Journal of Neuroscience, 15 martie 2001, 21(6): 2123-2130;
+ Autoritățile afiliate
Abstract
Transmiterea dopaminei în nucleul accumbens poate fi activată de stupefiante, stres sau comportamente motivate și expunerea repetată la acești stimuli poate sensibiliza acest răspuns al dopaminei. Obiectivele acestui studiu au fost de a determina dacă comportamentul sexual feminin activează neuronii nucleului accumbens și dacă experiența sexuală din trecut încrucișează sensibil răspunsurile neuronale în nucleul accumbens la amfetamină. Folosind etichetarea imunocitochimică, expresia c-Fos în diferite subregiuni (coajă vs nucleul la nivelele rostral, mijloc și caudal) a nucleului accumbens a fost examinată la hamsterii de sex feminin care aveau diferite cantități de experiență sexuală. Femelele de hamsteri, date fie 6 săptămâni de experiență sexuală, fie rămase naivă sexuală, au fost testate pentru comportament sexual prin expunerea la hamsteri masculi adulți. Experiența sexuală anterioară a crescut etichetarea c-Fos la nivelurile rostral și caudal, dar nu la nivelurile medii ale nucleului accumbens. Testarea comportamentului sexual a sporit etichetarea în nucleu, dar nu în cochilie, a nucleului accumbens. Pentru a valida faptul că comportamentul sexual feminin poate sensibiliza neuronii în calea mezolimbică a dopaminei, atunci au fost comparate răspunsurile locomotorii ale femeilor cu experiență sexuală și naivă sexuală la o injecție de amfetamină. Amfetamina a crescut activitatea generală locomotorie la toate femelele. Cu toate acestea, animalele cu experienta sexuala au raspuns mai devreme la amfetamina decat animalele naive sexual. Aceste date indică faptul că comportamentul sexual feminin poate activa neuronii în nucleul accumbens și că experiența sexuală poate sensibiliza încrucișat răspunsurile neuronale la amfetamină. În plus, aceste rezultate oferă dovezi suplimentare pentru diferențele funcționale între coajă și nucleul nucleului accumbens și pe axa anteroposterioară.
- comportamentul sexual al femeilor
- nucleul accumbens
- coajă
- CORE
- c-Fos
- sensibilizare
- sensibilizare încrucișată
- amfetamina
Introducere
Neuronii dopaminergici originari din zona tegmentală ventrală a masei mediane și care se proiectează la diferite nuclee antebratice, inclusiv nucleul accumbens, fac parte din sistemul mezolimbic de dopamină. Sa sugerat că acest sistem de dopamină este important pentru reglementarea comportamentelor apetisante (Mitchell și Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto și Panksepp, 1999), precum și autoadministrarea medicamentelor de abuz (Pierre și Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain și colab., 1999; McKinzie și colab., 1999; Peoples și colab., 1999; Bradberry și colab., 2000). Administrarea sistemică a diverselor medicamente de abuz (de exemplu, cocaină, amfetamină și heroină) activează căile dopaminei (Pontieri și colab., 1995; Nisell și colab., 1997; Pierce și Kalivas, 1997a; Tanda și colab., 1997; Tanda și Di Chiara, 1998; Barrot și colab., 1999; Cadoni și Di Chiara, 1999) și expunerea repetată la acești agenți farmacologici poate sensibiliza acești neuroni responsabili de dopamină (Robinson și colab., 1988; Kalivas și colab., 1992; Kalivas și Duffy, 1993; Pierce și Kalivas, 1995; Kuczenski și colab., 1997; Nisell și colab., 1997; Birrell și Balfour, 1998; Heidbreder și Feldon, 1998; Cadoni și Di Chiara, 1999; Cadoni și colab., 2000). Cercetările au furnizat dovezi că nucleul accumbens răspunde și la anumite proprietăți asociate împerecherii. Nivelurile extracelulare de dopamină în nucleul accumbens cresc în timpul interacțiunilor sexuale la șobolanii femele (Mermelstein și Becker, 1995; Pfaus și colab., 1995) și hamsteri (Meisel și colab., 1993; Kohlert și colab., 1997; Kohlert și Meisel, 1999). Similar cu administrarea repetată a medicamentelor, testele de comportament sexual multiple amplifică, de asemenea, creșterea numărului de nuclee accumbens dopamină, sugerând că experiența sexuală poate sensibiliza neuronii în calea dopaminei (Kohlert și Meisel, 1999).
Nucleul accumbens este compus din mai multe subregiuni distincte anatomice, cele mai cunoscute fiind cochilia și nucleul. Legăturile anatomice ale cochiliei și nucleului diferă, sugerând că aceste două subregiuni reglementează diferite funcții (Crawley și colab., 1985a,b; Heimer și colab., 1991; Zahm și Brog, 1992; Brog și colab., 1993;Kalivas și Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry și colab., 1995; Pierce și Kalivas, 1995; Pontieri și colab., 1995; Broening și colab., 1997; Heimer și colab., 1997; Kelley și colab., 1997; Stratford și Kelley, 1997; Heidbreder și Feldon, 1998; Lanca și colab., 1998; Bassareo și Di Chiara, 1999; Di Chiara și colab., 1999b; Groenewegen și colab., 1999; Kelley, 1999; McKinzie și colab., 1999; Zahm, 1999; Brown și Molliver, 2000). Deoarece nucleul accumbens este un nucleu heterogen, nu este clar dacă răspunsurile la comportamentul sexual feminin sunt localizate în subregiuni specifice ale nucleului accumbens sau răspândite în întreg nucleul. Tehnicile utilizate anterior pentru a răspunde la această întrebare (de exemplu, microdializa) nu sunt suficient de spațioase pentru a explora eterogenitatea funcțională a accumbens. Spre deosebire de aceasta, prelucrarea imunocitochimică pentru proteina c-Fos asigură o metodă de examinare a activării celulare discrete între subregiunile nucleului accumbens. Astfel, primul scop al acestui experiment a fost de a determina dacă activarea celulară după comportamentul sexual feminin este localizată în subregiuni specifice ale nucleului accumbens.
O proprietate interesantă a acestor căi de dopamină este sensibilizarea încrucișată. Cu alte cuvinte, neuronii dopaminergici sensibili anterior la un medicament vor prezenta răspunsuri sensibilizate la un alt medicament administrat pentru prima dată (Cunningham și Kelley, 1992; Pierce și Kalivas, 1997a; Birrell și Balfour, 1998; Taylor și Horger, 1999). Pe lângă sensibilizarea încrucișată între medicamente, mai multe studii au raportat o sensibilizare încrucișată între expunerile repetate la agenții farmacologici și comportamentele motivaționale naturale (Mitchell și Stewart, 1990a,b; Tidey și Miczek, 1997; Fiorino și Phillips, 1999). Prin urmare, am examinat dacă animalele cu experiență sexuală și naivă sexuală ar răspunde diferit la un stimul nou cunoscut pentru a activa căile dopaminei (de exemplu, sensibilizarea încrucișată), cum ar fi amfetamina. Dacă comportamentul sexual al femeilor sensibilizează căile de dopamină, femeile experimentate sexual ar trebui să afișeze un răspuns comportamental crescut la o singură injecție de amfetamină.
MATERIALE SI METODE
Metode generale
Animale. Bărbații și hamsterii sirieni masculi și femele au fost livrați de la Charles River Laboratories (Kingston, NY) la vârsta de 4 ani. Femelele au fost adăpostite individual, iar animalele de stimulare masculină au fost adăpostite în grupuri de trei sau patru în cuști din plastic (60 × 50.8 × 40.6 cm). Sala de colonii de animale a fost menținută la o temperatură constantă (20.3 ° C), cu luminile între 22: 1 și 30: 11 PM (30 / 14 hr ciclu luminos / întuneric). Au fost disponibile alimente și apă ad libitum.
Procedurile utilizate în acest experiment sunt în concordanță cu Institutele Naționale de Sănătate Ghid pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator și au fost aprobate de Comitetul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor Purdue.
Experiența sexuală. Aproximativ săptămâna 1 după ce femelele au ajuns la laborator, au fost ovariectomizate bilateral sub anestezie de sodiu pentobarbital (Nembutal) (8.5 mg pe greutate corporală 100 gm, ip). După ovariectomie, femelele au fost inițial împărțite în două grupe. Un grup de femele au primit 6 săptămâni de experiență sexuală cu un stimul masculin; al doilea grup a rămas naiv sexual. Toate femelele au fost inițiate hormonal o dată pe săptămână pentru perioada săptămânii 6. La ambele 48 și 24 hr înainte de experiența sexuală, femelele au fost injectate subcutanat cu 10 μg de benzoat de estradiol în 0.1 ml de ulei de semințe de bumbac. În ziua testului de experiență, femelele au primit 500 μg de progesteron în 0.1 ml de ulei de semințe de bumbac (injecție subcutanată). Femelele care nu au beneficiat de experiență sexuală au fost injectate cu schema hormonală și au rămas în cuștile lor de origine în camera de colonii. La 4-5 hr după administrarea progesteronului, un hamster adult de sex masculin care a beneficiat de experiență sexuală prin utilizarea în alte studii de comportament sexual a fost plasat în cușca de origine a femeii experimentale. Ordinea cuștilor care conțineau masculii a fost rotită în fiecare săptămână pentru a minimiza probabilitatea ca un bărbat și o femeie să fie împerecheați de mai multe ori în timpul săptămânilor 6 de experiență sexuală.
Imunocitochimie. Hamsterii de sex feminin, uciși cu o supradoză de pentobarbital de sodiu, au fost perfuzați intracardially cu un 25 mm Soluție PBS, pH 7.5, pentru 2 min (debit, 25 ml / min), urmată de 4% paraformaldehidă în PBS pentru 20 min. Creierele au fost postfixate pentru 2 hr în paraformaldehidă și depozitate în PBS 10% zaharoză peste noapte la 4 ° C.
Secțiunile înghețate 40 xnormale xm s-au preluat prin întreg nucleul accumbens. După trei spălări de min 10 în PBS, secțiunile au fost incubate fie în anticorp primar la c-Fos (1: 6000 în PBS cu 0.3% Triton X-100, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) sau în anticorp primar la calbindin-D (28 kDa) (1: 6000 în PBS cu 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) la 4 ° C pentru 48 hr. Atât secțiunile c-Fos cât și calbindin-D au fost apoi incubate pentru 45 min la temperatura camerei în anticorp secundar IgG anti-iepure biotinilat (1: 200 în PBS, kit Elite Vectastain ABC, Vector Laboratories, Burlingame, CA) incubarea cu un complex de peroxidază de hrean avidin-biotină (1: 50 în PBS, kit Elite Vectastain ABC) timp de 45 min la temperatura camerei, cu trei spălări min 10 în PBS precedând fiecare incubare. După două spălări în PBS și o clătire 10 min în 0.1 m Tampon Tris, pH 7.6, secțiunile c-Fos și calbindin-D au fost incubate pentru 5 și respectiv 10 min în 0.08% diaminobenzidină (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) în tampon Tris conținând 0.003% peroxid de hidrogen și 0.015% clorură de nichel. Toate secțiunile au fost clătite din nou în tampon Tris și apă deionizată și apoi au fost montate pe diapozitive acoperite cu alumină cromată. Diapozitivele au fost uscate, deshidratate, curățate și acoperite cu linguri folosind Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).
Analiză microscopică. Țesutul neuronal colorat pentru calbindin-D, care delimitează cochilia și miezul nucleului accumbens (Jongen-Relo și colab., 1994a; Johnson și Wood, 1999) a fost utilizat pentru a identifica o secțiune fiecare la nivelul rostral, mijloc și caudal al nucleului accumbens dorsal. Secțiunile de la nucleul accumbens la nivelurile rostral, mijloc și caudal colorate pentru calbindin sunt prezentate în figură 1 A-C. S-a raportat că există diferențe mai puțin distincte între miez și coajă în imunoreactivitatea calbindin-D în hamsterul sirian, comparativ cu șobolanul, dar colorarea pentru această peptidă este încă capabilă să demarcheze subregiunile nucleului accumbensJohnson și Wood, 1999). O cutie care cuprinde o regiune de eșantionare de 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) a fost plasat peste carcasa dorsală și nucleul nucleului accumbens pentru fiecare secțiune. O imagine a fiecărei secțiuni a fost imprimată pe folie transparentă, iar imaginile au fost apoi suprapuse pe secțiunile corespunzătoare c-Fos pentru fiecare animal, asigurându-se că cutia a fost plasată în aceeași poziție pentru toate animalele. Figura 1, D și E, ilustrează o secțiune caudală dintr-un animal care a primit 6 săptămâni de experiență sexuală și a fost testat pentru comportament sexual. Cutia a fost plasată în nucleul nucleului caudal accumbens din Figura 1 Dși în cochilii accudenilor caudali din Figura1 E. O cutie cu aceleași dimensiuni a fost plasată în aceeași secțiune de țesut în cortexul cingulat medial și peste nucleul caudat dorsal medial și lateral la fiecare dintre cele trei niveluri eșantionate pentru nucleul accumbens. Deoarece am emis ipoteza că ar putea exista variații rostral-caudale în efectele împerecherii asupra c-Fos, a fost analizată doar o secțiune pe nivel pentru a crește precizia anatomică a eșantionării noastre. Numărul de celule imunoreactive c-Fos din fiecare zonă selectată a fost numărat cu ajutorul unei camere video conectate la un sistem computerizat de analiză a imaginii (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).
Nucleus accumbens secțiuni de țesut colorate pentru calbindin-D și c-Fos. A-C sunt secțiuni de la rostral (A), mijloc (B) și caudal (C) nucleu accumbens colorat (linia mediană este stânga) pentru calbindin, ilustrând împărțirea între coajă și subregiuni de bază (asteriscuri). Există 320 μm între secțiunile rostral și mijloc și 240 μm între secțiunile de mijloc și cea caudală. Imaginile de fund (D, E) sunt exemple de colorare c-Fos din miezul caudal (D) și coajă (E) a nucleului accumbens (linia mediană este dreapta) de o femeie cu experiență sexuală ucisă după un test de comportament sexual. dreptunghi ilustrează zona de prelevare (0.2 × 0.5 mm).
Experiment 1
Primul experiment a investigat efectele experienței sexuale și testarea inducției c-Fos în nucleul accumbens, nucleul caudat dorsal și cortexul cingulate. Scopul experimentului a fost dublu. Primul obiectiv a fost acela de a determina dacă au existat diferențe în activarea celulară în oricare dintre regiunile creierului din cauza experienței sexuale anterioare și / sau a testării comportamentale. Dacă expresia c-Fos a fost modificată, a fost determinată dacă modificările ar putea fi localizate în subregiuni specifice în cele trei zone ale creierului analizate.
Femelele hamsteri siriene au primit 6 saptamani de experienta sexuala sau au ramas naivi sexual. În timpul săptămânilor de experiență 6, cantitatea cumulativă de timp pe care femeia la asumat lordoza (imobilitate însoțită de o dorsoflexiune a spatelui) a fost măsurată pentru fiecare sesiune de testare 10 min. Nu au fost înregistrate măsuri de comportament sexual masculin. În timpul săptămânii 7, s-au dat aceleași serii de injecții cu estradiol benzoat și progesteron. De data aceasta, jumătate dintre femelele cu experiență sexuală și naivă au fost testate pentru comportament sexual prin plasarea unui bărbat adult în cușcă. Femelele rămase au rămas în cuștile lor. La 60-90 min după expunerea la mascul, femelele au fost perfuzate intracardial, iar creierul lor a fost prelucrat pentru exprimarea c-Fos. Femeile care nu au fost testate pentru comportament sexual au fost perfuzate 4 hr după administrarea de progesteron.
Analiza datelor. Deoarece numărul celulelor nu a fost diferit între acele femei care nu au fost testate pentru comportament sexual în săptămâna 7, indiferent de experiența sexuală din trecut (a se vedea tabelul1 pentru un exemplu), femelele experimentale au fost în cele din urmă împărțite în trei grupe de tratament pentru analiză. Primul grup a conținut femelele care au primit 6 săptămâni de experiență sexuală și au fost testate pentru comportament sexual (experiență / n = 6). Al doilea grup a constat din acele femele care nu au primit nici o experiență anterioară, dar au fost testate pentru comportament sexual (fără experiență /n = 8). Grupul final conținea toți hamsterii de sex feminin care nu au fost testați pentru comportament sexual, indiferent de experiența sexuală anterioară (fără test, n = 13). Cele două grupuri care nu au primit teste de comportament sexual au fost combinate pentru a crește puterea statistică în analize. Numărul celulelor colorate c-Fos din nucleul accumbens dorsal, nucleul caudat dorsal și cortexul cingular au fost comparate între cele trei grupuri.
Compararea numărului mediu ± SEM al celulelor c-Fos-imunoreactive în carcasa și nucleul nucleului accumbens între grupurile de tratament fără teste
Numărarea celulelor a fost analizată utilizând ANOVA multifactori. ANOVA-uri simple și principale cu efect principal post hoc Testele Newman-Keuls au fost efectuate acolo unde este cazul. Datele comportamentale (duratele de lordoză) au fost analizate utilizând o metodă cu două ochiuri t Test.
Experiment 2
Cel de-al doilea experiment a comparat capacitatea unui nou stimul, amfetamina, de a produce sensibilizare comportamentală la hamsteri de sex feminin cu experiență sexuală și naivă sexuală. Expresia c-Fos în nucleul accumbens, nucleul caudat dorsal și cortexul cingular au fost analizate din nou pentru a determina dacă modelul activității celulare a fost similar cu rezultatele obținute în experimentul 1.
Femelele de sex feminin siriene au primit 6 săptămâni de experiență sexuală sau au rămas naivi sexuali. În săptămâna 7, toate femelele au fost transportate într-un mediu nou (adică un acvariu din sticlă 10 galon într-o încăpere necunoscută) 4 hr după administrarea de progesteron. Femelele au fost plasate în acvariu din sticlă galbenă 10 pentru 10 min, după care au fost administrate jumătate din femeile cu experiență sexuală și naivă sexualădsulfat de amfetamină (1 mg pentru 1 kg greutate corporală în 1.0 ml de 0.9% NaCl, un cadou de la Dr. David Nichols, Universitatea Purdue). Femelele rămase au fost injectate cu 0.9% NaCl (1 mg per kg greutate corporală 1). Femelele au fost apoi plasate înapoi în acvariu 10 gallon pentru o perioadă suplimentară de 60 min. Sesiunile 70 min au fost înregistrate video pentru analiza activității generale locomotorii a femelelor. În termen de 30 min după testul de activitate generală, femelele au fost perfuzate intracardial, iar creierul lor a fost prelucrat pentru exprimarea c-Fos.
Analiza videocasei. În timpul săptămânii 7, sesiunile minime 70 care testează activitatea locomotoare au fost înregistrate în format video. Acvariile 10 din sticlă de galon au fost împărțite în trei zone egale pe ecranul video, iar activitatea locomotoare a femelelor a fost înregistrată în funcție de numărul de cruci de pe suprafață.
Analiza datelor. Antecedentele sexuale anterioare nu au influențat activitatea locomotorie a hamsterilor femele injectate cu soluție salină; prin urmare, femelele experimentale au fost împărțite în trei grupe de tratament pentru analiză. Primul grup a inclus femelele care au primit 6 săptămâni de experiență sexuală și au fost injectate cu amfetamină (experiență / amfetamină, n = 8). Al doilea grup a constat din acele femele care au fost administrate amfetamină dar nu au primit nici o experiență sexuală (nici o experiență / amfetamină,n = 8). Grupul final conținea toți hamsterii de sex feminin care au fost injectați cu soluție salină, indiferent de experiența sexuală anterioară (salină, n = 15). Activitatea locomotorie medie a femelelor a fost comparată între cele trei grupuri de tratament pe parcursul perioadei de testare 70 (în perioadele 10 min) utilizând ANOVA cu două factori. ANOVA-uri simple și principale cu efect principal post hoc Testele Newman-Keuls au fost efectuate acolo unde este cazul.
Numărul celulelor colorate pentru c-Fos nu diferă între acele femei injectate cu soluție salină, indiferent de experiența sexuală din trecut. Prin urmare, numărul celulelor colorate c-Fos din nucleul accumbens dorsal, nucleul caudat dorsal și cortexul cingular au fost comparate între aceleași trei grupe de tratament ca în primul experiment. Numărarea celulelor a fost analizată utilizând ANOVA multifactori. ANOVA-uri simple și principale cu efect principal post hoc Testele Newman-Keuls au fost efectuate acolo unde este cazul.
REZULTATE
Experiment 1
Măsuri de comportament sexual
Durata lordozei în timpul testului de comportament sexual în săptămâna 7 a fost comparată între experiența / testul și grupul de experiență / lipsă de experiență. Durata medie a lordozei în timpul testului 10 min a fost 341 ± 53 sec pentru grupul de experiență / test și 478 ± 20 sec pentru grupul fără experiență / test. Femelele din grupul fără experiență / grup de testare au asumat lordoză pe o durată semnificativ mai mare decât cea a femelelor din grupul de experiență / de testare (t 6 = 5.131; p = 0.05). În plus, experiența sexuală nu a afectat durata lordozei. Analiza nu a evidențiat diferențe semnificative între durata medie a săptămânii 1 (399 ± 44 sec) și săptămâna 7 (341 ± 53 sec) pentru femele din grupul de experiență / de testare.
expresia c-Fos în nucleul accumbens
O analiză ANOVA cu trei căi, de timp de tratament, de timp de nivel rostral-caudal, nu a constatat efecte principale semnificative ale tratamentului și nici o interacțiune în trei direcții între tratament, nivelul accumbens și nucleul coajă (Fig. 2); totuși, au fost detectate două interacțiuni importante în ambele sensuri (timpii de tratament cu coajă-core și timpii de tratament, nivelul rostral-caudal).
expresia c-Fos în cochilie și nucleul nucleului accumbens la nivelurile rostral, mijlociu și caudal pentru fiecare grupă de tratament. Pentru a examina efectele experienței și comportamentului sexual asupra unui număr mediu ± SEM al celulelor c-Fos, a fost utilizată o analiză ANOVA cu trei căi (timpi de tratament de tip rostral-caudal de timp). Nu s-au constatat efecte principale semnificative ale tratamentului și nici o interacțiune în trei direcții între tratament, nivelul accumbens și coajă-nucleu.
Sondarea timpului de tratament a interacțiunii shell-core a relevat efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament numai în nucleul nucleului accumbens (Fig. 3). În comparație cu mai multe perechi, femeile testate pentru comportament sexual în timpul săptămânii 7 (experiență / test și fără experiență / test) au prezentat în mod semnificativ mai multe celule colorate cu c-Fos în nucleul nucleului accumbens decât femelele care nu au fost testate test) (Newman-Keuls, p <0.01). Nu s-au observat efecte ale testării în coaja nucleului accumbens. Mai mult, nu au existat efecte explicite ale experienței sexuale asupra numărului de celule care exprimă c-Fos, fie în coajă, fie în nucleul acumbenilor.
Expresia c-Fos în cochilia și miezul nucleului accumbens, sa prăbușit peste nivelul rostral-caudal. ANOVA cu trei căi a evidențiat o interacțiune bidirecțională între tratament și numărul mediu ± SEM de celule c-Fos din cochilie și nucleul nucleului accumbens (timp de tratament coajă-core;F (2,24) = 4.243; p<0.026). O ANOVA unidirecțională care a testat această interacțiune a găsit efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament doar în nucleul nucleului accumbens (F (2,24) = 7.341; p<0.003) și nu în coaja accumbens (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Scrisori diferite indică diferențe semnificative între grupuri.
Analizând timpii de tratament, interacțiunea dintre nivelul rostral-caudal a constatat efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament atât la nivelul rostral cât și la nivelul caudal, dar nu la nivelul mediu al nucleului accumbens (Fig. 4). Newman-Keuls post hoc testele au arătat că femelele care au primit 6 săptămâni de experiență sexuală și au fost testate pentru comportament sexual (experiență / test) au avut mai multe celule c-Fos-pozitive în nucleul accumbens rostral decât femelele care au fost testate, dar care nu au primit experiență sexuală anterioară (fără experiență / test; p <0.05) și acele femele care nu au fost testate pentru comportamentul sexual (fără test;p <0.01). post hoc testele au arătat rezultate similare pentru nucleul accudens caudal. Femeile din grupul de experiență / test au avut un număr mai mare de celule care exprimă c-Fos în nucleul accumbens caudal decât femeile din grupul fără experiență / test (p <0.05) și niciun grup de test (p <0.01). Prin urmare, testarea comportamentului sexual în timpul săptămânii 7 a crescut numărul de celule colorate cu c-Fos în nucleul accumbens rostral și caudal numai pentru femeile care au primit cele 6 săptămâni de experiență.
Expresia c-Fos prin dimensiunea rostral-caudală a nucleului accumbens, sa prăbușit peste miez și cochilie. Deși un ANOVA cu trei căi a indicat că interacțiunea bidirecțională între grupurile de tratament și numărul mediu al celulelor c-Fos ± SEM prin nivelele rostral-caudale ale nucleului accumbens a abordat doar semnificația (F (4,48) = 2.365; p <0.066), am cercetat fiecare nivel al nucleului accumbens separat pentru un efect al tratamentului asupra colorării c-Fos. Un ANOVA unidirecțional a relevat efectele principale semnificative ale grupurilor de tratament atât la nivelul rostral (F (2,48) = 5.230; p<0.009) și nivelul caudal (F (2,48) = 7.455; p <0.002), dar nu la nivelul mediu (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) din nucleul accumbens. Scrisori diferiteindică diferențe semnificative între grupuri.
Expresia c-Fos în nucleul caudat și cortexul cingular
Numărul celulelor din nucleul caudatului dorsal a fost, de asemenea, analizat utilizând un ANOVA cu trei căi. Analiza a arătat doar o interacțiune între tratamentul și expresia c-Fos în nucleul caudat medial și lateral (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Cu toate acestea, analiza separată a nucleului caudat medial și lateral prin ANOVA unidirecțional nu a indicat nicio diferență în numărul de celule colorate cu c-Fos între experiență / test, fără experiență / test și fără grupuri de test (Tabel2). În plus, nu s-au găsit efecte principale ale experienței sau comportamentului sexual asupra numărului de celule care exprimă c-Fos sau a oricărei interacțiuni în cortexul cingular (datele nu sunt prezentate).
Valoarea medie ± SEM a celulelor c-Fos-imunoreactive în nucleul caudatului dorsal medial și lateral
Experiment 2
Activitate locomotoare
O analiză ANOVA în două sensuri (perioada de testare a perioadei de tratament), comparând activitatea medie a femelelor în experiența / amfetamină, experiență / amfetamină și grupuri de tratament salin în timpul testului 70 de testare a evidențiat o interacțiune între grupul de tratament și perioada de testare. Pentru a examina această interacțiune, grupurile individuale de tratament au fost analizate separat cu ANOVA cu sens unic. Analizele au indicat schimbări semnificative în activitatea generală medie în timpul perioadei de testare 70 pentru cele două grupe de femei care au fost injectate cu amfetamină (experiență / amfetamină și fără experiență / amfetamină). Cu toate acestea, activitatea generală a femelelor care au primit salină nu s-a modificat semnificativ în minus 70 (Fig.5). Newman-Keuls post hoctestele au fost apoi folosite pentru a determina care 10 minute de testare perioade diferite. Analizele comparative multiple au arătat că activitatea generală a femeilor experimentate sexual a dat amfetamină a crescut semnificativ 10 min după injecții (p <0.05). Mai mult, comparativ cu cele 10 minute înainte de injecții, femeile din grupul de tratament cu experiență / amfetamină au rămas semnificativ mai active 20 de minute (p <0.05) și 30 de minute (p<0.05) după injecții. În schimb, efectele amfetaminei la femeile naive sexual nu au fost evidente până la 20 de minute după injecții. În acest moment, aceste femele erau semnificativ mai active în comparație cu cele 10 minute înainte de injecții (p <0.05). În plus, activitatea femeilor naive sexual cărora li s-a administrat amfetamină a rămas semnificativ crescută timp de 30 de minute (p <0.05) și 40 de minute (p<0.01) după injecții.
Efectele amfetaminei asupra activității generale a hamsterilor de sex feminin cu experiență sexuală și naivă sexuală. O analiză ANOVA în două sensuri (perioada de testare a timpului de tratament) a evidențiat o interacțiune între grupul de tratament și perioada de testare (F (12,150) = 2.288;p <0.011) pentru numărul mediu de activități ± SEM. O ANOVA unidirecțională care a testat grupurile individuale de tratament a arătat schimbări semnificative în activitatea generală a femeilor în experiența / amfetamina (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) și fără experiență / amfetamină (F (6,150) = 3.893;p <0.001) grupuri de tratament. Activitatea femelelor injectate cu soluție salină nu s-a modificat (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc testele au arătat că femeile cu experiență sexuală au răspuns mai rapid la amfetamină, prezentând o creștere a activității în primele 10 min după injectare. Femeile sexuale naive nu au răspuns la amfetamină până la 20 min după injectare. *p <0.05 față de perioada anterioară testării.
expresia c-Fos
O ANOVA cu trei căi a fost utilizată pentru a examina efectele experienței sexuale și a amfetaminei asupra expresiei c-Fos în nucleul accumbens. Nu s-au constatat efecte principale semnificative ale tratamentului și nici o interacțiune în trei direcții între tratament, nivelul accumbens și coajă-nucleu. În plus, analiza nu a evidențiat nici o interacțiune între grupurile de tratament și expresia c-Fos în carcasa și nucleul accumbens sau între grupurile de tratament și etichetarea c-Fos la nivelele rostral, mijloc și caudal ale nucleului accumbens datele nu sunt prezentate).
Numărul celulelor din nucleul caudatului dorsal a fost, de asemenea, analizat utilizând un ANOVA cu trei căi. Analiza inițială nu a evidențiat niciun efect semnificativ al experienței sexuale anterioare sau a amfetaminei asupra numărului de celule c-Fos-pozitive. În plus, nu sa constatat niciun efect al experienței sexuale anterioare sau al amfetaminei asupra numărului de celule care exprimă c-Fos în cortexul cingular utilizând un ANOVA cu două căi (datele nu sunt prezentate).
DISCUŢIE
Scopul acestei investigații a fost dublu. Am examinat mai întâi efectele experienței sexuale asupra activității celulare în diferite subregiuni ale nucleului accumbens. A doua problemă, dacă experiența sexuală anterioară ar putea sensibiliza calea mezolimbică a dopaminei, a fost investigată prin compararea răspunsurilor comportamentale ale animalelor cu experiență sexuală și naive la o injecție de amfetamină. Constatarile noastre nu numai ca indica faptul ca comportamentul sexual al femeilor poate activa neuronii in nucleul accumbens dar si ca experienta sexuala poate sensibiliza transversal raspunsurile neuronale la amfetamina.
Efecte asupra comportamentului sexual asupra exprimării c-Fos în cochilia și nucleul nucleului accumbens
Testarea comportamentului sexual a mărit expresia c-Fos în nucleul nucleului, dar nu în cochilie, a nucleului accumbens, susținând cercetări anterioare care arată că o singură întâlnire sexuală poate activa neuronii în nucleul accumbens la rozătoarele de sex femininMeisel și colab., 1993; Joppa și colab., 1995; Mermelstein și Becker, 1995; Pfaus și colab., 1995; Kohlert și colab., 1997; Kohlert și Meisel, 1999). Literatura care abordează dihotomia funcțională a nucleului accumbens este compusă din numeroase rapoarte de schimbări diferențiale în transmisia dopaminei în interiorul cochiliei și nucleului nucleului accumbens ca răspuns la stimulii farmacologici și fiziologici. Administrarea mai multor medicamente de abuz conduce la creșteri selective ale nivelurilor de dopamină extracelulare în coaja nucleului accumbens (Pontieri și colab., 1995; Nisell și colab., 1997; Pierce și Kalivas, 1997a; Tanda și colab., 1997; Tanda și Di Chiara, 1998; Barrot și colab., 1999; Cadoni și Di Chiara, 1999). În mod similar, alimente extrem de gustoase (Tanda și Di Chiara, 1998; Di Chiara și colab., 1999a; Kelley, 1999), stres ușoară (de exemplu, șocul piciorului) (Kalivas și Duffy, 1995; Tidey și Miczek, 1997; Bruijnzeel și colab., 1999; Wu și colab., 1999) și noutatea de mediu (Rebec și colab., 1997;Rebec, 1998), de asemenea, crește selectiv transmisia dopaminei în coaja nucleului accumbens.
Concluziile noastre sunt în concordanță cu ipoteza că shell-ul și miezul sunt distincte din punct de vedere funcțional, deși am găsit că nucleul, și nu shell-ul, trebuie să răspundă comportamentului sexual. Este posibil, totuși, să existe modificări ale imunoreactivității c-Fos în coaja nucleului accumbens, dar aceste modificări nu au fost detectate. Cojita este organizată complex în diferite subregiuni, o coajă mediană, ventrală și laterală, zonele ventrale și dorsale ale cocii medial fiind, eventual, două subregiuni distincte (Groenewegen și colab., 1999). Aceste subregiuni ale cochiliei, precum și părțile mediane și laterale ale miezului, primesc diferite combinații de intrări din zone corticale și subcortice (Groenewegen și colab., 1999). Mai mult, localizate în aceste subregiuni sunt ansambluri funcționale distincte ale neuronilor care sunt organizate în compartimente anatomice distincte (Groenewegen și colab., 1999). Deoarece efectele comportamentului sexual asupra exprimării c-Fos în acest studiu au fost examinate numai în cochilia dorsomedială, este posibil ca numărul celulelor c-Fos-pozitive să se fi schimbat într-o subregiune de cochilie diferită.
În ciuda observațiilor că multe funcții ale nucleului accumbens sunt localizate în regiunea cochiliei, este rezonabil să presupunem că diferite circuite neuronale din nucleul accumbens mediază proprietățile de întărire ale diferitelor comportamente. Carelli și colab. (2000)au raportat recent că neuronii nucleului accumbens la șobolani prezintă o activitate neuronală similară în timp ce operatorul răspunde la două substanțe de întărire naturale (de exemplu, alimente și apă), dar diferite modele de ardere în timpul răspunsului pentru un agent de întărire natural față de cocaină. Ei au concluzionat că circuitele neuronale separate în nucleul accumbens procesează informații despre armarea alimentelor și a apei față de recompensa de cocaină (Carelli și colab., 2000).
Efecte asupra experienței sexuale asupra exprimării c-Fos prin axa rostral-caudală a nucleului accumbens
Literatura care examinează organizația subnucleară prin intermediul nucleului accumbens rostral-caudal este mică; totuși, au fost observate diferențe clare între funcționalitate și anatomie. Constatarile noastre sunt in concordanta cu studiile care au raportat de reglementare diferentiala a raspunsurilor neurochimice si motorii pe axa rostral-caudal al accumbens. Cholecystokinin (CCK) modulează diferențiat efectele induse de dopamină în nucleul rostral și caudal accumbens (Crawley și colab., 1985a,b), potențând hiperlocomoția indusă de dopamină atunci când este perfuzată în accumbens caudal, o regiune inervată de neuroni CCK colocalizați cu dopamină (Crawley și colab., 1985a,b; Lanca și colab., 1998). Totuși, CCK este inactiv în comportament când este injectat în nucleul rostral accumbens, o regiune care primește proiecții CCK și dopamină separate (Crawley și colab., 1985a,b; Lanca și colab., 1998). De asemenea, s-a raportat că perfuzia directă a amfetaminei în cochilia rostrală, în coajă caudală sau nucleu afectează în mod diferențial activitatea comportamentală și nivele extracelulară de dopamină și serotonină (Heidbreder și Feldon, 1998). Reglarea peptidelor opioide, substanța P, receptorii dopaminei D1 (Voorn și Docter, 1992; Jongen-Relo și colab., 1994b; Voorn și colab., 1994) și eliberarea acetilcolinei (Jongen-Relo și colab., 1995) de către agoniștii receptorilor de dopamină și dopamină diferă de asemenea între părțile rostral și caudal ale accumbens, cu accumbens rostral fiind mai sensibili la epuizarea și administrarea dopaminei. Deși au fost raportate aceste diferențe funcționale între nucleul rostral și caudal nucleus accumbens, de ce există aceste diferențe funcționale, nu este încă pe deplin înțeleasă.
Efectele sexuale experimentate asupra activității locomotorii induse de amfetamină
Rezultatele raportate aici și într-un studiu anterior sugerează că experiența sexuală anterioară sensibilizează răspunsurile neuronale la testarea comportamentului sexual, indicând creșteri sensibilizate în eliberarea dopaminei (Kohlert și Meisel, 1999) și activitatea celulară în nucleul accumbens (acest studiu). Unul dintre preocupări este însă faptul că femeile cu experiență din studiul anterior ar fi putut răspunde atât testelor comportamentului sexual, cât și testelor de mediu, deoarece experiența sexuală și testarea au fost efectuate în aceeași cameră. Semnele de mediu asociate condițional cu comportamente motivaționale pot dobândi proprietăți stimulative și pot spori în continuare nivelurile de dopamină în nucleul accumbens (Reid și colab., 1996, 1998; Watson și Little, 1999). O a doua preocupare este că, deoarece măsurile de comportament sexual masculin nu au fost înregistrate, nu se știe dacă cele două grupe de femei testate pentru comportament sexual au primit cantități comparabile de stimulare vaginocervicală. Sa raportat că stimularea vaginocervicală este necesară pentru eliberarea dopaminei în nucleul accumbens în timpul împerecherii (Kohlert și colab., 1997). Poate că femeile cu experiență sexuală au primit mai multă stimulare vaginocervicală (nu au fost măsurate în acest studiu), mărind astfel inducerea c-Fos. Prin urmare, pentru a valida faptul că comportamentul sexual feminin sensibilizează calea mezolimbică a dopaminei, am investigat dacă femeile cu experiență sexuală și cele naive au răspuns diferit la o injecție de amfetamină, un alt stimulent cunoscut că își mediază efectele prin căile dopaminei. În plus, pentru a se asigura că răspunsurile sensibilizate observate au fost determinate de comportamentul sexual repetat și nu din cauza asocierii condiționate a mediului cu comportamentul sexual, răspunsurile comportamentale ale hamsterilor la amfetamină au fost testate într-un mediu nou.
Amfetamina a crescut activitatea generală la toți hamsterii de sex feminin. Cu toate acestea, femeile cu experiență sexuală au răspuns mai devreme la amfetamină decât femelele naivi sexuali. Aceste rezultate validă ipoteza că comportamentul sexual repetat poate sensibiliza neuronii în calea mezolimbică a dopaminei și sugerează că schimbările în cale produc răspunsuri comportamentale sensibilizate atât la comportamentul motivat natural, cât și la un stimulent psihomotor (trans-sensibilizare).
Aceste constatări sunt în concordanță cu ipoteza că există mecanisme neuronale convergente care mediază răspunsurile la medicamente și la comportamentul sexual (Robinson și Berridge, 1993; Pierce și Kalivas, 1997b). Câteva studii recente au observat o sensibilizare încrucișată între expunerea repetată la medicamente și comportamente motivaționale naturale. Stresul social înfrânat reduce timpul de achiziție pentru autoadministrarea cocainei la șobolani (Tidey și Miczek, 1997). Un mediu asociat cu injecții morfinice repetate poate facilita comportamentul sexual la șobolanii masculi (Mitchell și Stewart, 1990a,b). Pre-tratamentul cu amfetamină facilitează, de asemenea, comportamentul sexual la șobolanii masculi naivi sexuali și se corelează cu eliberarea sporită a dopaminei în nucleul accumbens (Fiorino și Phillips, 1999).
Expresia c-Fos a fost analizată în nucleul accumbens după tratamentul cu amfetamină. S-a emis ipoteza că amfetamina ar crește expresia c-Fos în nucleul accumbens și într-o mai mare măsură la femeile cu experiență sexuală. Cu toate acestea, nu s-au găsit efecte ale amfetaminei asupra numărului de celule care exprimă c-Fos în oricare dintre subregiunile nucleului accumbens. Este evident din Tabel3 că animalele de control din experimentul 2 (femele saline) au avut un număr mai mare de celule c-Fos-pozitive comparativ cu animalele de control în experimentul 1 (fără femele de test). Badiani și colab. (1998) a raportat că noutatea a crescut c-fos conținutul de mRNA în nucleul accumbens, și că acest efect de noutate asuprac-fos conținutul a fost atât de puternic în câteva regiuni ale creierului încât administrarea amfetaminei într-un mediu nou nu a produs un răspuns suplimentar suplimentar. Astfel, este posibil ca, în studiul nostru, stresul de a fi transportat în mediul roman al sala de testare a activat sinteza proteinei c-Fos, mascând astfel modificările expresiei c-Fos induse de amfetamină și experiența sexuală.
Valoarea medie ± SEM a numărului bazal al celulelor c-Fos-imunoreactive din cochilia și nucleul nucleului accumbens pentru animalele de control în experimentele 1 și 2
Semnificație potențială
Aceste experimente se înscriu într-o listă tot mai mare de studii (Mitchell și Stewart, 1990b; Fiorino și Phillips, 1999; Miczek și colab., 1999) care indică faptul că experiențele unui animal pot sensibiliza reacția căii mezolimbice de dopamină atât la comportamente care fac parte din repertoriul natural al unui animal, cât și la anumite medicamente pe care oamenii sunt cunoscuți pentru abuz (Wise și Bozarth, 1987). O chestiune esențială în cercetarea privind abuzul de droguri este vulnerabilitatea individuală față de efectele drogurilor (Newcomb, 1992; Robinson și Berridge, 1993), iar colectiv această cercetare poate oferi perspective asupra dezvoltării dependenței în oameni.
Note de subsol
- Primit Iunie 8, 2000.
- Revizuirea a fost primită Decembrie 12, 2000.
- Admis Decembrie 20, 2000.
Această cercetare a fost susținută de Fundația Națională de Științe Grant IBN-9723876. Îi mulțumim Melissa Zilă, Shannon McCanna, Marchelle Baker, Michael Huntington și Deborah Shelley pentru asistența lor specială în ceea ce privește testarea comportamentală și prelucrarea c-Fos.
Corespondența trebuie adresată dr. Robert L. Meisel, Departamentul de Științe Psihologice, Universitatea Purdue, West Lafayette, IN 47907-1364. E-mail: [e-mail protejat].
- Copyright © 2001 Societatea pentru Neuroștiințe
;