Neuroplasia endogenă indusă de opioide a neuronilor dopaminergici din zona tegmentală ventrală influențează recompensa naturală și opioidă (2014)

COMENTARII: Studii DeltaFosB adesea cităm pe toți cei axați pe nucleul accumbens (centru de recompensare) și a constatat că sexul împiedică cam aceleași mecanisme ale creierului ca metanfetamina și cocaina. Din studiul de referință realizat de același cercetător (Legea privind recompensele naturale și medicamentele privind mecanismele de plasticitate neuronală comune cu ΔFosB ca mediator cheie (2013)):

Astfel, recompensele naturale și medicamentele nu numai că converg pe aceeași cale neuronală, ci converg către aceiași mediatori moleculari și probabil în aceiași neuroni din nucleul Accumbens, pentru a influența starea de stimulare și „dorința” ambelor tipuri de recompense.

Luați-o: meta, cocaină și sex, toate fac aceleași lucruri fundamentale cu aceleași celule nervoase din centrul de recompense (nucleul accumbens), indiferent ce pot face diferit în altă parte a creierului. Acest lucru a demonstrat punctul obișnuit de vorbire că recompensele naturale și medicamentele diferă în mecanisme și efecte.

Acest nou studiu a examinat ce face sexul cu VTA. VTA este locul în care încep celulele nervoase producătoare de dopamină - și se ramifică către nucleul accumbens, cortexul frontal și amigdala. Practic, VTA este sursa (izvorul) majorității dopaminei noastre. Vedeți aceste 2 imagini ale circuitului de recompensă: Pic1, Pic2

Cercetătorii au descoperit că sexul (punctul culminant) determină scăderea temporară a organismelor celulare din VTA (la bărbați). Corpurile celulare și dendritele lor cuprinde materia cenușie a creierului. Acesta este exact ceea ce face dependenta de heroina la VTA (nu o utilizare unica a heroinei, ci folosirea cronica a heroinei). Rețineți că aceeași contracție a corpurilor celulare VTA apare în dependența de heroină umană.

Contracția celulară indusă de sex durează cel puțin 7 zile. Modificările induse de sex au revenit la normal la 30 zile, dar cercetătorii au evaluat numai zilele 1, 7 și 30.

Micșorarea corpurilor celulare în dependența de heroină duce la scăderea dopaminei în nucleul accumbens - sau ceea ce numim desensibilizarea. Cercetătorii au administrat morfină șobolanilor pentru a evalua răspunsul lor (după sex), dar nu s-a întâmplat nimic. De obicei, șobolanilor le place morfina mult, dar aici au fost temporar desensibilizați. Pe scurt, circuitul de recompensare a șobolanilor post-ejaculatori nu a reacționat la nivelul scăzut de heroină. Cercetătorii au presupus că ar fi necesare doze mai mari pentru a provoca o reacție „normală” a șobolanilor.

Pentru a rezuma - Sexul (temporar) face exact același lucru în VTA ca și dependența de heroină: micșorarea corpurilor celulelor nervoase care produc dopamina. Acest lucru duce la scăderea dopaminei în centrul de recompensă și la o reacție mai redusă la narcotice - și durează cel puțin 7 zile până când creierul șobolanilor se recuperează.

 

J Neurosci. 2014 Jun 25;34(26):8825-36. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.0133-14.2014.

pitchers KK1, Coppens CM2, Beloate LN3, Fuller J2, Van S2, Frohmader KS2, Laviolette SR2, Lehman MN4, Coolen LM5.

Abstract

Recompensa naturală și medicamentele de abuz converg pe calea mezolimbică și activează mecanismul comun al plasticității neuronale în nucleul accumbens. Expunerea cronică la opiacee induce plasticitatea în neuronii dopaminergici din zona tegmentală ventrală (VTA), care reglementează toleranța la recompensa morfină.

Aici, testăm ipotezele că eliberarea indusă de împerechere a opioidelor endogene în VTA provoacă modificări morfologice ale celulelor dopaminei VTA la șobolanii masculi, care reglează în schimb expresia pe termen lung a întăririi induse de experiență a comportamentului sexual.

În primul rând, experiența sexuală a scăzut dimensiunea VTA de dopamină VMA 1 și 7 zile, dar nu 30 zile după ultima ședință de împerechere. Acest efect a fost blocat cu naloxonă înainte de fiecare sesiune de împerechere; astfel, plasticitatea celulară a dopaminei VTA a fost dependentă de acțiunea opioidelor endogene.

La rândul său, plasticitatea VTA a fost asociată cu o recompensă de opiacee modificată, deoarece bărbații experimentați sexual nu au constituit preferința locului condiționat pentru 0.5 mg / kg morfină.

Apoi, sa determinat dacă acțiunea endogenă a opioidului mediază recompensa sexuală și memoria la șobolanii masculi tratați cu naloxonă în timpul experienței de împerechere, fie sistemic, fie intra-VTA. Naloxona nu a împiedicat facilitarea comportamentului sexual indus de experiența inițială în timpul sesiunilor de împerechere repetate sau preferința locului condiționat pentru împerechere. Cu toate acestea, tratamentul cu naloxonă a atenuat expresia pe termen lung a facilitării induse de experiență a comportamentului sexual și a activării neuronale în zone mezolimbice induse de indicii condiționate asociate împerecherii.

Împreună, aceste date demonstrează că opioidele endogene în timpul împerecherii induc plasticitatea neuronală în neuronii dopaminei VTA care apar critic pentru recompensa morfinei și memoria pe termen lung pentru comportamentul natural de recompensă.

 

Introducere

Comportamentele de recompensare naturală sunt mediate de sistemul mezocorticolimbic (Meisel și Mullins, 2006; Hoebel și colab., 2009; Frohmader și colab., 2010a; Pitchers și colab., 2010a; Young și colab., 2011; Blum și colab., 2012). Drogurile de abuz provoacă alterarea neuronală a acestui sistem, care, la rândul său, contribuie la dezvoltarea și exprimarea abuzului de substanțe (Hyman și colab., 2006; Nestler, 2012). Am stabilit anterior că experiența cu comportament natural de recompensare, adică experiența sexuală la șobolanii masculi, cauzează de asemenea plasticitate neuronală în nucleul accumbens (NAc), incluzând spinii dendritici crescuți (Pitchers și colab., 2010a) și deltaFosB (Pitchers și colab., 2013). La rândul său, această plasticitate indusă de sex este critică pentru efectele experienței sexuale asupra împerecherii ulterioare, manifestată ca facilitarea inițierii și a performanței comportamentului sexual (Pitchers și colab., 2010b, 2012, 2013). Mai mult, experiența sexuală alterează reacția la psihostimulante, incluzând sensibilizarea activității locomotorii și recompensa sporită (Frohmader și colab., 2010a; Pitchers și colab., 2010a, 2013).

NAc este o țintă în aval a neuronilor dopaminergici din zona tegmentală ventrală (VTA). Neuronii dopaminei VTA sunt activi în timpul împerecherii și după expunerea la indicii condiționați predictivi ai recompensei sexuale (Balfour și colab., 2004; Frohmader și colab., 2010a), prin intermediul peptidei opioide endogene (EOP) care leagă receptorii m-opioizi (MOR; Matthews și germană, 1984; Johnson și Nord, 1992; Klitenick și colab., 1992; Ikemoto și colab., 1997; Balfour și colab., 2004). Prin urmare, expunerea la indiciile condiționate de predicție a comportamentului sexual determină eliberarea EOP și VTA activarea celulelor dopamice, ceea ce facilitează motivația sexuală (Mitchell și Stewart, 1990; van Furth și colab., 1995; van Furth și van Ree, 1996) și eliberarea dopaminei în NAc (Fiorino și colab., 1997).

Expunerea repetată la opiaceele exogene determină modificări morfologice în VTA (Mazei-Robison și colab., 2011; Mazei-Robison și Nestler, 2012), mărimea soma redusă a neuronilor dopaminergici VTA (Sklair-Tavron și colab., 1996; Spiga și colab., 2003; Chu și colab., 2007; Russo și colab., 2007; Mazei-Robison și colab., 2011), scăderea nivelurilor de proteine ​​neurofilament (Beitner-Johnson și colab., 1992), creșterea excitabilității celulelor dopaminice și reducerea transportului axoplazmic și a dopaminei la NAc (Beitner-Johnson și colab., 1992; Mazei-Robison și colab., 2011). Aceste modificări ale neuronului dopaminei VTA provoacă toleranță la recompensa morfină și sunt tranzitorii, deoarece disipă în decurs de o lună de abstinență a medicamentului (Russo și colab., 2007). În prezent, nu este clar dacă plasticitatea în neuronii dopaminei VTA este unică pentru acțiunile opiaceelor ​​sau dacă acestea sunt, de asemenea, produse de eliberarea EOP în timpul comportamentelor naturale recompensatoare.

Aici testam ipoteza ca experienta naturala a recompenselor provoaca neuroplasticitate similara celei cauzate de opiacee si, astfel, ca opiaceele converg pe un mecanism de plasticitate care este esential pentru comportamentul natural al recompensarii si pentru memoria recompensa. Testează dacă experiența sexuală la șobolanii masculi reduce dimensiunea soma a neuronilor dopaminergici VTA printr-un proces dependent de acțiunea EOP în VTA. Mai mult, investigăm dacă modificările induse de EOP în neuronii dopaminei VTA sunt asociate cu întărirea comportamentului natural de recompensare și atribuirea caracterului stimulativ la indiciile asociate cu recompensa naturală, provocând în același timp toleranță încrucișată la răsplata morfinei.

Materiale și metode

animale

S-au obținut șobolani masculi Sprague-Dawley adulți (200-225 g) de la Charles River și găzduiți în perechi în camere luminate artificial pe un ciclu 12 h lumină / întuneric în toate experimentele (luminile de la 10: 00 AM, cu excepția experimentului de toleranță la morfină , luminează off la 5: 00 PM). Au fost disponibile alimente și apă ad libitum cu excepția testelor comportamentale. Femelele de stimulare au fost ovariectomizate și implantate subcutanat cu capsule 5% 17-β-estradiol benzoat SILASTIC (diametru interior 1.98 mm, lungime 0.5 cm, Dow-Corning). Injectările de progesteron (subcutanat, 500 μg în 0.1 ml de ulei de susan) au fost administrate 3-6 h înainte de a fi testate pentru a induce receptivitatea sexuală. Toate procedurile au fost aprobate de comitetele de îngrijire a animalelor din cadrul Universității din Western Ontario și de la Universitatea din Michigan și au fost conforme cu recomandările Consiliului canadian privind îngrijirea animalelor și orientările privind instituțiile naționale de sănătate care implică cercetări în animale vertebrate.

Cursul de timp al schimbărilor mărimii dimensiunilor dopaminei soma

Sesiuni zilnice de împerechere.

Pentru a studia durata de timp a modificărilor în mărimea neuronului soma al dopaminei în VTA, animalele cu experiență sexuală și naive au fost ucise la 1, 7 sau 31 d (n = 5-8 pe grup) după ultima zi de împerechere (cu experiență) sau de manipulare (naivă). Grupurile cu experiență sexuală au fost potrivite pentru comportamentul sexual în timpul sesiunii de împerechere finală, precum și cu numărul total de ejaculări în timpul celor cinci sesiuni (media 5 pentru fiecare grup) și nu diferă în nici un parametru al comportamentului sexual.

Sesiuni de împerechere.

Bărbații naivi sexuali au fost repartizați în oricare dintre cele două condiții experimentale: naiv sexual sau experimentat sexual. La animalele cu experiență sexuală li s-a permis să se îmbineze de cinci ori în zile consecutive cu femele receptive în cuști dreptunghiulare (60 × 45 × 50 cm) până la afișarea ejaculării sau până la 1 h (oricare ar fi fost prima dată). Cuștile au fost curățate cu soluție 70% etanol și au fost adăugate așternuturi proaspete între sesiuni de împerechere. Comportamentul sexual a fost efectuat în faza întunecată (2-6 h după debutul întunericului). Numai animalele care au ejaculat în cel puțin patru din cele cinci sesiuni de împerechere au fost considerate experimentate sexual și incluse în experimente. Toate sesiunile de împerechere au fost observate și comportamentul sexual a fost înregistrat. Numarul de intromisiuni (M) de montare (M), latenta de montare (ML, timpul de la introducerea femelei la prima mount), latenta intromisie (IL, timpul de la introducerea femelei la prima intromisa) si latenta ejacularii; timp de la prima intromisie la ejaculare) au fost înregistrate (Agmo, 1997). Animalele naive au fost plasate într-o cușcă de testare curată pentru 1 h simultan cu bărbați cu experiență sexuală în aceeași cameră, astfel încât aceștia au fost expuși la mirosuri feminine îndepărtate și nivele similare de perturbare și noutate de mediu ca și bărbații experimentați.

Etichetarea cu imunofluorescență.

Animalele au fost profund anestezite folosind pentobarbital de sodiu (270 mg / kg, ip) și perfuzate intracardial cu 50 ml de soluție salină 0.9%, urmată de 500 ml de paraformaldehidă 4% în tampon fosfat de sodiu 0.1 m (PB). Creierele au fost îndepărtate și postfixate pentru 1 h la temperatura camerei (RT) în același agent de fixare și apoi au fost scufundate în 20% zaharoză și 0.01% azidă de sodiu în 0.1 m PB pentru depozitare la 4 ° C. Secțiunile coronare au fost tăiate la 35 μm pe un microtom de congelare (H400R, Microm) și au fost colectate în patru serii paralele în soluție de crioprotector (30% zaharoză, 30% etilenglicol în 0.1 m PB) și apoi depozitate la 20 ° C. Toate incubările s-au efectuat la RT cu agitare blândă și spălări mari cu 0.1 m PBS, pH 7.35, între incubări. Secțiunile au fost expuse la 1% H2O2 pentru 10 min pentru a distruge peroxidazele endogene, apoi a fost blocat pentru 1 h în soluție de incubare (PBS +: PBS conținând 0.4% Triton X-100; Sigma-Aldrich) și 0.1% albumină serică bovină (Jackson Immuno Research Laboratories). Apoi, secțiunile au fost incubate peste noapte la RT într-un anticorp de tip tirozină hidroxilază (TH) (1: 20 000; Millipore). După incubarea anticorpului primar, secțiunile au fost incubate în anticorp de capră anti-șoarece conjugat cu AlexaFluor 555 (1: 100; Invitrogen, Eugene, OR) pentru 30 min. În cele din urmă, secțiunile au fost spălate cu 0.1 m PB, montate pe tobogane de sticlă Superfrost Plus, uscate și acoperite cu gelvatol conținând agentul anti-decolorare 1,4-diazabiciclo (2,2) octan (DABCO; 50 mg / ml, Sigma-Aldrich; Lennette, 1978).

Analiza datelor: dimensiunea neuronului soma.

Imaginile neuronilor TH-imunoreactivi (IR) din VTA au fost luate la mărirea 40 × la trei trepte până la nivelul caudal (Balfour și colab., 2004). Nu s-au detectat diferențe între celule la diferite niveluri. Dimensiunea soma a neuronilor TH-IR a fost analizată utilizând ImageJ (National Institutes of Health). Aria medie, perimetrul și circularitatea au fost măsurate așa cum este descris în Sklair-Tavron și colab. (1996). A fost analizată o medie de celule 25 pe animal (combinate toate nivelurile 3 VTA) și au fost incluse numai celulele cu un nucleu clar vizibil. Pentru fiecare animal s-au calculat suprafața medie, perimetrul și circularitatea. Pentru analiza statistică a fost utilizată o ANOVA bidirecțională [factori: experiența sexuală (sexul experimentat sau naivitatea sexuală) și timpul (1, 7 sau 31 d)], urmată de post hoc comparații folosind metoda Holm-Sidak cu un nivel de semnificație al 0.05.

VTA modificări non-dopamină

Sesiuni de împerechere pe două săptămâni.

Pentru a testa dacă experiența sexuală în timpul sesiunilor de împerechere zilnică este necesară pentru scăderea mărimii neuronului soma TH-IR, s-au analizat neuronii dopaminei VTA de animale care s-au împerecheat pe parcursul a cinci sesiuni de împerechere biweekly. Ședințele de împerechere au fost descrise mai sus, dar într-o perioadă de săptămâni 2.5. Creierele au fost colectate 7 d după ultima împerechere sau manipulare.

Imunoperoxidaza etichetare.

În plus, a fost testat dacă utilizarea tehnicilor sensibile de colorare cu imunoperoxidază și detectarea cromogenului ar permite, de asemenea, vizualizarea modificărilor dimensiunii soma a TH-IR. Perfuzia și prelucrarea țesuturilor au fost comportate așa cum s-a descris mai sus. După tratamentul cu 1% H2O2 și secțiunile PBS +, au fost incubate peste noapte la RT într-un anticorp policlonal de tip tirozină hidroxilază (TH) (1: 20 000; Millipore). După incubarea primară a anticorpilor, secțiunile au fost incubate cu IgG de capră anti-iepure conjugat cu biotină (1 h, 1: 500 în PBS +; Vector Laboratories), peroxidază de avardă-biotină-hrean (1 h, ABC elită 1: 1 000 în PBS (3,3 min, 10%, DAB, Sigma-Aldrich) îmbunătățită cu sulfat de nichel în (0.02% în 0.02 m PB) cu peroxid de hidrogen (0.1%). Secțiunile au fost spălate temeinic în 0.015 m PB pentru a termina reacția și au fost montate pe slide-uri de sticlă Superfrost plus (Fisher) codate cu gelină 0.1% în ddH2O. După deshidratare, toate diapozitivele au fost acoperite cu dop de fixare DPX (dibutil ftalat xilen, Sigma-Aldrich).

Analiza datelor: dimensiunea neuronului soma.

Celulele TH-IR au fost analizate pentru suprafață, perimetru și circularitate așa cum este descris mai sus. În plus, au fost analizate celulele TH-IR din substantia nigra (SN), în aceleași secțiuni utilizate pentru analiza celulelor TH-IR VTA. În cele din urmă, în urma analizei celulelor VTA și SN TH-IR, secțiunile au fost contracarate utilizând crezil violet și celulele non-TH-IR au fost analizate folosind aceleași metode descrise mai sus. Diferențele dintre grupurile naive și cele cu experiență au fost comparate folosind studenții cu două cozi t teste cu un nivel de semnificație al 0.05.

Efectele naloxonei asupra reducerii mărimii dimensiunii somnului indusă de experiență

Pentru a determina dacă MOR au jucat un rol în schimbările induse de experiența sexuală în dimensiunea soma a neuronilor dopaminergici, MOR au fost blocați în timpul comportamentului sexual. Jumătate dintre animale au câștigat experiență sexuală, în timp ce cealaltă jumătate a fost tratată, dar a rămas naivă sexuală. Animalele cu experiență sexuală au avut permisiunea de a se împerechea în zile consecutive 5. În grupurile cu experiență sexuală și naivă, animalele au fost tratați cu naloxonă antagonistă MOR (10 mg / kg, sc; Sigma-Aldrich, dizolvată în soluție 0.9%) sau cu soluție salină 30 min înainte de introducerea femeii (cu experiență) (naiv); creând astfel patru grupuri experimentale: salină naivă sexuală (Naive Sal), naloxonă naivă sexuală (Naive NLX), salină experimentată sexual (Exp Sal) și naloxonă cu experiență sexuală (Exp NLX; n = 5-8 pe grup). Tratamentul cu naloxonă nu a avut efecte semnificative statistic asupra niciunui parametru al comportamentului sexual, pe oricare dintre grupurile tratate cu 5 d și naloxonă și salină au fost identice în experiența sexuală. Toate animalele au fost ucise prin perfuzie intracardială 7 d după ultima sesiune de împerechere. Separarea, imunohistochimia și analiza datelor (factori ANOVA cu două sensuri: experiență sexuală și tratament medicamentos) pentru mărimea dopaminei soma au fost efectuate așa cum s-a descris mai sus.

Morfina condiționată de preferința locului

Proiectare experimentală.

Anterior, Russo și colab. (2007) a arătat că morfina cronică induce toleranța la recompensa morfină. Deoarece experiența sexuală și morfina cronică determină scăderi similare ale mărimii soma a neuronilor dopaminici în VTA, relevanța funcțională a modificărilor morfologice induse de sex a fost testată pentru recompensa morfină. Animalele cu experiență sexuală și naive au fost împărțite în șase grupuri experimentale diferite (n = 9-13 pe grup) pe baza comportamentului sexual (naiv sau experimentat sexual) și a dozei de morfină (0.5, 5.0 sau 10.0 mg / kg, ip) și au fost testate pentru preferința locului condiționat condiționată de morfină (CPP).

Morfina-CPP.

Condiționarea a avut loc la 1 d după ultima sesiune de împerechere, iar grupurile au fost potrivite pentru performanța sexuală în timpul ultimei sesiuni de împerechere. Paradigma CPP utilizată a constat dintr-o perioadă de pretestare, condiționare și post-testare și sa bazat aparatul Tenk și colab. (2009). Pe scurt, aparatul CPP (MED Associates) consta din trei camere distincte. Între fiecare sesiune, aparatul a fost curățat temeinic cu soluție de etanol 70% pentru a minimiza indicii olfactivi persistenți. Pentru a determina preferințele individuale, a fost efectuată o testare în timpul căreia animalele au primit acces gratuit la întregul aparat timp de 15 minute. Ca grup, animalele nu au prezentat o preferință semnificativă pentru o cameră specifică, dar fiecare animal individual a avut o ușoară preferință inițială. Șobolanii care au prezentat o preferință substanțială pentru una dintre camere (diferență> 200 s între timpul petrecut în fiecare dintre camere; <5% din animale) în timpul testului anterior au fost excluși din studiu. În timpul condiționării, medicamentul a fost asociat fie cu camera inițial preferată, fie cu cea nepreferită folosind o paradigmă imparțială (Tzschentke, 2007) și animalele au fost închise în camere pentru 30 min. Animalele au fost injectate cu soluție salină (ip) dimineața (9: 00 AM la 12: 00 PM) și limitate la camera cu pereche salină (control). În după-amiaza (1: 00-4: 00 PM), animalele au fost injectate cu morfină (ip, 0.5 mg / kg, 5.0 mg / kg sau 10.0 mg / kg, sulfat de morfină dizolvat în soluție salină 0.9, Johnson Matthey) la camera pereche cu morfină. Animalele au fost supuse la două zile de condiționare. A doua zi (3 d după ultima zi de împerechere) a fost efectuat un post-test, identic procedural cu pretestul. Pentru analiza statistică, timpul petrecut în camera pereche cu morfină în timpul testului post-test a fost comparat cu timpul petrecut în camera cu pereche salină în timpul testului post-test pentru bărbații naivi sexuali sau experimentați în cadrul fiecărei doze folosind o pereche t Test. p <0.05 a fost considerat semnificativ statistic. Grupuri de control suplimentare de animale naive sexual și cu experiență au primit ser fiziologic în ambele camere pereche și nepereche pentru a servi drept controale negative. Nu s-au detectat diferențe în timpul petrecut între camere pentru niciun grup.

Efectele naloxonei sistemice asupra facilitării comportamentului sexual indusă de experiență

Proiectare experimentală.

Experiența sexuală are ca rezultat facilitarea comportamentului sexual care este menținută cel puțin pentru luna 1 (Pitchers și colab., 2012). Pentru a analiza efectul blocării MOR asupra facilitării experienței induse de comportamentul sexual, animalele cu experiență sexuală au primit fie naloxonă, fie soluție salină înainte de cele cinci sesiuni de împerechere consecutive (n = 12 fiecare) așa cum este descris mai sus. La o săptămână după ultima sesiune de împerechere, a fost efectuat un test de împerechere finală în timpul căruia toate animalele au fost lăsate să se îmbine până la o ejaculare sau până la 1 h. Nu sa administrat tratament cu naloxonă sau cu soluție salină înainte de împerechere în ziua testului final. Parametrii de împerechere au fost comparați pentru a determina dacă naloxona a afectat fie facilitarea implantei de împerechere prin experiența sexului (ziua 1 față de ziua 5), fie menținerea acestei facilități (ziua 5 vs test) utilizând un ANOVA cu două sensuri [factori: tratament ) și zi (ziua 1, ziua 5 sau test)] și metoda Holm-Sidak pentru post hoc comparații. Pentru toate testele statistice, p <0.05 a fost considerat semnificativ statistic.

Experimente suplimentare de control

Sistemul naloxonă în ziua testului.

Pentru a arăta că un comportament sexual alterat în ziua testului de împerechere finală nu se datorează absenței naloxonei, am administrat fie naloxonă, fie soluție salină în ziua testului de împerechere finală, la animalele care au primit împerechere asociate cu naloxonă în timp ce au obținut experiență sexuală. În mod specific, toate animalele au primit injectare de naloxonă (10 mg / kg, sc) 30 min înainte de împerechere la o ejaculare în timpul zilelor 5 consecutive. În ziua testului 7 d mai târziu, aproximativ jumătate dintre animale au primit o injecție de naloxonă (10 mg / kg, n = 7) sau cu soluție salină (n = 6) 30 min înainte de introducerea unei femei receptive. Comportamentul sexual a fost observat și înregistrat. Parametrii de împerechere au fost comparați pentru a determina dacă naloxona a afectat fie facilitarea implantei de împerechere prin experiența sexului (ziua 1 față de ziua 5), fie menținerea acestei facilități (ziua 5 vs test) utilizând un ANOVA cu două sensuri [factori: tratament ) și zi (ziua 1, ziua 5 sau test)] și metoda Holm-Sidak pentru post hoc comparații. Pentru toate testele statistice, p <5% a fost considerat semnificativ statistic.

Efectele naloxonei asupra expresiei pe termen scurt a comportamentului sexual facilitat.

Efectele tratamentului cu naloxonă (10 mg / kg, sc) în timpul împerecherii au fost testate pe comportamentul sexual ulterior în timpul unei zile de testare finală, care a fost efectuată numai după 1 d după ultima împerechere (soluție salină, n = 5; naloxonă, n = 4).

Pre-tratamentul sistemic cu naloxonă.

Pentru a determina dacă tratamentul repetat al naloxonei singur cauzează afectarea comportamentului sexual 7 d după ultimul tratament, animalele naivă sexuală au primit cinci injecții zilnice naloxonă (10 mg / kg, sc) sau seringă în zile consecutive înainte de un test de împerechere 7 d după naloxona finală sau injecție salină. În această zi de testare finală, animalele nu au primit nici o injecție. Comportamentul sexual a fost observat și înregistrat așa cum este descris mai sus. Parametrii de împerechere au fost comparate între grupurile care utilizează perechea t teste. Pentru toate testele statistice, p <5% a fost considerat semnificativ statistic.

Sistemul naloxonă și recompensa sexuală.

O posibilitate pentru efectele atenuante ale naloxonei pe afișarea menținerii comportamentului sexual facilitat este aceea că naloxona blochează efectele satisfăcătoare ale comportamentului sexual. Pentru a testa această posibilitate, paradigma CPP a fost realizată pentru un comportament sexual imediat după naloxonă sau injecție salină la bărbați fără experiență sexuală anterioară. Procedura CPP a fost similară cu cea descrisă mai sus pentru CPP morfină, inclusiv pretest, zile de condiționare și post-test.

Comportamentul sexual a fost asociat cu camera inițial neimplicată. În mod contrabalansat, fiecare animal a primit o injecție de naloxonă (n = 12) sau cu soluție salină (n = 11) 30 min înainte de a primi acces la o femeie receptivă. Durata medie a sesiunii de împerechere a fost de ~ 13 min. Un minut după ejaculare, animalul a fost plasat în camera pereche pentru 30 min. În cealaltă zi de condiționare, animalele au primit o injecție de naloxonă sau de soluție salină (oricare ar fi primit înainte de împerechere) și au fost plasate în camera neparat pentru 30 min. Apoi, sa efectuat un test post-test, identic cu pretestul. Pentru a determina preferința camerei, a fost comparat timpul petrecut în camera pereche în timpul pretestului și post-test. Pentru analiza statistică, asociate t au fost utilizate teste pentru compararea scorurilor de preferință și diferență și a timpului în camera pereche în timpul testului pretest și post-test pentru a determina dacă a fost format un CPP semnificativ pentru comportamentul sexual. p <0.05 a fost considerat semnificativ.

Efectele naloxonei intra-VTA asupra facilitării comportamentului sexual indusă de experiență

Proiectare experimentală.

Pentru a determina dacă acțiunea EOP specifică în VTA a fost responsabilă de efectele modificărilor induse de experiența sexuală asupra comportamentului sexual, animalele au suferit o perfuzie locală de naloxonă sau soluție salină în VTA înainte de cinci sesiuni de împerechere zilnice. Comportamentul paradigmatic a fost similar cu experimentul sistemic naloxonă. La animalele cu experiență sexuală li sa permis să se îmbine în timpul zilelor 5 consecutive până la o ejaculare sau până la 1 h. Cincisprezece minute înainte de introducerea femelei receptive, șobolanii masculi au primit infuzii bilaterale de naloxonă (10 μg / μl pe emisferă, volum 0.5 μl, dizolvat în soluție salină 0.9%) sau soluție salină (0.5 μl pe emisferă). Microinjecțiile bilaterale au fost administrate la un debit de 0.5 μl / min pe un interval minus 1 urmat de un minut suplimentar 1 min cu canula de injecție rămasă în loc pentru difuzie. Canula de injectare a fost apoi înlocuită cu canulă falsă și capac de praf. La o săptămână după ultima zi de împerechere (ziua testului), toate animalele se cuplează încă o dată la ejaculare fără o perfuzie cu naloxonă sau cu soluție salină. Figura 3A schițează designul experimental. Analiza datelor a fost realizată așa cum este descris în experimentul sistemic de naloxonă.

Chirurgie cannulară.

Șobolanii masculi au fost anesteziați cu o injecție intraperitoneală (0.1 ml / kg) de ketamină (0.87 mg / ml) și xilazină (0.13 mg / ml) și plasate într-un aparat stereotaxic (Kopf Instruments). Bilete de ghidaj 21 cu ghidaj (Plastics One) au fost coborâte prin găuri mici în craniu în creier spre VTA la -4.8 mm AP, ± 0.75 mm ML de la bregma și -7.8 mm DV din partea superioară a craniului conform Paxinos și Watson (2013). Canulele au fost fixate cu acrilice dentare care au aderat la trei șuruburi care au fost introduse în craniu. Animalele au primit o perioadă de recuperare săptămâna 2 și au fost tratate zilnic pentru a se adapta procedurilor de manipulare și injecție utilizate în timpul testelor comportamentale.

Verificarea plasării canulei.

Plasarea canulelor a fost examinată folosind imunostainizarea TH pentru a confirma că VTA a fost vizată cu precizie. Numai animalele cu destinații de plasare corespunzătoare au fost incluse în analize (dimensiunile grupurilor finale: soluție salină experimentată n = 8; cu naloxonă experimentată n = 6). Trei animale suplimentare care au primit injectări intra-VTA naloxonă direcționate în afara VTA au fost grupate împreună într-un grup de injecție "ratat". Grupul pierdut a fost analizat separat pentru a servi drept control anatomic și pentru Mann-Whitney U testul a fost utilizat pentru a compara comportamentul în ziua testului final cu bărbații experimentați naloxonă și cei tratați cu soluție salină.

Împreună cu expresia pERK indusă de indicele contextual asociat împerecherii

Proiectare experimentală.

Expunerea la cusca în care masculii a dobândit experiența de împerechere a fost dovedită a provoca activarea MOR în VTA și activitatea neuronală în VTA și NAc (Balfour și colab., 2004). Prin urmare, mediul de împerechere servește ca predicție condiționată pentru recompensa sexuală. Studiul actual a testat dacă activarea MOR în timpul experienței sexuale este necesară pentru activarea neurală determinată ulterior de condiția determinată. Naloxonă sau soluție salină a fost administrată sistemic (ip) 30 min înainte de plasarea în arena de împerechere și introducerea unei femei receptive pentru împerechere (cu experiență) sau înainte de manipularea controlului care a constat în plasarea în cuștile de manipulare fără prezentarea femelei mediu, naiv). Astfel, au fost create patru grupuri experimentale: Naive Sal, Naive NLX, Exp Sal ​​și Exp NLX. La o săptămână după ședința de împerechere finală, jumătate din animalele din fiecare grup au fost expuse la cuștile de îmbarcare (Exp Male: legături condiționate legate de sex) sau în cuștile de manipulare (bărbați naivi: indicii nesemnificativi / neutri), în timp ce cealaltă jumătate nu era expusă orice indicii și, în schimb, a rămas în cuștile de origine (pentru a determina expresia de bază a expresiei pERK). Această paradigmă experimentală a produs grupuri 8: Naive Sal-No Cue, Naive Sal + Cue, Naive NLX-No Cue, Naive NLX + Cue, Exp Sal-Nu Cue, Exp Sal ​​+ Cue, Exp NLX-Nu Cue, Exp NLX + Cue (n = 4 fiecare cu excepția Naive NLX-No Cue, n = 3). Animalele au fost perfuzate cu 10-15 min după expunerea la tac. Animalele de control au fost îndepărtate din cuștile lor și au fost perfuzate simultan.

Imunohistochimie.

Separarea și imunohistochimia au fost efectuate așa cum s-a descris mai sus. Aici am folosit un anticorp policlonal de iepure împotriva kinazelor p42 și p44 MAP ERK1 și ERK2 (pERK; 1: 4 000; Cell Signaling Technology). Anticorpul primar a fost caracterizat pe larg în literatură (Roux și Blenis, 2004; Murphy și Blenis, 2006; Frohmader și colab., 2010b). Mai mult decât atât, omisiunea anticorpului primar a împiedicat orice imunoreactivitate și analiza Western blot a țesutului cerebral de șobolan a dezvăluit două benzi la greutățile moleculare corespunzătoare.

Analiza datelor.

Celulele pERK-imunoreactive (-IR) au fost numărate într-un număr de regiuni ale creierului folosind un tub de desen tehnic lucid, atașat la o Leica Microscop DMRD: NAc [miez (C) și coajă (S); 400 × 600 μm; cortexul prefrontal medial; mPFC; zona cingulară anterioară (ACA); cortexul prelimbic (PL); cortexul infralimbic (IL); 600 × 800 μm fiecare], caudate-putamen (CP; 800 × 800 μm) și amigdala bazolaterală (BLA; 900 × 1200 μm; Balfour și colab., 2004; Frohmader și colab., 2010b; Pitchers și colab., 2010b). Două secțiuni au fost numărate pe regiunea creierului și numărul de celule din zonele standard de analiză a fost apoi calculat ca număr de celule pe mm2. Cele două numere au fost medii pe animal pentru calcularea mijloacelor grupului. Valorile medii ale grupurilor din cadrul grupurilor cu experiență sexuală sau naivă au fost comparate utilizând ANOVA cu două sensuri [factori: tratament medicamentos (NLX sau Sal) și tac (tac sau nu), urmată de post hoc comparații folosind testele sumelor Holm-Sidak sau Mann-Whitney, dacă este cazul, cu un nivel de semnificație de p <0.05. În carcasa NAc a animalelor cu experiență sexuală, a existat o tendință puternică spre semnificația factorilor și, astfel, s-au efectuat comparații perechi pentru a compara numai grupurile saline (Sal-No Cue) și saline cue (Sal + Cue).

Imagini.

Imaginile digitale au fost capturate folosind o cameră CCD (Macrofire, Optronics) atașată la o cameră Leica microscop (DM5000B) cu setări fixe ale camerei. Imaginile au fost importate în software-ul Adobe Photoshop 9.0. Imaginile nu au fost modificate în nici un fel, cu excepția reglării luminozității și contrastului.

REZULTATE

Schimbările induse de experiența sexului în celulele dopaminei VTA

Experiența sexuală a determinat o scădere a mărimii VTA a dopaminei soma (Fig. 1A-C). Experiența sexuală a redus semnificativ suprafața și perimetrul soma celulelor VTA TH-IR (suprafață: F(1,31) = 23.068, p <0.001; perimetru, F(1,31) = 18.225, p <0.001). A existat, de asemenea, un efect semnificativ principal al timpului (zona: F(2,31) = 6.377, p = 0.005; perimetru, F(2,31) = 4.389, p = 0.021) și o interacțiune semnificativă între experiență și timp (zona: F(2,31) = 5.284, p = 0.011; perimetru, F(2,31) = 4.347, p = 0.022). Comparațiile comparative au arătat că suprafața și perimetrul celulelor TH-IR au redus semnificativ 1 și 7 d după ultima zi de comportament sexual la animale cu experiență sexuală comparativ cu controalele naive sexual [Fig. 1B, zona: p = 0.002 (1d), p <0.001 (7 zile); C, perimetru: p = 0.009 (1d), p <0.001 (7 zile)]. Efectul comportamentului sexual s-a risipit atunci când a fost urmat de perioada de abstinență a recompensei, deoarece dimensiunea soma a neuronilor TH-IR a revenit la valoarea inițială 31 d după ultima sesiune de împerechere (Fig. 1B, zona: p = 0.798; C, perimetru: p = 0.785). Anomaliile induse de experiența sexuală nu au fost detectate în circularitate în niciunul dintre momentele de timp (Fig. 1D). Reducerea mărimii dimensiunilor dopaminei soma nu a fost dependentă de sesiunile zilnice de împerechere, deoarece experiența de împerechere pe parcursul a cinci sesiuni de împerechere de două săptămâni a produs, de asemenea, o dimensiune redusă a VTA de dopamină (Fig. 2A,B, E-H, zona: p = 0.004; perimetru: p <0.001). În contrast, experiența sexuală nu a afectat dimensiunea soma TH-IR în substanța neagră (Fig. 2C, I-J, zona: p = 0.13; perimetru: p = 0.16) și nici dimensiunea soma modificată în neuronii VTA ne-TH-IR din apropiere (Fig. 2D, E-H, zona: p = 0.46; perimetru: p = 0.45).

Figura 1. 

Schimbările dimensiunii soma induse de opioide endogene ale neuronilor dopaminei VTA. AImagini reprezentative ale neuronilor dopaminergici VTA de la animale naivă și experimentate sexual, care arată reducerea dimensiunii soma 7 d după sesiunea de împerechere finală. Scala barei, 5 μm. Date cantitative care arată că experiența sexuală (Exp, bare negre) a cauzat o reducere semnificativă a ariei (B; în μm2) și perimetrul (C; în μm) de celule de dopamină VTA, 1 d (Naive, Exp; n = 6) și 7 d (Naive, n = 5; Exp, n = 6), dar nu 31 d (Naive, n = 6; Exp, n = 8) după împerecherea finală, comparativ cu controalele naive sexual (barele naive, alb). Zona a fost redusă la 84% la bărbații cu experiență comparativ cu controalele naive la 1 sau 7 d. Perimetrul a fost redus la 91.6 și 90% în grupurile experimentate comparativ cu controlul la 1 și 7 d resp. Nu a existat niciun efect asupra circularității (D). Această plasticitate a celulelor dopamină în zonă (E) și perimetrul (F) a fost prevenită de naloxonă (NLX, n = 8), dar nu și soluție salină (Sal, n = 7) în cursul împerecherii, 7 d după încheierea ședinței finale în comparație cu controlul naiv sexual (Sal, n = 5; NLX, n = 6). Datele reprezintă media ± SEM; * indică o diferență semnificativă în comparație cu controalele naive sexual din aceeași zi (B, C) sau în comparație cu martorii naivi tratați cu soluție salină și bărbații experimentați sexual cu naloxonă (E, F).

Figura 2. 

Experiența sexuală nu a redus dimensiunea soma în neuronii dopaminei substantia nigra sau neuronii VTA nondopamine. VTA zona TH-IR neuron soma (A; în μm2) și perimetrul (B; în μm) la animalele naiv (alb) și experimentate (negre) care au câștigat experiență prin împerechere de două ori pe săptămână decât în ​​zile consecutive. Substanța nigră TH-IR zona soma (C) și VTA non-TH-IR zona soma (D) la animalele naiv (alb) și cu experiență (negru) sexual. Datele reprezintă media ± SEM; * indică o diferență semnificativă în comparație cu controalele naive sexual. Imagini reprezentative care prezintă neuronii TH-IR (maro) în VTA de naivi sexuali (E) și cu experiență (F) masculi. G, H, O imagine de mărire mai mare a neuronului indicată de săgeată din E si F respectiv. Neuronii colorați de Nissl sunt afișați în albastru în aceste imagini. Imagini reprezentative care prezintă neuroni TH-IR în SN de naivi sexuali (I) și cu experiență (J) masculi. Scări de bare: E-J, 20 μm.

Experiența sexuală determinată de reducerea dimensiunii soma a neuronilor dopaminergici VTA depinde de activarea receptorului opioid

Reducerea dimensiunii soma a neuronului dopaminei VTA cauzată de experiența sexuală a fost blocată de naloxona antagonistă MOR neselectivă, administrată înainte de fiecare ședință de împerechere. Tratamentul cu naloxonă înainte de sesiunile de împerechere a avut un efect semnificativ asupra zonei (F(1,22) = 4.738, p = 0.041) și au tendința de a avea un efect semnificativ asupra perimetrului (F(1,22) = 2.892, p = 0.052). Sa constatat o interacțiune semnificativă între experiența și tratamentul cu naloxonă pentru zona (F(1,22) = 5.578, p = 0.027) și perimetrul (F(1,22) = 8.167, p = 0.009). Studiile comparative au arătat că experiența sexuală la animalele tratate cu ser fiziologic a redus semnificativ suprafața și perimetrul neuronilor dopaminergici VTA 7 d după ultima ședință de împerechere, comparativ cu bărbații naivi sexual tratați cu soluție salină (Fig. 1E, zona: p = 0.018; F, perimetru: p = 0.007). În contrast, animalele tratate cu naloxonă cu experiență sexuală nu s-au deosebit de bărbații naivi tratați cu naloxonă (Fig. 1E, zona: p = 0.483; F, perimetru: p = 0.330). În plus, mărimea soma a animalelor saline experimentate a fost semnificativ scăzută în comparație cu animalele naloxone experimentate (Fig. 1E, zona: p = 0.002; F, perimetru: p = 0.002). Acest efect al naloxonei a fost specific pentru experiența sexuală, deoarece tratamentul cu naloxonă în monoterapie nu a afectat dimensiunea soma a celulelor TH-IR la bărbații tratați cu naloxonă sexual naiv, comparativ cu martorii tratați cu soluție salină (Fig. 1E,F). Mai mult decât atât, acest efect al naloxonei asupra reducerii mărimii soma induse de experiență nu se datorează efectelor naloxonei asupra comportamentului sexual, deoarece comportamentul de împerechere nu diferă semnificativ între bărbații tratați cu naloxonă și salină, cu excepția unui timp mai îndelungat de inițiere a împerecherii după ejaculare (interval post-ejaculare) la bărbații tratați cu naloxonă în timpul primei și a cincea sesiuni de împerechere (p = 0.03 și p = 0.004, respectiv). Atât bărbații tratați cu ser fiziologic, cât și naloxonă, au copilarit la ejaculare în timpul fiecăreia dintre cele cinci sesiuni de împerechere.

Experiența sexuală indusă de toleranța la recompensa morfină

Efectele experienței sexuale asupra mărimii VTA a dopaminei soma prin acțiunea EOP în VTA sunt similare cu cele raportate pentru opiaceele exogene (Sklair-Tavron și colab., 1996; Russo și colab., 2007). Prin urmare, a fost testat dacă plasticitatea celulelor dopamină VTA indusă de recompensa naturală afectează recompensa morfinei opiacee. Într-adevăr, experiența sexuală a provocat toleranța la recompensa morfină, similară cu efectele opiaceelor ​​cronice (Russo și colab., 2007). La bărbații cu experiență sexuală nu a reușit să dezvolte un CPP pentru doza de morfină 0.5 mg / kg; în timp ce bărbații naivi sexuali au format un CPP pentru această doză, după cum sa arătat prin faptul că au petrecut mai mult timp în camera pereche de morfină comparativ cu camera cu pereți salina în timpul testului post-test (Fig. 3; p = 0.039). Ambele grupuri naivi și experimentați sexual au petrecut o perioadă semnificativ mai mare de timp în camera pereche de morfină comparativ cu camera cu pereți salinați cu doze mai mari de morfină: 5.0 mg / kg (Fig. 3; Naiv: p = 0.029; Exp: p = 0.012) și 10.0 mg / kg (Fig. 3; Naiv: p <0.001; Exp: p = 0.002).

Figura 3. 

Efectele experienței sexuale asupra recompensei morfinei. Timpul petrecut în camerele saline (Sal) sau morfină (Mor; 0.5, 5 sau 10 mg / kg greutate corporală) în timpul post-testului la naivitate sexuală (Naive, n = 10-13) sau cu experiență (Exp, n = 9-13) masculi. Datele prezentate ca medie ± SEM; * indică o diferență semnificativă în comparație cu camera cu perechi saline în cadrul acelorași animale. NS, nu semnificativă.

Experiența sexuală determinată de experiența sexuală a comportamentului de împerechere depinde de activarea receptorului opioid

Constatările până în prezent demonstrează că EOP care acționează în VTA în timpul sesiunilor de coagulare scurte zilnice 5 determină plasticitatea neuronilor dopaminei VTA care este similară cu efectele morfinei cronice sau auto-administrării heroineiRusso și colab., 2007; Mazei-Robison și colab., 2011). Am presupus că reducerea mărimii dimensiunilor de dopamină VTA este esențială pentru învățarea recompenselor și în special pentru facilitarea experienței sexuale a comportamentului sexual în termeni de motivație și performanță. Această ipoteză a fost testată prin blocarea MOR utilizând naloxonă în timpul împerecherii și examinarea efectelor asupra facilitării comportamentului sexual indus de experiența sexuală în timpul celor cinci sesiuni de împerechere zilnice. Datele sunt prezentate în Figura 4 doar pentru prima și a cincea sesiune de împerechere, deoarece acestea sunt cele care ilustrează cel mai bine facilitarea comportamentului de împerechere datorată experienței. Mai mult decât atât, efectele pe termen lung ale tratamentului cu naloxonă în timpul sesiunilor de împerechere sunt testate cu privire la menținerea experienței induse de facilitare a comportamentului împerecherii, în timpul ultimului test de împerechere 1 săptămână mai târziu. Figura 4A arată designul experimental. A existat un efect principal semnificativ al sesiunii de împerechere asupra tuturor parametrilor comportamentului sexual (latență de montare: F(2,55) = 11.286, p <0.001; latență de intromisie: F(2,55) = 8.767, p <0.001; latența ejaculării: F(2,55) = 10.368, p <0.001) și tratament cu naloxonă pe latențe de montat (F(1,55) = 6.585, p = 0.013) și intromisia (F(1,55) = 7.863, p = 0.007). Comparațiile comparative au arătat că tratamentul cu naloxonă a afectat comportamentul sexual în timpul primei sesiuni de împerechere, deoarece animalele de naloxonă au avut o latență semnificativ mai mare la prima instalare (p = 0.002) și intromisia (p = 0.002) comparativ cu controalele saline în prima zi de împerechere. Acest efect naloxone asupra comportamentului sexual inițial a fost micșorat de experiența sexuală și nu a fost observat în timpul niciunei sesiuni de împerechere ulterioare (Tabelul 1). Mai mult decât atât, administrarea de naloxonă înainte de fiecare dintre cele cinci sesiuni de împerechere nu a împiedicat facilitarea inițială a comportamentului sexual cu experiență sexuală. În concordanță cu efectele de întărire a experienței sexuale, bărbații tratați cu soluție salină au prezentat latențe scăzute laFig. 4B; p = 0.032) intromisia (Fig. 4C; p = 0.033) și ejacularea (Fig. 4D; p <0.001) în timpul celei de-a cincea sesiuni de împerechere comparativ cu prima sesiune de împerechere, care a indicat facilitarea comportamentului sexual. În mod similar, bărbații tratați cu naloxonă au afișat latențe semnificativ mai mici de montat (Fig. 4B; p <0.001), intromisie (Fig. 4C; p <0.001) și ejaculare (Fig. 4D; p = 0.017) pe a cincea comparativ cu prima zi. Mai mult, bărbații tratați cu naloxonă nu au fost diferiți de controlul salinei în oricare dintre latențele în timpul celei de-a cincea sesiuni de împerechere.

Figura 4. 

Opioidele endogene joacă un rol critic în facilitarea comportamentului sexual indusă de experiență. A, Proiectare experimentală. B-D, Parametrii de comportament sexual pentru bărbații tratați cu soluție salină (Sal, bare albe, n = 11) sau naloxonă (NLX; bare negre, n = 12) cu administrare sistemică. Datele afișate sunt latența de montare (B; secunde), intromisia (C; secunde) și ejacularea (D; secunde) pe zile 1 și 5 din cinci zile consecutive de împerechere. În plus, datele sunt prezentate pentru testul de împerechere finală, 7 d după a cincea sesiune de împerechere. Datele sunt prezentate ca medie ± SEM; + indică o diferență semnificativă între zilele 1 și 5 în cadrul tratamentului; * indică o diferență semnificativă între ziua testării și ziua 5 în timpul tratamentului; # indică o diferență semnificativă între grupurile de naloxonă și grupurile saline în timpul zilei.

Tabelul 1. 

Administrarea de naloxonă înainte de împerechere a crescut latențele la montare și intromisie numai în prima zi de împerechere

În contrast, tratamentul cu naloxonă în timpul sesiunii de experiență sexuală a afectat menținerea facilității de comportament sexual indusă de experiență în ziua testului de împerechere finală. Ziua de testare a fost efectuată 7 d după sesiunea de împerechere finală în absența unei injecții de naloxonă. Masculii de control tratați cu salină au prezentat facilitarea comportamentului sexual provocată de experiența indusă. În mod specific, latențele la montare, intromisiune și ejaculare nu au fost diferite între a cincea sesiune de împerechere și ziua finală de testare (Fig. 4B-D). În timp ce bărbații tratați cu naloxonă au înregistrat o creștere semnificativă a latențelor la montare (Fig. 4B; p = 0.033), intromisia (Fig. 4C; p = 0.036) și ejacularea (Fig. 4D; p = 0.049) în ziua testului, comparativ cu cea de-a cincea sesiune de împerechere. De asemenea, în ziua testului animalele naloxone s-au dovedit a fi semnificativ mai lent decât bărbații tratați cu soluție salină, așa cum s-a arătat prin latențe mai lungi pentru a se monta (Fig. 4B; p = 0.017) și intromisia (Fig. 4C; p = 0.043). Astfel, tratamentul cu naloxonă a blocat întreținerea, dar nu și dezvoltarea inițială a facilitării comportamentului sexual indusă de experiență. Aceste descoperiri indică un rol critic pentru plasticitatea neuronului dopaminei VTA induse de EOP pe exprimarea pe termen lung a consolidării comportamentului natural de recompensă.

Au fost efectuate mai multe experimente de control suplimentare pentru a determina că efectele blocării receptorilor opioizi asupra pierderii armării pe termen lung a comportamentului sexual au apărut independent de lipsa administrării de naloxonă în ziua testului de împerechere finalăFig. 5A,B), au fost specifice pierderii de întreținere pe termen lung, dar nu pe termen scurt, a facilitării împerecherii (Fig. 5E,F), nu au fost cauzate de expunerea zilnică la administrarea de naloxonă în monoterapie (Fig. 5C,D) și nu au fost cauzate de pierderea recompensei sexuale la bărbații tratați cu naloxonă (Fig. 5G,H). În primul rând, pentru a arăta că un comportament sexual alterat pe testul final de împerechere nu a fost datorat absenței naloxonei, fie naloxonă, fie salină au fost administrate în ziua testului de împerechere finală animalelor care au primit împerechere asociate cu naloxonă în timp ce au obținut experiență sexualăFig. 5A). A existat un efect principal semnificativ al zilei de împerechere la latențe la montare (Fig. 5B; F(2,27) = 30.031, p = 0.038) și intromisia (Tabelul 2; F(2,27) = 10.686, p = 0.048). Nu a existat efectul principal al zilei de împerechere asupra latenței la ejaculare (Tabelul 2; F(2,27) = 2.388, p = 0.109) Similar cu cele descrise mai sus, tratamentul cu naloxonă în timpul împerecherii nu a afectat facilitarea comportamentului sexual în timpul primelor cinci sesiuni de experiență sexuală. Ambele grupe (grupurile tratate cu salină și naloxonă determinate prin tratamentul primit în timpul testului de împerechere finală, ambii au primit naloxonă în timpul împerecherii) au demonstrat un comportament sexual facilitat în ziua 5 comparativ cu ziua 1 și au prezentat latențe semnificativ mai scurte la prima instalareFig. 5B; soluție salină: p = 0.033; naloxonă: p = 0.014) și intromisia (Tabelul 2; soluție salină: p = 0.034; naloxonă: p = 0.026). Animalele care au primit fie naloxonă, fie soluție salină în ziua testului de împerechere finală au avut latențe mai lungi de montat (Fig. 5B; soluție salină: p = 0.018; naloxonă: p = 0.029) și intromisia (Tabelul 2; soluție salină: p = 0.019; naloxonă: p = 0.020) comparativ cu a cincea zi de experiență de împerechere. Prin urmare, administrarea de naloxonă sau soluție salină în ziua testului imediat înainte de împerechere nu a influențat efectul tratamentului cu naloxonă în timpul sesiunilor de experiență sexuală și atenuarea facilitării pe termen lung a comportamentului sexual a fost identică cu cea observată la animalele care nu au primit nici o injecție în ziua testului final de împerechere (Fig. 4).

Figura 5. 

Opioidele endogene sunt importante în exprimarea pe termen lung a facilitării comportamentului sexual indusă de experiență. A, Proiectarea experimentală pentru experimentarea efectului tratamentului NLX în ziua testului. B, Latență de montare în zilele 1 și 5 de cinci zile consecutive de la împerecherea și ziua de test de împerechere finală (Test) după injectarea cu soluție salină (gri) sau naloxonă (negru). Datele reprezintă media ± SEM. * indică o diferență semnificativă între ziua 1 și ziua 5 în cadrul tratamentului. # indică o diferență semnificativă între ziua testului și ziua 5 în cadrul tratamentului. C, Proiectarea experimentală pentru experiment pentru a testa efectul tratamentului pre-tratament cu naloxonă fără experiență sexuală asupra comportamentului de împerechere. D, Latență de montare la ziua testului de împerechere finală, zile 7 după 5 zile de administrare de soluție salină sau naloxonă în absența împerecherii. Datele reprezintă media ± SEM. E, Proiectarea experimentală pentru experiment pentru a testa dacă tratamentul cu naloxonă a afectat expunerea pe termen scurt a comportamentului sexual facilitat la animale experimentate sexual. F, Latență de montare în ziua 1 și zi 5 de cinci zile consecutive de la împerechere și de la încheierea testului de împerechere finală, 1 zi după zi 5 în prezența injecției cu soluție salină (gri) sau naloxonă (negru). Datele reprezintă media ± SEM. * indică o diferență semnificativă între ziua 1 și ziua 5 în cadrul tratamentului. G, Experimentarea experimentală pentru a testa dacă tratamentul cu naloxonă a blocat efectele recompensatoare ale comportamentului sexual. H, Timpul petrecut în cameră pereche împerechere (în secunde) în timpul pretestului (alb) și post-test (negru) pentru animalele care primesc naloxonă sau soluție salină înainte de împerechere. Datele reprezintă media ± SEM; * indică o diferență semnificativă în comparație cu pretestul.

Tabelul 2. 

Datele prezentate sunt latențe la intromisiune și ejaculare (secunde) din experimentele de control efectuate pentru a determina că efectele blocării MOR asupra pierderii armării pe termen lung a comportamentului sexual au apărut independent de lipsa administrării naloxonei în ziua testului de împerechere finală

Pentru a determina dacă tratamentul cu naloxonă a fost asociat cu experiența sexuală și nu a fost repetat la naloxonă per se, care a cauzat afectarea comportamentului sexual 7 d după ultimul tratament, animalele naive sexual au primit fie cinci injecții zilnice de naloxonă sau injecții saline înainte de un test de împerechere finală 7 d mai târziu (Fig. 5C). Nu s-au detectat diferențe semnificative pentru nici un parametru de împerechere între grupurile tratate cu ser fiziologic și cu grupuri pre-tratate cu naloxonă (Fig. 5D; latență la montare; întârzierea intromisiei: soluție salină 139.7 ± 40.3 vs naloxonă 121.83 ± 42.55; eșecul de ejaculare: salin 887.9 ± 70.0 vs naloxonă 1050.8 ± 327.31). Aceste rezultate indică faptul că naloxona în monoterapie nu este suficientă pentru a altera comportamentul sexual ulterior, similar cu lipsa efectelor numai naloxonei asupra plasticității neuronului dopaminei VTA.

Am presupus că tratamentul cu naloxonă în timpul dobândirii experienței sexuale împiedică exprimarea pe termen lung a facilitării comportamentului sexual indusă de experiența sexuală. Pentru a testa acest lucru în continuare, efectele tratamentului cu naloxonă în timpul împerecherii au fost testate pe comportamentul sexual ulterior în timpul unui test de împerechere finală, care a fost efectuat numai după 1 d după ultima împerechere (proiectare experimentală; Fig. 5E). A existat un efect principal semnificativ al zilei de împerechere pe munte (Fig. 5F; F(2,20) = 19.780, p <0.001) și latențe de intromisie (Tabelul 2; F(2,20) = 19.041, p <0.001). Nu a existat un efect principal semnificativ al zilei asupra latenței ejaculării (Tabelul 2; F(2,20) = 3.042, p = 0.070). Similar cu cele descrise mai sus, toți bărbații (în ciuda tratamentelor cu soluție salină sau naloxonă) au arătat facilitarea comportamentului sexual în timpul celor cinci sesiuni de experiență sexuală indicate de latențe semnificativ mai mici pentru a fi montate (Fig. 5F; soluție salină: p = 0.002; naloxonă: p = 0.018) și intromisia (Tabelul 2; soluție salină: p = 0.006; naloxonă: p = 0.009) în ziua 5 în comparație cu ziua 1. În mod similar, comportamentul sexual facilitat a fost demonstrat în ziua testului în comparație cu ziua 1 indicată de latențele semnificativ mai mici pentru a fi montate (Fig. 5F; soluție salină: p = 0.001; naloxonă: p = 0.020) și intromisia (Tabelul 2; soluție salină: p = 0.004; naloxonă: p = 0.009). Mai important, tratamentul cu naloxonă în timpul împerecherii nu a afectat în mod semnificativ experiența sexuală favorizată de comportamentul sexual atunci când a fost testat 1 d după experiența sexuală, independent de tratamentul cu naloxonă în această zi de testare finală.

În cele din urmă, am testat posibilitatea ca efectele atenuante ale naloxonei asupra expresiei pe termen lung a comportamentului sexual facilitat să se datoreze efectului de blocare al naloxonei asupra proprietăților răsplătitoare ale comportamentului sexual. Cu toate acestea, naloxona administrată imediat înainte de împerechere nu a modificat formarea CPP pentru împerechere (Fig. 5G), sugerând că tratamentul cu naloxonă nu a modificat recompensa sexuală. Atât grupurile tratate cu salină, cât și cele tratate cu naloxonă au format un CPP semnificativ pentru comportamentul sexual, după cum este indicat de timpul semnificativ crescut în camera de cuplu (Fig. 5H; soluție salină: p = 0.038; naloxonă: p = 0.002) în timpul testului post-test comparativ cu pretestul. Prin urmare, naloxona nu exercită efectul său dăunător asupra menținerii comportamentului sexual facilitat prin blocarea recompensei asociate comportamentului sexual.

Facilitarea comportamentului sexual depinde de acțiunea EOP din VTA

Pentru a confirma faptul că EOP acționează în mod specific în VTA pentru a induce facilitarea pe termen lung a comportamentului sexual, proiectul experimental descris în Figura 3A a fost repetată cu perfuzii de naloxonă intra-VTA mai degrabă decât cu injecții sistemice. Rezultatele au fost identice cu administrarea sistemică descrisă mai sus. A existat un efect semnificativ semnificativ al zilei de împerechere asupra tuturor parametrilor comportamentului sexual (Fig. 6A, latență de montare: F(2,33) = 4.494, p = 0.019; B, latența intromisiei: F(2,33) = 4.042, p = 0.027; C, latența ejaculării: F(2,33) = 5.309, p = 0.010) și tratamentul cu naloxonă intra-VTA la latențe pentru montare (F(1,33) = 7.345, p = 0.011) și intromisia (F(1,33) = 6.126, p = 0.019). Intrat-VTA naloxona nu a împiedicat inițierea indusă de facilitarea comportamentului sexual în timpul tratamentului cu 5 d de împerechere, deoarece bărbații tratați cu naloxonă au demonstrat scăderea latenței la montare (Fig. 6A; p = 0.001), intromisia (Fig. 6B; p <0.001) și ejaculare (Fig. 6C; p = 0.001) în ziua 5 în comparație cu ziua 1. Masculii tratați cu naloxonă nu s-au deosebit de bărbații tratați cu soluție salină în a cincea zi de împerechere în oricare dintre latențele. Tratamentul cu naloxonă intra-VTA, ca și administrarea sistemică, a determinat o creștere semnificativă (Fig. 6A; p <0.001) și latențe de intromisie (Fig. 6B; p <0.001) în prima zi de împerechere comparativ cu bărbații tratați cu soluție salină, ceea ce nu a fost observat în timpul sesiunilor de împerechere ulterioare (în care bărbații tratați cu naloxonă și soluție salină nu au diferit). O observație neașteptată a fost că în acest experiment, bărbații tratați cu soluție salină nu au prezentat o facilitare semnificativă statistic a latențelor de montare sau de intromisiune (așa cum s-a arătat în toate experimentele descrise mai sus) și numai latența ejaculării a fost scurtcircuitată în a cincea zi comparativ cu prima zi (soluție salină: p = 0.001).

Figura 6. 

Opioidele endogene din VTA mediază experiența indusă de facilitarea comportamentului sexual și întreținerea pe termen lung. Parametrii de comportament sexual pentru bărbații tratați cu soluție salină (Sal, bare albe, n = 8) sau NLX (bare negre, n = 6) cu administrare intra-VTA. Datele afișate sunt latența de montare (A), intromisiune (B) și ejacularea (C) pe zile 1 și 5 de cinci zile consecutive de împerechere. În plus, datele sunt prezentate pentru ziua de testare finală a împerecherii, 7 d în ziua următoare 5 în absența injecției cu soluție salină sau naloxonă. Datele reprezintă media ± SEM; + indică o diferență semnificativă între zilele 1 și 5 în cadrul tratamentului; * indică o diferență semnificativă între ziua testării și ziua 5 în timpul tratamentului; # indică o diferență semnificativă între grupurile naloxone și Sal în timpul zilei. Schemele schematice ale secțiunilor VTA coronale (H, -4.60; I, -5.00; J, -5.25 din bregma) indică locurile de injectare intra-VTA pentru toate animalele din Experimentul 5 (salin, alb, naloxonă, negru, folosind desene șablon de la Swanson Brain Maps (Swanson, 2004). Canulele au fost bilaterale, dar locurile de injectare sunt reprezentate unilateral pentru ușurința prezentării. fr, Fasciculus retroflexus; ML, Woodiscus medial; SN, substantia nigra.

Tratamentul cu naxolonă intra-VTA a blocat menținerea comportamentului sexual facilitat observat la bărbații cu experiență sexuală, similar cu efectele naloxonei sistemice. În mod special, în ziua finală de testare, bărbații tratați cu naloxonă au avut latențe mai lungi pentru a se monta (Fig. 6A; p = 0.011), intromisia (Fig. 6B; p = 0.010) și ejacularea (Fig. 6C; p = 0.015) comparativ cu cea de-a cincea sesiune de împerechere și comparativ cu bărbații tratați cu soluție salină în ziua testului final (Fig. 6A, p = 0.006; B, p = 0.008). Spre deosebire de acestea, animalele tratate cu soluție salină nu diferă de latențe la montare și intromisiune între ziua testului final și ziua 5 de împerechere. Aceste efecte au fost specifice administrării naloxonei la VTA, deoarece bărbații cu situsuri de canulizare din apropiere, dar care nu vizează VTA (Fig. 6D; n = 3) au evidențiat facilitarea pe termen lung a comportamentului sexual similar cu cea a controlului tratat cu soluție salină (ML, IL = 53 ± 6.245, EL = 389 ± 299.5 și semnificativ diferit comparativ cu animalele naloxone intra-VTA în ziua testului de împerechere finală (ML, IL: p = 0.029; EL: p = 0.0395).

Acțiunea EOP este necesară pentru activarea neurală indusă de indicele de condiție asociat sexului

Pe baza constatărilor de până acum, am presupus că activarea EOP în VTA în timpul experienței de împerechere și reducerea dimensiunii soma a dopaminei VTA ulterioare este esențială pentru atribuirea de stimulente pentru stimularea asocierii recompenselor și, prin urmare, pentru menținerea facilității comportamentului sexual. Pentru a testa această ipoteză, s-au examinat efectele blocării receptorilor opioizi în timpul experienței de împerechere asupra activității neuronale induse de expunerea ulterioară la contextuale condiționate predictive de recompensă sexuală (indicii contextuale asociate sexului). Animalele naive din punct de vedere sexual au fost, de asemenea, expuse la indicii de mediu, dar acestea nu au fost asociate cu experiența de împerechere anterioară, deci au fost indicii neutre. În cele din urmă, valorile inițiale ale pERK au fost determinate în grupuri de control cu ​​experiență sexuală și naivă care au rămas în cuștile de origine și nu au fost expuse la nici un semn (-No Cue). Confirmarea și extinderea constatărilor anterioare (Balfour și colab., 2004), expunerea la indicii contextuale asociate cu recompensa sexuală anterioară a crescut semnificativ expresia pERK la bărbații cu experiență sexuală în NAc (Fig. 7) și mPFC (Fig. 8A-C), dar nu a provocat activarea neuronală în BLA (Fig. 8D) sau CPu (datele nu sunt afișate). Au existat efecte principale ale expunerii în corectitudinea NAc (F(1,12) = 12.1941, p = 0.004), ACA (F(1,12) = 5.541, p = 0.038) și PL (F(1,12) = 5.241, p = 0.041) și tratamentul cu naloxonă în nucleul NAc (F(1,12) = 6.511, p = 0.025), ACA (F(1,12) = 15.242, p = 0.002) și PL (F(1,12) = 7.336, p = 0.019). A existat o interacțiune semnificativă în nucleul NAc (F(1,12) = 10.107, p = 0.008), ACA (F(1,12) = 16.060, p = 0.002), PL (F(1,12) = 8.235, p = 0.014) și IL (((F(1,12) = 6.965, p = 0.022). În primul rând, expunerea la Cue asociată împerecherii a crescut semnificativ pERK la animalele cu experiență sexuală tratate cu salină (Exp Sal ​​+ Cue) în comparație cu controalele care nu au fost expuse la nicio indicație și au fost luate din cușcă (Exp Sal-No Cue)Fig. 7A; p <0.001) și subregiunile mPFC ACA (Fig. 8A; p = 0.001), PL (Fig. 8B; p = 0.003) și IL (Fig. 8C; p = 0.029). Dimpotrivă, în cazul animalelor naiv care nu au primit tratament sexual, expunerea la indicii contextuale care nu au fost asociate cu recompensa sexuală nu au determinat pERK în nici una din zonele creierului (Naive Sal + Cue în comparație cu Sal-No Cue naivă; Fig. 7, 8), demonstrând că inducerea pERK este specifică expunerii indicațiilor sexuale asociate experienței. Mai mult decât atât, experiența sexuală singură nu a modificat expresia inițială a pERK în nici una dintre regiunile creierului, deoarece nu au existat diferențe între grupurile care au fost luate din cuștile de origine, indiferent dacă au naivitate sexuală sau experiență și au fost tratate cu soluție salină sau naloxonă.

Figura 7. 

Acțiunea endogenă a opiaceei este necesară pentru activarea neuronală în NAc indusă de indiciile condiționate asociate sexului. Numere de celule pERK-IR pe mm2 în nucleul nucleului accumbens (A) și coajă (B) la animalele naiv (alb) și cu experiență (exp. negru) care au fost pretrenați cu NLX sistemic sau cu soluție salină (Sal) în timpul sesiunilor de împerechere (Exp Male) sau a sesiunilor de manipulare (bărbați naivi). Grupurile au fost expuse fie unor indicii contextuale (Cue), care erau indicații legate de împerechere în Explorați și indicații neutre în animalele naive, fie au fost luate din cuștile din casă (nr Cue, indicată de lipsa etichetei Cue). Datele sunt prezentate ca medie ± SEM; * indică diferențe semnificative în comparație cu martorii expuși înaintea tratamentului cu insulină (Naive Sal-No Cue și Exp Sal-No Cue); # indică o diferență semnificativă în comparație cu grupul Exp expus cu Exp-expus (Exp Sal ​​+ Cue). Imagini reprezentative ale celulelor pERK-IR pe mm2 în nucleul NAc al bărbaților experimentați sexual cu Sal (C, D) sau NLX (E, F) care au fost luate din cușcă (Cue, C, E) sau expuse la indicii contextuale asociate împerecherii (Cue; D, F). N = 4 fiecare grup, cu excepția Naive NLX (No Cue), n = 3. ac, comisie anterioară. Scala barei, 100 μm.

Figura 8. 

Efectele naloxonei asupra expresiei pERK induse de indiviziune în alte regiuni țintă VTA. Numere de celule pERK-IR pe mm2 la animalele naive sexual (alb) și cu experiență (exp. negru) care au fost pretreate cu NLX sistemic sau cu soluție salină (Sal) în timpul sesiunilor de împerechere și au fost expuse la indicii contextuali (Cue)A), PL (B), IL (C) și BLA (D). Datele reprezintă mediul ± SEM; * indică diferențe semnificative în comparație cu martorii expuși înaintea tratamentului cu insulină (Naive Sal-No Cue și Exp Sal-No Cue); # indică o diferență semnificativă în comparație cu martorii naivi care au fost expuși la tratament cu Sal (Naive Sal + Cue).

În sprijinul ipotezei noastre, tratamentul cu naloxonă în timpul experienței sexuale a atenuat în mod semnificativ inducerea pERK de către indiciile condiționate legate de sex. Expresia pERK la acești bărbați experimentați expuși la naloxonă tratați cu expunere (Exp NLX + Cue) nu diferă de expresia pERK inițială în oricare dintre grupurile martor sexual naiv sau cu experiență, luate din cuștile de origine (Naive Sal-No Cue sau Naive NLX- Nu Cue). Mai mult, expresia pERK la bărbații experimentați expuși la naloxonă (Exp NLX + Cue) a fost semnificativ mai scăzută în comparație cu animalele experimentate expuse în tratamentul cu salină (Exp Sal ​​+ Cue) în nucleul NAc (Fig. 7A; p = 0.002) și subregiuni mPFC (Fig. 8A, ACA: p <0.001; B, PL: p = 0.002; C, IL: p = 0.015).

În carcasa NAc, analiza ANOVA în ambele sensuri nu a produs efecte semnificative statistic ale factorilor de expunere și ale tratamentului cu naloxonă. Cu toate acestea, o comparație pe perechi a arătat că expunerea la tac a determinat inducerea pERK în grupul cu experiență sexuală tratată cu soluție salină (Exp SAL + Cue)Fig. 7B; Naivă SAL-Nu Cue: p = 0.0163).

Discuție

Studiul actual demonstrează că EOP care acționează în VTA în timpul comportamentului sexual, un comportament natural de recompensă, a determinat o reducere robustă, dar tranzitorie, a dimensiunii soma a celulelor dopamine VTA. Reducerea mărimii soma nu a fost observată în neuronii ne-dopaminici VTA, nici în neuronii dopaminergici din substantia nigra din apropiere, sugerând că această modificare a fost specifică celulelor dopaminei VTA. Această plasticitate a dopaminei VTA pare a fi similară cu cea indusă de expunerea cronică la opiacee (Sklair-Tavron și colab., 1996; Russo și colab., 2007; Mazei-Robison și colab., 2011) și a provocat o toleranță similară la recompensa exogenă de opiacee (morfină). Am demonstrat că plasticitatea dopaminei VTA este esențială pentru dezvoltarea neuronală indusă de recombinare (pERK) pe termen lung (întreținere), dar nu pe termen scurt (dezvoltare), întărirea comportamentului sexual și a regiunii țintă VTA: NAc și mPFC. Aceste constatări indică un rol pentru plasticitatea dopaminei VTA în exprimarea pe termen lung a caracterului stimulativ al recompenselor de predicție naturală sau al recompensei.

Sa dovedit bine că experiența sexuală are ca rezultat facilitarea comportamentului sexual ulterior, inclusiv debutul mai rapid până la inițierea împerecherii și creșterea performanței (Balfour și colab., 2004; Pitchers și colab., 2010a,b, 2012). Această facilitare sau întărire a comportamentului sexual este menținută pentru cel puțin 28 d după împerechere (Pitchers și colab., 2012). În plus, sa demonstrat că comportamentul sexual și indicațiile condiționate care previzionează recompensarea sexului provoacă internalizarea MOR în VTA și inducerea activării neuronale în întregul sistem mezolimbic, inclusiv în VTA (neuroni dopaminergici și neondopamine), NAc, PFC și BLABalfour și colab., 2004, 2006). Este bine stabilit că neuronii dopaminei VTA joacă un rol critic în învățarea și atribuirea caracterului stimulativ al stimulentelor asociate recompenselor (Berridge și Robinson, 1998; Berridge și colab., 2009; Flagel și colab., 2011) și sunt critice pentru predicția recompensei (Schultz, 2010). Constatările actuale se extind asupra cunoștințelor actuale prin demonstrarea faptului că neuroplasticitatea VTA indusă de recompensă este critică pentru aceste funcții și depinde de activarea MOR de către EOP în VTA. În prezent, nu este cunoscut care este EOP ligandul MOR care acționează în VTA în timpul comportamentului sexual masculin. Deși ambele β endorfine și enkefalina au fost implicate în motivația stimulentelor pentru întărirea alimentară (Hayward și colab., 2002), acest lucru rămâne să fie stabilit pentru comportamentul sexual masculin. Am arătat anterior că neuronii β-endorfini nu sunt activi în timpul împerecherii și nici nu există creșteri ale ARNm POMC; sugerând astfel că endorfinul β poate să nu fie EOP critic care acționează în VTA în timpul împerecherii (Davis și colab., 2007). Această plasticitate a dopaminei VTA a fost esențială pentru activitatea neuronală în mPFC, NAc și VTA ca urmare a expunerii la indicii de mediu cu privire la recompensarea sexuală. Mai mult, plasticitatea dopaminei VTA a fost critică pentru exprimarea pe termen lung a inițierii și a performanței sporite a comportamentului sexual. În contrast, neuroplasticitatea VTA cauzată de experiența sexuală nu a fost necesară pentru răspunsul hedonic, deoarece recompensa sexuală (determinată de CPP) și facilitarea pe termen scurt a motivației și performanței sexuale (în timpul experienței sexuale sau 1 d mai târziu) a rămas intactă în ciuda blocării MOR în timpul împerecheriiMehrara și Baum, 1990). În schimb, datele sugerează că neuroplasticitatea VTA a dopaminei mediază termenul mai lung (7 d după experiența ultimului sex; Pitchers și colab., 2012) expresie a "dorintei" recompenselor sexuale si a raspunsurilor motivate crescute la indiciile de imperechere (Miller și Baum, 1987; Berridge și Robinson, 1998).

Animalele cu experiență sexuală au demonstrat toleranța încrucișată față de recompensa morfină, similară cu efectele alergării pe șoareci, un alt comportament natural de recompensare, un efect blocat de tratamentul cu naloxonă (Lett și colab., 2001, 2002) și determinată a fi dependentă de plasticitatea celulelor dopaminei VTA (constatările actuale). Similar cu recompensele naturale, expunerea repetată la morfină sau heroină opiacee are ca rezultat o reducere tranzitorie a mărimii VTA a dopaminei soma (Sklair-Tavron și colab., 1996; Spiga și colab., 2003; Russo și colab., 2007; Mazei-Robison și colab., 2011). În plus, expunerea la opiacee cu perioade scurte de așteptare determină toleranța la recompensă, așa cum este impusă de creșterea dozei de medicament, pentru a forma asociații de recompensare (Shippenberg și colab., 1987; Russo și colab., 2007) și cauzează autoadministrarea animalelor pentru a escalada consumul de droguri (Ahmed și colab., 2000; Walker și colab., 2003). Prin urmare, EOP și opiaceele acționează asupra substraturilor neurale comune pentru a induce toleranța la recompensă în timpul retragerii timpurii, ceea ce ar putea reflecta un mecanism homeostatic compensator pentru a contracara stimularea prin expunere repetată (Koob și Le Moal, 2005). În schimb, în ​​timpul abstinenței pe termen lung a medicamentelor de opiacee, toleranța este inversată la o sensibilitate la proprietățile de recompensare ale medicamentului (Harris și Aston-Jones, 2003; Aston-Jones și Harris, 2004; Harris și Gewirtz, 2004). Interesant este că experiența sexuală urmată de o perioadă de abstinență sexuală a 7-28 d a determinat o sensibilizare încrucișată pentru recompensa psihostimulantă (Pitchers și colab., 2010a), care depinde de expresia deltaFosB indusă de împerechere și de activarea 1 a receptorului dopaminic în NAc (Pitchers și colab., 2013). Prin urmare, experiența de recompensă sexuală determină o toleranță simultană la recompensarea cu opiacee și o sensibilizare a recompenselor psihostimulante, deși rămâne să fie testată o perioadă de abstinență sexuală mai lungă pe toleranța la recompensa morfină. Noi considerăm că aceste efecte opuse asupra recompensei medicamentoase pot fi mediate de diferite forme de plasticitate neurală în diferitele zone ale sistemului mezolimbic: acțiunea VTA EOP și plasticitatea dopaminei mediază toleranța la recompensa opioidă (studiul curent), în timp ce expresia NAc deltaFosB controlează sensibilizarea psiștimulant (Pitchers și colab., 2013). Ambele evenimente pot contribui la escaladarea consumului de droguri (Ahmed și Koob, 1998, 1999; Ahmed și colab., 2000, 2002, 2003; Walker și colab., 2003).

Mecanismele moleculare prin care EOP influențează neuronii dopaminei VTA în timpul comportamentului natural de răsplată rămân necunoscute. Calea IRS2-Akt-mTORC2 este un mediator major al mărimii soma scăzute în VTA cauzată de morfina repetată (Jaworski și colab., 2005; Russo și colab., 2007; Mazei-Robison și colab., 2011). Modificările induse de administrarea morfinei induse de mărimea neuronilor dopaminei în VTA pot fi prevenite prin perfuzii intra-VTA de factor neurotrofic derivat din creier (BDNF; Sklair-Tavron și Nestler, 1995). BDNF activează această cale prin semnalizarea TrkB (Russo și colab., 2007), o receptor kinază cu afinitate ridicată pentru BDNF și o parte a căii IRS2-Akt (Seroogie și Gall, 1993; Numan și Seroogy, 1999) și exprimată pe neuroni dopaminici și GABA în VTA. Downregularea diferitelor componente ale căii IRS2-Akt utilizând tehnologia de transfer a genei vectorului viral mimează efectele expunerii cronice la opiacee. În plus, efectele expunerii la opiacee pot fi salvate prin restaurarea acestei căi de semnalizare (Russo și colab., 2007) și supraexprimarea unei componente a mTORC2 previne reducerea soma a dopaminei VTA indusă de morfină (Mazei-Robison și colab., 2011). Prin urmare, activitatea anterioară care investighează efectele opiaceelor ​​cronice asupra mărimii VTA a dopaminei soma arată că reglarea în jos a căii de IRS2-Akt-mTOR indusă de morfină este suficientă și necesară pentru acest efect (Mazei-Robison și Nestler, 2012). Astfel, este tentant să se speculeze că efectele experienței sexuale asupra neuroplasticității dopaminei VTA sunt mediate în mod similar de BDNF și de calea IRS2-Akt-mTORC2.

În concluzie, studiul actual a demonstrat că neuroplasticitatea VTA este cauzată de experiența comportamentului natural de recompensare, în special de comportamentul sexual repetat al bărbatului. In mod specific, EOP actioneaza in VTA pentru a reduce marimea soma a dopaminei, care se presupune a fi asociata cu o excitabilitate neurala crescuta si o cantitate mai mica de dopamina care duce la un sistem hipodopaminergic si modifica functionarea sistemului mezolimbic ca raspuns la indiciile care sunt predictive ale recompensei sexuale. În plus, neuroplasticitatea VTA este esențială pentru motivarea stimulentelor și memoria recompensă, dar nu pentru impactul hedonic al comportamentului sexual. În cele din urmă, neuroplasticitatea VTA provocată de un comportament natural de recompensare, urmată de o perioadă scurtă de abstinență a recompenselor, influențează recompensa de opiacee și, prin urmare, poate afecta vulnerabilitatea la dezvoltarea dependenței de droguri.

Note de subsol

  • Primite ianuarie 12, 2014.
  • Revizia a fost primită în mai 17, 2014.
  • Acceptat mai 20, 2014.

  • Aceasta cercetare a fost sustinuta de subventii de la Institutul canadian de Cercetare a Sanatatii la LMC si Stiinte naturale si inginerie Consiliului de Cercetare la KKP

  • Autorii nu declară interese financiare concurente.

  • Corespondența trebuie adresată Dr. Lique M. Coolen, Centrul Medical al Universității din Mississippi, Departamentul de Fiziologie și Biofizică, strada 2500 North State, Jackson, MS 39216-4505. [e-mail protejat]

Referinte

  1. ↵
    1. Agmo A

    (1997) Comportamentul sexual al șobolanilor masculi. Brain Res Brain Res Protoc 1: 203-209.

  2. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1998) Tranziția de la consumul de droguri moderat la excesiv: schimbarea punctului de referință hedonic. Ştiinţă 282: 298-300.

  3. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1999) Creșterea de lungă durată a punctului de referință pentru autoadministrarea cocainei după escaladare la șobolani. Psychopharmacology 146: 303-312.

  4. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Walker JR,
    3. Koob GF

    (2000) Creșterea persistentă a motivației de a lua heroină la șobolani cu o istorie de escaladare a drogurilor. Neuropsychopharmacology 22: 413-421.

  5. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Kenny PJ,
    3. Koob GF,
    4. Markou A

    (2002) Dovezi neurobiologice pentru alostazele hedonice asociate cu utilizarea escaladării cocainei. Nat Neurosci 5: 625-626.

  6. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Lin D,
    3. Koob GF,
    4. Parsons LH

    (2003) Escaladarea autoadministrării cocainei nu depinde de nivelurile de dopamină induse de cocaină induse de cocaină. J Neurochem 86: 102-113.

  7. ↵
    1. Aston-Jones G,
    2. Harris GC

    (2004) Substraturile creierului pentru căutarea de droguri a crescut în timpul retragerii prelungite. Neuropharmacology 47: 167-179.

  8. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Coolen LM

    (2004) Comportamentul sexual și indicațiile de mediu asociate sexului activează sistemul mezolimbic la șobolanii masculi. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

  9. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Brown JL,
    3. Yu L,
    4. Coolen LM

    (2006) Contribuții potențiale ale eferenților din cortexul prefrontal medial la activarea neuronală ca urmare a comportamentului sexual la șobolanii masculi. Neuroştiinţe 137: 1259-1276.

  10. ↵
    1. Beitner-Johnson D,
    2. Guitart X,
    3. Nestler EJ

    (1992) Proteinele neurofilamentale și sistemul mezolimbic de dopamină: reglementare comună prin morfină cronică și cocaină cronică în zona tegmentală ventrală a șobolanului. J Neurosci 12: 2165-2176.

  11. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Care este rolul dopaminei în recompensă: impactul hedonic, învățarea recompensă sau caracterul stimulativ? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  12. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE,
    3. Aldridge JW

    (2009) Disecționarea componentelor de recompensă: "plănuiește", "dorește" și învățare. Curr Opin Pharmacol 9: 65-73.

  13. ↵
    1. Blum K,
    2. Werner T,
    3. Carnes S,
    4. Carnes P,
    5. Bowirrat A,
    6. Giordano J,
    7. Oscar-Berman M,
    8. Aur M

    (2012) Sex, droguri și rock 'n' roll: ipoteza activării mesolimbice comune ca funcție a polimorfismelor genelor recompensate. J Droguri psihoactive 44: 38-55.

  14. ↵
    1. Chu NN,
    2. Zuo YF,
    3. Meng L,
    4. Lee DY,
    5. Han JS,
    6. Cui CL

    (2007) Stimularea electrică periferică a inversat reducerea dimensiunii celulelor și creșterea nivelului BDNF în zona tegmentală ventrală la șobolanii tratați cu morfină cronică. Brain Res 1182: 90-98.

  15. ↵
    1. Davis BA,
    2. Fitzgerald ME,
    3. Brown JL,
    4. Amstalden KA,
    5. Coolen LM

    (2007) Activarea neuronilor POMC în timpul excitației generale, dar nu a comportamentului sexual la șobolanii de sex masculin. Behav Neurosci 121: 1012-1022.

  16. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Modificări dinamice ale efluxului de dopamină nucleus accumbens în timpul efectului Coolidge la șobolanii masculi. J Neurosci 17: 4849-4855.

  17. ↵
    1. Flagel SB,
    2. Clark JJ,
    3. Robinson TE,
    4. Mayo L,
    5. Czuj A,
    6. Willuhn I,
    7. Akers CA,
    8. Clinton SM,
    9. Phillips PE,
    10. Akil H

    (2011) Un rol selectiv al dopaminei în învățarea cu stimulare-recompensă. Natură 469: 53-57.

  18. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Pitchers KK,
    3. Balfour ME,
    4. Coolen LM

    (2010a) Plăcile de amestecare: analiza efectelor drogurilor asupra comportamentului sexual la om și modelele animale. Hormonul Behav 58: 149-162.

  19. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Wise RA,
    4. Lehman MN,
    5. Coolen LM

    (2010b) Metamfetamina acționează asupra subpopulațiilor neuronilor care reglează comportamentul sexual la șobolanii de sex masculin. Neuroştiinţe 166: 771-784.

  20. ↵
    1. Harris AC,
    2. Gewirtz JC

    (2004) Creșterea suspensiei în timpul retragerii din morfina acută: un model de retragere de opiacee și anxietate. Psychopharmacology 171: 140-147.

  21. ↵
    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2003) Motivația modificată și învățarea după retragerea opiaceei: dovada dysregulării prelungite a procesării recompenselor. Neuropsychopharmacology 28: 865-871.

  22. ↵
    1. Hayward MD,
    2. Pintar JE,
    3. MJ scăzut

    (2002) Deficitul selectiv de recompensă la șoareci lipsiți de beta-endorfină și encefalină. J Neurosci 22: 8251-8258.

  23. ↵
    1. Hoebel BG,
    2. Avena NM,
    3. Bocarsly ME,
    4. Rada P

    (2009) dependență naturală: un model comportamental și de circuit bazat pe dependența de zahăr la șobolani. J Addict Med 3: 33-41.

  24. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Mecanisme neuronale de dependență: rolul învățării legate de recompense și al memoriei. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  25. ↵
    1. Ikemoto S,
    2. Kohl RR,
    3. McBride WJ

    (1997) Blocajul receptorilor GABA (A) din zona tegmentală ventrală anterioară crește nivelele extracelulare ale dopaminei în nucleul accumbens al șobolanilor. J Neurochem 69: 137-143.

  26. ↵
    1. Jaworski J,
    2. Spangler S,
    3. Seeburg DP,
    4. Hoogenraad CC,
    5. Sheng M

    (2005) Controlul arborizării dendritice de către țesutul de rapamicină din fosfoinozitidă-3'-kinază-Akt-mamifer. J Neurosci 25: 11300-11312.

  27. ↵
    1. Johnson SW,
    2. RA Nord

    (1992) Opioizii excită neuronii dopaminei prin hiperpolarizarea interneuronilor locali. J Neurosci 12: 483-488.

  28. ↵
    1. Klitenick MA,
    2. DeWitte P,
    3. Kalivas PW

    (1992) Reglementarea eliberării somatodendritice a dopaminei în zona tegmentală ventrală de către opioide și GABA: un studiu in vitro privind microdializa. J Neurosci 12: 2623-2632.

  29. ↵
    1. Koob GF,
    2. Le Moal M

    (2005) Plasticitatea neurocircuitului recompensă și "partea întunecată" a dependenței de droguri. Nat Neurosci 8: 1442-1444.

  30. ↵
    1. Lennette DA

    (1978) Un mediu de montare îmbunătățit pentru microscopia de imunofluorescență. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  31. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT

    (2001) Naloxona atenuează preferința locului condiționat, indusă de roata la șobolani. Physiol Behav 72: 355-358.

  32. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT,
    4. Flynn G

    (2002) Experiența anterioară cu rularea pe roți produce toleranță încrucișată la efectul de recompensare al morfinei. Pharmacol Biochem Behav 72: 101-105.

  33. ↵
    1. Matthews RT,
    2. Germană DC

    (1984) Dovezi electrofiziologice pentru excitația neuronilor dopaminergici din zona tegmentală ventrală de șobolan cu morfină. Neuroştiinţe 11: 617-625.

  34. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Koo JW,
    3. Friedman AK,
    4. Lansink CS,
    5. Robison AJ,
    6. Vinish M,
    7. Krishnan V,
    8. Kim S,
    9. Siuta MA,
    10. Galli A,
    11. Niswender KD,
    12. Appasani R,
    13. Horvath MC,
    14. Neve RL,
    15. Worley PF,
    16. Snyder SH,
    17. Hurd YL,
    18. Cheer JF,
    19. Han MH,
    20. Russo SJ,
    21. et al.

    (2011) Rolul pentru semnalizarea mTOR și activitatea neuronală în adaptările induse de morfină în neuronii dopaminergici din zona tegmentală ventrală. Neuron 72: 977-990.

  35. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Nestler EJ

    (2012) Plasticitatea moleculară și celulară indusă de opiacee a zonei tegmentale ventrale și neuronii catecolaminelor locus coeruleus. Cold Spring Harb Perspect Med 2: a012070.

  36. ↵
    1. Mehrara BJ,
    2. Baum MJ

    (1990) Naloxona perturbe expresia, dar nu și dobândirea de către șobolanii masculi a unui răspuns preferat pentru preferința locului pentru o femeie estroasă. Psychopharmacology 101: 118-125.

  37. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Experiența sexuală la rozătoarele feminine: mecanisme celulare și consecințe funcționale. Brain Res 1126: 56-65.

  38. ↵
    1. Miller RL,
    2. Baum MJ

    (1987) Naloxona inhibă preferința locului de împerechere și condiționată pentru o femeie estroasă la șobolani masculi la scurt timp după castrare. Pharmacol Biochem Behav 26: 781-789.

  39. ↵
    1. Mitchell JB,
    2. Stewart J

    (1990) Facilitarea comportamentelor sexuale la șobolanii de sex masculin, asociate cu injecții de opiacee intra-VTA. Pharmacol Biochem Behav 35: 643-650.

  40. ↵
    1. Murphy LO,
    2. Blenis J

    (2006) Specificitatea semnalului MAPK: locul potrivit la momentul potrivit. Trends Biochem Sci 31: 268-275.

  41. ↵
    1. Nestler EJ

    (2012) Mecanisme transcripționale ale dependenței de droguri. Clin Psychopharmacol Neurosci 10: 136-143.

  42. ↵
  • ↵
    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (2013) Creierul șobolanului în coordonate stereotaxice (Academic, Boston), Ed 7.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Coolen LM

    (2010a) Neuroplasticitatea în sistemul mesolimbic indusă de recompensa naturală și abstinența de recompensă ulterioară. Biol Psihiatrie 67: 872-879.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2010b) DeltaFosB în nucleul accumbens este critică pentru întărirea efectelor recompensei sexuale. Genele Brain Behav 9: 831-840.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2012) Experiența naturală a recompenselor modifică distribuția și funcționarea receptorilor AMPA și NMDA în nucleul accumbens. PLoS One 7: e34700.

  • ↵
    1. Pitchers KK,
    2. Vialou V,
    3. Nestler EJ,
    4. Laviolette SR,
    5. Lehman MN,
    6. Coolen LM

    (2013) Recompensele naturale și de droguri acționează asupra mecanismelor comune de plasticitate neurală cu DeltaFosB ca mediator-cheie. J Neurosci 33: 3434-3442.

  • ↵
    1. Roux PP,
    2. Blenis J

    (2004) ERK și p38 MAPK-activat proteine ​​kinazele: o familie de proteine ​​kinaze cu diverse funcții biologice. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320-344.

  • ↵
    1. Russo SJ,
    2. Bolanos CA,
    3. Theobald DE,
    4. DeCarolis NA,
    5. Renthal W,
    6. Kumar A,
    7. Winstanley CA,
    8. Renthal NE,
    9. Wiley MD,
    10. Auto DW,
    11. Russell DS,
    12. Neve RL,
    13. Eisch AJ,
    14. Nestler EJ

    (2007) Calea IRS2-Akt în neuronii dopaminei midbrain reglează răspunsurile comportamentale și celulare la opiacee. Nat Neurosci 10: 93-99.

  • ↵
    1. Schultz W.

    (2010) Funcții multiple ale neuronilor dopaminergici. F1000 Biol Rep 2: 2.

  • ↵
    1. Seroogy KB,
    2. Gall CM

    (1993) Exprimarea neurotrofinelor de către neuronii dopaminergici midbrain. Exp Neurol 124: 119-128.

  • ↵
    1. Shippenberg TS,
    2. Bals-Kubik R,
    3. Herz A

    (1987) Proprietățile motivaționale ale opioidelor: dovezi că o activare a receptorilor delta mediază procesele de întărire. Brain Res 436: 234-239.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Nestler EJ

    (1995) Efecte opuse ale morfinei și neurotrofinelor, NT-3, NT-4 și BDNF, asupra neuronilor locus coeruleus in vitro. Brain Res 702: 117-125.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Shi WX,
    3. Lane SB,
    4. Harris HW,
    5. Bunney BS,
    6. Nestler EJ

    (1996) Morfina cronică induce schimbări vizibile în morfologia neuronilor mezolimbici ai dopaminei. Proc Natl Acad Sci SUA 93: 11202-11207.

  • ↵
    1. Spiga S,
    2. Serra GP,
    3. Puddu MC,
    4. Foddai M,
    5. Diana M

    (2003) Anomaliile induse de retragerea morfinei în microscopia cu scanare laser confocală. Eur J Neurosci 17: 605-612.

  • ↵
    1. Swanson LW

    (2004) Hărți ale creierului: structura creierului de șobolan (Academic, San Diego), Ed 3.

  • ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Pitchers KK,
    5. Coolen LM

    (2009) Răsplata sexuală la șobolanii masculi: efectele experienței sexuale asupra preferințelor locului condiționat asociate cu ejacularea și intromisele. Hormonul Behav 55: 93-97.

  • ↵
    1. Tzschentke TM

    (2007) Răsplata măsurării cu paradigma preferată a locului preferat (CPP): actualizarea ultimului deceniu. Addict Biol 12: 227-462.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. van Ree JM

    (1996) Motivația sexuală: implicarea opioidelor endogene în zona tegmentală ventrală. Brain Res 729: 20-28.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. Wolterink G,
    3. van Ree JM

    (1995) Reglementarea comportamentului sexual masculin: implicarea opioidelor cerebrale și a dopaminei. Brain Res Brain Res Rev 21: 162-184.

  • ↵
    1. Walker JR,
    2. Chen SA,
    3. Moffitt H,
    4. Inturrisi CE,
    5. Koob GF

    (2003) Expunerea cronică la opioide produce o autoadministrare crescută a heroinei la șobolani. Pharmacol Biochem Behav 75: 349-354.

  • ↵
    1. Young KA,
    2. Gobrogge KL,
    3. Liu Y,
    4. Wang Z

    (2011) Neurobiologia legării perechilor: perspective de la un rozător monogam social. Frontul neuroendocrinol 32: 53-69.

    •