker endogennej aktywacji MOR, jest pośrednim markerem uwalniania opioidów. Ponadto, specyficzny ligand opioidowy zaangażowany w aktywację MOR w VTA nie został zidentyfikowany. Badania anatomiczne pokazują zarówno beta-endorfinę (Mansour i wsp, 1988) i enkephalin (Johnson i wsp, 1980; Fallon i Leslie, 1986) terminale w VTA, a dowody farmakologiczne pokazują, że oba te peptydy mogą aktywować mezolimbiczny system DA (Broekkamp i wsp, 1979; Stinus i wsp, 1980; Dauge i wsp, 1992). Ponadto ostatnie doniesienia wskazały na obecność ligandów MOR-endomorfiny-1 i -2 w VTA (Greenwell i wsp, 2002). Chociaż niniejsze badanie skupiało się wyłącznie na MOR, możliwe jest, że inne receptory opioidowe są również zaangażowane w indukowaną przez seks aktywację układu mezolimbicznego. Badania autoradiograficzne pokazują, że receptory opioidowe delta i kappa są obecne w VTA, aczkolwiek o znacznie niższych gęstościach w porównaniu z MOR (Mansour i wsp, 1987, 1988; Dilts and Kalivas, 1990; Xia i Haddad, 1991). Ponadto agoniści delta podawani do VTA są 100-1000 razy słabszymi w pobudzaniu uwalniania DA w NAc, podczas gdy agoniści kappa nie potrafią tego zrobić całkowicie (Devine i wsp, 1993), sugerując, że indukowana przez płeć aktywacja szlaku mezolimbicznego DA zachodzi głównie poprzez aktywację MOR.

Dane anatomiczne w niniejszym badaniu dodatkowo potwierdzają dowody, że MOR pośrednio aktywuje neurony dopaminowe układu mezolimbicznego poprzez hamowanie interneuronów GABA. Za pomocą mikroskopii konfokalnej zaobserwowano MOR zarówno na ciałach komórek GABAergicznych, jak i włóknach w bliskim sąsiedztwie neuronów GABAergicznych. Włókna te miały wygląd guzików, wskazujących na zakończenia aksonów; stąd MOR wydają się być zlokalizowane presynaptycznie do ciał komórek GABAergicznych. Odkrycia te są zgodne z wcześniejszymi obserwacjami, że MOR w VTA nie są zlokalizowane na neuronach DA ( Garzon i Pickel, 2001 ), co sugeruje pośredni związek. Ponadto badania farmakologiczne wykazały, że agonisty MOR hamują wyładowania neuronów GABA, stymulują wyładowania neuronów DA i zwiększają uwalnianie DA do NAc ( Matthews i German, 1984 ; Leone i in. , 1991 ; Johnson i North, 1992 ). W niniejszym badaniu analiza internalizacji wywołanej kopulacją została ograniczona do rostralnej części VTA, gdzie zlokalizowana jest większość ciał komórek zawierających MOR. W tym regionie 79% ciał komórek zawierających MOR było GABAergicznych, co sugeruje, że większość internalizacji MOR nastąpiła w neuronach GABAergicznych. Jednakże nie jest jasne, czy wszystkie neurony GABAergiczne, które obserwowaliśmy w VTA, są lokalnymi interneuronami, ponieważ neurony GABA wysyłają również projekcje do NAc lub kory przedczołowej ( Carr i Sesack, 2000 ). Niemniej jednak, wyniki te dostarczają dalszych dowodów na to, że podczas naturalnego zachowania motywowanego ligandy MOR hamują interneurony GABAergiczne, co skutkuje aktywacją neuronów dopaminergicznych w VTA i uwolnieniem DA w NAc.

Niniejsze badanie wykazuje również indukowaną płcią aktywację neuronów DA w VTA. Chociaż nie wykazano bezpośrednio, że aktywacja MOR spowodowała aktywację neuronów DA, ten sam wzór aktywacji zaobserwowano w obu układach — to znaczy aktywację zarówno przez zachowanie seksualne, jak i sygnały środowiskowe związane z płcią — co sugeruje, że aktywacja neuronalna w układach MOR i DA może być skorelowana. Obecnie nie wiadomo, czy aktywowane neurony DA VTA projektują do NAc. Jednakże dowody anatomiczne wykazały, że NAc jest głównym celem projekcji DA z VTA ( Swanson, 1982 ). Ponadto wykazano, że indukowany morfiną Fos-IR w NAc jest wynikiem działania opioidów w VTA ( Bontempi i Sharp, 1997 ). Niniejsze dane dodatkowo potwierdzają ten model i wskazują, że endogenne opioidy uwalniane do VTA inicjują aktywację tej ścieżki mezolimbicznej podczas męskich zachowań seksualnych. Ponadto, ekspresję Fos wywołaną płcią i bodźcem zaobserwowano zarówno w rdzeniu NAc, jak i w powłoce. Te podregiony NAc różnią się pod względem charakterystyki histochemicznej i łączności z innymi składnikami obwodów mediacyjnych motywacji i nagrody ( Heimer i in. , 1997 ; Kelley, 1999 ; Zahm, 1999 ). W szczególności rdzeń NAc wykazuje podobieństwa do grzbietowego prążkowia i wysyła projekcje do klasycznych struktur wyjściowych jąder podstawy, w tym brzusznej gałki bladej, jądra podwzgórzowego i istoty czarnej. Odwrotnie, powłoka NAc wysyła projekcje głównie do struktur limbicznych, takich jak VTA, boczne podwzgórze i ośrodki autonomiczne pnia mózgu ( Heimer i in. , 1991 ; Zahm i Brog, 1992 ). Zatem zachowania seksualne i sygnały związane z płcią powodują aktywację komponentów mezolimbicznych związanych z funkcją motoryczną dowolną, a także z motywacją i emocjami.

Chociaż niniejsze wyniki wskazują, że kluczowe komponenty mezolimbicznego szlaku dopaminowego są aktywowane podczas samczych zachowań seksualnych, nie jest jasne, w którym momencie zachowania następuje ta aktywacja. W rzeczywistości możliwe jest, że aktywacja tego układu może następować w różnym czasie u zwierząt niemających doświadczenia seksualnego i u zwierząt doświadczonych seksualnie. W szczególności VTA i NAc były aktywowane w odpowiedzi na bodźce środowiskowe związane z płcią, przy braku interakcji z partnerką, co sugeruje, że opioidy są uwalniane w fazie apetytywnej zachowania. To rozumowanie jest zgodne z badaniami Shultza, które wykazały aktywność dopaminergiczną w VTA małp w momencie przewidywania nagrody ( Schultz, 2001 ). W niniejszym badaniu środowisko godowe wydaje się działać jako bodziec warunkowy, który przewiduje nagrodę seksualną. Co ciekawe, przewidywana nagroda aktywowała nie tylko neurony dopaminergiczne, ale również zaobserwowano aktywację MOR. Zatem endogenne opioidy w VTA mogą prowadzić do aktywacji tego obwodu w odpowiedzi na bodźce środowiskowe przewidujące nagrodę. Natomiast Schultz (2001) zilustrował, że gdy nagroda nie była przewidziana, neurony dopaminowe były aktywowane podczas prezentacji nagrody. Zgodnie z tą hipotezą możliwe jest, że u zwierząt seksualnie naiwnych aktywacja szlaku mezolimbicznego dopaminy występuje podczas nieprzewidzianej nagrody seksualnej. Poprzednie doniesienia wskazywały, że ejakulacja jest najbardziej nagradzającym składnikiem zachowań seksualnych ( Agmo i Berenfeld, 1990 ; Lopez i in. , 1999 ). Jednakże badania mikrodializowe wykazały, że zapachy receptywnej samicy mogą indukować uwalnianie DA w NAc, nawet u seksualnie naiwnych samców ( Wenkstern i in. , 1993 ). Obecnie nie jest jasne, czy ekspozycja na zapachy samic ma wartość nagradzającą lub predykcyjną dla seksualnie naiwnych samców.

Badania farmakologiczne sugerują, że układ mezolimbiczny zaangażowany w motywacyjne aspekty zachowań seksualnych. Agoniści MOR wstrzyknięte bezpośrednio do VTA ułatwiają zachowania seksualne ( Mitchell i Stewart, 1990 ). Odwrotnie, nalokson zmniejsza liczbę zmian poziomu wyprzedzającego w komorze dwupoziomowej, miary motywacji seksualnej ( van Furth i van Ree, 1996 ). Uszkodzenia 6-hydroksydopaminy (6-OHDA) i antagoniści DA w NAc powodują podobne spadki wydajności w tym teście ( van Furth i in. , 1995 ). Ponadto, uszkodzenia 6-OHDA w NAc opóźniają rozpoczęcie zachowań seksualnych i upośledzają erekcję bezkontaktową u samców szczurów, co sugeruje, że DA bierze udział w podnieceniu seksualnym w odpowiedzi na bodźce zewnętrzne ( Liu i in. , 1998 ). Manipulacje te nie wpłynęły na sprawność seksualną, co sugeruje, że szlak ten jest zaangażowany w motywacyjne aspekty zachowania, a nie w fazę konsumpcyjną. Ponadto antagoniści receptorów DA lub opioidowych hamują rozwój warunkowej preferencji miejsca w zachowaniach seksualnych ( Agmo i Berenfeld, 1990 ; Meisel i in. , 1996 ).

Co ciekawe, zaobserwowaliśmy również, że wiele neuronów niedopaminergicznych w VTA było aktywowanych zarówno przez zachowania seksualne, jak i bodźce środowiskowe związane z płcią. Sugeruje to, że w aktywację VTA mogą być zaangażowane inne szlaki niż aktywacja neuronów DA za pośrednictwem endogennych opioidów. Rzeczywiście, inne obszary mózgu związane z nagrodą, takie jak środkowa kora przedczołowa (mPFC), dostarczają pobudzających bodźców do neuronów niedopaminergicznych w VTA ( Sesack i Pickel, 1992 ; Carr i Sesack, 2000 ). Dokładniej, włókna aferentne mPFC projektują do interneuronów GABAergicznych VTA i neuronów projekcyjnych GABAergicznych mezoaccumbens, ale nie do neuronów GABAergicznych mezokortykalnych ( Carr i Sesack, 2000 ). Konieczne są dalsze badania mające na celu zbadanie połączeń i fenotypu neurochemicznego aktywowanych płciowo neuronów niedopaminergicznych w VTA, a także ich znaczenia dla motywacji seksualnej i nagrody.

Wreszcie wyniki obecnego badania sugerują istnienie różnic rostrocaudalnych w aktywacji VTA wywołanej płcią, chociaż różnice te nie były analizowane statystycznie w niniejszym badaniu. Co ciekawe, Bolanos i współpracownicy wykazali ostatnio, że różne regiony topograficzne w ramach VTA pośredniczą ogólnie pozytywnie vs negatywne reakcje na bodźce emocjonalne. W szczególności wykazali, że nadekspresja fosfolipazy C1 (PLC1) w rostral VTA zwiększa preferencje dla morfiny i sacharozy, podczas gdy PLCNadekspresja 1 w ogonowym VTA zmniejsza preferencję nagrody i zwiększa wrażliwość na bodźce awersyjne (Bolanos i wsp, 2003). Zgodnie z tym, wyniki niniejszego badania sugerują, że dziobowy, ale nie ogonowy VTA może pośredniczyć w motywacji seksualnej i nagradzaniu.

Podsumowując, niniejsze badanie wykazuje aktywację układu mezolimbicznego podczas naturalnie motywowanego zachowania – męskich zachowań seksualnych. Aktywacja tego układu jest w szczególności związana z zachowaniami godowymi, a także ze wskazówkami środowiskowymi związanymi z wcześniejszymi doświadczeniami seksualnymi. Układ mezolimbiczny jest ściśle związany z nadużywaniem narkotyków – „nienaturalnym” zachowaniem motywowanym ( Wise, 1996 ). Badając funkcjonowanie tego układu w warunkach naturalnych, możemy lepiej zrozumieć jego rolę w uzależnieniu od narkotyków.

Na górze strony   

Referencje

1. Agmo A, Berenfeld R (1990). Wzmacniające właściwości wytrysku u samców szczura: rola opioidów i dopaminy. Behav Neurosci 104: 177–182. | Artykuł | PubMed |
2. Agmo A, Gomez M (1993). Wzmocnienie seksualne jest blokowane przez infuzję naloksonu do przyśrodkowej części przedwzrokowej. Behav Neurosci 107: 812–818. | Artykuł | PubMed |
3. Bolanos CA, Perrotti LI, Edwards S, Eisch AJ, Barrot M, Olson VG i wsp (2003). Fosfolipaza Cgamma w różnych obszarach brzusznej części nakrywkowej moduluje w różny sposób zachowania związane z nastrojem. J Neurosci 23: 7569–7576. | PubMed |
4. Bontempi B, Sharp FR (1997). Ogólnoustrojowe białko Fos indukowane morfiną w prążkowiu i jądrze półleżącym szczura jest regulowane przez receptory opioidowe mu w istocie czarnej i brzusznym obszarze nakrywki. J Neurosci 17: 8596–8612. | PubMed | ISI | ChemPort |
5. Broekkamp CL, Phillips AG, Cools AR (1979). Stymulujące działanie mikroiniekcji enkefaliny w obszar dopaminergiczny A10. Naturę 278: 560–562. | Artykuł | PubMed |
6. Carr DB, Sesack SR (2000). Projekcje z kory przedczołowej szczura do brzusznego obszaru nakrywki: specyficzność docelowa w synaptycznych związkach z mezoakumbens i neuronami mezokortykalnymi. J Neurosci 20: 3864–3873. | PubMed | ISI | ChemPort |
7. Childress A, Ehrman R, McLellan AT, O'Brien C (1988). Uwarunkowane głód i pobudzenie w uzależnieniu od kokainy: raport wstępny. NIDA Res Monogr 81: 74–80. | PubMed |
8. Coolen LM, Fitzgerald ME, Wells AB, Yu L, Lehman MN (2003). Aktywacja receptorów opioidowych mu w obszarze preoptycznym po kopulacji u samców szczurów. (w prasie).
9. Damsma G, Pfaus JG, Wenkstern D, Phillips AG, Fibiger HC (1992). Zachowanie seksualne zwiększa transmisję dopaminy w jądrze półleżącym i prążkowiu samców szczurów: porównanie z nowością i lokomocją. Behav Neurosci 106: 181–191. | Artykuł | PubMed |
10. Dauge V, Kalivas PW, Duffy T, Roques BP (1992). Wpływ hamowania katabolizmu enkefaliny w VTA na aktywność motoryczną i dopaminę zewnątrzkomórkową. Brain Res 599: 209–214. | Artykuł | PubMed |
11. Devine DP, Leone P, Pocock D, Wise RA (1993). Zróżnicowane zaangażowanie brzusznych receptorów opioidowych tegmental mu, delta i kappa w modulowaniu podstawowego mezolimbicznego uwalniania dopaminy: in vivo badania mikrodializy. J Pharmacol Exp Ther 266: 1236–1246. | PubMed | ISI | ChemPort |
12. Dilts RP, Kalivas PW (1990). Autoradiograficzna lokalizacja receptorów opioidowych delta w obrębie mezokortykolimbicznego układu dopaminowego przy użyciu radiojodowanej [2-D-penicylaminy, 5-D-penicylaminy] enkefaliny (125I-DPDPE). Synapsa 6: 121–132. | PubMed |
13. Duvauchelle CL, Ikegami A, Castaneda E (2000). Uwarunkowany wzrost aktywności behawioralnej i półleżący poziom dopaminy wytwarzanej przez dożylną kokainę. Behav Neurosci 114: 1156–1166. | Artykuł | PubMed |
14. Eckersell CB, Popper P, Micevych PE (1998). Indukowana estrogenami zmiana immunoreaktywności receptora opioidowego mu w przyśrodkowym jądrze przedocznym i przyśrodkowym jądrze migdałowatym. J Neurosci 18: 3967–3976. | PubMed |
15. Everitt BJ, Cador M, Robbins TW (1989). Interakcje między ciałem migdałowatym a prążkowiem brzusznym w skojarzeniach bodziec-nagroda: badania z wykorzystaniem schematu wzmocnienia seksualnego drugiego rzędu. Neuroscience 30: 63–75. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
16. Everitt BJ, Fray P, Kostarczyk E, Taylor S, Stacey P (1987). Badania zachowań instrumentalnych ze wzmocnieniem seksualnym u samców szczurów (Rattus norvegicus): I. Kontrola za pomocą krótkich bodźców wzrokowych w połączeniu z wrażliwą kobietą. J Comp Psychol 101: 395–406. | Artykuł | PubMed |
17. Everitt BJ, Stacey P (1987). Badania zachowań instrumentalnych ze wzmocnieniem seksualnym u samców szczurów (Rattus norvegicus): II. Skutki zmian w obszarze przedwzrokowym, kastracja i testosteron. J Comp Psychol 101: 407–419. | Artykuł | PubMed |
18. Fallon JH, Leslie FM (1986). Dystrybucja peptydów dynorfinowych i enkefalinowych w mózgu szczura. J Comp Neurol 249: 293–336. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
19. Garzon M, Pickel VM (2001). Dystrybucja receptorów opioidowych mu w plazmalemacie, głównie w neuronach niedopaminergicznych w brzusznej okolicy nakrywkowej szczura. Synapsa 41: 311–328. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
20. Greenwell TN, Zangen A, Martin-Schild S, Wise RA, Zadina JE (2002). Immunoreaktywne komórki endomorfiny-1 i -2 w podwzgórzu są znakowane zastrzykami fluoro-złota w brzusznej okolicy nakrywki. Międzynarodowa konferencja nt. Badań nad narkotykami: Pacific Grove, CA. p 26.
21. Harlow E, Lane D (eds) (1988). Antibodies: A Laboratory Manual. Laboratorium Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor, NY.
22. Heimer L, Alheid GF, de Olmos JS, Groenewegen HJ, Haber SN, Harlan RE i wsp (1997). Półleżące: poza dychotomią rdzeń-powłoka. J Neuropsychiatry Clin Neurosci 9: 354–381. | PubMed | ChemPort |
23. Heimer L, Zahm DS, Churchill L, Kalivas PW, Wohltmann C (1991). Specyficzność we wzorach projekcji ciała półleżącego i skorupy szczura. Neuroscience 41: 89–125. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
24. Hull EM, Meisel RL, Sachs BD (2002). Męskie zachowania seksualne. W: Pfaff DW, Arnold AP, Etgen AM, Fahrbach SE, Rubin RT (eds). Hormony Mózg i zachowanie. Elsevier Science (USA): San Diego, CA. pp 1 – 138.
25. Ikemoto S, Kohl RR, McBride WJ (1997). Blokada receptora GABA (A) w przednim brzusznym obszarze nakrywki zwiększa zewnątrzkomórkowe poziomy dopaminy w jądrze półleżącym szczurów. J Neurochem 69: 137–143. | PubMed | ISI | ChemPort |
26. Johnson RP, Sar M, Stumpf WE (1980). Topograficzna lokalizacja enkefaliny na neuronach dopaminowych istoty czarnej szczura i okolicy nakrywki brzusznej wykazana za pomocą kombinacji histofluorescencji i immunocytochemii. Brain Res 194: 566–571. | Artykuł | PubMed |
27. Johnson SW, North RA (1992). Opioidy pobudzają neurony dopaminy poprzez hiperpolaryzację lokalnych interneuronów. J Neurosci 12: 483–488. | PubMed | ISI | ChemPort |
28. Keith DE, Anton B, Murray SR, Zaki PA, Chu PC, Lissin DV i wsp (1998). Internalizacja receptora opioidowego mu: leki opioidowe mają zróżnicowany wpływ na konserwowany mechanizm endocytarny in vitro oraz w mózgu ssaków. Mol Pharmacol 53: 377–384. | PubMed | ISI | ChemPort |
29. Kelley AE (1999). Specyfika funkcjonalna przedziałów prążkowia brzusznego w zachowaniach apetytywnych. Ann NY Acad Sci 877: 71–90. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
30. Klitenick MA, DeWitte P, Kalivas PW (1992). Regulacja uwalniania dopaminy somatodendrytycznej w brzusznej okolicy nakrywki przez opioidy i GABA: an in vivo badanie mikrodializy. J Neurosci 12: 2623–2632. | PubMed | ISI | ChemPort |
31. Leone P, Pocock D, Wise RA (1991). Oddziaływanie morfina-dopamina: morfina brzuszna nakrywki zwiększa uwalnianie dopaminy w jądrze półleżącym. Pharmacol Biochem Behav 39: 469–472. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
32. Liu YC, Sachs BD, Salamone JD (1998). Zachowania seksualne samców szczurów po częstotliwości radiowej lub uszkodzeniach zubożających dopaminę w jądrze półleżącym. Pharmacol Biochem Behav 60: 585–592. | Artykuł | PubMed |
33. Lopez HH, Olster DH, Ettenberg A (1999). Motywacja seksualna u samca szczura: rola pierwotnych bodźców i doświadczeń kopulacyjnych. Horm Behav 36: 176–185. | Artykuł | PubMed |
34. Mansour A, Khachaturian H, Lewis ME, Akil H, Watson SJ (1987). Autoradiograficzne różnicowanie receptorów opioidowych mu, delta i kappa w przodomózgowiu i śródmózgowiu szczura. J Neurosci 7: 2445–2464. | PubMed | ChemPort |
35. Mansour A, Khachaturian H, Lewis ME, Akil H, Watson SJ (1988). Anatomia receptorów opioidowych OUN. Trends Neurosci 11: 308–314. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
36. Martinez I, Paredes RG (2001). Tylko krycie we własnym tempie jest satysfakcjonujące u szczurów obu płci. Horm Behav 40: 510–517. | Artykuł | PubMed |
37. Matthews RT, niemiecki DC (1984). Dowody elektrofizjologiczne pobudzania neuronów dopaminowych brzusznego obszaru nakrywki szczura przez morfinę. Neuroscience 11: 617–625. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
38. Meisel RL, Joppa MA, Rowe RK (1996). Antagoniści receptora dopaminy osłabiają uwarunkowaną preferencję miejsca w następstwie zachowań seksualnych u samic chomika syryjskiego. Eur J Pharmacol 309: 21–24. | Artykuł | PubMed |
39. Mitchell JB, Gratton A (1991). Modulacja opioidów i uczulenie uwalniania dopaminy wywołane przez bodźce istotne seksualnie: szybkie badanie chronoamperometryczne u swobodnie zachowujących się szczurów. Brain Res 551: 20–27. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
40. Mitchell JB, Stewart J (1990). Ułatwianie zachowań seksualnych u samców szczurów związanych z wstrzyknięciami opiatów do VTA. Pharmacol Biochem Behav 35: 643–650. | Artykuł | PubMed |
41. Ostrander MM, Badiani A, Day HE, Norton CS, Watson SJ, Akil H. i wsp (2003). Kontekst środowiskowy i historia leku modulują indukowaną przez amfetaminę ekspresję c-fos mrna w zwojach podstawy, centralnym rozszerzonym ciele migdałowatym i związanym z nim limbicznym przodomózgowiu. Neuroscience 120: 551–571. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
42. Paredes RG, Alonso A (1997). Zachowanie seksualne regulowane (stymulowane) przez kobietę wywołuje uwarunkowaną preferencję miejsca. Behav Neurosci 111: 123–128. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
43. Pfaus JG, Damsma G, Nomikos GG, Wenkstern DG, Blaha CD, Phillips AG i wsp (1990). Zachowanie seksualne wzmacnia centralną transmisję dopaminy u samców szczurów. Brain Res 530: 345–348. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
44. Pfaus JG, Phillips AG (1989). Zróżnicowany wpływ antagonistów receptora dopaminy na zachowania seksualne samców szczurów. Psychopharmacology (Berl) 98: 363–368. | PubMed | ChemPort |
45. Pfaus JG, Phillips AG (1991). Rola dopaminy w antycypacyjnych i konsumujących aspektach zachowań seksualnych u samców szczurów. Behav Neurosci 105: 727–743. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
46. Schultz W (2001). Nagroda sygnalizacji przez neurony dopaminy. Neuroscientist 7: 293–302. | PubMed | ISI | ChemPort |
47. Sesack SR, Pickel VM (1992). Przedczołowe kory odprowadzające w synapsie szczura na niewyznakowanych neuronalnych celach zakończeń katecholaminowych w przegrodzie jądra półleżącego i na neuronach dopaminowych w brzusznym obszarze nakrywkowym. J Comp Neurol 320: 145–160. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
48. Sinchak K, Micevych PE (2001). Progesteronowa blokada aktywacji estrogenów receptorów opioidowych mu reguluje zachowania rozrodcze. J Neurosci 21: 5723–5729. | PubMed |
49. Stinus L, Koob GF, Ling N, Bloom FE, Le Moal M (1980). Aktywacja lokomotoryczna wywołana infuzją endorfin do brzusznego obszaru nakrywki: dowód na interakcje opiaty-dopamina. Proc Natl Acad Sci USA 77: 2323–2327. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
50. Swanson LW (1982). Rzuty obszaru brzusznego nakrywki i przyległych regionów: połączenie fluorescencyjnego znacznika wstecznego i badania immunofluorescencji na szczurach. Brain Res Bull 9: 321–353. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
51. Trafton JA, Abbadie C, Marek K, Basbaum AI (2000). Sygnalizacja postsynaptyczna przez receptor opioidowy y: odpowiedzi neuronów rogu grzbietowego na egzogenne opioidy i szkodliwa stymulacja. J Neurosci 20: 8578–8584. | PubMed | ChemPort |
52. van Furth WR, van Ree JM (1996). Motywacja seksualna: zaangażowanie endogennych opioidów w okolicy nakrywkowej brzusznej. Brain Res 729: 20–28. | Artykuł | PubMed |
53. van Furth WR, Wolterink G, van Ree JM (1995). Regulacja męskich zachowań seksualnych: udział opioidów mózgowych i dopaminy. Brain Res Brain Res Rev 21: 162–184. | PubMed |
54. Wallace BC (1989). Psychologiczne i środowiskowe uwarunkowania nawrotu u osób palących crack. J Subst Abuse Treat 6: 95–106. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
55. Watson Jr RE, Wiegand SJ, Clough RW, Hoffman GE (1986). Stosowanie krioprotektantów w celu utrzymania długoterminowej immunoreaktywności peptydów i morfologii tkanki. Peptides 7: 155–159. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
56. Wenkstern D, Pfaus JG, Fibiger HC (1993). Transmisja dopaminy wzrasta w jądrze półleżącym samców szczurów podczas ich pierwszej ekspozycji na samice szczurów zdolnych do odbioru seksualnego. Brain Res 618: 41–46. | Artykuł | PubMed |
57. Wise RA (1996). Neurobiologia uzależnień. Curr Opin Neurobiol 6: 243–251. | Artykuł | PubMed | ISI | ChemPort |
58. Xia Y, Haddad GG (1991). Ontogeneza i dystrybucja receptorów opioidowych w pniu mózgu szczura. Brain Res 549: 181–193. | Artykuł | PubMed | ChemPort |
59. Zahm DS (1999). Implikacje funkcjonalno-anatomiczne jądra półleżącego jądra i podziemi skorupy. Ann NY Acad Sci 877: 113–128. | PubMed | ChemPort |
60. Zahm DS, Brog JS (1992). O znaczeniu podziemi w „półleżącej” części brzusznego prążkowia szczura. Neuroscience 50: 751–767. | Artykuł | PubMed | ChemPort |