A cocaína aumenta a liberação de dopamina estimulada mais em periadolescentes do que ratos adultos (2008)

Neurotoxicol Teratol. Manuscrito do autor; disponível no PMC 2009 September 1.
Publicado na forma final editada como:
Publicado on-line 2008 April 22. doi:  10.1016 / j.ntt.2008.04.002

Sumário

Os mecanismos neurais responsáveis ​​pela maior vulnerabilidade do adolescente para iniciar o abuso de drogas não são claros. Nós investigamos se as diferenças de idade na neurotransmissão da dopamina poderiam explicar os efeitos psicomotores aumentados da cocaína no rato periadolescente. Estimulação eléctrica O feixe prosencefálico mediano de ratos pós-natais 28 (PN28) e PN65 induziu a libertação de dopamina no núcleo caudado e núcleo accumbens antes e após 15 mg / kg cocaína ip As concentrações de dopamina extracelular foram maiores no PN65 do que no caudado PN28 Estimulações de 20 e 60Hz e no nucleus accumbens de PN65 após estimulações com 60Hz. A cocaína aumentou as concentrações de dopamina induzidas por estímulos 20 Hz 3 vezes no adulto, mas quase 9 vezes no periadolescente caudado. A taxa de liberação de dopamina foi menor no caudado periadolescente, embora a depuração total de dopamina tenha sido semelhante à dos adultos. O periadolescente caudado alcançou níveis de depuração em adultos compensando uma V menormax com maior afinidade de captação. A regulação mais rigorosa da dopamina extracelular pela maior taxa de captação / liberação em periadolescentes levou a maiores aumentos após a cocaína. No núcleo accumbens, liberação de dopamina e Vmax foram menores em periadolescentes do que adultos, mas os efeitos de afinidade de consumo e cocaína foram semelhantes. A imaturidade da neurotransmissão da dopamina no estriado dorsal pode estar por trás de respostas agudas aumentadas a psicoestimulantes em ratos adolescentes e sugere um mecanismo para a maior vulnerabilidade de seres humanos adolescentes ao vício em drogas.

Palavras-chave: Desenvolvimento, vício, voltametria, neurotransmissão da dopamina, cocaína, adolescência


Agradecimentos

Este trabalho foi suportado pela concessão #DA09079

Abreviaturas

PN
pós-natal (idade)
[DA]p
concentração de dopamina liberada por pulso de estímulo
[DA]max
concentração máxima de dopamina evocada

Notas de rodapé

Isenção de responsabilidade do editor: Este é um arquivo PDF de um manuscrito não editado que foi aceito para publicação. Como um serviço aos nossos clientes, estamos fornecendo esta versão inicial do manuscrito. O manuscrito será submetido a edição de texto, formatação e revisão da prova resultante antes de ser publicado em sua forma final citável. Observe que, durante o processo de produção, podem ser descobertos erros que podem afetar o conteúdo, e todas as isenções legais que se aplicam ao periódico pertencem a ele.

Referências

1. Adriani W, Chiarotti F, Laviola G. Pesquisa de novidade elevada e sensibilização peculiar de d-anfetamina em camundongos periadolescentes em comparação com camundongos adultos. Behav.Neurosci. 1998;112: 1152 – 1166. [PubMed]
2. Andersen SL, Gazzara RA. A ontogenia das alterações induzidas pela apomorfina na liberação de dopamina neostriatal: efeitos na liberação espontânea. J. Neurochem. 1993;61: 2247 – 2255. [PubMed]
3. Andersen SL, AP Thompson, Krenzel E, Teicher MH. Alterações puberais nos hormônios gonadais não estão por trás da superprodução de receptores de dopamina na adolescência. Psiconeuroendocrinologia. 2002;27: 683 – 691. [PubMed]
4. Belluzzi JD, Lee AG, Oliff HS, Leslie FM. Efeitos dependentes da idade da nicotina sobre a atividade locomotora e a preferência do local condicionado em ratos. Psicofarmacologia (Berl) 2004;174: 389 – 395. [PubMed]
5. Belluzzi JD, Wang RH, Leslie FM. O acetaldeído aumenta a aquisição da auto-administração de nicotina em ratos adolescentes. Neuropsychopharmacology. 2005;30: 705 – 712. [PubMed]
6. Bergstrom BP, Garris PA. 'Estabilização passiva' da dopamina extracelular estriatal em todo o espectro da lesão abrangendo a fase pré-sintomática da doença de Parkinson: um estudo voltamétrico no rato lesionado por 6-OHDA. J. Neurochem. 2003;87: 1224 – 1236. [PubMed]
7. Bjork JM, B Knutson, Fong GW, DM Caggiano, Bennett SM, Hommer DW. Ativação cerebral induzida por estímulo em adolescentes: semelhanças e diferenças entre adultos jovens. J. Neurosci. 2004;24: 1793 – 1802. [PubMed]
8. Bolanos CA, Glatt SJ, Jackson D. Subsensibilidade a drogas dopaminérgicas em ratos periadolescentes: uma análise comportamental e neuroquímica. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;111: 25 – 33. [PubMed]
9. Cahill PS, Walker QD, Finnegan JM, Mickelson GE, Travis ER, Wightman RM. Microeletrodos para a medição de catecolaminas em sistemas biológicos. Anal.Chem. 1996;68: 3180 – 3186. [PubMed]
10. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Resposta comportamental melhorada à dose repetida de cocaína em ratos adolescentes. Psicofarmacologia (Berl) 2005;183: 218 – 225. [PubMed]
11. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Resposta comportamental melhorada à dose repetida de cocaína em ratos adolescentes. Psicofarmacologia. 2005;183: 218 – 225. [PubMed]
12. Catlow BJ, Kirstein CL. Aumento da atividade locomotora induzida pela cocaína em adolescentes comparado a ratas adultas. J.Psychopharmacol. 2005;19: 443 – 447. [Artigo gratuito do PMC] [PubMed]
13. Câmaras RA, Taylor JR, Potenza MN. Neurocircuito de desenvolvimento da motivação na adolescência: um período crítico de vulnerabilidade ao vício. Am.J.Psiquiatria. 2003;160: 1041 – 1052. [Artigo gratuito do PMC] [PubMed]
14. Chen K, Kandel DB, Davies M. Relações entre freqüência e quantidade de uso de maconha e dependência de procuração no último ano entre adolescentes e adultos nos Estados Unidos. Álcool de Drogas Depende. 1997;46: 53 – 67. [PubMed]
15. Clark DB, Kirisci L, Tarter RE. Adolescente versus adulto início e desenvolvimento de transtornos por uso de substâncias em homens. Álcool de Drogas Depende. 1998;49: 115 – 121. [PubMed]
16. Collins SL, Izenwasser S. A nicotina crônica altera diferencialmente a atividade locomotora induzida pela cocaína em ratos machos adolescentes e adultos. Neurofarmacologia. 2004;46: 349 – 362. [PubMed]
17. Costall B, Naylor RJ. Uma comparação das habilidades de agentes neurolépticos típicos e de tioridazina, clozapina, sulpiride e metoclopramida para antagonizar a hiperatividade induzida pela dopamina aplicada intracerebralmente a áreas dos sistemas extrapiramidal e mesolímbico. Eur.J.Pharmacol. 1976;40: 9 – 19. [PubMed]
18. Creese I, Iverson SD. Bloqueio de estimulação motora induzida por anfetamina e estereotipia no rato adulto após tratamento neonatal com 6-hidroxidopamina. Cérebro Res. 1973;55: 369 – 382. [PubMed]
19. Cunningham MG, Bhattacharyya S, Benes FM. A brotação amígdala-cortical continua no início da idade adulta: Implicações para o desenvolvimento da função normal e anormal durante a adolescência. J.Comp.Neurol. 2002;453: 116 – 130. [PubMed]
20. Estroff TW, Schwartz RH, Hoffmann NG. Abuso de cocaína em adolescentes - Potencial de dependência, efeitos comportamentais e psiquiátricos. Pediatria Clínica. 1989;28: 550 – 555. [PubMed]
21. Everitt BJ, Dickinson A, Robbins TW. A base neuropsicológica do comportamento aditivo. Cérebro Res Res do cérebro Rev. 2001;36: 129 – 138. [PubMed]
22. Frantz KJ, O'Dell LE, Parsons LH. Respostas comportamentais e neuroquímicas à cocaína em ratos periadolescentes e adultos. Neuropsychopharmacology. 2007;32: 625 – 637. [PubMed]
23. Garris PA, Walker QD, Wightman RM. As taxas de liberação e absorção de dopamina diminuem no estriado parcialmente desnervado em proporção à perda de terminais de dopamina. Cérebro Res. 1997;753: 225 – 234. [PubMed]
24. Giedd JN, Blumenthal J, N. Jeffries, Castellanos FX, Liu H, A Zijdenbos, Paus T, AC Evans, Rapoport JL. Desenvolvimento cerebral durante a infância e adolescência: um estudo longitudinal de ressonância magnética. Natureza Neurosci. 1999;2: 861 – 863. [PubMed]
25. Haycock W, L Becker, Ang L, Y Furukawa, Hornykiewicz O, Kish SJ. Disparidade marcada entre alterações relacionadas à idade na dopamina e outros marcadores dopaminérgicos pré-sinápticos no corpo estriado humano. J. Neurochem. 2003;87: 574 – 585. [PubMed]
26. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Mecanismos neurais da dependência: o papel da aprendizagem e memória relacionadas à recompensa. Revisão Anual da Neurociência. 2006;29: 565 – 598. [PubMed]
27. Ito R, Robbins TW, Everitt BJ. Controle diferencial do comportamento de procura de cocaína pelo núcleo e pela casca do núcleo accumbens. Nature Neuroscience. 2004;7: 389 – 397. [PubMed]
28. Jones SR, Garris PA e Wightman RM. Diferentes efeitos da cocaína e nomifensina na captação de dopamina no caudato-putâmen e no nucleus accumbens. J.Pharmacol.Exp.Ther. 1995;274: 396 – 403. [PubMed]
29. Kantak KM, Goodrich CM, Uribe V. Influência do sexo, ciclo estral e idade de início da droga na autoadministração de cocaína em ratos (Rattus norvegicus) Exp.Clin.Psychopharmacol. 2007;15: 37 – 47. [PubMed]
30. Kelley AE, Schochet T, Landry CF. Assumir riscos e buscar novidades na adolescência - Introdução à Parte I. Desenvolvimento do Cérebro Adolescente: Vulnerabilidades e Oportunidades. 2004;1021: 27 – 32. [PubMed]
31. Kelly PH Comportamento motor induzido por drogas. Em: Iverson LL, Iversen SD, Snyder SH, editores. Manual em Psicofarmacologia. Nova Iorque: Plenum Press; 1977. pp. 295 – 332.
32. Kelly PH, Seviour PW, Iverson SD. Respostas de anfetamina e apomorfina no rato após lesões 6-OHDA do núcleo accumbens septi e corpo estriado. Cérebro Res. 1975;94: 507 – 522. [PubMed]
33. Kerstetter KA, Kantak KM. Efeitos diferenciais da cocaína auto-administrada em ratos adolescentes e adultos na aprendizagem de estímulo-recompensa. Psicofarmacologia. 2007;194: 403 – 411. [PubMed]
34. Lanier LP, Isaacson RL. Alterações precoces do desenvolvimento na resposta locomotora à anfetamina e sua relação com a função hipocampal. Cérebro Res. 1977;126: 567 – 575. [PubMed]
35. Laviola G, Dellomo G, Alleva E, Bignami G. Ontogenia da hiperatividade da cocaína e preferência de lugar condicionado em camundongos. Psicofarmacologia. 1992;107: 221 – 228. [PubMed]
36. Laviola G, Pascucci T, Pieretti S. Sensibilização da dopamina estriatal à D-anfetamina em periadolescentes, mas não em ratos adultos. Pharmacol.Biochem.Behav. 2001;68: 115 – 124. [PubMed]
37. Le Moal M, Simon H. Mesocorticolimbic Dopaminergic Network - Functional and Regulatory Roles. Revisões fisiológicas. 1991;71: 155 – 234. [PubMed]
38. Leslie FM, Loughlin SE, Wang RH, Perez L, Lotfipour S, Belluzzi JD. Desenvolvimento adolescente da responsividade estimulante do prosencéfalo - percepções de estudos com animais. Desenvolvimento do Cérebro Adolescente: Vulnerabilidades e Oportunidades. 2004;1021: 148 – 159. [PubMed]
39. Lew R, Patel A, Vaughan RA, Wilson A, Kuhar MJ. Micro-heterogeneidade de transportadores de dopamina em estriato de rato e Núcleo-Accumbens. Cérebro Res. 1992;584: 266 – 271. [PubMed]
40. Li LB, N Chen, Ramamoorthy S, Chi L, X Cui, Wang LC, Reith ME. O papel da N-glicosilação na função e tráfego de superfície do transportador de dopamina humana. J.Biol.Chem. 2004;279: 21012 – 21020. [PubMed]
41. Maldonado AM, Kirstein CL. A actividade locomotora induzida pela cocaína é aumentada por manipulação prévia em ratos adolescentes mas não em fêmeas adultas. Physiol.Behav. 2005;86: 568 – 572. [PubMed]
42. Masse LC, Tremblay RE. Comportamento de meninos no jardim de infância e o início do uso de substâncias durante a adolescência. Arch.Gen.Psychiatry. 1997;54: 62 – 68. [PubMed]
43. Maio LJ, Kuhr WG, Wightman RM. Diferenciação dos processos de overflow e captação de dopamina no líquido extracelular do núcleo caudado de ratos com voltametria in vivo de varredura rápida. J Neurochem. 1988;51: 1060 – 1069. [PubMed]
44. Meng SZ, Ozawa Y, M Itoh, Takashima S. Mudanças no desenvolvimento e relacionadas à idade do transportador de dopamina e receptores dopaminérgicos D1 e D2 em gânglios da base humana. Cérebro Res. 1999;843: 136 – 144. [PubMed]
45. Michael J, Joseph JD, Kilpatrick MR, Travis ER, Wightman RM. Melhorando a aquisição de dados para voltametria cíclica de varredura rápida. Anal.Chem. 1999;71: 3941 – 3947. [PubMed]
46. Millar J, Stamford JA, Kruk ZL, Wightman RM. Evidências eletroquímicas, farmacológicas e eletrofisiológicas da liberação e remoção rápidas de dopamina no núcleo caudado de rato após estimulação elétrica do feixe mediano de prosencéfalo. Eur J Pharmacol. 1985;109: 341 – 348. [PubMed]
47. Montague DM, CP Lawler, Mailman RB, Gilmore JH. Regulação do desenvolvimento do receptor de dopamina D-1 no caudado e no putâmen humanos. Neuropsychopharmacology. 1999;21: 641 – 649. [PubMed]
48. Palacios JM, Campos M, Cortes R, Probst A. Mapeamento de receptores de dopamina no cérebro humano. J.Neural Transm. 1988 Suppl, 27: 227 – 235. [PubMed]
49. Patel AP, Cerruti C, Vaughan RA, Kuhar MJ. Glicosilação regulada pelo desenvolvimento do transportador de dopamina. Brain Res., Cérebro Desenvolvimental. 1994: 53-58. [PubMed]
50. Paus T, Zijdenbos A, K Worsley, Collins DL, J Blumenthal, Giedd JN, Rapoport JL, Evans AC. Maturação estrutural de vias neurais em crianças e adolescentes: estudo in vivo. Ciência. 1999;283: 1908 – 1911. [PubMed]
51. Paxinos G, Watson C. O cérebro de rato em coordenadas estereotáxica. Nova York: Academic Press; 1986.
52. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Antagonismo do comportamento estereotipado induzido por apomorfina e d-anfetamina pela injeção de baixas doses de haloperidol no núcleo caudado e no nucleus accumbens. Psychopharmacologia. 1975;45: 65 – 71.
53. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Inibição de dactividade locomotora induzida por anfetamina por injecção de haloperidol no núcleo accumbens do rato. Psychopharmacologia. 1975;41: 87 – 95. [PubMed]
54. Robbins TW, Everitt BJ. Dependência de drogas: maus hábitos se somam. Natureza. 1999;398: 567 – 570. [PubMed]
55. Robins LN, Przybeck TR. Idade de início do uso de drogas como um fator na droga e outras desordens. Nida Res Monogr. 1995;56: 178 – 192. [PubMed]
56. Robinson TE, Berridge KC. A psicologia e neurobiologia da dependência: uma visão de incentivo-incentivo. Vício. 2000;95 Suplemento 2: S91 – S117. [PubMed]
57. Seeman P. Images em neurociência. Desenvolvimento cerebral, X: poda durante o desenvolvimento. Am.J.Psiquiatria. 1999;156: 168. [PubMed]
58. Seeman P, NH de Bzowej, Guan HC, Bergeron C, Becker LE, GP de Reynolds, ED do pássaro, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S. Receptores de dopamina do cérebro humano em crianças e adultos do envelhecimento. Sinapse. 1987;1: 399 – 404. [PubMed]
59. Sharp T, T Zetterstrom, Ljungberg T, Ungerstedt U. Uma comparação direta de comportamentos induzidos por anfetaminas e liberação de dopamina no cérebro regional no rato usando diálise intracerebral. Cérebro Res. 1987;401: 322 – 330. [PubMed]
60. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, TL Jernigan, Toga AW. Evidência in vivo de maturação cerebral pós-adolescente em regiões frontais e estriatais. Natureza Neurosci. 1999;2: 859 – 861. [PubMed]
61. Spanagel R, Weiss F. A hipótese da dopamina de recompensa: status passado e atual. Tendências Neurosci. 1999;22: 521 – 527. [PubMed]
62. Spear LP. O cérebro do adolescente e as manifestações comportamentais relacionadas à idade. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24: 417 – 463. [PubMed]
63. Spear LP, comportamento induzido por Brick J. Cocaine no rato em desenvolvimento. Behav.Neural Biol. 1979;26: 401 – 415. [PubMed]
64. Stamford JA. Desenvolvimento e Envelhecimento do Sistema de Dopamina Nigrostriatal de Rato Estudado com Voltametria Cíclica Rápida. J. Neurochem. 1989;52: 1582 – 1589. [PubMed]
65. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Desenvolvimento pós-natal de receptores dopaminérgicos tipo D4 em regiões do prosencéfalo de ratos: comparação com receptores do tipo D2. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;110: 227 – 233. [PubMed]
66. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Desenvolvimento pós-natal de receptores dopaminérgicos tipo D1 em regiões cerebrais corticais e estriado-túbicas de ratos: Um estudo autorradiográfico. Dev. Neurosci. 1999;21: 43 – 49. [PubMed]
67. Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC. Evidência de poda de dopamina-receptor entre a adolescência e a idade adulta no corpo estriado, mas não no núcleo-acúmulo. Dev.Brain Res. 1995;89: 167 – 172. [PubMed]
68. Thompson PM, Giedd JN, Woods RP, MacDonald D, Evans AC, Toga AW. Padrões de crescimento no cérebro em desenvolvimento detectados usando mapas de tensor de mecânica contínua. Natureza. 2000;404: 190 – 193. [PubMed]
69. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Envolvimento do corpo estriado dorsal na procura de cocaína controlada pela sugestão. J. Neurosci. 2005;25: 8665 – 8670. [PubMed]
70. Vasilev V, R Veskov, Janac B, Rakic ​​L., Stojiljkovic M. Diferenças relacionadas à idade em atividades locomotoras e estereotípicas induzidas por MK-801- e anfetamina de ratos. Neurobiol.Aging. 2003;24: 715 – 723. [PubMed]
71. Walker QD, Morris S, Caster JM, Nagel J, Kuhn CM. Respostas comportamentais exageradas a estimulantes em adolescentes. Soc.Neurosci.Abst. 2005: 1026.4.
72. Walker QD, Ray R, Kuhn CM. Diferenças sexuais nos efeitos neuroquímicos de drogas dopaminérgicas no corpo estriado de ratos. Neuropsychopharmacology. 2006;31: 1193 – 1202. [PubMed]
73. Walker QD, Rooney MB, RM Wightman, Kuhn CM. A liberação e a captação de dopamina são maiores no corpo estriado feminino do que masculino, medido por voltametria cíclica rápida. Neurociência. 2000;95: 1061 – 1070. [PubMed]
74. Wightman RM, Amatore C, RC Engstrom, PD Hale, Kristensen EW, Kuhr WG, May LJ. Caracterização em tempo real do transbordamento e captação de dopamina no corpo estriado de ratos. Neurociência. 1988;25: 513 – 523. [PubMed]
75. Wightman RM, Zimmerman JB. Controle da Concentração Extracelular de Dopamina no Estriato de Ratos por Fluxo de Impulso e Absorção. Brain Res.Rev. 1990;15: 135 – 144. [PubMed]
76. Wills TA, Vaccaro D, McNamara G. Busca de novidade, tomada de risco e construtos relacionados como preditores do uso de substâncias na adolescência: uma aplicação da teoria de Cloninger. J. Abuso de Substância. 1994;6: 1 – 20. [PubMed]
77. Wu Q, Reith ME, RM Wightman, Kawagoe KT, Garris PA. Determinação dos parâmetros de liberação e absorção a partir da dinâmica de dopamina evocada eletricamente medida por voltametria em tempo real. J. Neurosci.Methods. 2001;112: 119 – 133. [PubMed]
78. Zuckerman M. Sensation-seeking e a teoria do déficit endógeno do abuso de drogas. NIDA.Res.Monogr. 1986;74: 59 – 70. [PubMed]