O surgimento do hormônio gonadal influencia na função dopaminérgica durante a puberdade (2010)

Horm Behav. 2010 Jun; 58 (1): 122-37. Epub 2009 Nov 10.
 

fonte

Departamento de Farmacologia e Biologia do Câncer, Centro Médico da Universidade de Duke, Durham, NC 27710, EUA. [email protected]

Sumário

A adolescência é a época de desenvolvimento durante a qual as crianças se tornam adultas - intelectualmente, fisicamente, hormonalmente e socialmente. O desenvolvimento do cérebro em áreas críticas está em andamento. Os adolescentes são arriscados e inovadores, e pesam mais experiências positivas e negativas, menos do que os adultos. Esse viés comportamental inerente pode levar a comportamentos de risco, como tomar drogas. A maioria das toxicodependências começa durante a adolescência e o consumo precoce de drogas está associado a um aumento da taxa de abuso e dependência de drogas. As alterações hormonais da puberdade contribuem para mudanças físicas, emocionais, intelectuais e sociais durante a adolescência. Esses eventos hormonais não causam apenas a maturação da função reprodutiva e o surgimento de características sexuais secundárias. Contribuem também para o aparecimento de diferenças entre os sexos em comportamentos não reprodutivos. As diferenças entre os sexos nos comportamentos relacionados ao uso de drogas estão entre as últimas. A predominância do sexo masculino no uso geral de drogas aparece no final da adolescência, enquanto as meninas desenvolvem a rápida progressão do primeiro uso para a dependência (telescópica), que representa uma vulnerabilidade com viés feminino. Diferenças sexuais em muitos comportamentos, incluindo o uso de drogas, têm sido atribuídas a fatores sociais e culturais. Uma lacuna cada vez menor no uso de drogas entre meninos e meninas adolescentes apóia essa tese. No entanto, algumas diferenças sexuais na vulnerabilidade do vício refletem diferenças biológicas nos circuitos cerebrais envolvidos no vício. O objetivo desta revisão é resumir a contribuição das diferenças sexuais na função dos sistemas de dopamina ascendente que são críticas para o reforço, para resumir brevemente as mudanças comportamentais, neuroquímicas e anatômicas nas funções dopaminérgicas cerebrais relacionadas à dependência que ocorrem durante a adolescência e para apresentar novas descobertas sobre o surgimento de diferenças sexuais na função dopaminérgica durante a adolescência.

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Introdução

A adolescência é uma época crítica de desenvolvimento para a doença aditiva. Praticamente todo usuário de drogas tem sua primeira experiência com drogas aditivas durante a adolescência. O primeiro uso regular de uma droga viciante (tipicamente tabaco, álcool ou maconha) ocorre quase sempre antes da idade 21, e o abuso de substância anterior começa, quanto mais rápido ele se desenvolve e quanto mais grave ele é (Estroff et al. 1989; Myers e Andersen 1991; Clark et al. 1998; Brown et al. 2008; Windle et al. 2008). A adolescência é uma época de grandes mudanças - as crianças estão amadurecendo fisicamente, emocionalmente e socialmente. O desenvolvimento do cérebro está passando por um estágio crucial, e as mudanças hormonais e físicas da puberdade estão em andamento. A presente revisão aborda a contribuição da puberdade às mudanças dos adolescentes nos comportamentos e mecanismos neurobiológicos que são mais importantes para o desenvolvimento da dependência de drogas. Nós nos concentramos em fatores biológicos (desenvolvimento de circuitos neurais específicos) em vez de fatores sociais como papéis de gênero e influências de pares como contribuintes para o abuso de substâncias. Extensa literatura sobre o último já está disponível (Dakof 2000; Waylen e Wolke 2004) enquanto fatores biológicos que influenciam vulnerabilidades específicas de gênero são muito menos discutidos. As informações que analisamos demonstram que a maior vulnerabilidade à adicção durante a adolescência reflete principalmente as funções cerebrais adolescentes independentes de gênero, e que as alterações hormonais da puberdade medeiam o surgimento dos riscos específicos de gênero para vários aspectos da dependência que aparecem no final da adolescência.

Nas seções a seguir, revisaremos as diferenças sexuais na vulnerabilidade ao abuso de drogas, os importantes mediadores endócrinos que foram identificados em modelos animais, a ontogenia de comportamentos que aumentam o risco de dependência na adolescência, o desenvolvimento adolescente dos neurônios dopaminérgicos que inervam os gânglios da base e frontal córtex que medeia o reforço de drogas e como a puberdade influencia esses processos. Finalmente, forneceremos novos dados preliminares sobre o surgimento de diferenças sexuais na função dopaminérgica durante a adolescência. O capítulo termina com uma breve menção de várias funções críticas neurocomportamentais, incluindo função executiva, regulação do comportamento emocional e sensibilidade ao estresse, que são críticas para a dependência de drogas, mas relativamente descaracterizadas durante a puberdade. Estes representam um alvo importante para futuras pesquisas.

Parte 1: Sexo, Esteróides Gonadais e Dependência em Adultos

Diferenças de sexo na vulnerabilidade de vício

Diferenças sexuais no abuso de drogas em seres humanos

Diferenças entre os sexos na sensibilidade a drogas, padrões de uso de drogas e o papel dos hormônios reprodutivos nessas diferenças foram revisados ​​em artigos anteriores do Volume e, portanto, estes serão brevemente resumidos aqui. Existem duas diferenças sexuais no abuso de drogas em populações humanas que são consistentemente relatadas. Primeiro, mais homens adultos usam e abusam de drogas viciantes do que mulheres na maioria das classes de drogas, incluindo álcool, psicoestimulantes e narcóticos (NHSDUH 2007; Tetrault et al. 2008). No entanto, as mulheres desenvolvem o vício mais rapidamente, demonstrando um “encurtamento” entre o uso inicial e dependência para a maioria das drogas, incluindo álcool, psicoestimulantes e narcóticos e experimentam uma maior incidência de doença psiquiátrica, história de abuso físico ou sexual (Ross et al. 1988; Brady et al. 1993; Brady e Randall 1999; Van Etten et al. 1999; Brecht et al. 2004; Diala et al. 2004). No entanto, essas diferenças estão diminuindo rapidamente, à medida que fatores culturais e sociais em mudança influenciam fortemente o comportamento de tomar drogas. Há um debate considerável, mas pouca informação concreta sobre o papel dos fatores biológicos em qualquer um desses fenômenos.

Diferenças sexuais na auto-administração de drogas em primatas não humanos

Diferenças sexuais na vulnerabilidade ao vício foram caracterizadas mais extensivamente em animais. Estes também foram resumidos em artigos anteriores deste volume e, portanto, apenas as principais questões que são relevantes para a adolescência serão mencionadas aqui. Vamos cobrir a breve literatura sobre primatas não humanos primeiro, e depois a literatura mais extensa que usou modelos de roedores.

A literatura sobre as diferenças entre os sexos na auto-administração de medicamentos em primatas não humanos é esparsa e revista em outros lugares (Lynch et al. 2002; Carroll et al. 2004), mas alguns destaques serão apresentados aqui. Os achados variam por droga e por paradigma experimental. Embora muitos estudos de autoadministração realizados em primatas não humanos incluam homens e mulheres, poucos utilizam números de indivíduos suficientemente grandes para detectar diferenças entre os sexos. As descobertas do etanol são especialmente contraditórias. Diferenças de sexo na aquisição de auto-administração de etanol não foram observadas em primatas não humanos (Grant e Johanson 1988). Foi relatado que as fêmeas bebem mais etanol em condições de beber livre, mas menos etanol em condições operantes (Juarez e Barrios de Tomasi 1999; Vivian et al. 2001). A consideração cuidadosa das diferenças na auto-administração de cocaína com base na dose, sexo e fase do ciclo menstrual mostrou que os macacos cynomolgous fêmeas trabalharão para pontos de ruptura mais altos numa relação progressiva durante a fase folicular do ciclo, mas que de outra forma machos e fêmeas respondem similarmente (Mello et al. 2007). Macacos fêmeas foram relatados para consumir mais fenciclidina do que os machos (Carroll et al. 2005). Em geral, o estudo das diferenças sexuais na autoadministração de drogas em primatas não humanos é inadequado para fornecer qualquer caracterização definitiva.

Diferenças Sexuais na Vulnerabilidade ao Vício em Modelos de Roedores

A maioria dos estudos que exploram diferenças sexuais usam roedores, embora haja uma literatura crescente com primatas não humanos. Modelos animais dos efeitos reforçadores de drogas que causam dependência incluem ativação locomotora e sua sensibilização, preferência de lugar condicionado (PPC) e autoadministração. A ativação locomotora estima a sensibilidade à ativação de neurônios dopaminérgicos projetados para o prosencéfalo por drogas aditivas, mas não fornece uma medida direta dos efeitos de reforço. O CPP fornece uma avaliação mais direta dos efeitos reforçadores dos medicamentos, e a autoadministração fornece o atual “padrão ouro” de ingestão voluntária de drogas. Todas essas informações forneceram algumas informações sobre o surgimento de diferenças entre os sexos nos efeitos dos medicamentos causadores de dependência que ocorrem na adolescência, porque existem diferenças sexuais consistentes e consistentes para todas essas medidas.

Estimulação locomotora, sensibilização locomotora, CPP e aquisição de auto-administração de psicoestimulantes, narcóticos, nicotina e etanol ocorrem mais rapidamente, em doses menores e / ou são maiores em mulheres do que em homens (Donny et al. 2000; Carroll et al. 2004; Hu et al. 2004; Chaudhri et al. 2005; Craft 2008; Yararbas et al. 2009). Durante o acesso curto, a taxa fixa de resposta, as fêmeas e os homens auto-administram quantidades comparáveis ​​de cocaína (Caine et al. 2004). No entanto, as mulheres trabalharão mais intensamente por psicoestimulantes em uma proporção progressiva, aumentarão o uso mais rapidamente e pressionarão mais durante a extinção do que os homens (Lynch et al. 2002; Carroll et al. 2004; Lynch 2006; Quinones-Jenab 2006; Becker e Hu 2008). Estas últimas descobertas foram interpretadas para indicar que a motivação para tomar drogas é mais forte nas mulheres. Durante a recaída à auto-administração de cocaína, as fêmeas são comparáveis ​​aos homens após a cocaína, enquanto exibem menor reintegração durante a recaída induzida por estímulo (Fuchs et al. 2005). Estas últimas características são consideradas um melhor modelo de características de consumo de drogas que são relevantes para a dependência humana do que a simples auto-administração (Vanderschuren e Everitt 2004). Diferenças entre os sexos em vários controles não farmacológicos de auto-administração também foram relatadas. A autoadministração de nicotina é mais afetada por estímulos não medicamentosos em mulheres do que por homens e a resposta durante períodos de tempo excedido e durante a extinção é maior em mulheres do que em homens (Chaudhri et al. 2005). Essas diferenças podem refletir diferenças sexuais na regulação do comportamento operante. O achado com a nicotina pode ser particularmente relevante para os seres humanos, já que as mulheres são relatadas como mais sensíveis a sinais condicionados associados ao tabagismo do que os homens (Perkins et al. 1999). Em geral, as mulheres mostram comportamentos que podem ser interpretados como transição para fases compulsivas de dependência mais rapidamente, assim como foi observado em humanos.

Influências do esteróide gonadal no vício

Influências do esteróide gonadal em humanos e primatas não humanos

Acredita-se que os esteróides ovarianos influenciam os efeitos de drogas que causam dependência nas mulheres, mas muitas vezes de maneira sutil. Um método que foi usado para demonstrar esses efeitos é medir os efeitos ou o consumo de drogas ao longo do ciclo menstrual. As mulheres experimentam efeitos subjetivos mais amplos de muitas drogas que causam dependência durante a fase folicular do ciclo menstrual (Terner e de Wit 2006). No entanto, existem algumas exceções notáveis, incluindo o etanol, para o qual nem os efeitos subjetivos nem o consumo variam com o ciclo menstrual (Sofuoglu et al. 1999; Holdstock e de Wit 2000; Evans et al. 2002). A supressão dos efeitos subjetivos da cocaína pela progesterona foi relatada em vários estudos (Sofuoglu et al. 2002; Sofuoglu et al. 2004; Evans 2007). Essas observações iniciaram estudos de um possível uso terapêutico da progesterona, que pode mediar os efeitos subjetivos diminuídos durante a fase lútea do ciclo. Essas descobertas são discutidas extensamente em outras partes deste volume.

Influências do esteróide gonadal em comportamentos aditivos em modelos de roedores

Uma literatura mais extensa a partir de estudos realizados em roedores suporta um papel facilitador para o estradiol na auto-administração de vários fármacos e um papel supressor para a progesterona. O estrogênio facilita a aquisição, aumenta a resposta sob uma razão progressiva e aumenta a resposta durante a recaída induzida por drogas, embora haja relatos negativos (Grimm e veja 1997). Em contraste, a progesterona suprime esses mesmos comportamentos (Feltenstein e Ver 2007; Feltenstein et al. 2009). O papel dos esteróides testiculares é menos convincente. Ratos machos castradores não alteram a liberação de dopamina com aumento de psicoestimulantes ou o comportamento rotacional após anfetamina (Becker 1999) ou alterar a auto-administração de cocaína (Hu e Becker 2003; Hu et al. 2004). No entanto, outros estudos mostram que a castração de ratos machos causa um aumento tardio na locomoção estimulada pela cocaína (Long et al. 1994; van Luijtelaar et al. 1996; Walker et al. 2001). Em geral, os esteróides ovarianos modulam os comportamentos relacionados à dependência de maneira significativa: o estrogênio aumenta consistentemente os comportamentos em ratos que são relevantes para o vício, enquanto a progesterona suprime os mesmos comportamentos. A testosterona é inativa ou suprime levemente os mesmos comportamentos.

Efeitos dos esteróides gonadais nas funções dopaminérgicas relevantes para o vício

Dopamina e Reforço

Os efeitos dos esteróides gonadais sobre a auto-administração da droga são mediados, em parte, pelos efeitos nos neurônios dopaminérgicos. Os neurônios dopaminérgicos que se projetam da substantia nigra e área tegmentar ventral para o núcleo caudado, nucleus accumbens (estriado dorsal e ventral) e córtex frontal desempenham um papel proeminente tanto no reforço normal quanto no início da dependência de drogas em animais adultos e talvez na transição em uso habitual (Le Moal e Simon 1991; Kalivas e O'Brien 2008; Carlezon e Thomas 2009; Dalley e Everitt 2009). Todas as drogas que os seres humanos auto-administram ativam esses neurônios dopaminérgicos, incluindo nicotina, álcool, opiáceos e estimulantes psicomotores como cocaína e anfetamina (Di Chiara et al. 2004). Alterações no desenvolvimento e nos efeitos dos hormônios esteroides gonadais sobre os neurônios dopaminérgicos que se projetam da substância negra e área tegmentar ventral serão foco da presente revisão. Embora os esteróides gonadais modulem fortemente os neurônios dopaminérgicos hipotalâmicos que regulam a liberação de hormônios e o comportamento sexual (Hull et al. 1999; Ben-Jonathan e Hnasko 2001; Dominguez e Casco 2005), a contribuição desses neurônios para a dependência de drogas não foi estudada extensivamente e não será discutida aqui.

Diferenças sexuais na função dopaminérgica em humanos e primatas não humanos

Há diferenças sexuais na função dopaminérgica que provavelmente contribuem para as diferenças sexuais na autoadministração de drogas (revisado por Jill Becker neste Volume, e ver tambémBecker 1999; Becker e Hu 2008; Morissette et al. 2008). A literatura disponível sobre humanos e primatas não humanos é discutida primeiro, seguida de informações sobre roedores.

Embora as diferenças sexuais na neuroquímica e neuroanatomia dos neurônios dopaminérgicos do prosencéfalo não tenham sido completamente estudadas em humanos e primatas não humanos, algumas evidências indicam que existem diferenças sexuais. Os dados fundamentais derivam de estudos de risco de doença: as mulheres são significativamente menos propensas a desenvolver a doença de Parkinson, e o fazem mais tarde (Baldereschi et al. 2000; Wooten et al. 2004). Esses estudos sugerem que a inervação dopaminérgica dos gânglios da base pode ser diferente em homens e mulheres. No entanto, houve pouco estudo anatômico desta questão. Estudos de imagem da liberação de dopamina são mistos: alguns estudos mostram que as mulheres exibem maior liberação de dopamina em resposta aos psicoestimulantes, e outras mostram que os homens o fazem (Munro et al. 2006; Riccardi et al. 2006). Portanto, a literatura é inconclusiva sobre a natureza das diferenças sexuais na função dopaminérgica em humanos.

Diferenças Sexuais na Função Dopaminérgica em Roedores

As diferenças entre os sexos na função pré-sináptica (liberação de dopamina) e na função pós-sináptica (expressão e regulação dos receptores de dopamina) foram extensivamente caracterizadas. Estes foram estudados mais amplamente em roedores. Tem sido proposto que a integração da liberação de dopamina basal, a capacidade de estimular a liberação de dopamina e a sensibilidade do receptor contribuem para a resposta aumentada de dopamina das fêmeas (Castner e Becker 1996) que se traduz em uma reatividade comportamental aprimorada (Becker e Hu 2008). A liberação de dopamina basal não difere em machos e fêmeas: estudos utilizando microdiálise ou estimulação de baixa frequência com voltametria cíclica de varredura rápida mostram que machos e fêmeas têm níveis aproximadamente comparáveis ​​de dopamina extracelular quando estão intactos de forma gonadal (Becker e Ramirez 1981b; Castner et al. 1993; Walker et al. 2000; Walker et al. 2006). Da mesma forma, os números dos receptores D1 e D2 no corpo estriado dorsal e ventral são bastante semelhantes em machos e fêmeas, e um estudo reporta ainda maior densidade de receptores D1 em machos (Becker e Ramirez 1981b; Festa et al. 2006). No entanto, as fêmeas apresentam uma liberação de dopamina consistentemente maior em resposta à estimulação elétrica ou aos psicoestimulantes no estriado dorsal. Nosso laboratório demonstrou que a liberação máxima de dopamina estimulada eletricamente no estriado dorsal em fêmeas é quase o dobro da observada em homens (Walker et al. 2000). Esses achados são consistentes com o relato de que a anfetamina causa as maiores respostas c-fos (uma resposta gênica imediata imediata que reflete a soma da estimulação pré e pós-sináptica) em fêmeas proestras (Castner e Becker 1996). Tem sido postulado que roedores fêmeas em estado estrogênico alto exibem respostas dopaminérgicas a estímulos farmacológicos que excedem os machos, assim como as fêmeas em outros estados endócrinos.

Uma extensa literatura suporta um importante papel do estrogênio no aumento da função dopaminérgica pré e pós-sináptica. O estrogênio aumenta a liberação de dopamina, aumenta o número de receptores D1 e D2 ao diminuir as taxas de degradação do receptor e aumenta a produção de DAT (Morissette et al. 1990; Levesque e Di Paolo 1991; Morissette e Di Paolo 1993; Morissette e Di Paolo 1993; Becker e Hu 2008; Morissette et al. 2008). Múltiplas hipóteses foram propostas para explicar como o estrogênio aumenta a função dopaminérgica. Uma hipótese é que o estradiol reduz a inibição dos terminais dopaminérgicos mediada pelo GABA (Hu et al. 2006). Em contraste, a maioria dos estudos com homens adultos sugere que a testosterona não regula a função dopaminérgica no estriado dorsal ou ventral (Becker 1999; Becker 2009). Entretanto, os circuitos dopaminérgicos do córtex frontal que são importantes para a função executiva e a memória de trabalho são facilitados pelo androgênio (Adler et al. 1999; Kritzer 2000; Kritzer et al. 2001; Kritzer 2003; Kritzer et al. 2007), e esses processos podem contribuir significativamente para a vulnerabilidade do vício. As ações androgênicas nessas funções cerebrais representam uma lacuna importante em nosso conhecimento sobre os efeitos dos esteróides gonadais sobre os comportamentos aditivos.

Efeitos dos esteróides gonadais na anatomia dos sistemas de dopamina

Efeitos da hormona esteróide gonadal na anatomia de sistemas de dopamina em seres humanos e primatas não humanos

Esteróides gonadais podem influenciar a morfologia dos neurônios dopaminérgicos, bem como a expressão de proteínas dopaminérgicas-chave e a regulação aferente da liberação de dopamina. Evidência convincente apoiando essa possibilidade foi o relato de que a ovariectomia de primatas femininos causou uma diminuição permanente no número de células dopaminérgicas na substância negra que poderia ser evitada pela reposição de estradiol (Leranth et al. 2000). Em primatas, o estradiol e a progesterona aumentam a densidade da arborização terminal de neurônios dopaminérgicos em algumas áreas, incluindo as dorsolaterais (áreas de associação sensorial) do estriado dorsal, bem como o córtex frontal (Kritzer e Kohama 1998; Kritzer et al. 2003). O estradiol também tem efeitos funcionais na liberação de dopamina em macacos: a reposição estradiol de macacos parkinsonianos pode aumentar a liberação de dopamina mesmo após um período prolongado de privação de estrogênio (Morissette e Di Paolo 2009).

Efeitos da hormona esteróide gonadal na anatomia do sistema dopaminérgico em roedores

Numerosos estudos sugerem que o estradiol tem um papel trófico na manutenção de neurônios dopaminérgicos, especialmente em resposta à lesão neurotóxica (Morissette et al. 2008). Estudos recentes de nosso próprio laboratório mostraram que fêmeas de roedores têm mais neurônios dopaminérgicos tanto na substância nigra quanto na área tegmentar ventral, e que o estradiol mantém o número de células dopaminérgicas em ratos e camundongos, principalmente através de ações sobre o receptor de estrogênio betaJohnson 2009a). Nossos estudos também sugeriram um papel para os esteróides testiculares neste fenômeno, como a castração de ratos machos resultou em um aumento inesperado no número de neurônios dopaminérgicos (Johnson 2009b). Embora outros estudos não tenham relatado tal diferença (Dewing et al. 2006; McArthur et al. 2007), os últimos estudos não utilizaram contagem estereológica imparcial, que é o padrão mais rigoroso no campo. Essas diferenças no número de neurônios dopaminérgicos podem contribuir para diferenças relatadas na função dopaminérgica após a manipulação dos níveis de hormônios esteroides gonadais. Surpreendentemente, as diferenças sexuais na inervação dopaminérgica do estriado dorsal e ventral não foram relatadas. Entretanto, a inervação dopaminérgica do córtex frontal foi estudada, e o andrógeno pode contribuir significativamente nessa região. Kritzer mostrou que o andrógeno reduz a densidade terminal no córtex de roedores (Adler et al. 1999; Kritzer 2000; Kritzer 2003).

A existência de forte regulação pelo estradiol e modesta regulação pela testosterona são concordantes com a expressão relatada de receptores de hormônios esteroides gonadais em neurônios dopaminérgicos. Uma porcentagem significativa dos neurônios dopaminérgicos no mesencéfalo expressa receptores androgênicos, enquanto apenas uma pequena porcentagem expressa um dos dois principais receptores de estradiol (ERα e ERβ) (Kritzer 1997; Creutz e Kritzer 2002; Creutz e Kritzer 2004; Kritzer e Creutz 2008). Essas diferenças anatômicas representam um importante mediador potencial dos efeitos hormonais na função dopaminérgica. Eles podem ser especialmente relevantes como mediadores de mudanças no desenvolvimento.

O estrogênio como mediador de diferenças sexuais no vício

O aumento da função dopaminérgica no prosencéfalo pelo estradiol gerou a hipótese de que esse efeito contribui para as diferenças sexuais na autoadministração de drogas entre as espécies de mamíferos (Lynch et al. 2002; Carroll et al. 2004; Lynch 2006; Becker e Hu 2008). A semelhança desse achado pode refletir a organização fundamental de como a motivação está vinculada ao estado reprodutivo em homens e mulheres. A regulação de neurônios dopaminérgicos projetando-se para o prosencéfalo por esteróides ovarianos, mas não testiculares, é especulativa para permitir que os machos procurem parceiros sexuais (usando este sistema dopaminérgico) a qualquer momento, enquanto as fêmeas só procurarão parceiros sexuais quando estiverem férteis (Becker e Taylor 2008) embora isso possa não refletir especificidade para o comportamento sexual per se (Paredes e Agmo 2004).

A diminuição bem descrita na motivação sexual (entre outros déficits) na doença de Parkinson e o surgimento de comportamento sexual inadequado durante o tratamento com agonistas dopaminérgicos sugere que a dopamina contribui para esses comportamentos em humanos (Meco et al. 2008). No entanto, a contribuição relativa de esteróides gonadais específicos é notoriamente específica de espécies e estudos recentes em humanos mostraram que o hipogonadismo prejudicava a função sexual em homens e mulheres, mas que a testosterona restaurava a função em homens mas o estradiol não o fazia em mulheres.Czoty et al. 2009). Além disso, estudos de liberação de dopamina no estriado dorsal e ventral de humanos mostram diferenças inconsistentes entre os sexos. Dois estudos de liberação de dopamina foram publicados em humanos que relatam achados relacionados ao sexo oposto: um relata que a liberação foi maior no sexo masculino, e outro que foi maior em mulheres (Munro et al. 2006; Riccardi et al. 2006)

Esteróides gonadais também regulam a motivação sexual em primatas, embora os estímulos não-hormonais (sociais) desempenhem um papel significativo (Wallen e Zehr 2004). Primatas não humanos femininos coordenam o comportamento sexual com o tempo do ciclo menstrual (ciclo médio) associado à alta fertilidade (Bonsall et al. 1978). Além disso, a liberação de dopamina pode ser regulada por esteroides ovarianos em primatas não humanos, como um recente estudo PET mostrou que a liberação basal de DA pode ser menor durante a fase luteal do que a folicular em primatas não humanos (Schmidt et al. 2009).

Parte 2: Adolescência e Dependência

A adolescência como época de desenvolvimento crítica para o vício em seres humanos

A adolescência é a época final de desenvolvimento que marca a transição para a vida adulta (Lança 2000; Windle et al. 2008). Para os fins desta revisão, usaremos as faixas etárias descritas nessas duas revisões. Em humanos, ela se estende aproximadamente dos anos 10-25. Essa faixa etária é maior do que aquela normalmente fornecida. No entanto, estudos recentes de imagens do cérebro sugerem que o cérebro não está totalmente maduro até meados dos anos vinte (Lenroot e Giedd 2006).

A conclusão do desenvolvimento cerebral e somático interage com as mudanças culturais e sociais dramáticas que ocorrem quando as crianças mudam sua esfera de influência da família para os pares. Estudos recentes mostraram que a estrutura do cérebro está passando pela maturação final durante esse período. A densidade da matéria cinzenta cai, talvez refletindo um aumento compensatório na mielina, embora a trajetória para regiões individuais do cérebro varie (Isralowitz e Rawson 2006; Paus et al. 2008; Giedd et al. 2009) e a densidade sináptica cai lentamente no final da adolescência, pelo menos em primatas não humanos (Bourgeois et al. 1994).

A função cerebral também está completando estágios finais críticos de desenvolvimento, durante os quais funções executivas como gratificação atrasada (Casey et al. 2000; Steinberg et al. 2008; Astle e Scerif 2009) e processamento de recompensa e estímulos aversivos finalmente amadurecer no final da adolescência (Ernst et al. 2006; Ernst e Mueller 2008; Ernst e Fudge 2009). A imaturidade do processamento de recompensa pelo sistema dopaminérgico e pelos circuitos corticais que inibem o comportamento são particularmente críticos para a vulnerabilidade do vício na adolescência. Estudos de imagem em humanos sugerem que os adolescentes podem ser mais sensíveis à recompensa, menos sensíveis a estímulos aversivos e menos capazes de inibir respostas, porque os circuitos do córtex frontal que regulam o comportamento são imaturos em comparação com adultos (Tripulações e Boettiger 2009; Geier e Luna 2009). A impulsividade e a busca de sensações são altas durante a adolescência (Lança 2000; Steinberg et al. 2008). Uma literatura substancial aponta para esses traços comportamentais ou construtos psicológicos relacionados como “desinibição neurocomportamental” como fatores de risco significativos para o desenvolvimento da dependência de drogas, especialmente na adolescência (Dawes et al. 2000; Crews et al. 2007; Everitt et al. 2008; Perry e Carroll 2008; Tripulações e Boettiger 2009; Volkow et al. 2009). Em resumo, o estado do desenvolvimento cerebral do adolescente pode colocar os adolescentes em risco de abuso de substâncias por várias razões: eles podem responder a estímulos recompensadores mais do que estímulos aversivos em relação aos adultos, eles relativamente descontam resultados futuros e são sensitivos e impulsivos. Existem vários comentários excelentes nesta área (Crews et al. 2007; Brown et al. 2008; Windle et al. 2008).

A adolescência como época de desenvolvimento da dependência de roedores

Em roedores, a adolescência se estende desde o dia pós-natal (PN) 25 até o início da idade adulta em PN60 (Lança 2000). Este período de tempo inclui, mas não se restringe ao desenvolvimento puberal. Tal como acontece com os humanos, o desenvolvimento do cérebro continua até o final do período de tempo, e o PN60 deve ser visto como a primeira vez que a função do cérebro adulto existe, e é provável que as últimas funções em desenvolvimento amadureçam depois desse corte arbitrário (Arroz e Barone 2000; McCutcheon e Marinelli 2009).

Embora a literatura sobre o desenvolvimento comportamental seja menos abundante, quando a idade pós-natal apropriada é considerada, um desenvolvimento comportamental semelhante ocorre em roedores e humanos durante a adolescência. A tomada de riscos e a busca de sensações são altas em roedores, assim como em humanos (Lança 2000; Laviola et al. 2003). Uma literatura animal menor, mas emergente, suporta o mesmo domínio de recompensar os efeitos aversivos de drogas que causam dependência durante a adolescência (Laviola et al. 2003; Schramm-Sapyta et al. 2009). A comunalidade desses processos sugere que os modelos de roedores podem fornecer uma ferramenta útil para explorar os mecanismos cerebrais que são importantes para o desenvolvimento do vício.

Em resumo, vários comportamentos que estão criticamente envolvidos no desenvolvimento da dependência de drogas mudam rapidamente durante a adolescência. Circuitos neurais envolvidos no processamento de recompensa, bem como aqueles que controlam as funções executivas que inibem o comportamento, podem ser os mais relevantes para a vulnerabilidade do adolescente ao vício, já que os adolescentes são possivelmente mais sensíveis ao reforço e demonstram menor capacidade de inibir respostas baseadas em resultados futuros.

Comportamentos relacionados à dependência durante a adolescência

Os modelos animais fornecem uma visão crucial de como os comportamentos relacionados à dependência mudam durante a adolescência, já que os estudos experimentais em humanos são eticamente proibitivos, e os estudos naturalísticos são seriamente confundidos por complexidades socioeconômicas, ambientais e genéticas que exigem uma análise que está além do escopo atual. Reveja. A maioria desses estudos foi realizada em roedores; Estes estudos serão revisados ​​abaixo.

Os efeitos comportamentais característicos de muitas drogas que causam dependência mudam à medida que os adolescentes amadurecem, e as mudanças geralmente tendem a ser consistentes entre os medicamentos para um determinado comportamento. A única exceção pode ser a atividade locomotora, uma vez que as alterações na resposta locomotora na adolescência são um tanto específicas quanto à droga. Estes estudos são revisados ​​por Schramm-Sapyta (Schramm-Sapyta et al. 2009). Anfetaminas e metanfetaminas estimulam menos locomoção em adolescentes precoces do que adultos, enquanto a estimulação locomotora por cocaína é maior durante a adolescência precoce do que a idade adulta. Tem sido relatado que a nicotina diminui ou aumenta a locomoção de um modo específico para o desenvolvimento, dependendo da dose ou espécie em estudo. Diminuições na locomoção resultam do tratamento com nicotina em camundongos, e essa diminuição é menor em adolescentes (Lopez et al. 2003). Em ratos, é relatado que a nicotina aumenta a locomoção, e os adolescentes são mais do que menos sensíveis a esse efeito (Faraday et al. 2001).

A sensibilização locomotora, que supostamente reflete eventos neuroplásticos durante a exposição precoce a drogas, aumenta gradualmente na adolescência após tratamento com anfetamina, cocaína ou metilfenidato: a sensibilização é baixa quando o tratamento é iniciado durante o período perinatal, torna-se mais robusta durante a adolescência, mas é maior idade adulta do que na adolescência (Kolta et al. 1990; McDougall et al. 1994; Ujike et al. 1995; Bowman et al. 1997; Laviola et al. 1999; Tirelli et al. 2003; Frantz et al. 2007). Uma exceção pode ser a sensibilização após a exposição de uma única droga, já que nosso laboratório observou uma sensibilização de dose única aumentada em adolescentes em comparação com adultos (Caster et al. 2007). A sensibilização à nicotina produzida pelo tratamento de ratos adolescentes é menor do que a observada após um tratamento comparável de ratos adultos, embora a sensibilização cruzada à cocaína e à anfetamina tenha sido tanto maior em adolescentes quanto em homens adultos (Collins e Izenwasser 2004; Collins et al. 2004; Cruz et al. 2005; McQuown et al. 2009).

CPP para a maioria das drogas viciantes, incluindo nicotina, cocaína e anfetamina é reforçada durante a adolescência (Vastola et al. 2002; Belluzzi et al. 2004; Badanich et al. 2006; Kota et al. 2007; Torres et al. 2008; Brenhouse e Andersen 2008a; Schramm-Sapyta et al. 2009; Shram e Le 2009; Zakharova et al. 2009) apesar de terem sido reportados resultados contraditórios tanto para a cocaína como para a anfetamina (Adriani e Laviola 2003; Tirelli et al. 2003; Schramm-Sapyta et al. 2004). Existem dados conflitantes para o etanol CPP em ratos e ratinhos (Philpot et al. 2003; Dickinson et al. 2009) e o agonista canabinoide WIN5512-2 causa CPP em doses mais baixas em ratos adultos do que em ratos adolescentes (Pandolfo et al. 2009). Em resumo, a CPP é aumentada em adolescentes em comparação com adultos, enquanto a sensibilização é menor em animais tratados repetidamente com psicoestimulantes na adolescência do que aqueles tratados como adultos. Estes resultados divergentes sugerem que os adolescentes experimentam os efeitos reforçadores e neuroplásticos dos medicamentos que causam dependência, mas que estes últimos podem ser diminuídos em relação aos adultos enquanto os primeiros são exagerados. Os reforçados efeitos de reforço da maioria das drogas que causam dependência em roedores adolescentes são consistentes com o aumento da resposta à recompensa relatada acima, que foi observada tanto em humanos quanto em roedores.

O padrão para avaliar a responsabilidade por dependência de drogas de abuso é a autoadministração. Estudos em animais nos quais a autoadministração começando na adolescência e na idade adulta foram comparados produziram resultados consistentes para algumas drogas, mas achados contraditórios para outras drogas. Em geral, a aquisição de auto-administração de etanol é consistentemente mais rápida em adolescentes (Bell et al. 2003; Brunell e lança 2005; Doremus et al. 2005; Bell et al. 2006; Vetter et al. 2007). Uma aquisição mais rápida da auto-administração de nicotina foi relatada em adolescentes comparada com animais que iniciam a auto-administração como adultos (Chen et al. 2007; Levin et al. 2007) e os ratinhos adolescentes, mas não adultos, irão beber voluntariamente soluções contendo nicotina (Adriani et al. 2002). No entanto, os adolescentes auto-administram menos nicotina do que os adultos, exigindo esquemas de reforço, e mostram uma extinção mais rápida e menos recaída do que os adultos (Shram et al. 2008; Shram et al. 2008). Algumas dessas inconsistências nos relatos de auto-administração de nicotina em adolescentes e adultos podem refletir a importância relativa da recompensa e da abstinência em diferentes idades. Enquanto os adolescentes tendem a ser mais sensíveis aos efeitos recompensadores da nicotina (ver acima), eles tendem a exibir uma dependência menos pronunciada (O'Dell et al. 2004; O'Dell et al. 2006; Wilmouth e lança 2006; O'Dell et al. 2007; Shram et al. 2008). Por fim, os achados de autoadministração de cocaína foram os mais equívocos. Embora tenha sido observada uma aquisição mais rápida de auto-administração, pelo menos para animais com baixa preferência por sacarina (Perry et al. 2007), vários outros estudos mostraram que a auto-administração estável não difere com base em se a autoadministração começa na adolescência ou na idade adulta (Frantz et al. 2007; Kantak et al. 2007; Kerstetter e Kantak 2007; Li e Frantz 2009). A maioria desses estudos emprega horários tradicionais de razão fixa que não testam as principais transições para compulsividade e escalonamento que são testadas por regimes de escalonamento (Vanderschuren e Everitt 2004). Em geral, a literatura sugere que os adolescentes podem ser mais sensíveis aos efeitos reforçadores das drogas de abuso, mas ainda não existem dados para avaliar se os adolescentes aumentam o uso e progridem para o uso compulsivo mais rapidamente do que os adultos.

Maturação da função dopaminérgica do cérebro anterior durante a adolescência

O importante papel dos neurônios dopaminérgicos no reforço sexual e medicamentoso e os importantes eventos pubertários que desencadeiam a motivação sexual sugerem que as mudanças no desenvolvimento dos neurônios dopaminérgicos durante a puberdade podem ser um evento-chave para a vulnerabilidade ao abuso de drogas. Os estudos citados acima sugerem que a ativação de neurônios dopaminérgicos por reforçadores, incluindo drogas, pode ser maior durante a adolescência em comparação aos adultos. Na próxima seção, revisaremos o que se sabe sobre a ontogenia dos neurônios dopaminérgicos e apresentamos novos dados sobre o surgimento de diferenças sexuais na função dopaminérgica.

Maturação da função dopaminérgica do cérebro anterior em seres humanos

Os sistemas dopaminérgicos não humanos e primatas humanos desenvolvem-se de forma semelhante. O conteúdo de dopamina, a tirosina hidroxilase e as medidas anatômicas da inervação dopaminérgica do córtex frontal atingem um pico pouco antes da adolescência e caem em primatas não humanos (Goldman-Rakic ​​e Brown 1982; Rosenberg e Lewis 1994; Rosenberg e Lewis 1995; Erickson et al. 1998). O conteúdo de dopamina no estriado aumenta com a adolescência em humanos (Haycock et al. 2003) embora outros marcadores sinápticos incluindo a tirosina hidroxilase, o transportador vesicular (VMAT2) e o transportador da membrana plasmática (DAT) atinjam o pico apenas no início da adolescência (Meng et al. 1999; Haycock et al. 2003).

Embora todo o “mecanismo” neuroquímico para transmissão dopaminérgica esteja presente logo após o nascimento, vários índices de função dopaminérgica mudam marcadamente durante a adolescência. Muitos índices atingem níveis máximos de expressão durante o final da adolescência ou início da idade adulta, seguidos por uma queda para níveis adultos. Alterações nos receptores pós-sinápticos têm sido descritas mais detalhadamente. Superexpressão dos receptores D1 e D2 no início do desenvolvimento e subsequente diminui durante a adolescência foram relatados em vários estudos (Meng et al. 1999; Seeman 1999). Um estudo recente em humanos mostra uma perda similar de marcadores pré-sinápticos durante a adolescência precoce (Haycock et al. 2003).

Maturação da Função Dopaminérgica Pré-Cerebral em Roedores

A ontogenia de neurónios dopaminérgicos que inervam o prosencéfalo em roedores é bastante semelhante à relatada acima para primatas não humanos e humanos. Neurónios dopaminérgicos que eventualmente inervam o estriado dorsal e ventral e o córtex frontal de ratos sofrem a sua divisão final durante a metade da gestação (Lauder e Bloom 1974). Todos os marcadores moleculares dos neurônios dopaminérgicos são expressos em níveis significativos antes do nascimento, mas o crescimento explosivo da inervação da dopamina do prosencéfalo ocorre após o nascimento do rato. De PN5 a PN40, a maioria dos marcadores incluindo o conteúdo de dopamina, tirosina hidroxilase, receptores D1 e D2 e transportador de dopamina aumentam acentuadamente no estriado, n. accumbens e córtex frontal (Coyle e Axelrod 1972; Porcher e Heller 1972; Nomura et al. 1976; Kirksey e Slotkin 1979; Giorgi et al. 1987; Gelbard et al. 1989; Broaddus e Bennett 1990; Broaddus e Bennett 1990; Rao et al. 1991; Coulter et al. 1997; Tarazi et al. 1999). Um aumento dramático em todos esses marcadores dopaminérgicos ocorre entre duas a três semanas após o nascimento, pouco antes da adolescência, mas a maturação continua até pelo menos o PN60. A inervação do córtex frontal no rato fica um pouco atrás da de regiões mais caudais, com quase toda a inervação dopaminérgica chegando no período pós-natal e alcançando níveis adultos pelo PN60 (Kalsbeek et al. 1988).

Receptores dopaminérgicos em roedores sofrem um aumento, seguido por podas na adolescência como as relatadas em humanos (Huttenlocher 1979; Giorgi et al. 1987; Gelbard et al. 1989; Teicher et al. 1995; Montague et al. 1999; Tarazi et al. 1999; Andersen et al. 2000; Tarazi e Baldessarini 2000; Andersen et al. 2002). Embora a poda marcada de marcadores pré-sinápticos não tenha sido observada no estudo de um rato que usou janelas estreitas (Tarazi et al. 1998), o radioligando utilizado nestes estudos (GBR12935) liga-se de um modo diferente ao DAT do que WIN 35,428, um radioligante que apresenta melhor correlação entre a ligação e a inibição da recaptação (Xu et al. 1995). Esses estudos sugerem que a poda de conexões críticas do desmame à idade adulta poderia desempenhar um papel nas mudanças comportamentais.

Os níveis de dopamina extracelular são paralelos aos aumentos relatados na densidade de inervação que ocorre durante toda a adolescência. Os níveis de dopamina extracelular basal, medidos por voltametria ou microdiálise, são mais baixos durante a adolescência do que na idade adulta (Gazzara et al. 1986; Stamford 1989; Andersen e Gazzara 1993; Laviola et al. 2001).

Atividade dos neurônios dopaminérgicos no cérebro anterior durante a adolescência

A descrição anterior fornece a impressão de que a inervação dopaminérgica dos alvos do prosencéfalo é deficiente no início da adolescência, torna-se totalmente funcional durante a adolescência tardia, seguida por algumas “podas” nas costas, à medida que os animais se tornam adultos. No entanto, medidas de atividade de neurônios dopaminérgicos sugerem que esses neurônios são extremamente ativos durante este período de tempo. Estudos funcionais mostram que os neurônios dopaminérgicos alcançam níveis de função quase que no adulto durante o início da adolescência, aproximadamente no momento em que a ativação comportamental induzida por estimulantes aumenta. Os neurônios dopaminérgicos atingem os padrões de disparo em adultos, incluindo a função de autorreceptor e o padrão de disparo contínuo antes ou durante a adolescência (Pitts et al. 1990; Tepper et al. 1990; Lin e Walters 1994; Wang e Pitts 1995; Marinelli et al. 2006; McCutcheon e Marinelli 2009). Estudos de microdiálise e turnover de neurotransmissores mostraram que a transecção axonal, o gama-hidroxibutirato e os estimulantes psicomotores podem ativar os neurônios dopaminérgicos bem antes do desmame (Erinoff e Heller 1978; Cheronis et al. 1979). Estudos de unidade única de queima de células dopaminérgicas mostram que a taxa de disparo é maior durante a adolescência, talvez porque seja menos restrita pela inibição do auto-receptor (Marinelli et al. 2006). Nosso laboratório demonstrou que o estouro de dopamina induzido por cocaína é maior no estriado dorsal em ratos adolescentes do que em ratos adultos, embora a liberação máxima de dopamina (que reflete as reservas terminais) seja significativamente menor (Walker e Kuhn 2008). A medida tradicional do turnover da relação HVA / DA também é significativamente maior em ratos adolescentes do que em adultos (ver Figura 1). Achados semelhantes foram relatados em um estudo que comparou ratos do dia 18, 30 e 110 (Teicher et al. 1993). Todos esses dados sugerem que os neurônios dopaminérgicos que se projetam para alvos frontais relevantes para o vício podem não ter níveis completos de inervação em adultos, mas se alguma coisa for mais responsiva aos estímulos neuronais.

Figura 1  

Razão HVA: DA no estriado dorsal ao longo da adolescência em ratos machos. N = 10-12 / grupo. ANOVA indica P <01 para efeito significativo da idade. Os ratos foram mortos, as regiões do cérebro congeladas e DA e metabólitos avaliados por HPLC.

Ativação aprimorada de neurônios dopaminérgicos no início da adolescência pode não se estender aos neurônios dopaminérgicos que inervam o córtex cerebral. Uma série elegante de estudos em fatias de cérebros de ratos mostrou que tanto as influências excitatórias D1 quanto as inibitórias D2 na função interneurônica estavam ausentes no córtex durante a mesma fase de desenvolvimento descrita acima (Tseng e O'Donnell 2005; Tseng e O'Donnell 2007). No entanto, esses estudos empregaram um sistema modelo diferente, e desfechos comparáveis ​​não foram avaliados no estriado dorsal ou ventral durante a adolescência. É possível que as entradas dopaminérgicas corticais possam amadurecer em um ritmo ligeiramente diferente do que as entradas do corpo estriado.

Parte 3: Sexo, Esteróides Gonadais e Dependência na Adolescência

Emergência de diferenças sexuais no uso de drogas aditivas por seres humanos

Diferenças de sexo no uso de drogas por seres humanos aparecem durante a adolescência. No entanto, efeitos de coorte geracionais influenciados pela mudança de papéis sociais para mulheres e outros fatores influenciam muito esses achados. A iniciação no uso de drogas quase empatou em meninos e meninas (Johnston et al. 2007; NHSDUH 2007). Jovens adolescentes do sexo feminino têm a mesma probabilidade de consumir álcool, usar maconha e outras drogas ilícitas e usar múltiplas drogas como adolescentes do sexo masculino (Johnston et al. 2007; NHSDUH 2007; Palmer et al. 2009). O uso de tabaco, álcool, maconha e outras drogas ilícitas aumenta linearmente na adolescência de forma paralela em homens e mulheres. As diferenças significativas emergem mais tarde na adolescência, quando os homens são ligeiramente mais propensos a serem dependentes de álcool e as mulheres a fumar (Young et al. 2002; Cropsey et al. 2008) Outros estudos que incluem adolescentes mais velhos mostram que o uso de maconha e outras drogas ilícitas pelos homens excede o das mulheres (Terry-McElrath et al. 2008) embora as coortes variem e, em alguns estudos, o uso de drogas “duras”, como heroína e cocaína, seja comparável em adolescentes do sexo masculino e do sexo feminino (Gerra et al. 2004). Em geral, as duas principais diferenças sexuais no uso de drogas (uso de drogas mais freqüente por homens e o “telescópio” de progressão de uso para abuso em mulheres) aparecem no final da adolescência (Nolen-Hoeksema 2004; Ridenour et al. 2006).

Puberdade como uma influência sobre a vulnerabilidade ao vício na adolescência?

Puberdade como um aspecto crítico do desenvolvimento do cérebro do adolescente

A puberdade é sobreposta e contribui para o desenvolvimento do cérebro do adolescente. Os modelos animais são tão concordantes com os estudos em humanos que serão discutidos juntos nesta seção. Em humanos, o desenvolvimento puberal ocorre em uma ampla faixa etária, dependendo da origem étnica, da cultura e da saúde do indivíduo, mas no mundo desenvolvido, as meninas geralmente atingem os níveis de estradiol e progesterona em adultos ao envelhecerem e os meninos. atingir níveis de testosterona em adultos um ano depois, por idade 14-15 (Styne e Grumbach 2008). Da mesma forma, em roedores, as fêmeas têm níveis de hormônio esteróide gonadal cíclico adulto em cerca de PN35 dia pós-natal quando experimentam seu primeiro estro, enquanto os machos experimentam um aumento de testosterona de PN25 até cerca de PN60. Nesta idade, a puberdade é geralmente completa em ambos os sexos e os animais são reprodutivamente maduros (Lee et al. 1975; Korenbrot et al. 1977; Ojeda et al. 1980; Ojeda et al. 1986).

Os efeitos ativadores e organizacionais dos esteróides gonadais contribuem significativamente para mudanças na estrutura e função cerebral durante a puberdade. Durante a puberdade, tanto machos quanto fêmeas atingem os níveis de hormônios reprodutivos nos adultos, os quais regulam seus alvos continuamente: esse processo fornece os efeitos ativadores dos esteróides gonadais que regulam a função cerebral de forma contínua e reversível. No entanto, há uma crescente apreciação de que o aumento dos esteróides gonadais durante a puberdade em homens e mulheres contribui para a conclusão da diferenciação sexual do cérebro, desencadeando processos irreversíveis - os efeitos organizacionais dos esteróides gonadais (Cooke et al. 1998; Becker et al. 2005; Schulz et al. 2009).

Os dimorfismos sexuais na estrutura cerebral que surgem durante a puberdade também são influenciados pelos esteroides gonadais. De fato, a estrutura do cérebro humano é sexualmente dimórfica mesmo no nascimento (Gilmore et al. 2007) e a trajetória de mudança na estrutura cerebral na adolescência varia em meninas e meninos bem antes da puberdade. As meninas atingem o pico de densidade de massa cinzenta 1-2 anos antes dos meninos (Giedd et al. 2006). Essa trajetória é ainda influenciada pelo estágio puberal (De Bellis et al. 2001). As alterações em algumas estruturas cerebrais, incluindo a amígdala e o hipocampo, refletem o estágio de desenvolvimento puberal e as alterações da substância cinzenta dependem da circulação de estradiol em meninas e da testosterona em meninos (Peper et al. 2009). Os dimorfismos sexuais nas estruturas cerebrais em roedores foram bem descritos e estão bem além do escopo da presente revisão. Diversas revisões excelentes existem (MacLusky e Naftolin 1981; Cooke et al. 1998; Morris et al. 2004; Ahmed et al. 2008).

Puberdade e mudança comportamental durante a adolescência

O aumento da secreção de hormônios gonadais durante a puberdade contribui para a maturação do comportamento, bem como para a estrutura e função do cérebro. Nas fêmeas, aumentos puberais no estradiol e na progesterona são necessários para o aparecimento do complemento total dos comportamentos femininos e nos machos, tanto a testosterona como o estradiol formado a partir da aromatização da testosterona contribuem para os efeitos ativadores e organizacionais. Várias revisões recentes de como os esteróides gonadais contribuem para o desenvolvimento da função reprodutiva e dos comportamentos sexuais durante a puberdade foram publicadas (Romeo et al. 2002; Romeo 2003; Sisk et al. 2003; Sisk e Zehr 2005; Schulz e Sisk 2006). Os esteroides testiculares e ovarianos permitem o início de comportamento social adequado ao sexo, agressividade e comportamento parental, bem como comportamentos reprodutivos. Embora a maioria desses dados tenha sido coletada em camundongos, ratos e hamsters, descobertas semelhantes foram relatadas em humanos que experimentam puberdade precoce (revisada emSisk e Zehr 2005).

As diferenças de género no comportamento que são relevantes para a dependência também emergem durante a puberdade (Windle et al. 2008). A procura de sensações é expressa em taxas mais elevadas e, frequentemente, mais fortemente associada ao abuso de drogas em homens do que em mulheres (Butkovic e Bratko 2003; Nolen-Hoeksema 2004). A procura de sensação é mais elevada durante a puberdade média / tardia em meninos e meninas em comparação com crianças com idade semelhante em um estágio puberal anterior (Quevedo et al. 2009). Além disso, os níveis de hormônios pubertais contribuem para esses eventos. A testosterona tem sido positivamente correlacionada com a busca de sensações em ambos os machos adultos (Coccaro et al. 2007) e adolescentes do sexo masculino (Martin et al. 2004) enquanto o estradiol elevado tem sido associado a níveis mais baixos de procura de sensações (Balada et al. 1993) embora as alterações puberais não tenham sido relatadas. Finalmente, os níveis de testosterona durante a puberdade estão positivamente correlacionados com a procura de sensações e o uso concomitante de drogas (Martin et al. 2002) Embora seja provável que eventos hormonais tanto em homens quanto em mulheres contribuam para o surgimento de diferenças entre os sexos nos comportamentos críticos para dependência, o estudo das influências da puberdade nesses eventos críticos de desenvolvimento está em sua infância.

Surgimento de diferenças sexuais na ação de drogas aditivas

A estimulação bem estabelecida da função dopaminérgica pelo estradiol revisado acima sugere que o aumento do estradiol que ocorre com o início da ciclicidade do estro deve desencadear um aumento da liberação de dopamina e na resposta comportamental às drogas aditivas. De fato, diferenças de sexo em múltiplos comportamentos relacionados à dependência aparecem durante a adolescência em roedores e no número muito pequeno de estudos de primatas que existem. No entanto, evidências emergentes indicam que tanto os esteróides ovarianos quanto os testiculares podem contribuir para essas mudanças.

Nosso laboratório mostrou que ratos machos adolescentes exibiram maior locomoção estimulada por cocaína, mais ativação de vias de sinalização a jusante no estriado dorsal (medida pela ativação de c-fos) e maior sensibilização de dose única do comportamento locomotor do que adultos (Caster et al. 2005; Caster et al. 2007). A comparação da locomoção estimulada pela cocaína em machos e fêmeas adolescentes e adultos mostrou que adolescentes do sexo masculino e feminino respondem de forma semelhante à cocaína, e que a diferença sexual na locomoção estimulada pela cocaína aparece durante a adolescência. A diferença entre os sexos reflete em parte o declínio da atividade estimulada pela cocaína nos machos, bem como um aumento na locomoção estimulada pela cocaína nas fêmeas (Parylak et al. 2008). Uma mudança de desenvolvimento similar na resposta locomotora ao metilfenidato tem sido relatada: enquanto adolescentes do sexo masculino e feminino exibiram estimulação locomotora comparável, o metilfenidato estimulou significativamente mais atividade locomotora em mulheres adultas do que em homens (Wooters et al. 2006). A estimulação locomotora induzida por morfina mostrou um padrão um pouco diferente: adolescentes do sexo masculino exibiram mais estimulação locomotora do que adultos do sexo masculino, mas adolescentes e mulheres adultas foram equivalentes a homens adultos - houve diferença sexual durante a adolescência, mas não na idade adulta (White et al. 2008). A maior sensibilidade dos camundongos machos à inibição da locomoção pela nicotina em relação às fêmeas aparece após a adolescência (Lopez et al. 2003Finalmente, a estimulação locomotora associada a baixas doses de etanol aumenta à medida que os macacos adolescentes se tornam adultos (Schwandt et al. 2007).

Diferenças sexuais na sensibilização também emergem durante a adolescência. A sensibilização cruzada entre a nicotina e os psicoestimulantes cocaína e anfetamina é maior em ratos adolescentes do sexo masculino do que feminino (Collins e Izenwasser 2004; Collins et al. 2004). Diferenças entre os sexos na sensibilização ao etanol em camundongos similarmente foram relatadas em camundongos adultos mas não adolescentes, sugerindo que essas diferenças emergem durante a puberdade (Itzhak e Anderson 2008). A sensibilização locomotora induzida pelo etanol em fêmeas, mas não em primatas não-humanos, foi relatada durante a adolescência (Schwandt et al. 2008).

As diferenças entre os sexos nos efeitos reforçadores das drogas que causam dependência também aparecem durante a adolescência. A maior sensibilidade das mulheres à cocaína CPP emerge durante a adolescência (Zakharova et al. 2009). Camundongos fêmeas adultos, mas não adolescentes, experimentam maior DPC à cocaína do que os machosBalda et al. 2009). Um estudo relatou não haver diferença entre os sexos na CPP com morfina ou cocaína quando ratos adolescentes e adultos foram comparados, mas o número de sujeitos experimentais foi pequeno o suficiente para que fosse improvável detectar tal diferença a menos que fosse extremamente grande (Campbell et al. 2000).

As diferenças sexuais na autoadministração de muitos medicamentos que causam dependência aparecem durante a adolescência. Nós mostramos que ratas adultas, mas não pré-púberes, ingerem mais cocaína e dois laboratórios relataram o surgimento de uma aquisição mais rápida de auto-administração de cocaína durante a adolescência (Perry et al. 2007; Carroll et al. 2008; Lynch 2008; Walker et al. 2009). Enquanto os ratos adolescentes, machos e fêmeas, adquirem auto-administração da nicotina mais rapidamente do que os adultos, os níveis de auto-administração caem realmente nos machos quando eles entram na idade adulta, enquanto as fêmeas mantêm os níveis de ingestão (Levin et al. 2003; Levin et al. 2007). Fêmeas e machos exibem auto-administração de nicotina comparável sob um cronograma de relação progressiva no início da adolescência, mas até o final da adolescência, as fêmeas tomam mais nicotina do que os machos (Lynch 2009). Finalmente, os ratos adolescentes auto-administraram menos doses de oxicodona que os adultos, mas este resultado foi interpretado como uma maior sensibilidade aos efeitos da oxicodona no neurotransmissor dopaminérgico porque demonstraram um aumento exagerado da dopamina no estriado ventral ao final da auto-administração (Zhang et al. 2009).

O surgimento de diferenças sexuais na ingestão de álcool tem sido relatado em roedores e primatas não humanos, embora as diferenças específicas entre os sexos dependam das espécies. Ratas fêmeas ingerem mais álcool do que ratos machos, e essa diferença de sexo aparece durante a adolescência (Lancaster e Spiegel 1992; Lancaster et al. 1996). O único estudo de primatas que existe mostra que machos e fêmeas ingeriram quantidades iguais de etanol nesses estudos (Schwandt et al. 2008).

Mudanças de desenvolvimento nas respostas à anfetamina diferem das outras drogas que foram estudadas e, portanto, são descritas separadamente. Tanto ratos adolescentes do sexo masculino como do sexo feminino adquiriram auto-administração de anfetaminas mais rapidamente que os adultos num estudo realizado por Shabazi (Shahbazi et al. 2008). Os adolescentes do sexo masculino neste estudo consumiram menos anfetaminas em um regime de razão progressiva do que os machos adultos, enquanto as fêmeas adultas jovens tomaram mais do que as fêmeas adultas mais velhas. Em outro estudo, adolescentes do sexo feminino exibiram maior sensibilização a anfetaminas do que mulheres adultas ou homens de qualquer idade, mas nenhuma diferença entre os sexos foi observada na locomoção induzida por anfetamina ou CPP neste estudo, o que diverge da literatura (Mathews e McCormick 2007). Uma importante advertência na interpretação das diferenças sexuais na autoadministração de anfetaminas é que o metabolismo de anfetaminas é aumentado pela testosterona e, portanto, prováveis ​​mudanças na adolescência (Meyer e Lytle 1978; Becker et al. 1982; Milesi-Halle et al. 2005).

Existem algumas lacunas notáveis ​​em nossas informações sobre diferenças sexuais nos efeitos de drogas que causam dependência em animais adolescentes. Há pouca informação sobre os efeitos reforçadores dos canabinóides. Higuera-Matas investigou as consequências para o adulto de tratar ratos machos e fêmeas com o agonista CB1 CP55,940 de PN28-38 e mostrou que as fêmeas mostraram uma melhor auto-administração de cocaína (Higuera-Matas et al. 2008; Higuera-Matas et al. 2009). Wiley e colegas compararam os efeitos agudos do THC na tétrade canabinóide: da catalepsia, hipolocomoção, analgesia e hipotermia, bem como tolerância e sensibilização após o THC repetido. Eles descobriram que as adolescentes do sexo feminino eram menos sensíveis do que as mulheres adultas à catalepsia, antinocicepção e hipotermia e tendiam a mostrar menos tolerância, enquanto os adolescentes do sexo masculino eram mais sensíveis à inibição da locomoção do que os machos adultos (Wiley et al. 2007). Mais importante, não há estudos de mudanças nas ações de drogas que causam dependência durante a adolescência em primatas não humanos, excluindo os dois relatados para o etanol.

Papel do esteróide gonadal na emergência de diferenças sexuais nos efeitos de drogas aditivas na adolescência

Estudos sobre a diferenciação sexual de comportamentos reprodutivos e não reprodutivos mostraram que a puberdade representa um segundo “período crítico” no qual os efeitos organizacionais dos esteróides gonadais produzem efeitos irreversíveis sobre estruturas e funções cerebrais sexualmente dimórficas (ver acima). Os efeitos ativadores dos esteróides gonadais também começam durante a puberdade, e assim ambos os processos podem contribuir para o surgimento de dimorfismos sexuais na vulnerabilidade ao vício durante a adolescência. Esses estudos indicam que uma janela de desenvolvimento inicial logo antes e depois do nascimento contribui para os efeitos organizacionais dos esteróides gonadais nas ações de drogas que causam dependência.

Estudos comportamentais apoiam o papel dos esteróides ovarianos e testiculares na diferenciação sexual da resposta comportamental às drogas que causam dependência, mas a contribuição relativa dos efeitos organizacionais e ativadores está longe de ser clara. Vários estudos apoiam um papel para os efeitos organizacionais dos esteróides gonadais sobre os efeitos de drogas que causam dependência. A ovariectomia ou masculinização de filhotes de ratas por tratamento androgênico logo após o nascimento impediu o surgimento das respostas aumentadas das fêmeas aos efeitos estimulantes da anfetamina (Forgie e Stewart 1993; Forgie e Stewart 1994). Um único estudo do estrogênio fraco bisfenol mostrou que mesmo a exposição gestacional poderia influenciar a ontogênese de neurônios dopaminérgicos, como a exposição ao bisfenol durante os dias pré-natais 11-18 suprimiu a CPP induzida por anfetaminas em filhotes (Laviola et al. 2005).

Estudos recentes do nosso laboratório sugerem que a puberdade pode representar uma janela adicional durante a qual o efeito organizacional dos esteróides gonadais influencia os efeitos dos medicamentos que causam dependência. Em uma série de estudos, comparamos os efeitos da ovariectomia pré ou pós-puberdade ou castração. A ovariectomia na idade adulta ou antes da puberdade suprimiu a locomoção estimulada pela cocaína. No entanto, a castração pré-mas não pós-puberal aumentou significativamente a locomoção estimulada por cocaína em machos (Kuhn et al. 2001; Walker et al. 2001; Parylak et al. 2008). A cirurgia pré-puberal foi realizada em PN25, após o bem descrito período sensível perinatal dos efeitos da hormona esteróide na organização do cérebro. Esses dados apoiaram um papel para os hormônios ovarianos em mulheres, mas também sugeriram que um efeito organizacional anteriormente não reconhecido do andrógeno contribuiu para a queda normal no desenvolvimento do comportamento estimulado por cocaína nos machos. Esses achados sugerem que os esteróides gonadais aumentam os comportamentos relacionados ao vício em mulheres e os suprimem em homens durante a adolescência.

Surgimento de Diferenças Sexuais na Função Dopaminérgica na Adolescência

Os estudos comportamentais revisados ​​acima demonstram que a ativação locomotora, o reforço relacionado à droga e a autoadministração de drogas tornam-se sexualmente dimórficos em roedores durante a adolescência. Dada a importância demonstrada da ativação de neurônios dopaminérgicos induzida por drogas nessas diferenças de sexo, é lógico propor que a diferenciação sexual da função dopaminérgica medeia esses efeitos.

As diferenças sexuais na anatomia das projeções dopaminérgicas para o prosencéfalo emergem no período pré-natal em roedores. Ovtsharoff (Ovtscharoff et al. 1992) mostraram que as fêmeas apresentam maior densidade de inervação da fibra dopaminérgica no caudado no período pré-natal. Sugeriu-se ainda que o sexo genético, em vez dos níveis de hormônio circulante, influencia os neurônios dopaminérgicos no cérebro feminino de roedores (Beyer et al. 1991; Kolbinger et al. 1991). A demonstração de que o gene determinante dos testículos sry é expresso em neurônios dopaminérgicos onde ele pode regular a expressão da tirosina hidroxilase independente dos níveis de hormônios suporta ainda a probabilidade de que a regulação específica do sexo de neurônios dopaminérgicos exista (Dewing et al. 2006), embora esta seja uma área emergente com poucos dados.

Há pouca evidência ainda sobre o efeito dos esteróides gonadais na função dopaminérgica durante os períodos críticos durante o desenvolvimento pós-natal e puberal precoce. No entanto, dados comportamentais sugerem que a exposição dos machos ao andrógeno por via perinatal ou durante a puberdade e a exposição das fêmeas ao estrogênio durante a puberdade fornecem os estímulos hormonais críticos (ver revisão recente por Becker).Becker 2009)). O único estudo existente é a demonstração de que os esteróides gonadais não contribuem para a poda adolescente dos receptores D2 (Andersen et al. 2002).

Contribuição de esteróides gonadais para alterações na função dopaminérgica durante a adolescência

Nosso laboratório começou a caracterizar o surgimento de diferenças sexuais em corpos celulares dopaminérgicos na área da substantia nigra e tegmental ventral e suas projeções terminais, a fim de compreender a contribuição potencial da função dopaminérgica para alterar a vulnerabilidade do vício durante a puberdade. Nossas descobertas anteriores mostraram que o transbordamento de dopamina com cocaína aumentada no estriado dorsal é 3 mais alto em adolescentes jovens do que em ratos machos adultos. Esta diferença de desenvolvimento é regionalmente seletiva, pois não ocorre no núcleo do nucleus accumbens (Walker e Kuhn 2008). Nossos estudos comportamentais previram que o início da ciclicidade do cio no sexo feminino durante a adolescência pode impedir uma diminuição similar no desenvolvimento do estouro de dopamina estimulado por cocaína nas mulheres.

Para investigar esta possibilidade, nós medimos o estouro de dopamina estimulado em vários momentos após a administração de cocaína (10 mg / kg) em adolescentes (dia 28) e adultos (dia 65) ratos machos e fêmeas usando voltametria cíclica de varredura rápida como descrito anteriormente em ambos adolescentes e adultos (Walker et al. 2000; Walker et al. 2006; Walker e Kuhn 2008). Figura 2 mostra o aumento percentual na dopamina em relação à estimulação da linha de base em 20 Hz. O excesso de dopamina estimulado por cocaína foi maior em ratos adolescentes de ambos os sexos em comparação com adultos, e adolescentes do sexo masculino e feminino foram comparáveis ​​entre si. Embora o excesso de dopamina estimulado por cocaína tenha sido menor na idade adulta do que em adolescentes de ambos os sexos, o declínio da adolescência para a idade adulta nas mulheres foi menor do que o observado nos homens (Walker et al. 2000; Walker et al. 2006). Esses achados sugerem que a função dopaminérgica diminui durante a adolescência de uma maneira específica do sexo. No entanto, este estudo não pôde determinar a contribuição dos efeitos organizacionais ou ativadores dos esteróides gonadais para essas mudanças na liberação de dopamina.

Figura 2  

Decurso do tempo de estouro de dopamina induzida por cocaína em ratos adolescentes (PN28) ou adultos (PN65-75), machos e fêmeas. Os dados mostram aumento percentual na dopamina extracelular em vários momentos após a cocaína (10 mg / kg). N = 5-9 / grupo. ANOVA indicou P <001 ...

A literatura em adultos sugere que os efeitos ativadores do estradiol são a principal influência dos esteróides gonadais na função dopaminérgica em ratos adultos. No entanto, nossos dados comportamentais (Parylak et al. 2008) indicou que importantes efeitos organizacionais dos esteróides ovarianos ou testiculares podem contribuir para mudanças na função endócrina dos adolescentes. Para investigar essa possibilidade, conduzimos castração pré-púberes ou ovariectomia no PN25 e avaliamos o transbordamento de dopamina estimulado por cocaína 30 dias depois, para corresponder aos nossos estudos comportamentais anteriores. Os resultados dessas experiências são mostrados em Figuras 3 e e4.4. Como esperado, a ovariectomia pré-puberal diminuiu o transbordamento estimulado por cocaína (Figura 3). Surpreendentemente, a castração pré-puberal causou um aumento significativo no transbordamento de dopamina estimulado por cocaína (Figura 4). Dados os efeitos bem descritos do estradiol na função dopaminérgica, é difícil discriminar a contribuição relativa dos efeitos ativadores e organizacionais para os resultados nas fêmeas. No entanto, o peso da literatura demonstrando a falta de efeitos androgênicos na liberação de dopamina dorsal estriatal em animais adultos sugere que o andrógeno pode ter um efeito organizacional previamente não descrito nas funções dopaminérgicas durante a puberdade. Este resultado coincide com os achados comportamentais descritos acima, que demonstraram um aumento significativo do comportamento estimulado por cocaína após a castração pré-puberal, mas não adulta.

Figura 3  

Excesso de dopamina estimulado por cocaína em ratos fêmeas 1 mês após ovariectomia simulada ou ativa pré-puberal (dia 25). Os dados foram coletados conforme descrito em Figura 3. N = 4-5 / grupo. ANOVA indicou P <001 para um efeito de tempo e p <001 ...
Figura 4  

Excesso de dopamina estimulado por cocaína em ratos machos 1 mês após pré-puberal (dia 25) sham ou castração ativa. Os dados foram coletados conforme descrito em Figura 3. N = 4-5 / grupo. ANOVA indicou P <001 para um efeito de tempo e p <001 para ...

Os mecanismos pelos quais tanto os esteróides ovarianos quanto os testiculares influenciam a função dopaminérgica na adolescência não são conhecidos. Uma vez que mostramos recentemente que o estradiol aumenta as respostas dopaminérgicas aos psicoestimulantes, em parte mantendo o número de neurônios dopaminérgicos, conduzimos um estudo piloto para determinar se as diferenças sexuais no número de neurônios dopaminérgicos surgiram durante a puberdade. Para investigar esta possibilidade, nós matamos coortes equiparadas de ratos machos e fêmeas em PN21, 28, 42 e 65 e contamos o número de neurônios dopaminérgicos na substância negra e área tegmentar ventral, os núcleos dos quais surgem projeções dopaminérgicas ao prosencéfalo, usando estereologia imparcial .

Os animais foram profundamente anestesiados e transcardiados com formalina tamponada neutra em 10%. Após a perfusão, os cérebros foram extraídos e pós-fixados durante a noite em formalina 10%, equilibrados em solução de crioprotector 30% sucrose e armazenados a 4 ° C. Cortes coronais seriais (30 μm) foram cortados em criostato, descongelados em lâminas e secos durante a noite a 37 ° C. As secções foram lavadas em PBS e incubadas em 0.3% de peróxido de hidrogénio-metanol durante 30 minutos, enxaguadas e bloqueadas em 0.5% BSA + 0.3% de Triton X-100 durante 15 minutos à temperatura ambiente. Após o bloqueio, as secções foram incubadas em anticorpo primário diluído em tampão de bloqueio (1: 10000, Immunostar, Inc., Hudson, WI) durante a noite a 4 ° C. No dia seguinte, secaram-se as secções e incubaram-se num anticorpo secundário anti-murganho de cavalo biotinilado (1: 1000, Vector Labs, Burlingame, CA) durante 1 hora à temperatura ambiente. As secções foram então lavadas e incubadas em complexo avidina-biotina durante 1 hora à temperatura ambiente, enxaguadas e coradas com DAB (Vector Labs). As secções foram lavadas, desidratadas através de álcoois graduados, contrastadas com violeta de cresilo, montadas e cobertas com lamelas. A estimativa estereológica imparcial do número total de corpos celulares TH-IR e TH-IN no SNpc e VTA foi realizada usando o método do fracionador óptico (West et al. 1991). Utilizou-se um sistema de contagem computorizado contendo um microscópio Nikon Optiphot-2, uma câmara (Dage) e um palco motorizado (Ludl) para estimar o número total de células. Os corpos celulares individuais foram visualizados com uma lente de imersão em óleo 100 × (abertura numérica = 1.3). Células suficientes foram contadas para alcançar um coeficiente de erro que foi ≤ 0.10. Este estudo foi conduzido sem a recuperação de antígeno mediada pelo calor, e o número de células foi menor do que pode ser detectado com a última técnica. Contudo, um padrão claro e inesperado emergiu deste experimento. Como mostrado em Figura 5, uma queda dramática no número de células DA ocorreu durante a adolescência. Essa queda pareceu se estabilizar nas fêmeas no dia 65, quando surgiu a diferença sexual característica.

Figura 5  

Neurônios imunorreativos da tirosina hidroxilase na substância negra ao longo da idade pós-natal. N = 5-7 / grupo. ANOVA indica p <001 para um efeito de idade e p <. 01 para interação de idade × gênero.

Esses achados sugerem que uma onda significativa de morte celular dopaminérgica ocorre durante a adolescência em ratos, tanto em machos quanto em fêmeas. Duas ondas anteriores de morte celular apoptótica ocorrem logo após o nascimento e em cerca de PN14 (Jackson-Lewis et al. 2000; Burke 2003; Burke 2004). A relevância da queda durante a adolescência para a função dopaminérgica não é clara, pois ocorre durante o mesmo período em que a densidade de inervação nas áreas terminais está aumentando (ver acima). Tem sido sugerido que as células que sofrem apoptose são aquelas que não atingiram adequadamente o alvo e, portanto, não receberam informações tróficas dos neurônios-alvo (Oo et al. 2003; Burke 2004) O surgimento da diferença de sexo no número de neurônios dopaminérgicos somente após a puberdade apóia nossa hipótese inicial de que os efeitos tróficos do estradiol podem contribuir para a manutenção dos neurônios dopaminérgicos na vida adulta. É intrigante que as mudanças no número de neurônios dopaminérgicos sejam paralelas às mudanças nos efeitos da cocaína sobre a liberação de dopamina que vimos: um declínio dramático na adolescência, apenas parte do qual era sexualmente dimórfico. Atualmente, estamos investigando se as mudanças anatômicas no corpo celular e / ou áreas terminais contribuem para a regulação dos esteróides gonadais de comportamentos relacionados ao vício.

Significância das Alterações na Função Dopaminérgica do Pré-cérebro para Dependência de Adolescentes

Os estudos revisados ​​acima mostram que a função dopaminérgica no estriado dorsal sofre sua maturação final, seguida por uma “poda de volta” à função adulta quando os adolescentes se desenvolvem. Diferenças sexuais na função dopaminérgica e em comportamentos regulados pela dopamina aparecem durante este período de tempo. Esses efeitos parecem refletir tanto o início dos efeitos ativadores do estradiol para aumentar a função dopaminérgica nas fêmeas quanto possivelmente um efeito organizacional do androgênio que suprime a função dopaminérgica no sexo masculino. Figura 6 resume um esquema potencial que poderia explicar os resultados presentes. Da esquerda para a direita, a figura demonstra três fases do desenvolvimento de neurônios dopaminérgicos. O painel mais à esquerda mostra a neurogênese da dopamina. O painel do meio descreve o período de crescimento e inervação axonal de alvos que ocorre durante a vida pós-natal e durante a adolescência. A fase final do desenvolvimento de neurônios dopaminérgicos é mostrada no painel direito, já que os receptores “podam” de volta. Os neurônios dopaminérgicos são perdidos em todas as etapas do processo, com base nos dados do presente estudo e publicados anteriormente (Burke 2003; Burke 2004). Nossa hipótese é que, durante a adolescência, a fase final da morte celular por apoptose de neurônios dopaminérgicos no mesencéfalo é aumentada pelo androgênio e compensada pelos efeitos tróficos do estradiol. Isso é indicado por menos células no painel médio e direito para os machos, e um neurônio cinza no painel inferior indica a população de neurônios mantidos pelo estradiol nas fêmeas. Um neurônio cinza também está incluído no painel mais à esquerda, pois estudos em cultura sugeriram que as fêmeas podem ter mais neurônios nas fases iniciais do desenvolvimento, embora não tenhamos detectado tais diferenças no início da adolescência (Beyer et al. 1991). No final da adolescência / puberdade, as mulheres têm mais neurónios dopaminérgicos, que, hipoteticamente, contribuem para a função da dopamina aumentada pelo sexo observada nas mulheres. No entanto, efeitos adicionais além daqueles sobre o número de corpos celulares dopaminérgicos provavelmente contribuem para o surgimento de diferenças sexuais na função dopaminérgica. Os potenciais candidatos incluem o aparecimento de efeitos cíclicos do estradiol no DAT e nos receptores, bem como os efeitos ativadores do androgênio nos circuitos neurais corticais envolvidos na função executiva. Além disso, aporte aferente (talvez o feedback GABAérgico nos neurônios dopaminérgicos, indicado no painel inferior direito) também pode contribuir para a regulação adicional das funções dopaminérgicas nas mulheres.

Figura 6  

Modelo hipotético de como o estradiol e a testosterona influenciam a ontogenia dos sistemas dopaminérgicos do prosencéfalo.

Há uma ressalva em interpretar a relevância desses achados para o vício. As principais alterações relacionadas à adolescência na função dopaminérgica que observamos ocorreram no estriado dorsal. Os neurônios dopaminérgicos que se projetam da VTA para o nucleus accumbens podem ser mais importantes para as fases iniciais do reforço da droga (Koob 1996; McBride et al. 1999; Di Chiara 2002). No entanto, acredita-se que os aumentos de dopamina no corpo estriado dorsal sejam críticos para a transição do consumo voluntário de drogas para a aprendizagem do hábito, uma fase crucial no desenvolvimento do vício (Vanderschuren e Everitt 2004; Volkow et al. 2006; Veja et al. 2007; Dalley e Everitt 2009). Uma implicação desses achados é que, embora os efeitos reforçadores das drogas possam não ser uniformemente maiores durante a adolescência, a transição para padrões de comportamento aditivos pode ocorrer mais rapidamente em pessoas que usam drogas no início da adolescência.

O surgimento de diferenças sexuais na função dopaminérgica foi sobreposto às influências normais do desenvolvimento. Esses dados são novamente consistentes com a literatura epidemiológica mostrando que os adolescentes de ambos os sexos têm maior risco de experimentar e se tornar dependentes de drogas que causam dependência, mas que questões específicas de gênero também emergem quando os adolescentes amadurecem. O significado comportamental da função dopaminérgica atenuada que se desenvolve na adolescência no sexo masculino continua sendo uma questão importante. Está associado ao aumento ou diminuição da vulnerabilidade ao vício? Estudos epidemiológicos indicam que o início do uso de drogas (no início da adolescência, no início do desenvolvimento puberal em homens), maior o risco de dependência futura de drogas. Como o aumento da testosterona influencia os comportamentos de consumo de drogas? Estudos intrigantes de que a própria testosterona é autoadministrada por meio de ações que envolvem ambos os andrógenos e estrogênios sugere um papel importante para o andrógeno que ainda não foi caracterizado (Madeira 2004; Sato et al. 2008; Madeira 2008). Estudos em animais que exploram a autoadministração de drogas em homens que receberam castração pré-puberal podem ajudar a responder a essas perguntas.

Influências Endócrinas em Sistemas Não-Dopaminérgicos

Esta revisão concentrou-se em um aspecto da dependência que provou ser relevante para o vício: a maturação dos neurônios dopaminérgicos envolvidos na regulação do reforço. No entanto, outros elementos da função neural críticos para a adolescência também mudam durante a adolescência. A maturação da função executiva no córtex frontal, incluindo as influências noradrenérgicas e serotoninérgicas que estão criticamente envolvidas na atenção e inibição do comportamento, são eventos-chave do desenvolvimento do cérebro do adolescente (Chambers et al. 2003). Nós revisamos as evidências acima de que o andrógeno regula os circuitos dopaminérgicos do córtex frontal. O aumento dos níveis de testosterona durante a puberdade pode influenciar as funções do córtex frontal, como a inibição da resposta, mas a contribuição das alterações hormonais da puberdade para essas funções críticas do cérebro não foi estudada nem em humanos nem em modelos animais.

Resumo

A vulnerabilidade ao vício é alta na adolescência. Um componente significativo dessa vulnerabilidade reflete o estágio de desenvolvimento, não o sexo. Estudos em humanos mostram que homens e mulheres que usam drogas viciantes no início da adolescência têm maior risco de dependência do que aqueles que começam como adultos. A dramática queda na liberação de dopamina induzida por cocaína que observamos como adolescentes do sexo masculino e feminino amadureceu até a idade adulta sugere que mudanças importantes no desenvolvimento dos sistemas dopaminérgicos do prosencéfalo ocorrem durante a adolescência de uma maneira independente do sexo. No entanto, também mostramos que diferenças sexuais bem descritas na função dopaminérgica emergem durante a adolescência e provavelmente poderiam contribuir para as diferenças sexuais nos padrões de uso de drogas que emergem durante o final da adolescência em humanos.

Agradecimentos

O apoio da NIDA grant DA019114 e 009079 é reconhecido com gratidão. Todos os experimentos com animais foram conduzidos de acordo com protocolos de animais aprovados pela Universidade Duke IACUC.

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.

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