Modificarea dinamicii eliberării dopaminei în timpul adolescenței și după consumarea voluntară de alcool (2014)

Adolescența este asociată cu impulsivitate ridicată și asumarea de riscuri, făcând indivizii adolescenți mai înclinați să folosească medicamente. Utilizarea timpurie a consumului de droguri este corelată cu creșterea riscului de tulburări de utilizare a substanțelor mai târziu în viață, dar baza neurobiologică este neclară. Creierul suferă o dezvoltare extinsă în timpul adolescenței, iar tulburările în acest moment sunt ipoteze pentru a contribui la o vulnerabilitate crescută. Trecerea de la consumul de droguri controlate la consumul compulsiv și dependența implică schimbări de durată în rețelele neuronale, incluzând o deplasare de la nucleul accumbens, medierea efectelor de întărire acută, la recrutarea striatului dorsal și a formării obiceiurilor. Acest studiu a urmărit să testeze ipoteza creșterii eliberării dopaminei după o provocare farmacologică la șobolani adolescenți. Eliberarea și absorbția dopaminei provocate de potasiu au fost investigate utilizând înregistrări de dopamină cronoamperometrică în combinație cu o provocare de amfetamină la șobolanii adolescenți timpurii și târziu și la șobolanii adulți. În plus, au fost investigate consecințele consumului voluntar de alcool în timpul adolescenței cu privire la aceste efecte. Datele arată o creștere graduală a eliberării dopaminei evocate cu vârsta, susținând studii anterioare care sugerează că piscina de dopamină eliberabilă crește odată cu vârsta. În schimb, o scădere treptată a eliberării evocate cu vârsta a fost observată ca răspuns la amfetamină, susținând o proporție mai mare de depozitare a dopaminei la animalele mai tinere. Măsurile de dopamină după consumul voluntar de alcool au dus la amplitudini de eliberare mai scăzute ca răspuns la clorura de potasiu, indicând faptul că alcoolul afectează piscina eliberabilă de dopamină și acest lucru poate avea implicații pentru vulnerabilitatea la dependență și alte diagnostice psihiatrice care implică dopamina în striatul dorsal.

Materiale și metode

Declarație de etică

Toate experimentele pe animale au fost efectuate în baza unui protocol aprobat de Comitetul de etică al animalelor de la Uppsala și a respectat liniile directoare ale legislației suedeze privind sănătatea animalelor (SFS1998: 56) și Directiva Consiliului Comunităților Europene (86 / 609 / EEC).

animale

Sobolanii Wistar la șobolani (RccHan: WI, Harlan Laboratories BV, Horst, Olanda) au ajuns la instalația de animale la data de gestație 16. Animalele au sosit în loturi în mai multe săptămâni pentru a se adapta la momentul înregistrărilor cronoamperometrice. Bandajele au fost montate într-o singură cusătură cu macrolon (59 cm × 38 cm × 20 cm) cu alimente peletice (tip R36; Lantmännen, Kimstad, Suedia) și apă de la robinet ad libitum. În cuști erau așezate așternuturi de lemn și foi de hârtie (40 × 60 cm; Cellstoff, Papyrus) și au fost modificate o dată pe săptămână de către personalul de îngrijire a animalelor. Sala de animale a fost păstrată la o temperatură constantă (22 ± 1 ° C) și umiditate (50 ± 10%) pe un ciclu normal de lumină / întuneric 12 h cu luminile aprinse la 06: 00 am. Toate camerele au avut un zgomot de fond mascat pentru a minimiza sunetele neașteptate care ar putea perturba animalele.

O prezentare generală a conturului experimental poate fi găsită în Figura 1. Puii care s-au născut în aceeași zi (ziua postnatală (PNN) 0) au fost încurajați încrucișat pentru a include bărbații 6 și femelele 4 pentru a controla stresul maternal, comportamentul matern și genetica. Puii au fost înțărcați pe PND 22 și au găzduit 3 per cușcă până la PND 28 (± 1 day) sau PND 42 (± 1 day) când au fost înregistrate înregistrări cronoamperometrice. Numai puii de sex masculin au fost utilizați în continuare în acest studiu. Un grup de treizeci de șobolani masculi au beneficiat de acces voluntar la 20% etanol într-o paradigmă liberă de alegere cu două flacoane de la PND28 la PND65. Animalele au primit ore 24 acces la etanol timp de trei zile consecutive pe săptămână, de exemplu de marți până joi, timp de șase săptămâni, un total de sesiuni 18. Pentru măsurătorile de admisie de etanol, sticlele au fost cântărite înainte și după fiecare sesiune și s-au calculat grame de etanol pur pe kilogram greutate corporală. Pozițiile buteliilor au fost schimbate între sesiuni pentru a evita preferința poziției. Animalele care consumă etanol au fost adăpostite individual de la PND 28 până la PND 70. Animalele cu cea mai mare absorbție cumulată de etanol (g / kg) au fost selectate și au fost înregistrate înregistrări electrochimice la PND 70 (± 2 zile). De asemenea, în aceeași perioadă s-au găzduit și controale individuale de băutură în funcție de vârstă.

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (23KB)

• TIFF

  imagine originală (89KB)

Figura 1. Conturul experimental.

E = băut în etanol, PND = zi postnatală, W = consum de apă.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g001

Înregistrări cronoamperometrice ale dopaminei In in vivo

Materiale.

La Sigma-Aldrich, LLC (St Louis, MO, SUA) s-au obținut soluții de Naactin, Nafion 5%, clorhidrat de dopamină, acid L-ascorbic, clorură de potasiu, clorură de sodiu, fosfat de sodiu, clorură de calciu și sulfat d-amfetamină. Ceara lipicioasă Kerr a fost obținută de la DAB LAB AB (Upplands Väsby, Suedia). Microelectrozi din fibre de carbon (SF1A; 30 μm lungime diametru × 150 μm lungime) au fost achiziționate de la Quanteon, LLC (Nicholasville, KY, SUA), firul de argint de referință electrod (200 μm, izolat cu Teflon) Carlborg, WA, USA) și capilare din sticlă (diametrul interior 0.58 mm) pentru micropipete au fost achiziționate de la World Precision Instruments Ltd (Stevenage, UK).

Chirurgie.

Înregistrările cu dopamină au fost efectuate la PND 28 (± 1 zi), PND 42 (± 1 zi) sau PND 70 (± 2 zile). Chirurgia a fost efectuată imediat înainte de înregistrarea electrochimică. Un tampon de încălzire care circulă în apă (Gaymar Industries, Inc., Orchard Park, New York) a fost utilizat pentru a menține temperatura corpului. Animalele au fost anesteziate cu Inactin 125 mg / kg intraperitoneal (ip) și plasate într-un cadru stereotaxic (Stoelting Co., Wood Dale, IL, USA). O gaură din craniu a fost forată în fața locului de înregistrare al electrodului și o altă gaură a fost forată la distanță de locul de înregistrare pentru plasarea electrodului de referință Ag / AgCl.

Înregistrări cronoamperometrice de mare viteză ale eliberării și absorbției dopaminei.

Măsurătorile cronoamperometrice de mare viteză (rata de eșantionare 1 Hz, total 200 ms) au fost realizate utilizând sistemul de înregistrare FAST16-mkII (Fast Analytical Sensing Technology, Quanteon, LLC, Nicholasville, KY, SUA) [16]. Microelectrozi din fibră de carbon (SF1A) au fost acoperite cu trei straturi de Nafion cu încălzire 5 min la 200 ° C înainte de prima acoperire și după fiecare acoperire [17]. Electrozii au fost apoi calibrați in vitro în soluție salină tamponată cu fosfat 0.05 M pentru a determina selectivitatea, limita de detecție (LOD) și panta înainte de utilizare in vivo [16]. Microelectrodele au prezentat răspunsuri liniare la adăugările în serie ale dopaminei (2-6 μM), cu un coeficient de corelare mediu (R2) de 0.999 ± 0.0003. Selectivitatea medie pentru toți electrozii utilizați în acest studiu a fost 14482 ± 3005 μM pentru dopamină față de acidul ascorbic. LOD mediu a fost 0.026 ± 0.004 μM dopamină, iar panta medie a fost -1.00 ± 0.03 nA / μM dopamină. Raportul mediu de reducere / oxidare măsurat în timpul reacțiilor de vârf de referință ale dopaminei a fost 0.67 ± 0.02, ceea ce indică detectarea predominant a dopaminei [17]. Un fir de argint a fost placat și folosit ca in vivo Ag / AgCl de referință electrod [18].

Protocolul experimental in vivo.

O micropipetă (diametrul interior 10-15 μm) a fost umplută cu soluție izotonică de clorură de potasiu (120 mM KCI, 29 mM NaCI, 2.5 mM CaCI₂· 2H₂O) (pH 7.2-7.4) utilizând un ac de umplere cu pipetă (28G, World Precision Instruments, Aston, UK). Micropipeta a fost fixată cu aproximativ 150-200 μm din vârful fibrei de carbon folosind ceară lipicioasă. Electrodul a fost plasat stereotactic în striatum dorsal, AP: + 1.0 mm, L: + 3.0 mm de la bregma, bara incisivă a fost ajustată în funcție de vârstă și greutate [19], [20]. Electrodul a fost inițial plasat la locul de înregistrare dorsal (-3.0 mm), folosind un micromanipulator (Narishige International Ltd, Londra, Marea Britanie) pentru a-l reduce și a lăsat să ajungă la o valoare stabilă pentru aproximativ 45-60 min înainte de a fi redus la adâncimea de -4.0 mm de la bregma. Electrodul a fost apoi lăsat un alt 5-10 min pentru a se stabiliza la locul de înregistrare înainte de a se determina efectul unei singure injecții de clorură de potasiu asupra eliberării dopaminei. Soluția de potasiu a fost aplicată local utilizând ejecție de presiune controlată de un PicoSpritzer III (Parker Hannifin Corporation, Pine Brook, NJ, SUA), iar presiunea (10-20 psi) și timpul (0.5-1.0 s) au fost ajustate pentru a furniza 100 nl soluția de potasiu, măsurată printr-un microscop chirurgical prevăzut cu o reticulă oculară [21].

Eliberarea evitată de potasiu a fost utilizată în combinație cu injecții subcutanate de amfetamină sau soluție salină. Au fost produse trei vârfuri de referință similare în amplitudine, 10 min distanță. Cinci minute după ultimul vârf de referință, șobolanilor li s-a administrat 2 mg / kg amfetamină sau cantitatea echivalentă de soluție salină (1 ml / kg) și după o altă eliberare minime 5 a fost evocată din nou la fiecare minut 10, producând vârfuri la 5, 15, 25 , 35, 45, 55 și 65 min după injecția sistemică, a se vedea Figura 2A pentru o urmă reprezentativă. Doza de amfetamină a fost aleasă pe baza efectelor comportamentale în studii de locomoție și de autoadministrare [22]-[24].

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (43KB)

• TIFF

  imagine originală (194KB)

Figura 2. Traseele reprezentative.

A) O trasiune reprezentativă a curentului de oxidare pentru un șobolan la ziua postnatală 28 care primește amfetamină și B) o închidere a celui de-al doilea vârf de referință pentru același animal care arată modul în care au fost calculate amplitudinea și T80. Amp = amplitudine, Bază = valoare inițială, Ref = referință.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g002

Verificarea amplasării și a excluderilor electrodului.

Electrozii au fost tăiați și lăsați pe loc după experimentul final și creierele au fost înghețate. Plasarea a fost verificată prin secționarea creierului înghețat. Din animalele 12 de la PND28, 1 a fost exclus din cauza plasării greșite și 2 din cauza erorilor de înregistrare. Pentru animalele 12 de la PND 42, animalul 1 a fost exclus din cauza plasării greșite. Pentru animalele 16 la PND 70, 3 au fost excluse din cauza erorilor de înregistrare. Pentru animalele de băut cu etanol 16 la PND 70, 2 au fost excluse din cauza erorilor de înregistrare. Erori de înregistrare includ înfundarea pipetului și perturbații electrice, cum ar fi întreruperile de curent și perturbațiile alimentării generale a unității de înregistrare.

Analiza datelor.

Amplitudinea maximă a vârfurilor evocate și timpul pentru scăderea vârfului la 80% din amplitudinea sa (T80) au fost calculate utilizând versiunea software 4.4 (Quanteon, LLC, Nicholasville, KY, SUA), vezi Figura 2B pentru o urmă reprezentativă. Cele trei vârfuri de referință au fost calculate în medie și procentul acestor vârfuri a fost calculat pentru vârfurile de după injectare. Pentru analiza statistică, a fost utilizată analiza măsurării repetate a varianței (ANOVA) pentru a compara datele cronoamperometrice în timp între vârste sau grupuri de băut și tratament (ser fiziologic sau amfetamină), urmate de testul post-hoc cu diferența cea mai semnificativă (LSD) a lui Fisher. Pentru datele privind aportul de etanol, care nu au fost distribuite în mod normal, a fost utilizat Friedman ANOVA. Analizele statistice au fost efectuate folosind Statistica 10 (StatSoft Inc., Tulsa, OK, SUA). Diferențele au fost considerate semnificative statistic la p <0.05.

REZULTATE

Efectele dependente de vârstă

Diferențele dintre amplitudinile de referință dintre grupurile de vârstă sunt prezentate în secțiunea Figura 3. O măsurătoare repetată ANOVA care a comparat vârsta și timpul a arătat un efect principal al vârstei [F (2,22) = 5.81; p = 0.009], dar nici un efect al timpului [F (2,44) = 1.43; p = 0.25] sau orice efect de interacțiune între timp și vârstă [F (4,44) = 1.70; p = 0.17].

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (28KB)

• TIFF

  imagine originală (199KB)

Figura 3. Amplitudinile vârfului de referință la vârste diferite.

Amplitudini (µM) (medie ± SEM) ale celor trei vârfuri de referință înainte de tratament fie cu amfetamină, fie cu soluție salină în cele trei grupe de vârstă; zi postnatală (PND) 28, 42 și 70. ** p <0.01.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g003

Nu există efecte ale vârstei [F (2,24) = 1.02; p = 0.38], timpul [F (2,48) = 0.94; p = 0.40] sau timp și vârstă [F (4,48) = 0.22; p = 0.93] au fost găsite pentru valorile de referință T80. Media ± eroare standard a valorilor T80 de referință medie (SEM) a fost 17.3 ± 1.3 pentru PND 28, 19.5 ± 0.9 pentru PND 42 și 20.5 ± 1.0 pentru PND70.

Diferențele dintre grupele de vârstă în răspunsul la amplitudine la amfetamină sunt arătate în Figura 4A-C. Tratamentul cu amfetamină a dus la efectele principale ale vârstei [F (2,26) = 3.95; p = 0.03], tratament [F (1,26) = 10.77; p = 0.003] și timpul [F (6,156) = 3.32; p = 0.004] și efectele de interacțiune între timp și vârstă [F (12,156) = 2.23; p = 0.01], timp și tratament [F (6,156) = 4.20; p <0.001], dar nicio interacțiune între vârstă și tratament [F (2,26) = 2.37; p = 0.11] sau timp, vârstă și tratament [F (12,156) = 0.77; p = 0.68].

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (118KB)

• TIFF

  imagine originală (667KB)

Figura 4. Amplitudini și răspunsuri T80 în timp în diferite vârste.

Răspunsuri în timp după injecții subcutanate (sc) de ser fiziologic sau amfetamină, ca procent din valorile de referință (medie ± SEM), pentru amplitudinile la A) zi postnatală (PND) 28, B) PND 42 și C) PND 70 și pentru valorile T80 la D) PND 28, E) PND 42 și F) PND 70. * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001 comparativ cu martorii salini, ^#p <0.05 comparativ cu punctul de timp echivalent la PND 42, ° p <0.05, °° p <0.01, °°° p <0.001 comparativ cu punctul de timp echivalent la PND 70, ^§p <0.05, ^§§p <0.01, ^§§§p <0.001 comparativ cu punctul de timp echivalent la PND 28.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g004

Răspunsul T80 la amfetamină este prezentat în Figura 4D-E. Nu a existat un efect principal al vârstei [F (2,25) = 1.87; p = 0.17], dar au existat efecte ale tratamentului [F (1,25) = 26.52; p <0.001], timpul [F (6,150) = 7.70; p <0.001] și un efect de interacțiune a timpului și a tratamentului [F (6,150) = 12.29; p <0.001]. Nu a existat nicio interacțiune între vârstă și tratament [F (2,25) = 1.29; p = 0.29], timpul și vârsta [F (12,150) = 0.66; p = 0.78] și o tendință spre o interacțiune între timp, vârstă și tratament [F (12,150) = 1.60; p = 0.098].

Consumul voluntar de alcool adolescent

Datele privind consumul de etanol pentru șobolanii 14 care au fost utilizați în înregistrările cronoamperometrice sunt prezentate în Tabelul 1. Un Friedman ANOVA nu a prezentat diferențe semnificative în ceea ce privește aportul în timp, deși a existat o tendință [χ² = 9.80; p = 0.08] față de diferențele determinate de admisie în timpul celei de-a doua săptămâni (PND 35-37), care a fost puțin mai mare decât săptămânile următoare. Un Friedman ANOVA a preferat o creștere în timp [χ² = 19.7; p = 0.001], în principal ca rezultat al creșterilor în primele trei săptămâni, a se vedea Tabelul 1.

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (28KB)

• TIFF

  imagine originală (167KB)

Tabel 1. Consumul mediu, minim și maxim de alcool (g / kg / 24 h) și preferința (%) pentru cele șase săptămâni de acces la alcool și aportul cumulat median, minim și maxim (g) după sesiunile 18.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.t001

Diferențele în amplitudinile de referință între grupurile de băut etanol și apă sunt prezentate în Figura 5. O măsură repetată ANOVA comparând grupul de băut și timpul, a arătat un efect principal al grupului de băut [F (1,17) = 16.22; p <0.001], dar niciun efect al timpului [F (2,34) = 1.76; p = 0.19] sau orice efect de interacțiune între timp și grupul de băut [F (4,44) = 1.32; p = 0.28].

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (27KB)

• TIFF

  imagine originală (181KB)

Figura 5. Amplitudini de vârf de referință în animalele care consumă apă sau etanol.

Amplitudini (µM) (medie ± SEM) ale celor trei vârfuri de referință înainte de tratament fie cu amfetamină, fie cu soluție salină în grupurile de băut apă și etanol. ** p <0.01, *** p <0.001.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g005

Nu există efecte ale grupului de băut [F (1,18) = 0.04; p = 0.85], timpul [F (2,36) = 1.96; p = 0.16] sau grupul de timp și de băut [F (2,36) = 0.22; p = 0.81] au fost găsite pentru valorile de referință T80. Valorile medii ± SEM de referință T80 au fost 20.5 ± 1.0 pentru șobolanii cu apă potabilă și 19.1 ± 1.3 pentru șobolanii cu băut de etanol.

Răspunsul la amfetamină din grupurile de băut etanol și apă este prezentat în Figura 6. Pentru amplitudini, după cum se arată în Figura 6A, a existat o tendință la un efect al tratamentului [F (1,19) = 3.01; p = 0.099] și a existat un efect principal al timpului [F (6,114) = 2.30; p = 0.04], dar nici un efect al grupului de băut [F (1,19) = 0.39; p = 0.54] sau orice efecte de interacțiune între tratament și grupul de băut [F (1,19) = 0.83; p = 0.37] sau timp și tratament [F (6,114) = 1.13; p = 0.35], grupul de timp și de băut [F (6,114) = 0.44; p = 0.85] sau timp, tratament și grup de băut [F (6,114) = 0.27; p = 0.95].

Descarcă:  

• PPT

  Diapozitiv PowerPoint

• PNG

  imagine mare (67KB)

• TIFF

  imagine originală (305KB)

Figura 6. Amplitudini și răspunsuri T80 în timp în animale de băut cu apă sau etanol.

Răspunsuri în timp după injecții subcutanate (sc) de soluție salină sau amfetamină, ca procent din valorile de referință (medie ± SEM), pentru amplitudinile A) și valorile B) T80 în grupurile de apă (W) - sau etanol (E) . * p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001 comparativ cu martorii salini.

doi: 10.1371 / journal.pone.0096337.g006

Pentru valorile T80, Figura 6B, a existat un efect principal al tratamentului [F (1,19) = 17.35; p <0.001] și timpul [F (6,114) = 2.42; p = 0.03] și un efect de interacțiune între timp și tratament [F (6,114) = 10.28; p <0.001]. Nu a existat niciun efect al grupului de băut [F (1,19) = 0.33; p = 0.57] sau orice efect de interacțiune între tratament și grupul de băut [F (1,19) = 0.76; p = 0.40], grupul de timp și băut [F (6,114) = 1.66; p = 0.14] sau grupul de timp, tratament și băut [F (6,114) = 1.75; p = 0.12].

Discuție

Efectele dependente de vârstă la eliberarea și absorbția dopaminei au fost investigate în condiții bazale și ca răspuns la amfetamină la adolescentul timpuriu și la sfârșitul adolescentului, precum și la adulți, șobolani. Impactul consumului de alcool în timpul adolescenței a fost, de asemenea, examinat și este, după cunoștința noastră, primul studiu care investighează eliberarea și absorbția la șobolani adolescenți voluntari de băut cu o tehnică cronoamperometrică.

Efectele dependente de vârstă

Diferențele dependente de vârstă în amplitudinile de referință sunt în concordanță cu un studiu anterior care utilizează voltammetria în combinație cu stimularea electrică, care a arătat că șobolanii adulți au eliberat mai mult dopamină după stimulare decât șobolanii tineri [12]. Punctul de timp pentru adolescență folosit de Stamford (1989) a fost aproximativ PND 30, dar de atunci studiile au arătat că în jurul valorii de PND 40-45 există vârfuri la nivelul bazelor extracelulare de dopamină [25]-[27] și receptorul dopaminic D₂ densitate [28], în timp ce nivelurile de hidroxilază ale tirozinei sunt mai mici decât adolescența timpurie și vârsta adultă [29]. Studiul actual a inclus, prin urmare, două puncte în timpul adolescenței, PND 28 și PND 42, echivalent cu adolescența timpurie și târzie [11]. Amplitudinile animalelor adolescente târzii au fost intermediare la amplitudine la adolescenta timpurie și la maturitate, ceea ce indică faptul că dezvoltarea de la adolescență până la maturitate implică o creștere treptată a capacității de eliberare a dopaminei ca răspuns la clorura de potasiu în striatul dorsal. Acest lucru este în concordanță cu rapoartele privind creșterea nivelurilor extracelulare ale dopaminei în nucleul accumbens la maturitate comparativ cu adolescența [30], [31]. După cum sa menționat anterior, unele studii prezintă, de asemenea, niveluri de vârf la PND 45 [25]-[27] și pot fi reconciliate cu studiul actual, prin rapoarte de rate de ardere crescute în jurul aceleiași PND [32], [33]. Studiul actual nu a măsurat nivelele extracelulare bazale și este posibil ca o rată crescută de ardere să aibă ca rezultat creșterea nivelurilor bazale fără nici un maxim în eliberarea indusă de potasiu. Mai mult, unul dintre studiile care arată nivelurile extracelulare induse de potasiu în nucleul accumbens la vârf în jurul PND 42 [25] contrastează cu datele din striatul dorsal, de la Stamford (1989) și studiul actual, care indică diferențe regionale.

Măsura de absorbție, T80, nu a evidențiat diferențe între vârste în studiul actual, în timp ce Stamford (1989) a constatat că rata de absorbție a fost mai mare la șobolanii adulți. Acest lucru se datorează diferențelor metodologice în măsura absorbției; T80 include atât partea liniară cât și cea curbilină a curbei, în timp ce Stamford folosește partea liniară a curbei [34]. Concentrațiile atinse în acest studiu reprezintă doar o zecime din concentrațiile din studiul anterior și V_max nu trebuie, prin urmare, să fie atins. Utilizarea părții liniare a curbei de vârf pentru a calcula rata de absorbție în aceste condiții va produce numai rate de absorbție în funcție de amplitudini [35]. T80 a fost aleasă deoarece ia în considerare și partea curbilinară a curbei, unde concentrațiile de dopamină sunt mai scăzute și sunt mai sensibile la blocanții de preluare a dopaminei [35], [36]. În mod natural, T80 depinde, de asemenea, de amplitudine, dar așa cum se poate observa în acest studiu, diferențele de amplitudine nu au ca rezultat automat diferențe în T80, sugerând că raportul de absorbție până la eliberare este schimbat spre absorbție la animalele mai tinere. Susținând concluziile actuale este un studiu care a utilizat microdializa cantitativă și nu a găsit diferențe în fracția de extracție, o măsură indirectă a ratei de absorbție, în nucleul accumbens al șobolanilor la PND 35, 45 și 60 [26].

Cea mai mare eliberare provocată de potasiu la vârsta adultă se poate datora unei cantități mai mari de dopamină eliberabilă [12] și ar putea fi implicați un număr de factori, cum ar fi diferențele dependente de vârstă în sinteza dopaminei prin hidroxilază de tirozină [29], [37], vezicule conținând vezicule veziculare monoamină-2 (VMAT-2) [38], și cinetica VMAT-2 [39], precum și tăierea receptorilor D2 [28] și funcția [40]. Acești factori ar putea, de asemenea, să explice amplitudinile crescute observate după amfetamină la animalele adolescente timpurii. Din nou, datele actuale sunt în concordanță cu datele care arată o creștere mai mare a eliberării dopaminei la tineri în comparație cu animalele adulte ca răspuns la nomifensină [12] indicând faptul că șobolanii adolescenți timpurii au o piscină de stocare proporțional mai mare, care poate fi eliberată la stimularea de substanțe psihoactive. Acest lucru este susținut și de datele care arată o creștere mai mare a dopaminei extracelulare stimulate după amfetamină la adolescenți [22]. Cu toate acestea, există studii de microdializă care arată niveluri extracelulare scăzute de dopamină după amfetamină la adolescenți comparativ cu adulții [30], [37], care subliniază din nou că o posibilitate de creștere a eliberării stimulate nu înseamnă neapărat o creștere a nivelurilor extracelulare și că diferite tehnici pot adăuga informații complementare.

Nu s-au observat efecte dependente de vârstă asupra T80 după amfetamină, ceea ce indică faptul că amfetamina exercită efecte similare asupra absorbției dopaminei la toate vârstele. Acest lucru este susținut din nou de rezultatele obținute de la Stamford (1989), care nu prezintă diferențe în gradul de blocare a absorbției după nomifensină între grupurile de vârstă. Există, de asemenea, studii care sugerează că diferențele legate de vârstă în structura și funcția transportatorului de dopamină sunt legate de site-ul de legare a cocainei de pe transportor, dar nu de locul de legare a amfetaminei [22] care ar putea indica faptul că efectele dependente de vârstă ale amfetaminei asupra absorbției nu există. Cu toate acestea, a existat o tendință spre o interacțiune între timp, vârstă și tratament, sugerând că ei au răspuns diferit în timp în funcție de vârstă la amfetamină. Studiile ulterioare care investighează absorbția prin aplicarea dopaminei exogene ar putea, de asemenea, ajuta la separarea absorbției dependente de amplitudine de funcția transporter [41]-[43]. Studiile la șobolanii treaz ar fi de asemenea importante, deoarece studiul actual a fost efectuat la animalele anestezite. Anestezia utilizată a fost tiobutabarbitalul barbituric (Inactin), un modulator pozitiv alosteric al receptorilor acidului gama-aminobutiric (GABA), care produce o anestezie prelungită și stabilă la șobolani [44]. GABA poate avea efecte diferite în funcție de vârstă și de istoricul băuturilor alcoolice [45] și, prin urmare, anestezia poate interacționa cu vârsta sau tratamentul și produce efecte confuze. Cu toate acestea, sa demonstrat că pentobarbitalul, un alt barbiturat, are un efect redus asupra nivelurilor de dopamină în striatum [46]. Mai mult, în studiul actual, eliberarea a fost indusă prin utilizarea clorurii de potasiu și nu sa bazat pe evenimente spontane, care ar trebui să diminueze importanța tonului GABAergic asupra eliberării. În ceea ce privește absorbția dopaminei, există rapoarte că barbituricele pot afecta în mod specific absorbția dopaminei [47], dar dacă este posibil să existe o interacțiune cu vârsta sau tratamentul este neclar.

Consumul voluntar de alcool adolescent

Consumul voluntar de adolescenți pe alcool timp de șase săptămâni a avut ca rezultat amplitudini de referință mai scăzute în comparație cu controlul consumului de apă. Amplitudinile au fost similare cu cele observate la șobolanii adolescenți timpurii. Deoarece efectele au fost observate în amplitudini și nu în timpul de absorbție, este posibil ca alcoolul să afecteze factorii care controlează grupul eliberabil de dopamină, mai degrabă decât transportorul de dopamină, și există date care sprijină absorbția neafectată după alcoolul adolescent [14]. Există, de asemenea, date privind microdializa care arată niveluri extracelulare crescute de dopamină după expunerea adolescentului la injecții intraperitoneale de alcool [14], [27], [48], iar acest lucru este oarecum contradictoriu cu constatările actuale ale dopaminei eliberabile scăzute. Așa cum am menționat mai devreme, creșterea ratelor de ardere poate fi o modalitate de reconciliere a datelor de microdializă cu datele actuale, dar nu există studii care să susțină acest lucru. În plus, există studii care arată că modul de expunere la alcool, adică voluntar sau forțat, poate avea efecte diferite asupra neurobiologiei [49].

Când au fost tratați cu amfetamină, nu au existat diferențe semnificative între grupurile de alcool și apă de băut în amplitudine sau T80. Cu toate acestea, a existat o tendință spre un efect asupra amplitudinilor, datorită creșterii afișate de grupul de băuturi alcoolice. Există, de asemenea, mai multe variații în răspunsul la amfetamină din grupul de băuturi alcoolice, care ar putea fi datorat unei variații în consumul de alcool, deși această variație nu este corelată cu răspunsul (datele nu sunt prezentate). Acest lucru indică, de asemenea, o limitare cu acest studiu, și anume că nivelurile de alcool din sânge nu au fost măsurate. Studiul sa bazat pe accesul neperturbat pentru 24 h și pentru măsurarea nivelului de alcool din sânge, accesul ar fi trebuit să fie limitat, iar stresul implicat în prelevarea de probe de sânge ar fi riscat să perturbe modelele de admisie a animalelor. Astfel, corelațiile dintre răspuns și nivelurile individuale de alcool din sânge nu pot fi excluse. Cu toate acestea, datele de admisie prezentate în acest studiu sunt similare cu alte studii, care arată efectele neurobiologice ale alcoolului, utilizând șobolani Wistar la vârste similare sau paradigme de admisie[50]-[52]. Acest lucru sugerează că nu numai indivizii predispuși la aportul ridicat, dar și alcoolii modesti dintr-o secțiune transversală a unei populații generale, riscă să schimbe neurobiologia după consumul voluntar de alcool adolescent.

Nu există diferențe în ceea ce privește timpul de absorbție după amfetamină, care sugerează că alcoolul adolescent nu are niciun efect asupra funcției transportatorului de dopamină ca răspuns la amfetamină, dar ar beneficia și de investigarea prin aplicarea dopaminei exogene [41]-[43].

Mai mult, au fost făcute două observații interesante. În primul rând, amplitudinile de referință după consumul de alcool sunt similare cu cele observate la animale la începutul perioadei de consum alcool, și anume PND 28. În al doilea rând, mărimea creșterii amplitudinilor după amfetamină în cazul animalelor care consumă alcool este similară cu șobolanii adolescenți târziu, adică PND 42. Dacă aceste constatări se referă la dezvoltarea modificată a bazinului detașabil și la depozitul de dopamină din neuroni, rămâne să fie elucidat. Studiul actual nu a inclus un grup de șobolani adulți care consumă alcool, astfel încât nu se pot trage concluzii cu privire la posibilitatea efectelor specifice vârstei. Cu toate acestea, indicațiile privind efectele specifice vârstei pot fi găsite în discrepanțele dintre studiile efectuate la șobolani expuși la consumul de alcool adolescenți care arată o absorbție a dopaminei neafectată [14] și studiile la șobolani și maimuțe expuși la alcool adulți care arată o absorbție crescută, dar nu au efecte asupra revărsării dopaminei evocate [53], [54]. Pentru studiile viitoare, ar fi, prin urmare, de mare interes investigarea expunerii la alcool și a mecanismelor care stau la baza efectului său în diferite vârste. Investigațiile suplimentare privind factorii cum ar fi tirozină hidroxilază, densitatea și funcția receptorului dopaminic și transportorul vezicular de monoamină ar putea contribui la aruncarea unei lumini asupra posibilelor efecte asupra alcoolului asupra vârstei specifice piscinei detașabile și a depozitului de dopamină. Din cunoștințele noastre, acești factori nu au fost investigați după alcoolul adolescent.

Concluzie

Datele arată o creștere treptată a fluxului de dopamină evocat cu vârsta, susținând studii anterioare care sugerează că piscina de dopamină eliberabilă crește odată cu vârsta. Dimpotrivă, scăderea treptată a debitului evocat cu vârsta a fost observată ca răspuns la amfetamină, susținând un depozit proporțional mai mare de dopamină la animalele mai tinere, făcându-le potențial mai sensibile la medicamente care eliberează dopamină. Adolescentele consumul de alcool au dus la o scădere a consumului de alcool mai scăzut decât în ​​cazul administrării de alcool, ceea ce indică faptul că alcoolul afectează cantitatea de dopamină eliberabilă și acest lucru poate avea implicații pentru vulnerabilitatea la dependență și alte diagnostice psihiatrice care implică sistemul dopaminic în striatul dorsal.

recunoasteri

Autorii doresc să le mulțumească dnei Marita Berg pentru asistență tehnică și Dr. Martin Lundblad pentru discuții metodologice.

Contribuțiile autorului

Concepute și proiectate experimentele: SP IN. Efectuate experimentele: SP. Analiza datelor: SP IN. Scrierea hârtiei: SP.