Neuroscience. 2010 11 august; 169(1): 182-194. Publicat online 2010 Mai 7. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2010.04.056
Friedbert Weiss,Loren H. Parsons,Gery Schulteis,Petri Hyytiä,Marge T. Lorang,Floyd E. Bloom, șiGeorge F. Koob
+ Autoritățile afiliate
Abstract
Dopamina bazală a creierului anterior (DA) și neurotransmisia 5-HT au fost implicate în medierea acțiunilor acute de întărire ale etanolului. Teoriile de neuroadaptare prezic că modificările compensatorii ale sistemelor neurochimice care sunt activate de alcool în mod acut pot sta la baza simptomelor de sevraj după administrarea cronică. Pentru a testa această ipoteză, eliberarea de DA și 5-HT a fost monitorizată prin microdializă în nucleul accumbens al șobolanilor Wistar masculi dependenți la sfârșitul unui regim alimentar lichid cu etanol (3% g/v) de 5-8.7 săptămâni, timp de 8 ore. de sevraj și în timpul reînnoirii disponibilității etanolului care implică (1) posibilitatea de a auto-administra în mod operativ etanol (10% g/v) timp de 60 de minute, urmată de (2) acces nelimitat la dieta etanol-lichid. Rezultatele au fost comparate cu grupurile de control hrănite în pereche cu dietă lichidă fără etanol și instruite să se auto-administra fie etanol, fie apă. La șobolanii nedependenți, autoadministrarea etanolului operant a crescut atât eliberarea de DA, cât și de 5-HT în NAC. Retragerea din dieta cronică cu etanol a produs o suprimare progresivă a eliberării acestor transmițători pe parcursul perioadei de retragere de 8 ore. Auto-administrarea etanolului a restabilit și menținut eliberarea DA la niveluri înainte de retragere, dar nu a reușit să restabilească complet efluxul 5-HT. Nivelurile de 5-HT s-au recuperat rapid, totuși, în decurs de 1 oră de la reexpunerea la dieta cu etanol lichid. Aceste descoperiri sugerează că deficitele în eliberarea de monoamine accumbal pot contribui la consecințele afective negative ale retragerii etanolului și, prin urmare, pot motiva comportamentul de căutare a etanolului la subiecții dependenți.
Introducere
Abuzul și dependența de alcool cu patologiile lor medicale și sociale rămân printre cele mai mari probleme de abuz de substanțe din SUA și din întreaga lume (Nelson și Stussman, 1994;Greenfield și Weisner, 1995; Rice și Harris, 1995). Alcoolul are acțiuni anxiolitice și euforigene și se crede că aceste proprietăți contribuie la efectele acute de întărire ale alcoolului, care pot duce la continuarea consumului și, în cele din urmă, la abuz și dependență severă la persoanele susceptibile. S-au înregistrat progrese semnificative în ultimii ani în ceea ce privește identificarea sistemelor de neurotransmițători și receptori care participă la medierea efectelor acute de întărire ale etanolului (pentru revizuire, vezi Gianoulakis, 1989; Hoffman și colab., 1990; Samson, 1992; Sellers și colab., 1992; Froehlich și Li, 1993; Hunt, 1993; Grant, 1994; Tabakoff și Hoffman, 1996; Mihic și Harris, 1995).
Printre numeroasele sisteme de neurotransmițători implicate în efectele farmacologice ale alcoolului, dopamina (DA) și 5-HT au primit o atenție deosebită datorită rolului lor presupus în efectele motivaționale ale etanolului (Cloninger, 1987; McBride și colab., 1991;Engel și colab., 1992; Samson, 1992; Sellers și colab., 1992). În cazul DA, electrofiziologic convingător (Gessa și colab., 1985; Brodie și colab., 1990), neurochimic (Imperato și DiChiara, 1986; Wozniak și colab., 1991; Yoshimoto și colab., 1991; Engel și colab., 1992), și comportamentale (Imperato și DiChiara, 1986; Waller și colab., 1986) dovezile indică faptul că dozele de etanol relevante din punct de vedere comportamental activează calea de recompensă mezolimbică DA. Dovezile directe ale rolului DA în recompensa pentru etanol provin din constatările că etanolul auto-administrat în mod operativ stimulează eliberarea DA în NAC (Weiss și colab., 1993), că șobolanii se vor auto-administra etanol direct în regiunea ventrală a corpului celulei tegmentale a căii de recompensă DA mezo-accumbens (Gatto și colab., 1994), iar acel operant care răspunde pentru etanol este modificat de agenții farmacologici care interacționează cu neurotransmisia DA (McBride și colab., 1990;Samson și colab., 1991; Hodge și colab., 1993; Rassnick și colab., 1993). În cele din urmă, preferința pentru alcool în modelele genetice de alcoolism a fost legată de conținutul redus de DA în NAC (Murphy și colab., 1982; Murphy și colab., 1987; Gongwer și colab., 1989), precum și o sensibilitate crescută la efectele de stimulare a eliberării DA și de activare a locomotorii ale etanolului (Waller și colab., 1986; Cloninger, 1987; Fadda și colab., 1989; Engel și colab., 1992; Weiss și colab., 1993).
Există dovezi ample pentru o implicare a 5-HT și în comportamentul de căutare a etanolului. Etanolul crește dependent de doză eliberarea de 5-HT în NAC (Yoshimoto și colab., 1992), în timp ce tratamentele farmacologice care cresc disponibilitatea sinaptică a 5-HT sau activarea directă a transmiterii 5-HT de către agoniştii receptorului suprimă aportul voluntar de etanol la animale (pentru revizuire, vezi Sellers și colab., 1992; LeMarquand şi colab., 1994) și poate reduce consumul de alcool la oameni (Naranjo și colab., 1984, 1987, 1989, 1990; Gorelick, 1989; Monti și Alterwain, 1991). Un rol serotoninergic în abuzul de etanol este susținut și de constatările de deficiențe marcate ale conținutului de 5-HT a creierului anterior, inervație redusă de 5-HT sau reglarea în sus a receptorilor 5-HT1A în liniile de rozătoare selectate genetic, care preferă alcoolul (Murphy și colab., 1982, 1987;Yoshimoto și colab., 1985; Yoshimoto și Komura, 1987; Gongwer și colab., 1989; McBride și colab., 1990, 1994). În cele din urmă, efectele subiective ale etanolului depind, cel puțin parțial, de neurotransmisia 5-HT, deoarece agoniştii receptorului 5-HT1A înlocuiesc (Semne și Schechter, 1988; Grant și Colombo, 1993; Krystal și colab., 1994), în timp ce antagoniştii 5-HT3 blochează proprietăţile stimulatoare discriminatorii ale etanolului (Grant și Barrett, 1991).
Până în prezent, marea majoritate a studiilor privind baza neurofarmacologică a întăririi menținute cu etanol au fost efectuate la animale nedependente. Cu toate acestea, înțelegerea mecanismelor de menținere a abuzului de etanol necesită, de asemenea, o perspectivă asupra bazei biologice a consolidării menținute cu etanol la subiecții dependenți. S-a sugerat că dezvoltarea dependenței implică adaptări la nivel celular sau molecular care se opun acțiunilor farmacologice ale substanțelor de abuz și, prin urmare, conduc la apariția simptomelor de sevraj care ar putea motiva consumul în continuare al medicamentului (Koob și Bloom, 1988). Având în vedere dovezile anterioare că etanolul stimulează eliberarea atât de DA, cât și de 5-HT în NAC (Imperato și DiChiara, 1986; Wozniak și colab., 1991; Yoshimoto și colab., 1992; Weiss și colab., 1993), această ipoteză ar prezice o deficiență în eliberarea acestor neurotransmițători în timpul retragerii etanolului. Prin extensie, această ipoteză ar prezice, de asemenea, o inversare a deficiențelor neurochimice induse de sevraj după expunerea reînnoită la etanol. Pentru a testa această ipoteză, experimentele prezente au examinat efectele expunerii cronice la etanol și ale retragerii etanolului asupra eliberării de DA și 5-HT în NAC folosind microdializa intracerebrală, precum și rolul eliberării de monoamine accumbal în întărirea menținută de etanol în dependență. şobolani.
MATERIALE ȘI METODE
Subiecții
Au fost utilizați șobolani masculi Wistar (Charles River) cu o greutate între 400-600 gm în momentul testării. Șobolanii au fost găzduiți în grupuri de două sau trei într-un vivarium controlat cu umiditate și temperatură (22°C) pe un ciclu lumină/întuneric de 12/12 ore (la 05:00, la ora 17:00) cu acces ad libitum la hrană și apă. Toate procedurile au fost efectuate cu respectarea strictă a Ghidului National Institutes of Health pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator.
Aparate de testare comportamentală
Antrenamentul pentru autoadministrarea etanolului și testarea microdializă au fost efectuate în camere operante standard (Coulbourn Instruments, Allentown, PA) modificate așa cum s-a descris anterior (Weiss și colab., 1993) pentru a permite prezentarea concomitentă a doi întăritori lichidi diferiți și pentru a găzdui componente ale sistemului de perfuzie de microdializă. Pe scurt, camerele operante au fost echipate cu două pârghii retractabile. Răspunsurile la operandumul corespunzător au dus la prezentarea fie a 0.1 ml soluție de etanol, fie a apei într-unul dintre cele două recipiente (capacitate de volum 0.15 ml) poziționate la 4 cm deasupra podelei grilei și între pârghiile din centrul plăcii frontale a camerei operante. Camerele operante au fost amplasate într-o cameră de proceduri de laborator atașată la vivarium și au fost închise în cabine de mediu ventilate și atenuate de sunet (Coulbourn Instruments, Allentown, PA). Livrarea fluidelor și înregistrarea comportamentului au fost controlate de microcomputer.
Training pentru autoadministrarea etanolului
Șobolanii au fost dresați să-și auto-administreze etanol sau apă po într-o sarcină operativă cu două pârghii, cu alegere liberă, folosind o modificare (Weiss și Koob, 1991) procedura de estompare cu soluție dulce (Samson, 1986). Șobolanii au fost plasați inițial pe un program de privare de apă de 22 de ore (limitat la două zile consecutive) și antrenați în sesiuni zilnice de 30 de minute pentru a răspunde la oricare dintre cele două pârghii pentru o soluție de zaharină 0.2% (g/v) pe un program de întărire continuă. După obținerea cu succes a răspunsului operant, apa a fost disponibilă din nou ad libitum în cușca de acasă. Pentru următoarele 6 zile, răspunsul la o singură pârghie disponibilă a dus la livrarea unei soluții de 0.1 ml etanol (5%)/zaharină (0.2%). Animalele au fost apoi antrenate pe un program concomitent în care fiecare apăsare la o pârghie a dus la livrarea soluției de etanol/zaharină, în timp ce răspunsurile la celălalt pârghie au dus la prezentarea de apă la un volum egal (0.1 ml). În timpul antrenamentului ulterioar, concentrațiile de etanol au fost crescute treptat la 10% (g/v) în timp ce concentrația de zaharină a scăzut lent, urmată de eliminarea completă a îndulcitorului din soluția de băut. După finalizarea acestei etape de estompare a soluției dulci care a durat 19 zile, sesiunile de autoadministrare au fost continuate pentru încă 16-21 de zile până când au fost observate niveluri stabile de aport de etanol (10% g/v). Toate antrenamentele și testarea la alegere liberă au fost efectuate fără restricții alimentare sau lichide.
Pentru a controla efectele expunerii simple la cutia operantă asupra eliberării neurotransmițătorilor, au fost pregătiți și șobolani naivi cu etanol, obișnuiți cu mediul de testare. Pentru a oferi istorice operante comparabile cu cele ale șobolanilor care se auto-administrau etanol, aceste animale de control au fost plasate inițial pe un program de restricție de lichide de 22 de ore (limitat la două zile consecutive), dar au fost antrenate să apasă doar pentru apă. După obținerea răspunsului operant, apa a fost pusă la dispoziție din nou ad libitum în cușca de acasă, dar șobolanii au continuat să primească acces zilnic la apă timp de 30 de minute în camerele de autoadministrare. În concordanță cu rezultatele anterioare (Weiss și colab., 1993), aceste animale au încetat să mai răspundă pentru apă la rate apreciabile, fără a fi lipsite ulterioare, oferind astfel un grup de control adecvat „nemotivat”.
Chirurgie stereotaxica
Odată ce s-au obținut niveluri stabile de autoadministrare de etanol, șobolanii au fost implantați stereotaxic pentru microdializă treaz cu o canulă de ghidare cronică din oțel inoxidabil care vizează NAC sub anestezie cu halotan (1.0-1.5%). Canulele de ghidare (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA) au fost coborâte unilateral la 2.0 mm deasupra marginii dorsale a locului de dializă și fixate cu șuruburi craniene din oțel inoxidabil și ciment dentar. Cu referire la bregma, coordonatele au fost anterioare +1.3, mediale ±1.6 și ventrale -4.2 conform atlasului de (Paxinos și Watson, 1986). Folosind sonde de microdializă cu vârfuri de membrană activă de 2.0 mm (proeminente dincolo de canula de ghidare), locurile de dializă au fost situate între coordonatele ventrale -6.2 și -8.2.
Inducerea dependenței de etanol: diete lichide
Începând cu 4 zile după intervenție chirurgicală, recuperarea răspunsului la etanol a fost verificată prin reluarea sesiunilor zilnice de autoadministrare cu etanol de 30 de minute. Când s-au observat din nou niveluri stabile de aport, șobolanii au devenit dependenți de etanol folosind metoda dietei lichide (Lochry și Riley, 1980). Detalii despre procedura de dietă lichidă adaptată în acest laborator au fost raportate anterior (Rassnick și colab., 1992). Pe scurt, dieta cu etanol a fost pregătită proaspăt zilnic (9:00 - 10:00 AM) prin suplimentarea Sustacal cu aromă de ciocolată, un aliment lichid complet nutrițional (Mead Johnson, Inc.) cu etanol (95% g/v), o vitamină. / amestec de minerale (ICN Nutritional Biochemicals) și apă pentru a crea o dietă lichidă care conține etanol (8.7% g/v) care furnizează aproximativ 35% calorii derivate din etanol (Lochry și Riley, 1980). Această procedură a produs de obicei concentrații de etanol din sânge (BAC) variind de la 80 la 180 mg% în lucrări similare anterioare din laboratorul nostru (Merlo Pich și colab., 1995; Schulteis și colab., 1996). Șobolanii martor au primit o dietă echicalorică, fără etanol, care conține zaharoză. Pentru a menține aportul caloric și greutatea corporală la șobolanii menținuți pe dieta de control egale cu cele ale șobolanilor expuși la etanol, a fost utilizată o procedură de hrănire în pereche prin care animalele care au primit dieta cu etanol au avut acces nelimitat, în timp ce dieta de control a fost administrată în cantități limitate în fiecare zi ( pentru detalii, vezi Schulteis și colab., 1996).
Microdializa intracraniană
Sistem de perfuzie. Un sistem de perfuzie descris anterior (Weiss și colab., 1993) modificat pentru a se adapta metodelor deParsons and Justice (1992) a fost folosit. Pe scurt, tubulatura de intrare și ieșire pentru dializă a constat din silice topită (40 μm id) și a fost protejată în interiorul capacului flexibil cu arc al unui conector de canule (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA). Tubul de admisie pentru dializă a fost trecut de la pompa de perfuzie la sonda de microdializă printr-un pivot de lichid cu două canale (Instech, Plymouth Meeting, PA) poziționat deasupra centrului cuștii prin intermediul unei pârghii de echilibrare. Tubul de intrare a fost conectat prin intermediul pivotului de lichid la o seringă Hamilton de 1 ml care conține LCR artificial (aCSF) ca mediu de perfuzie. Mediul de perfuzie a fost eliberat de o pompă cu seringă fără puls (CMA/100; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN). Dializatul a fost colectat manual în fiole cu microfracții de 250 μl. Probele au fost imediat congelate pe gheață carbonică și păstrate la -70°C până la testare.
Materiale și proceduri generale. Canulele de ghidaj intracerebral și sondele concentrice de microdializă (diametrul exterior: 300 μm; material membranar, celuloză regenerată; lungime, 2 mm) au fost construite așa cum este descris de Parsons and Justice (1992). Sondele au fost perfuzate cu aCSF la o viteză de 0.2 μl/min și introduse lent sub anestezie scurtă cu halotan (<5 min) cu 16 ore înainte de începerea testării și a colectării dializatului. [Cinci animale au fost testate cu sonde de microdializă disponibile comercial (CMA/10; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN) perfuzate la un debit de 0.5 μl/min.] Pentru a obișnui șobolanii cu procedurile de testare de microdializă, animalele au fost conectate zilnic la un sistem de perfuzie inactiv (fără introducerea sondelor de microdializă) în cușca de acasă timp de aproximativ 2 săptămâni înainte de testare.
Mediu de perfuzie. ACSF format din 149 mm NaCI, 2.8 mm KCI, 1.2 mm CaCI2, 1.2 mm MgCI2, şi 5.4 mm d-a fost folosită glucoză (pH 7.2–7.4). Acidul ascorbic a fost adăugat ca antioxidant la o concentrație (0.25 mm) similar cu cel găsit în spațiul extracelular striat.
Proiectare și proceduri experimentale
Efectele expunerii cronice la etanol (DEPENDENT), retragerea și autoadministrarea operantă ulterioară asupra nivelurilor extracelulare de DA și 5-HT (măsurate prin microdializă convențională) au fost comparate cu două condiții de control constând din (1) șobolani „aclimatați cu etanol”. cu același istoric de antrenament pentru auto-administrarea etanolului, dar care nu este dependent de etanol (NEDEPENDENȚĂ) și (2) șobolani neexpuși la etanol dresați să-și administreze singur apă (ETANOL-NAIVE). Pentru a asigura distribuții similare ale aportului de etanol în cele două grupuri experimentale expuse la etanol, numai șobolanii cu rate stabile de aport de etanol (±10% timp de trei zile consecutive la sfârșitul antrenamentului de autoadministrare) de cel puțin 0.5 g/kg/30 min de sesiune au fost incluse în experiment. Șobolanii care îndeplinesc acest criteriu de selecție au fost apoi potriviți, pe cât posibil, pe baza aportului de etanol inițial înainte de atribuirea lor la condițiile NEDEPENDENȚĂ și DEPENDENTĂ. Cele trei grupuri de șobolani au fost menținute pe diete cu etanol (DEPENDENT) sau cu lichide de control (NEDEPENDENȚĂ și ETANOL-NAIVE) ca singura lor sursă de nutriție și lichide. Durata expunerii la dietele lichide a fost de 3-5 săptămâni (numărul mediu ± SEM de zile: 26.95 ± 2.19) pentru șobolanii DEPENDENȚI și NEDEPENDENȚI și de 2-3 săptămâni (16.84 ± 1.65 zile) în grupul ETANOL-NAIVE. În acest timp nu s-au desfășurat sesiuni de autoadministrare operantă și șobolanii au rămas închiși în cuștile lor de acasă. Monitorizarea concentrațiilor extracelulare de DA și 5-HT în NAC prin microdializă a fost începută în cuștile de acasă ale șobolanilor în ultimele 2 ore de expunere la dieta lichidă cu etanol (sau perioada de timp corespunzătoare la șobolani nedependenți și naivi cu etanol) și a continuat. pe parcursul etapelor ulterioare de retragere și autoadministrare. Retragerea etanolului a fost apoi precipitată prin înlocuirea dietei cu lichid de control cu dieta care conține etanol (40 ml) timp de 8 ore. Pentru a egaliza cât mai mult posibil cantitățile de dietă de control consumate de cele trei grupuri de tratament în ziua testului, șobolanilor NEDEPENDENȚI și NAIVE cu ETANOL li s-a administrat o cantitate limitată de dietă, în paralel cu cantitățile de dietă consumate de șobolanii DEPENDENTI. Concret, între momentul inserării sondelor de microdializă (în noaptea dinaintea experimentului) și debutul fazei de „retragere”, șobolanii NEDEPENDENȚI și NAIV-ETANOL au primit 70 ml de dietă de control, corespunzătoare cantității medii de etanol consumată. de șobolanii DEPENDENTI. La începutul fazei de sevraj, grupurile ETANOL-NAIVE și NEDEPENDENȚI au primit suplimentar 40 ml de dietă de control corespunzător cantității date șobolanilor DEPENDENTI. Toți șobolanii consumaseră cea mai mare parte din dieta de control până la sfârșitul fazei de retragere și nu au fost evidente diferențe în cantitățile de dietă consumate între grupuri. După 4-6 ore de retragere, șobolanii au fost transferați în cuștile lor de acasă din vivarium în camera de laborator care conținea stațiile de autoadministrare unde au rămas în cuștile lor de acasă până la 8 ore după etanol. Hunter și colab., 1974; Rassnick și colab., 1992; Schulteis și colab., 1996). În acest moment, animalele au fost plasate în camerele operante și au avut posibilitatea de a se auto-administra 10% (g/v) etanol (DEPENDENT și NEDEPENDENT) sau apă (ETANOL-NAIVE) timp de 60 de minute. La treizeci de minute după încheierea sesiunii de auto-administrare, șobolanii au fost înapoiați în cuștile lor de acasă, unde au primit acces nelimitat la dietele lor respective. Testele au fost efectuate la aceeași oră a zilei (6:00 AM până la 10:00 PM) la toți șobolanii. De-a lungul întregului experiment, dializatul a fost colectat la intervale de 20 de minute, cu excepția în timpul autoadministrarii etanolului operant, când prelevarea a fost efectuată la intervale de 10 minute.
Teste HPLC de monoamine
Concentrațiile de DA și 5-HT de dializat au fost determinate simultan în fiecare probă prin HPLC cu fază inversă cu microbore. Dializatul a fost injectat pe o coloană ODS-5 de 2 μm (0.5 × 100 mm; ambalat în casă) printr-o supapă de înaltă presiune VALCO prevăzută cu o buclă internă de probă de 1.0 μl. Faza mobilă a constat dintr-un acid citric (0.02 m)/fosfat de sodiu (monobazic, 0.04 m) tampon care conține 0.82 mm Acid 1-decansulfonic ca reactiv de împerechere ionică, 4.9 mm trietilamină, 0.2 mm Na2EDTA și 19% metanol (pH aparent 5.4). Faza mobilă a fost pompată prin coloană cu o pompă seringă HPLC ISCO (model 500) la o viteză de 16 μl/min. Analiții au fost detectați electrochimic folosind un controler amperometric EG&G Princeton Applied Research [(PARC) model 400], un electrod de lucru cu carbon sticlos (PARC, model MP 1304) și un electrod de referință Ag/AgCl (BAS, model RE1). Potențialul aplicat a fost de 700 mV (vs Ag/AgCl). Limitele de detectare definite de un raport semnal:zgomot >2 au fost 0.5 nm atât pentru DA cât și pentru 5-HT.
Determinarea alcoolemiei
BAC-urile au fost măsurate o dată la fiecare șobolan, la 3-4 zile după reexpunerea postexperimentală la dieta cu etanol. S-au determinat BACdupă finalizarea experimentelor doar din cauza posibilității de a introduce artefacte la eliberarea neurotransmițătorilor prin procedurile de prelevare de sânge în timpul testării microdializei. O probă de 0.1 ml de sânge a fost obținută prin metoda sângerării cozii între 12:00 și 2:00. Sângele a fost colectat în flacoane Eppendorf sigilate care conțineau 4 μl de heparină (1000 unități USp/ml) ca anticoagulant și centrifugat la 3200 rpm. . Serul a fost extras cu acid tricloracetic și analizat pentru conținutul de etanol utilizând metoda spectrofotometrică a enzimei NAD-NADH (Sigma, St. Louis, MO).
Histologie
Locurile de microdializă au fost examinate histologic după finalizarea experimentelor. Creierele au fost îndepărtate după ucidere cu 5% halotan și depozitate în formaldehidă 10%. Amplasările sondelor în NAC au fost ulterior verificate din secțiuni de 50 μm congelate, colorate cu violet de cresil. În toate cazurile examinate, cel puțin 80% din porțiunea activă a membranei de dializă a fost localizată în limitele anatomice ale NAC (Fig. 1).
Localizarea anatomică a sondelor de microdializă.Semne verticale reprezintă regiunile „active” ale membranelor de dializă. Toate pozițiile sondelor au fost distribuite între 1.20 și 2.20 mm anterior și 0.80-1.80 mm lateral față de bregma.
Analiza datelor
Diferențele în concentrațiile de neurotransmițători de dializat între grupurile DEPENDENTE, NEDEPENDENȚE și ETANOL-NAIVE au fost analizate prin ANOVA factoriale mixte (Grupuri × Intervale de eșantionare) folosind analize separate pentru DA și 5-HT. Fracțiile de dializat colectate în timpul fazei de autoadministrare operantă au fost analizate pentru diferențele în concentrațiile de monoamine în raport cu ultimele trei probe ale perioadei de întrerupere și pentru modificările „procentului din valoarea inițială” față de concentrațiile medii de DA și 5-HT în ultima oră de sevraj. . După confirmarea efectelor sau a interacțiunilor principale semnificative în ANOVA generale, diferențele dintre mediile individuale au fost determinate prin testele post-hoc cu ANOVA cu efecte simple și cu intervale multiple ale Duncan. Datele de auto-administrare de etanol ale șobolanilor DEPENDENTI și NEDEPENDENȚI au fost analizate pentru diferențele în aportul de etanol de către Student cu două cozi.t Test.
REZULTATE
Autoadministrarea etanolului și observații comportamentale
Training de autoadministrare operantă
Patruzeci și trei de șobolani au fost supuși procedurii de antrenament de autoadministrare a etanolului cu decolorarea zaharinei. Ca și în lucrările anterioare (Weiss și colab., 1990; Weiss și colab., 1993), majoritatea animalelor au dezvoltat rate stabile de auto-administrare de etanol, cu doze zilnice suficiente pentru a produce BAC relevante farmacologic. Șobolani care nu au reușit să dezvolte un aport zilnic de etanol semnificativ sau sigur (n = 11) au fost excluși de la formarea și testarea ulterioară. Consumul mediu de etanol ± SEM 30 min la sfârșitul antrenamentului de autoadministrare a fost de 0.72 ± 0.10 g/kg la șobolanii alocați ulterior DEPENDENT (n = 11) și 0.68 ± 0.05 gm/kg la șobolanii alocați NEDEPENDENȚII (n = 10) grup. Consumul de apă a fost variabil, dar a rămas în medie sub 40% din consumul de etanol. Toți șobolanii naivi cu ETANOL (n = 11) grupul de control a dobândit cu succes răspunsul pentru apă, dar a încetat să răspundă în absența lipsei continue de apă în timpul etapei de referință.
Dieta lichida
Consumul zilnic de lichide la începutul regimului de dietă lichidă a variat între aproximativ 70 și 80 ml/zi, corespunzătoare dozelor zilnice de etanol de 6.1–7.0 g. Aportul alimentar a crescut pe parcursul perioadei de tratament de 3-5 săptămâni la 100-120 ml/zi (corespunzând la 8.7-10.4 g etanol). Concentrațiile medii ± SEM de alcool în sânge în zilele 3 sau 4 după reexpunerea la dieta cu etanol, măsurate între 2 și 3 ore după completarea sticlelor de băut cu dietă lichidă proaspătă, au fost de 98.0 ± 21.7 mg%. Nu s-au observat diferențe semnificative în ceea ce privește greutatea corporală medie ± SEM la sfârșitul expunerii la dietele lichide între DEPENDENT (549.9 ± 20.4 g), NEDEPENDENȚI hrăniți în pereche (503.8 ± 5.4 g) și dieta de control hrăniți în pereche cu ETANOL-NAIVE. (463.5 ± 32.3 g) grupuri (F (2,29) = 3.37; NS).
Retragerea etanolului
Observarea comportamentală după eliminarea dietei cu etanol a confirmat prezența unui sindrom de sevraj ușor similar cu cel descris în alte lucrări care utilizează proceduri similare de dietă lichidă pentru a induce dependența de etanol (Hunter și colab., 1974; Merlo Pich și colab., 1995; Schulteis și colab., 1996). Deși nu au fost utilizate măsuri cantitative specifice, semnele de sevraj care au fost observate au inclus hiperreactivitate, tremor ocazional sau rigiditate a cozii.
Efectele etanolului cronic asupra nivelurilor bazale de neurotransmițători
Deși DA și 5-HT au fost monitorizate simultan la aceleași animale, în unele cazuri, nivelurile bazale pentru unul sau ambii analiți au rămas sub limitele de detectare. În consecință, datele pentru DA nu au fost disponibile pentru doi șobolani din fiecare dintre grupurile DEPENDENTE, NEDEPENDENTE și NASIVE DE ETANOL, în timp ce datele 5-HT nu au fost disponibile pentru trei animale DEPENDENTE, două NEDEPENDENȚE și trei animale NAIVE DE ETANOL. Dimensiunile probelor rezultate au fost n = 9/8 (DA/5-HT) în DEPENDENT, n = 8/8 (DA/5-HT) în NEDEPENDENT șin = 9/8 (DA/5-HT) în grupele ETANOL-NAIVE.
Concentrațiile medii ± SEM ale neurotransmițătorului bazal de dializat, măsurate în ultimele 2 ore de expunere la dieta lichidă de control la șobolanii naivi cu ETANOL, au fost de 3.45 ± 0.64 n.m pentru DA și 1.15 ± 0.22 nm pentru 5-HT. Comparativ cu grupul de control ETANOL-NAIVE, nivelurile de DA bazale de dializat au fost practic neschimbate la șobolanii DEPENDENTI, cu valori de 3.90 ± 0.68 n.m. În schimb, concentrațiile de 5-HT de dializat au fost semnificativ crescute la aceste animale la 1.78 ± 0.28 n.m (vezi Fig. 3). Analiza statistică a confirmat că efluxul de 5-HT la șobolanii DEPENDENTI a fost semnificativ mai mare decât la ETHANOL-NAIVE (p < 0.05) și NEDEPENDENȚĂ (p < 0.05) animale (Duncan după ANOVA:F (2,21) = 3.98; p <0.03).
Dopamina (top) și serotonină (de jos) eflux în timpul ultimei ore de expunere la dietă cu etanol lichid (DEPENDENT) sau dieta de control echicalorică (NEDEPENDENȚĂ și ETANOL-NAIVE) și o perioadă de retragere ulterioară de 8 ore. Datele sunt prezentate ca procentaj mediu ± SEM din valorile bazale în seturi de trei probe succesive de 20 de minute colectate la intervale de 2 ore [*p < 0.01; diferit de nivelurile bazale (Timp 0)]. Focare, Media ± SEM DA (top) și 5-HT (de jos) concentrațiile de dializat la șobolani DEPENDENȚI, NEDEPENDENȚI ȘI NAIVE DE ETANOL. Datele privind concentrația corespund liniei de bază înainte de retragere (timpul 0) și punctelor de retragere de 7-8 ore ale procentului de date de referință de mai sus. Retragerea etanolului a fost asociată cu o reducere semnificativă a nivelurilor de dializat atât de DA, cât și de 5-HT [*F (1,23) = 23.02, p <0.001; **F (1,21) = 13.46, p < 0.0001. Diferit de valoarea de bază preretragere (BSL) DEPENDENT respectivă; efecte simple ANOVA]. Rețineți, de asemenea, creșterea persistentă a producției bazale de DA la șobolanii NEDEPENDENȚI, aclimatizați cu etanol.+ p < 0.05; diferită atât de valoarea de bază DEPENDENT cât și de ETANOL-NAIVE (BSL)].
În timp ce nu au existat diferențe în nivelurile bazale de DA din dializat între șobolanii DEPENDENȚI ȘI NAIVE DE ETANOL, efluxul de DA a fost substanțial crescut la șobolanii din grupul NONDEPENDENT la 6.21 ± 0.72 n.m (F (2,23) = 4.76;p < 0.02). Nivelurile de DA dializate în acest grup au fost semnificativ mai mari decât în ambele DEPENDENTE (p < 0.05) și ETANOL-NAIVE (p < 0.05) șobolani. Nu s-au găsit diferențe față de controalele ETHANOL-NAIVE în concentrația medie ± SEM bazală de 5-HT la șobolanii NEDEPENDENȚI, care a fost de 0.97 ± 0.11 n.m (Fig. 2).
Top, Concentrațiile medii ± SEM de dopamină de dializat monitorizate prin microdializă în nucleul accumbens al șobolanilor DEPENDENTI după expunerea la o dietă cronică cu etanol lichid, șobolani NEDEPENDENȚI, dar expuși la etanol, și animalele martor NAIVE cu ETANOL. Nu s-au observat diferențe în ceea ce privește producția bazală de dopamină de la șobolanii naivi cu etanol la șobolanii dependenți. Cu toate acestea, eliberarea bazală de dopamină a fost substanțial crescută la șobolanii nedependenți care au primit expunere cu acces limitat la etanol în timpul antrenamentului de autoadministrare (*p < 0.05; diferită de grupele ETANOL-NAIVE și DEPENDENTE). De jos, Concentrațiile de serotonină dializați la șobolanii DEPENDENTI, NEDEPENDENȚI și NAIVE DE ETANOL. Efluxul bazal de 5-HT a fost semnificativ crescut la șobolanii dependenți de etanol (*p < 0.05; diferită de șobolanii NAIV-ETANOL și NEDEPENDENȚI).
Modificări induse de sevraj ale nivelurilor DA și 5-HT
Sevrajul de etanol a fost asociat cu o scădere progresivă a nivelurilor de dializat atât de DA, cât și de 5-HT pe toată perioada de întrerupere. La opt ore după etanol, nivelurile medii ± SEM DA au scăzut de la 3.9 ± 0.68 nm la 2.31 ± 0.48 nm sau 64.2 ± 8.4% din nivelurile bazale înainte de retragere. O suprimare similară a avut loc în efluxul 5-HT, care a fost redus de la 1.78 ± 0.26 nm la 0.89 ± 0.15 nm sau 55.1 ± 10.6% din concentrațiile înainte de retragere. Aceste date sunt rezumate în figura 3, ceea ce ilustrează, de asemenea, că nivelurile de DA și 5-HT au rămas nemodificate în această perioadă în grupurile ETANOL-NAIVE și NEDEPENDENȚE. Suprimarea eliberării neurotransmițătorilor indusă de retragere a fost coroborată de interacțiuni semnificative între grupurile de tratament și timpul de prelevare pentru concentrațiile de dializat (DA:F (8,92) = 5.86; p < 0.0001; 5-HT: F (8,84) = 9.02; p < 0.00001) și procent din valorile de referință înainte de retragere (DA:F (8,92) = 5.93; p < 0.0001; 5-HT: F (8,84) = 4.28; p < 0.0002). Analiza ulterioară a efectelor simple (Timp de prelevare) a confirmat scăderi semnificative ale concentrațiilor de dializat (DAF (4,92) = 16.12; p < 0.0001; 5-HT: F (4,84) = 23.38; p < 0.0001) și procent din nivelurile de bază (DAF (4,92) = 16.03; p < 0.0001; 5-HT: F (4,84) = 9.67; p < 0.0001) de-a lungul timpului în grupele DEPENDENTE dar nu și în grupurile NEDEPENDENȚE sau ETANOL-NAIVE.
Efectele autoadministrarii etanolului asupra eliberării DA și 5-HT
Autoadministrare operantă
Volumul mediu ± SEM 60 min și cantitățile de etanol autoadministrat operativ la sfârșitul perioadei de retragere de 8 ore au fost de 5.55 ± 0.78 ml sau 0.95 ± 0.14 g/kg la șobolanii dependenți. Aportul de etanol în acest grup a depășit cu mult pe cel la șobolanii nedependenți din grupul nedependent aclimatizat cu etanol, care a fost de 2.90 ± 0.55 ml sau 0.57 ± 0.10 g/kg (Fig. 4). Consumul mai mare de etanol la DEPENDENT față de grupul NEDEPENDENT a fost confirmat prin analiză statistică (t 19 = 2.25;p <0.05).
Consumul de alcool în timpul unei sesiuni de autoadministrare operantă de 60 de minute în (DEPENDENT, n = 10) și (NEDEPENDENȚĂ, n = 11) șobolani măsurați la 8 ore după îndepărtarea etanolului sau a dietei lichide de control. Cantitatea de alcool auto-administrată în timpul testului de sevraj a fost semnificativ mai mare la șobolanii dependenți decât la nedependenți (*p < 0.05; semnificativ diferit de șobolanii nedependenți, al lui Student t Test).
La unele animale doar unul dintre cei doi neurotransmitatori a fost detectabil la inceputul autoadministrarii. Grupul DEPENDENT (originaln = 11) au inclus trei șobolani pentru care au fost disponibile date despre DA sau 5-HT, dar nu despre ambii analiți, pentru comparație statistică. Consumul mediu de alcool în „grupurile” DA și 5-HT rezultat din „asimetria” în detectabilitatea celor doi transmițători a fost identic pe parcursul sesiunii de 1 oră (DA: 0.93 ± 0.44 gm/kg; 5-HT: 0.95 ± 0.18 gm/kg) deși a existat o diferență în distribuția aportului de etanol în timp (Fig. 5 E). În grupul NEDEPENDENȚI (original n = 10), nivelurile de DA au fost sub limita de detecție la trei și concentrațiile de 5-HT la patru animale. Printre șobolanii naivi cu ETANOL (original n = 11), DA nu a fost detectabil la două animale, în timp ce 5-HT a rămas nedetectabil la trei animale. Dimensiunile eșantionului rezultate pentru această parte a experimentului au fost următoarele: DEPENDENT (DA/5-HT: n = 8/8), NEDEPENDENȚĂ (DA/5-HT:n = 7/6), ETANOL-NAIVE (DA/5-HT: n = 9/8).
Efectele autoadministrarii operante de alcool la șobolanii NEDEPENDENȚI și DEPENDENȚI supuși retragerii etanolului asupra efluxului DA și 5-HT în nucleul accumbens. Nivelurile de neurotransmițători dializați sunt comparate cu cele de la șobolanii naivi cu ETANOL dresați să se auto-administreze apă. Aportul mediu de apă în acest grup a fost neglijabil (<0.8 ml) și nu este prezentat. A, Modificări ale ieșirii neurotransmițătorilor de la nivelurile înregistrate în ultima oră de retragere. Datele sunt exprimate ca procent din valorile de referință calculate ca media a trei eșantioane de 20 de minute colectate în timpul orei 8 de retragere prezentată în B-D. Concentrațiile corespunzătoare de neurotransmițători dializați sunt afișate în B (ETANOL-NAIV), C (NEDEPENDENȚĂ) șiD (DEPENDENT). Pentru a ilustra modificările efluxului de neurotransmițători în diferitele faze experimentale, B-D arată și retragerea înainte (BSL) și retragere (WD) concentrațiile de DA și 5-HT de dializat în timpul orei 8 de retragere. Linii punctate reprezintă concentrațiile medii ± SEM din dializatul DA sau 5-HT înainte de retragere. E, Cantități de etanol autoadministrat (10% g/v) în intervale de 10 minute pentru DEPENDENT (bare solide) și NEDEPENDENȚĂ (baruri deschise) grupuri. Autoadministrarea etanolului la șobolanii DEPENDENTI a restabilit nivelurile de DA la valorile de dinainte de retragere. În schimb, auto-administrarea etanolului nu a reușit să reintroducă concentrațiile de 5-HT la nivelurile de dinainte de retragere. Cu toate acestea, etanolul a restabilit eficient eliberarea de 5-HT la niveluri comparabile cu cele din grupul de control ETHANOL-NAIVE (pentru comparații statistice, vezi Rezultate).
Nu s-au observat modificări semnificative ale concentrațiilor de DA sau 5-HT în niciun moment în dializatele șobolanilor martor NAIVE cu ETANOL, având posibilitatea de a răspunde la apă. În schimb, auto-administrarea de etanol a crescut în mod fiabil efluxul DA și 5-HT (Fig. 5). La șobolanii DEPENDENTI supuși sevrajului, auto-administrarea de etanol a produs o creștere cu 200-250% a efluxului DA peste nivelurile de sevraj. De fapt, etanolul a restabilit efluxul DA la aceste animale la nivelurile de dinainte de retragere în primele 10 minute de autoadministrare. Mai mult, odată restaurate, concentrațiile extracelulare de DA au fost menținute la aceste niveluri prin aportul de etanol pentru restul testului de 1 oră. Au fost observate, de asemenea, creșteri rapide de până la 145% ale nivelurilor de sevraj în efluxul 5-HT după debutul autoadministrarii la șobolanii dependenți. Cu toate acestea, etanolul nu a reușit să restabilească în mod eficient concentrațiile extracelulare de 5-HT la valorile înregistrate înainte de retragere. Efectele autoadministrarii alcoolului asupra eliberării DA au fost confirmate de interacțiuni semnificative Grupuri × Timp de prelevare pentru ambele concentrații de dializat (F (20,210) = 2.45; p < 0.001) și procent din nivelurile de bază (F (16,168) = 3.27; p < 0.0001), și prin ANOVA ulterioare cu efecte simple ale modificărilor de-a lungul timpului de eșantionare numai în grupul DEPENDENT (concentrații de dializat: F (10,210) = 5.28;p < 0.0001; procent din datele de referință:F (10,210) = 4.32; p < 0.0001). Creșterile induse de alcool ale efluxului 5-HT au fost confirmate în mod similar de interacțiuni semnificative Grupuri × Timp de prelevare (concentrații ale dializatului: F (20,190) = 1.67;p < 0.05) sau un efect principal al Grupurilor (procentul modificărilor inițiale: F (8,152) = 3.9; p < 0.0005) în ANOVA globală, urmată de analiza efectelor simple ale timpului de prelevare (concentrații ale dializatului:F (10,190) = 3.27; p < 0.001; procent din valoarea de referință: F (8,152) = 3.59;p < 0.001) la șobolani DEPENDENTI.
Auto-administrarea etanolului a produs, de asemenea, o creștere tranzitorie a efluxului mediu ± SEM de DA și 5-HT în grupul NON DEPENDENT atingând 130 ± 4.0% (DA) și 141 ± 25.2% (5-HT) din valorile bazale (Fig.5 C). Acest efect a fost confirmat prin analize ale efectelor simple după ANOVA generală (mai sus), care a evidențiat diferențe de încredere în concentrațiile fiecăreia de dializat (DA:F (2,210) = 4.32; p < 0.0001) sau procent din datele de referință (5-HT: F (8,152) = 2.00; p < 0.05) în timpul de eșantionare.
Reintroducerea dietelor lichide
După finalizarea testului de autoadministrare operantă, efectele reexpunerii la dietele lichide de control și care conțin etanol au fost examinate pe o perioadă de 1 oră în mai multe DEPENDENTE alese aleatoriu (n = 5) și ETANOL-NAIVE (n = 7) șobolani. În această perioadă de disponibilitate reînnoită a dietei lichide cu etanol, efluxul DA a scăzut oarecum față de nivelurile atinse în timpul autoadministrarii operante, care au fost ușor (dar nesemnificativ) crescute față de valoarea de bază înainte de retragere (Fig. 6). Concentrațiile medii ± SEM de DA din dializat în timpul primei ore de acces după retragere la dieta cu etanol (3.65 ± 0.71 nm) a fost semnificativ diferită de nivelurile de sevraj (2.24 ± 0.74 nm; comparație planificată după ANOVA generală:F (3,39) = 5.24; p < 0.01), dar a rămas nedistins statistic de nivelurile bazale înregistrate la aceste animale înainte de retragerea etanolului (3.98 ± 0.97 n).m) și de la șobolani naivi cu ETANOL (4.14 ± 0.53).
Efectele reexpunerii la etanol și dietele lichide de control asupra nivelurilor DA și 5-HT la DEPENDENT (n = 5) și ETANOL-NAIVE (n = 7) șobolani. Pentru comparație, sunt incluse, de asemenea, nivelurile de monoamine în timpul pre-retragerii, retragerea (ora 8) și condițiile de auto-administrare operante. Toate datele reprezintă medii de 1 oră în etapele respective. [*DA, Diferit de Pre-retragere (p < 0.05) șiDe autoadministrare (p < 0.01) și diferită de starea corespunzătoare la șobolanii naivi cu ETANOL (p <0.05). 5-HT, Diferit deRetragere și De autoadministrare(p < 0.05) și diferit de starea corespunzătoare ETHANOL-NAIVE (p < 0.001]).
Concentrațiile de 5-HT de dializat în grupul DEPENDENT au crescut după reexpunerea la dieta cu etanol lichid la niveluri peste cele înregistrate în timpul autoadministrarii operante (1.25 ± 0.22 vs 1.46 ± 0.13 n).m; Fig. 6). Deși efluxul mediu de 5-HT nu a atins niveluri înainte de retragere (1.46 ± 0.13 vs 2.01 ± 0.41 nm), diferențele statistice între 5-HT pre- și post-retragere nu au mai fost evidente după accesul la dieta lichidă cu etanol.
Nu au fost înregistrate diferențe față de nivelurile inițiale de DA și 5-HT la șobolanii NEDEPENDENȚI cărora li s-a acordat acces la dieta de control după auto-administrarea operanților (datele nu sunt prezentate).
DISCUŢIE
Rezultatele confirmă că autoadministrarea etanolului crește nivelurile extracelulare de DA și 5-HT în NAC, doi neurotransmițători care au fost implicați în acțiunile farmacologice și de întărire acute ale etanolului, în timp ce retragerea etanolului este însoțită de o suprimare semnificativă a eliberării. a acestor monoamine. Rezultatele indică, de asemenea, că șobolanii dependenți vor „lucra” în timpul retragerii pentru a obține etanol într-o sarcină de auto-administrare operantă și că consumul de etanol inversează deficitele extraneuronale DA și 5-HT asociate sevrajului.
Un interes central în acest studiu a fost explorarea implicării DA și 5-HT în efectele de întărire ale alcoolului la subiecții dependenți. În mod tradițional, a fost dificil să se demonstreze că retragerea etanolului motivează comportamentul de căutare a etanolului la animale (pentru revizuire, vezi Cicero, 1980; Grant și colab., 1990; Meisch și Stewart, 1994), deși s-au obținut rezultate pozitive la șobolani, având posibilitatea de a asocia consumul de etanol cu atenuarea simptomelor de sevraj în timpul mai multor episoade de abstinență forțată (Hunter și colab., 1974). Cu toate acestea, sa demonstrat recent că, cu proceduri adecvate de inițiere a etanolului, șobolanii își vor auto-administra cantități semnificative de etanol chiar și în timpul primei experiențe de sevraj (Schulteis și colab., 1996). Rezultatele prezente confirmă această observație și oferă o posibilă bază neurochimică pentru efectele de întărire ale etanolului la șobolanii dependenți. În special, datele sugerează că șobolanii și-au reglat aportul de etanol atât în timpul autoadministrării operante, cât și în timpul consumului ulterior de dietă lichidă, într-o manieră care a restabilit și menținut efluxul DA la nivelurile de dinainte de retragere. Într-un raport anterior, s-a demonstrat că o doză de provocare cu etanol intragastric restabilește eliberarea deficitară de DA în striatul ventral și inversează simptomele de sevraj de etanol (Rossetti și colab., 1992). Aparenta „titrare” comportamentală a aportului de etanol pentru a recâștiga condițiile de preretragere în experimentul de față extinde această constatare prin implicarea eliberării accumbal DA în consolidarea menținută cu etanol la subiecții dependenți și, prin extensie, în abuzul și dependența continuă.
Spre deosebire de DA, nivelurile de 5-HT s-au recuperat doar parțial în timpul autoadministrarii etanolului operant. Mai multe explicații pot explica această constatare. Este posibil ca, spre deosebire de efectele sale acute la șobolanii nedependenți, etanolul să exercite un efect mai gradual sau mai întârziat asupra eliberării de 5-HT la șobolanii dependenți, deși acest lucru pare puțin probabil deoarece etanolul a produs o creștere inițială rapidă a efluxului de 5-HT în 10 minute. de debutul autoadministrarii. Alternativ, sinteza și/sau mecanismele de eliberare a 5-HT pot deveni compromise în timpul expunerii cronice la etanol sau în timpul sevrajului, ceea ce duce la o scădere generală a răspunsului la efectele etanolului, așa cum este sugerat, de exemplu, prin atenuarea efectelor etanolului asupra accumbal. Nivelurile de 5-HIAA la șobolanii P toleranți la etanol (Murphy și colab., 1988). O a treia interpretare este legată de observația că nivelurile de 5-HT înainte de retragere în grupul dependent au fost substanțial crescute în comparație cu șobolanii naivi cu etanol. Dacă modificările adaptative care stau la baza îmbunătățirii eliberării de 5-HT de către etanol cronic sunt de scurtă durată și suferă o inversare rapidă în timpul sevrajului, nu ar fi de așteptat o restabilire completă la nivelurile de dinainte de sevraj. De fapt, în acest caz, restaurarea „parțială” a efluxului 5-HT poate echivala funcțional cu o restaurare „completă”.
Având în vedere implicațiile datelor 5-HT pentru efectele motivaționale ale sevrajului de etanol, este probabil ca inversarea unui deficit de neurotransmițători – chiar dacă doar parțial – care stă la baza suferinței de sevraj promovează comportamentul de căutare de etanol. Într-adevăr, în revizuirea literaturii de specialitate, LeMarquand și colegii (LeMarquand şi colab., 1994) concluzionează că scăderea activității funcționale a sistemelor 5-HT care însoțește retragerea etanolului poate produce condiții biochimice pentru reluarea aportului de etanol. Cu toate acestea, rolul specific al accumbal 5-HT în modificările afective care însoțesc retragerea etanolului rămâne de stabilit. Preferința pentru alcool la șobolanii selecționați genetic din liniile Indiana P și HAD a fost legată de activitatea funcțională redusă a neurotransmisiei 5-HT în NAC (Murphy și colab., 1982, 1987; Gongwer și colab., 1989; McBride și colab., 1990), iar acești șobolani prezintă un răspuns anxiogen sporit într-o varietate de măsuri comportamentale ale anxietății (Stewart și colab., 1993). În măsura în care deficitele serotoninergice accumbal stau la baza anxietății crescute a acestor animale, se poate specula că condițiile afective care motivează consumul de etanol la șobolani preferând alcool și reluarea băutului în timpul sevrajului au o bază neurochimică comună.
Scăderea progresivă a DA extracelulară și a 5-HT în timpul perioadei de retragere a etanolului de 8 ore premergătoare ședinței de autoadministrare extinde observațiile anterioare privind scăderile asociate cu sevrajul în turnover-ul DA striat și a conținutului de țesut întreg (Gil și colab., 1992), precum și reduceri ale metabolismului 5-HT și ale conținutului de 5-HT sau metabolitul său, acid 5-hidroxiindoleacetic (5-HIAA), în preparatele din creierul întreg, limbic și striat de rozătoare (Kahn și Scudder, 1976; Tabakoff și colab., 1977; Badawy și Evans, 1983; Kempf și colab., 1990; Wahlström şi colab., 1991; Yamamura și colab., 1992). Mai important, aceste rezultate localizează deficiențele asociate sevrajului în funcția monoaminei într-o regiune de recompensă a creierului care a fost implicată în efectele acute de întărire ale alcoolului și ale altor substanțe de abuz.
În ceea ce privește mecanismele care reglează eliberarea sau concentrațiile extraneuronale de DA și 5-HT în NAC, aceste date sugerează dezvoltarea unei „adaptări în interiorul sistemelor” în cursul expunerii cronice la etanol, astfel încât aceleași sisteme neurochimice care sunt activate de acțiunile farmacologice acute ale etanolului prezintă un deficit funcțional în absența stimulării continue de către medicament (Koob și Bloom, 1988). Alcoolul crește acut rata de declanșare a neuronilor DA tegmentali ventrali A 10 (Gessa și colab., 1985; Brodie și colab., 1990) întrucât activitatea neuronală A 10 este drastic inhibată în timpul retragerii etanolului (Diana și colab., 1992, 1993). Astfel, eșecul de a observa o creștere a nivelurilor de DA înainte de retragere la animalele expuse la dieta lichidă cu etanol față de cele la șobolanii naivi cu etanol (Fig. 3), în combinație cu scăderea abruptă a efluxului DA odată ce etanolul a fost îndepărtat, poate reflecta o suprimare a activității DA mezo-accumbens pentru a „echilibra” stimularea cronică de către etanol. Modificările adaptive la nivel biochimic pot servi, de asemenea, ca mecanisme atât pentru lipsa diferențelor între șobolanii dependenți și naivi de etanol în eliberarea DA înainte de retragere, cât și pentru reducerea DA extraneuronală în timpul retragerii. De exemplu, expunerea cronică la etanol suprimă K+-eliberare stimulată de DA (Darden și Hunt, 1977) probabil prin inhibarea Ca2+ aflux (Kim și colab., 1994) sau prin decuplarea intrării de calciu și a eliberării DA (Leslie și colab., 1986). Mai important, în timp ce administrarea acută de etanol stimulează sinteza DA, acest efect este tocit la animalele tratate cronic cu etanol (Tabakoff și Hoffman, 1978;Fadda și colab., 1980).
O explicație neuroadaptativă poate fi mai puțin evidentă în cazul 5-HT, în care nivelurile pre-sevraj (adică, stimulate cronic de etanol) au fost crescute în comparație cu șobolanii naivi și nedependenți de etanol, o constatare care coroborează datele anterioare care demonstrează că tratamentele cronice cu etanol cresc. nivelurile țesutului anterior al creierului de 5-HT și 5-HIAA (Tytell și Myers, 1973; Mena și Herrera, 1980; Hunt și Majchrowicz, 1983; Morinan, 1987; Kaneyuki și colab., 1991). Cu toate acestea, se știe că creșterea conținutului de 5-HIAA din creier produsă de o provocare cu etanol este redusă la șobolanii toleranți la etanol, preferați la alcool (P), în special în NAC (Murphy și colab., 1988; McBride și colab., 1990). Astfel, este posibil ca efluxul crescut de 5-HT la sfârșitul regimului cronic de etanol să fi fost redus (adică să fi prezentat o atenuare adaptativă) în raport cu răspunsul serotoninergic inițial la dieta cu etanol. Deși această ipoteză așteaptă confirmarea, suprimarea eliberării de 5-HT în timpul etapei de retragere a sugerat în mod clar prezența unor modificări neuroadaptative în funcția 5-HT ca răspuns la etanol cronic.
Prin urmare, deficitele extracelulare de monoamine din NAC pot sta la baza anumitor simptome de sevraj la alcool, în special, modificări afective care sunt opuse celor produse de etanol în mod acut. Etanolul poate îmbunătăți în mod acut recompensa pentru stimularea creierului (un fenomen care depinde, cel puțin parțial, de integritatea funcțională a transmiterii DA mezolimbice) (Moolten și Kornetsky, 1990; Lewis, 1991), în timp ce retragerea etanolului este însoțită de un deficit de recompensă măsurat prin creșteri ale pragurilor de autostimulare intracranienă (Schulteis și colab., 1995). Există, de asemenea, unele dovezi că activarea 5-HT poate sprijini sau potența recompensa pentru stimularea creierului (Gibson şi colab., 1970;Miliaressis și colab., 1975; Redgrave și Horrell, 1976). Astfel, este de așteptat ca un deficit extraneuronal al acestui transmițător să exacerbeze un deficit de recompensă dependent de DA, în special în lumina dovezilor recente ale rolului facilitator al 5-HT asupra eliberării DA în NAC (Chen și colab., 1991; Devaud și Hollingsworth, 1991; Yoshimoto și McBride, 1992; Parsons și Justiție, 1993). În acest context, este interesant de remarcat faptul că progresia deficitelor extracelulare în studiul de față a fost în paralel cu apariția și profilul temporal al simptomelor de sevraj comportamentale în lucrările conexe, inclusiv deficitele de recompensă de stimulare a creierului, hiperiritabilitatea, inhibarea comportamentală și efectele anxiogene (Baldwin și colab., 1991; Rassnick și colab., 1992;Schulteis și colab., 1995). Astfel, apariția sincronă a acestor modificări comportamentale și neurochimice poate reflecta un rol pentru DA și 5-HT în condițiile afective negative care însoțesc retragerea etanolului.
Deși rolul DA și 5-HT în recompensa și dependența de etanol a fost de preocupare principală în studiul de față, efectele autoadministrarii etanolului asupra eliberării acestor transmițători la șobolanii nedependenți sunt, de asemenea, interesante. Creșterea eliberării DA în grupul nedependent confirmă un raport anterior (Weiss și colab., 1993) și susține în continuare rolul DA în acțiunile acute de întărire ale etanolului. Cu toate acestea, de o importanță deosebită a fost observația că autoadministrarea de etanol de către șobolani nedependenți a crescut efluxul de 5-HT, deoarece aceste rezultate extind constatările privind eliberarea crescută de 5-HT în NAC după administrarea sistemică și locală de alcool.Yoshimoto și colab., 1991, 1992) la un posibil rol al 5-HT în acțiunile acute de întărire ale etanolului.
Constatarea că producția bazală de DA a fost substanțial crescută la șobolanii NEDEPENDENȚI, în comparație cu atât grupul ETANOL-NAIVE, cât și cu grupul DEPENDENT, a fost surprinzătoare, deoarece animalele nedependente nu au primit acces la etanol timp de 2-3 săptămâni - în timp ce erau plasate în dieta lichidă de control - înainte testul de microdializă. O posibilitate de a explica această observație este că accesul intermitent la alcool poate duce la o creștere persistentă a eliberării bazale de DA. Alternativ, această constatare poate fi atribuită selecției animalelor experimentale versus animale de control. Șobolanii dresați cu etanol au fost alocați grupurilor NEDEPENDENȚI sau DEPENDENT numai dacă au îndeplinit un criteriu de selecție (aport zilnic stabil de etanol ≥ 0.5 gm/kg aport de etanol), în timp ce toți șobolanii NEDEPENDENȚI DE ETANOL au fost testați fără discriminare. Dacă se presupune că există o „anomalie” dopaminergică care predispune șobolanii la un aport crescut de etanol, acest proces de selecție ar putea fi introdus o „prejudecată neurochimică” către eliberarea bazală îmbunătățită de DA în probele DEPENDENTE și NEDEPENDENTE. Din acest punct de vedere, efluxul DA îmbunătățit la șobolanii NEDEPENDENȚI poate fi o consecință a procedurii de selecție care a favorizat includerea subiecților cu această caracteristică neurochimică. Având în vedere diferențele de eflux bazal de DA între grupurile DEPENDENTE și NEDEPENDENȚE, această relatare ar invoca, de asemenea, concluzia că etanolul cronic duce la o suprimare a eliberării bazale de DA la această populație de șobolani.
Cu toate acestea, mai multe considerații pledează împotriva acestei interpretări. Absența diferențelor în DA extracelulară între datele de șobolan NAIVE și DEPENDENȚI DE ETANOL sunt în acord cu cele anterioare. in vitro studii care au demonstrat că animalele tratate cronic cu etanol nu diferă de martorii netratate în sinteza DA striatală sau acumulată și nivelurile DOPAC (Tabakoff și Hoffman, 1978; Fadda și colab., 1980; Patel și Pohorecky, 1989; Gil și colab., 1992). Având în vedere coerența dintre datele actuale și aceste date anterioare privind țesutul întreg (care au folosit o anumită formă de administrare forțată de etanol și, prin urmare, nu au implicat o potențială părtinire de selecție), pare puțin probabil ca procedurile de selecție actuale să poată explica singure creșterea îmbunătățită. Eliberarea DA în grupul NONDEPENDENT. Sprijin mai direct pentru posibilitatea ca acest efect să fie legat de consumul intermitent de etanol, mai degrabă decât o prejudecată de selecție, vine din lucrările recente din acest laborator care arată că șobolanii Wistar selectați aleatoriu supuși la injecții repetate de etanol intraperitoneal au avut concentrații extracelulare de DA bazale crescute profund în NAC măsurat la 24 de ore după tratamentul final cu etanol (A. D. Smith și F. Weiss, observații nepublicate). Pe de altă parte, deși aceste date susțin ipoteza că expunerea repetată la etanol poate crește efluxul bazal de DA în NAC, persistacreșterea efluxului de DA bazal în grupul NONDEPENDENT necesită în mod clar confirmarea și semnificația potențială a acestei constatări pentru comportamentul de căutare a etanolului rămâne de clarificat.
În concluzie, rezultatele sugerează că două sisteme de neurotransmițători despre care se crede că mediază proprietățile de întărire acute ale alcoolului pot juca, de asemenea, un rol în acțiunile de întărire ale alcoolului la subiecții dependenți. Aceste rezultate oferă sprijin pentru teoriile de neuroadaptare care consideră retragerea ca rezultat al modificărilor fiziologice din circuitele de recompensă ale creierului care devin manifeste ca răspunsuri opuse la medicament odată ce expunerea la medicament este încheiată.
Note de subsol
- Primit Noiembrie 2, 1995.
- Revizuirea a fost primită Februarie 23, 1996.
- Admis Februarie 28, 1996.
Această lucrare a fost susținută de Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolism Grants AA 08164 și AA 10531 (FW) și de Institutul Național pentru Abuzul de Alcool și Alcoolism Specialized Center Grant AA 06420 (GK, FW; Director, GFK). PH a fost un om de știință vizitator de la Centrul de Cercetare Biomedicală, Alko Ltd., Helsinki, Finlanda. Aceasta este numărul de publicație NP-8871 de la Institutul de Cercetare Scripps.
Corespondența trebuie adresată lui Friedbert Weiss, Departamentul de Neurofarmacologie (CVN-15), Institutul de Cercetare Scripps, 10666 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037.
- Copyright © 1996 Societatea pentru Neuroștiințe
;