Revista de Neuroștiințe, 15 martie 2001, 21 (6): 2123-2130;
+ Afilieri de autori
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 ale dopaminei este sensibilizarea încrucișată. Cu alte cuvinte, neuronii dopaminergici sensibilizați 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 sensibilizare încrucișată între expunerile repetate la agenți farmacologici și comportamentele motivate natural ( Mitchell și Stewart, 1990a , b ; Tidey și Miczek, 1997 ; Fiorino și Phillips, 1999 ). Prin urmare, am examinat dacă animalele cu experiență sexuală și cele fără experiență sexuală ar răspunde diferit la un stimul nou, despre care se știe că activează căile dopaminei (adică sensibilizarea încrucișată), cum ar fi amfetamina. Dacă comportamentul sexual feminin sensibilizează căile dopaminei, atunci femelele cu experiență sexuală ar trebui să prezinte un răspuns comportamental crescut la o singură injecție de amfetamină.
MATERIALE SI METODE
Metode generale
Animale. Hamsteri sirieni masculi și femele au fost aduși de la Charles River Laboratories (Kingston, NY) la vârsta de aproximativ 60 de zile. Femelele au fost adăpostite individual, iar animalele stimul masculi au fost adăpostite în grupuri de trei sau patru în cuști de plastic (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). Camera coloniei de animale a fost menținută la o temperatură constantă (22°C), cu luminile stinse, între orele 1:30 și 11:30 (ciclu lumină/întuneric de 14/10 ore). Hrana și apa au fost disponibile ad libitum.
Procedurile utilizate în acest experiment sunt în conformitate cu Ghidurile Institutului Național de Sănătate pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator și au fost aprobate de Comitetul Purdue pentru îngrijirea și utilizarea animalelor.
Experiență sexuală. La aproximativ o săptămână după sosirea femelelor la laborator, acestea au fost ovariectomizate bilateral sub anestezie cu pentobarbital sodic (Nembutal) (8.5 mg per 100 g greutate corporală, ip). După ovariectomie, femelele au fost inițial împărțite în două grupuri. Un grup de femele a avut parte de 6 săptămâni de experiență sexuală cu un mascul stimul; al doilea grup a rămas neexperimentat sexual. Toate femelele au fost amorsate hormonal o dată pe săptămână, timp de 6 săptămâni. Atât la 48, cât și la 24 de ore 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 avut experiență sexuală au fost injectate cu regimul hormonal și au rămas în cuștile lor din camera coloniei. La 4-5 ore după administrarea de progesteron, un hamster mascul adult care dobândise experiență sexuală prin utilizarea în alte studii de comportament sexual a fost plasat în cușca femelei experimentale. Ordinea cuștilor care conțineau masculii a fost rotită în fiecare săptămână pentru a minimiza probabilitatea ca un mascul și o femelă să fie împerecheați de mai multe ori în timpul celor 6 săptămâni de experiență sexuală.
Imunocitochimie. Hamsterii femele, sacrificați cu o supradoză de pentobarbital sodic, au fost perfuzați intracardiac cu o soluție de PBS 25 mm , pH 7.5, timp de 2 minute (debit, 25 ml/min), urmată de paraformaldehidă 4% în PBS timp de 20 de minute. Creierele au fost fixate ulterior timp de 2 ore în paraformaldehidă și depozitate în PBS cu zaharoză 10% peste noapte la 4°C.
Au fost prelevate secțiuni congelate coronale seriale de 40 μm prin întregul nucleu accumbens. După trei clătiri de câte 10 minute în PBS, secțiunile au fost incubate fie în anticorp primar anti-c-Fos (1:6000 în PBS cu 0.3% Triton X-100; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), fie în anticorp primar anti-calbindin-D (28 kDa) (1:6000 în PBS cu 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) la 4°C timp de 48 de ore. Atât secțiunile c-Fos, cât și calbindin-D au fost apoi incubate timp de 45 de minute la temperatura camerei în anticorp secundar biotinilat anti-IgG de iepure (1:200 în PBS; kit Elite Vectastain ABC; Vector Laboratories, Burlingame, CA), urmată de o incubare cu un complex avidină-biotină cu peroxidază de hrean (1:50 în PBS; kit Elite Vectastain ABC) timp de 45 de minute la temperatura camerei, cu trei clătiri de câte 10 minute în PBS înaintea fiecărei incubări. După două clătiri în PBS și o clătire de 10 minute în tampon Tris 0.1 m , pH 7.6, secțiunile c-Fos și calbindin-D au fost incubate timp de 5, respectiv 10 minute, în diaminobenzidină (DAB) 0.08% (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 montate pe lame acoperite cu crom-aluminiu. Lamele au fost uscate, deshidratate, limpezite și acoperite cu lamelă folosind Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).
Analiză microscopică. Țesutul neural colorat pentru calbindina-D, care delimitează învelișul și miezul nucleului accumbens ( Jongen-Relo și colab., 1994a ; Johnson și Wood, 1999 ), a fost utilizat pentru a identifica câte o secțiune la nivelul rostral, mijlociu și caudal al nucleului accumbens dorsal. Secțiunile din nucleul accumbens la nivelurile rostral, mijlociu și caudal colorate pentru calbindină sunt prezentate în Figura 1 A-C . S-a raportat că există mai puține diferențe distincte între miez și înveliș în ceea ce privește imunoreactivitatea calbindinei-D la hamsterul sirian în comparație cu șobolanul, dar colorarea pentru această peptidă este încă capabilă să delimiteze subregiunile nucleului accumbens ( Johnson și Wood, 1999 ). O cutie care cuprinde o regiune de eșantionare de 0.1 mm² ( 0.2 × 0.5 mm) a fost plasată peste învelișul dorsal și miezul nucleului accumbens pentru fiecare secțiune. O imagine a fiecărei secțiuni a fost imprimată pe o folie transparentă, iar imaginile au fost apoi suprapuse peste secțiunile c-Fos corespunzătoare 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 de la un animal care a primit 6 săptămâni de experiență sexuală și a fost testat pentru comportament sexual. Cutia a fost plasată în miezul nucleului accumbens caudal în Figura 1 D și în învelișul nucleului accumbens caudal în Figura 1 E. O cutie cu aceleași dimensiuni a fost plasată în aceeași secțiune de țesut în cortexul cingular 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 o singură secțiune per nivel pentru a crește precizia anatomică a eșantionării noastre. Numărul de celule c-Fos-imunoreactive din fiecare zonă selectată a fost numărat cu ajutorul unei camere video conectate la un sistem computerizat de analiză a imaginilor (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).
Secțiuni de țesut din Nucleus accumbens colorate pentru calbindina-D și c-Fos. A-C sunt secțiuni din nucleul accumbens rostral ( A ), mijlociu ( B ) și caudal ( C ) colorate (linia mediană este stânga ) pentru calbindină, ilustrând diviziunea dintre subregiunile învelișului și nucleului ( asteriscuturi ). Există 320 μm între secțiunile rostrală și mijlociu și 240 μm între secțiunile mijlociu și caudal. Imaginile de jos ( D, E ) sunt exemple de colorare cu c-Fos din miezul caudal ( D ) și învelișul ( E ) ale nucleului accumbens (linia mediană este dreapta ) unei femele cu experiență sexuală, ucisă după un test de comportament sexual. Dreptunghiul ilustrează zona de eșantionare (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 de celule nu a diferit între femelele care nu au fost testate pentru comportament sexual în săptămâna 7, indiferent de experiența sexuală anterioară (vezi Tabelul 1 pentru un exemplu), femelele experimentale au fost în cele din urmă împărțite în trei grupuri de tratament pentru analiză. Primul grup a cuprins femelele care au primit 6 săptămâni de experiență sexuală și au fost testate pentru comportament sexual (experiență/test, n = 6). Al doilea grup a fost format din femelele care nu au primit nicio experiență anterioară, dar au fost testate pentru comportament sexual (fără experiență/test, n = 8). Grupul final a cuprins toate hamsterii femele care nu au fost testați pentru comportament sexual, indiferent de orice experiență sexuală anterioară (fără test, n = 13). Cele două grupuri care nu au fost testate pentru comportament sexual au fost combinate pentru a crește puterea statistică a analizelor. Numărul de celule colorate cu c-Fos din nucleul accumbens dorsal, nucleul caudat dorsal și cortexul cingular a fost comparat 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
Numărul de celule a fost analizat folosind ANOVA multifactoriale. ANOVA simple cu efect principal și teste Newman-Keuls post-hoc au fost efectuate, acolo unde a fost cazul. Datele comportamentale (duratele lordozei) au fost analizate folosind un test t bilateral .
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.
Hamsterilor sirieni femele li s-au oferit 6 săptămâni de experiență sexuală sau au rămas naive sexual. În săptămâna 7, toate femelele au fost transportate într-un mediu nou (de exemplu, un acvariu de sticlă de 10 galoane într-o cameră nefamiliară) la 4 ore după administrarea de progesteron. Femelele au fost plasate în acvariul de sticlă de 10 galoane timp de 10 minute, după care jumătate dintre femelele cu experiență sexuală și naive sexual li s-a administrat sulfat de d -amfetamină (1 mg per 1 kg greutate corporală în 1.0 ml de NaCl 0.9%; un cadou de la Dr. David Nichols, Universitatea Purdue). Femelele rămase au fost injectate cu NaCl 0.9% (1 mg per 1 kg greutate corporală). Femelele au fost apoi plasate înapoi în acvariul de 10 galoane pentru încă 60 de minute. Sesiunile de 70 de minute au fost înregistrate video pentru analiza activității locomotorii generale a femelelor. În decurs de 30 de minute după testul de activitate generală, femelele au fost perfuzate intracardiac, iar creierele lor au fost procesate pentru exprimarea c-Fos.
Analiza înregistrărilor video. În săptămâna 7, sesiunile de 70 de minute care au testat activitatea locomotorie au fost înregistrate video. Acvariile din sticlă de 10 de litri au fost împărțite în trei zone egale pe ecranul video, iar activitatea locomotorie a femelelor a fost înregistrată în funcție de numărul de încrucișări pe suprafață.
Analiza datelor. Istoricul sexual anterior nu a influențat activitatea locomotorie a hamsterilor femele injectați cu soluție salină; prin urmare, femelele experimentale au fost împărțite în trei grupuri 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 fost format din femelele cărora li s-a administrat amfetamină, dar nu au primit nicio experiență sexuală (fără experiență/amfetamină, n = 8). Grupul final a inclus toate hamsterii femele care au fost injectați cu soluție salină, indiferent de orice experiență sexuală anterioară (soluție salină, n = 15). Activitatea locomotorie medie a femelelor a fost comparată între cele trei grupuri de tratament pe parcursul celor 70 de minute de testare (în perioade de 10 minute) utilizând ANOVA cu doi factori. Au fost efectuate ANOVA simple cu efect principal și teste Newman-Keuls post-hoc , acolo unde a fost cazul.
Numărul de celule colorate pentru c-Fos nu a diferit între femelele injectate cu soluție salină, indiferent de experiența sexuală anterioară. Prin urmare, numărul de celule colorate cu c-Fos din nucleul accumbens dorsal, nucleul caudat dorsal și cortexul cingular a fost comparat între aceleași trei grupuri de tratament ca și în primul experiment. Numărul de celule a fost analizat folosind ANOVA multifactoriale. Au fost efectuate ANOVA simple cu efect principal și teste Newman-Keuls post-hoc , acolo unde a fost cazul.
REZULTATE
Experiment 1
Măsuri de comportament sexual
Duratele lordozei în timpul testului pentru comportament sexual din săptămâna 7 au fost comparate între grupurile cu experiență/test și fără experiență/test. Durata medie a lordozei în timpul testului de 10 minute a fost de 341 ± 53 sec pentru grupul cu experiență/test și de 478 ± 20 sec pentru grupul fără experiență/test. Femeile din grupul fără experiență/test au prezentat lordoză pentru o durată semnificativ mai lungă decât femeile din grupul cu experiență/test ( t6 = 5.131; p = 0.05). În plus, experiența sexuală nu a afectat durata lordozei. Analiza nu a arătat diferențe semnificative între duratele medii pentru săptămâna 1 (399 ± 44 sec) și săptămâna 7 (341 ± 53 sec) pentru femeile din grupul cu experiență/test.
expresia c-Fos în nucleul accumbens
O analiză ANOVA cu trei căi a timpilor de tratament nivel rostral-caudal multiplicați prin raportul shell-core nu a găsit efecte principale semnificative ale tratamentului și nicio interacțiune cu trei căi între tratament, nivelul accumbens și shell-core (Fig. 2 ); cu toate acestea, au fost detectate două interacțiuni bidirecționale importante (timpii de tratament nivel shell-core și timpii de tratament nivel 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.
Studiul interacțiunii înveliș-nucleu între perioadele de tratament și cele de interacțiune a relevat efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament doar în nucleul nucleului accumbens (Fig. 3 ). Comparațiile multiple perechi au arătat că femelele testate pentru comportament sexual în săptămâna 7 (experiență/test și fără experiență/test) au avut semnificativ mai multe celule colorate cu c-Fos în nucleul nucleului accumbens decât femelele care nu au fost testate (fără test) (Newman-Keuls, p < 0.01). Nu s-au observat efecte ale testării în învelișul nucleului accumbens. În plus, nu au existat efecte explicite ale experienței sexuale asupra numărului de celule care exprimă c-Fos nici în învelișul, nici în nucleul nucleului accumbens.
Expresia c-Fos în învelișul și miezul nucleului accumbens s-a restrâns la nivel rostral-caudal. ANOVA cu trei căi a relevat o interacțiune bidirecțională între tratament și numărul mediu ± SEM de celule c-Fos din învelișul și miezul nucleului accumbens (timpul de tratament înveliș-miez; F (2,24) = 4.243; p < 0.026). O ANOVA cu o singură cale care a investigat această interacțiune a găsit efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament doar în miezul nucleului accumbens ( F (2,24) = 7.341; p < 0.003) și nu în învelișul accumbensului ( F (2,24) = 1.271; p > 0.1). Litere diferite indică diferențe semnificative între grupuri.
Studiul interacțiunii dintre perioadele de tratament la nivel rostral și caudal a constatat efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament atât la nivel rostral, cât și la nivel caudal, dar nu și la nivelul mediu al nucleului accumbens (Fig. 4 ). Testele post-hoc Newman-Keuls au indicat faptul că femelele care avuseseră parte de 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 testate, dar care nu au avut nicio experiență sexuală anterioară (fără experiență/test; p < 0.05) și femelele care nu au fost testate pentru comportament sexual (fără test; p < 0.01). Testele post-hoc au relevat rezultate similare pentru nucleul accumbens caudal. Femelele din grupul cu experiență/test au avut un număr mai mare de celule care exprimă c-Fos în nucleul accumbens caudal decât femelele din grupul fără experiență/test ( p < 0.05) și grupul fără 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 acele femele care au beneficiat de cele 6 săptămâni de experiență.
Expresia c-Fos prin dimensiunea rostral-caudală a nucleului accumbens s-a restrâns pe miez și înveliș. Deși o analiză ANOVA cu trei căi a indicat că interacțiunea bidirecțională dintre grupurile de tratament și numărul mediu ± SEM de celule c-Fos prin nivelurile rostral-caudale ale nucleului accumbens s-a apropiat doar de semnificație ( F (4,48) = 2.365; p < 0.066), am sondat fiecare nivel al nucleului accumbens separat pentru un efect al tratamentului asupra colorării cu c-Fos. O analiză ANOVA cu o singură cale a relevat efecte principale semnificative ale grupurilor de tratament atât la nivelul rostral ( F (2,48) = 5.230; p < 0.009), cât și la nivelul caudal ( F (2,48) = 7.455; p < 0.002), dar nu și la nivelul mediu ( F (2,48) = 1.744; p > 0.1) al nucleului accumbens. Litere diferite indică diferențe semnificative între grupuri.
Expresia c-Fos în nucleul caudat și cortexul cingular
Numărul de celule din nucleul caudat dorsal a fost, de asemenea, analizat folosind o ANOVA cu trei căi. Analiza a relevat doar o interacțiune între tratament 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 cu o singură cale nu a indicat nicio diferență în numărul de celule colorate cu c-Fos între grupurile experiență/test, fără experiență/test și fără test (Tabelul 2 ). În plus, nu s-au găsit efecte principale ale experienței sau comportamentului sexual asupra numărului de celule care exprimă c-Fos sau alte 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 bidirecțională (perioada de testare a timpilor de tratament), care a comparat activitatea medie a femelelor din grupurile de tratament cu experiență/amfetamină, fără experiență/amfetamină și soluție salină pe parcursul celor 70 de minute 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 sondate separat cu ANOVA unidirecționale. Analizele au indicat modificări semnificative ale activității generale medii în timpul celor 70 de minute de testare pentru cele două grupuri de femele care au fost injectate cu amfetamină (cu experiență/amfetamină și fără experiență/amfetamină). Cu toate acestea, activitatea generală a femelelor care au primit soluție salină nu s-a modificat semnificativ în cele 70 de minute (Fig. 5 ). Testele post-hoc Newman-Keuls au fost apoi utilizate pentru a determina care perioade de testare de 10 minute diferă. Comparațiile multiple perechi au evidențiat că activitatea generală a femelelor cu experiență sexuală cărora li s-a administrat amfetamină a crescut semnificativ la 10 minute după injecții ( p < 0.05). În plus, comparativ cu intervalul de 10 minute dinaintea injecțiilor, femeile din grupul cu experiență/tratament cu amfetamină au rămas semnificativ mai active timp de 20 de minute ( p < 0.05) și 30 de minute ( p < 0.05) după injecții. În schimb, efectele amfetaminei la femeile netratate sexual nu au fost evidente decât la 20 de minute după injecții. În acest moment, aceste femei au fost semnificativ mai active comparativ cu intervalul de 10 minute dinaintea injecțiilor ( p < 0.05). În plus, activitatea femeilor netratate 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 femele cu experiență sexuală și fără experiență sexuală. O analiză ANOVA bidirecțională (perioada de testare a timpilor de tratament) a relevat o interacțiune între grupul de tratament și perioada de testare ( F (12,150) = 2.288; p < 0.011) pentru media ± SEM a numărului de activități. O analiză ANOVA unidirecțională care a analizat grupurile individuale de tratament a arătat modificări semnificative ale activității generale pentru femelele din grupurile de tratament cu experiență/amfetamină ( F (6,150) = 3.0468; p < 0.008) și fără experiență/amfetamină ( F (6,150) = 3.893; p < 0.001). Activitatea femelelor injectate cu soluție salină nu s-a modificat ( F (6,150) = 1.619; p < 0.1). Testele post-hoc au indicat că femelele cu experiență sexuală au răspuns mai rapid la amfetamină, arătând o creștere a activității în primele 10 minute după injectare. Femelele neexperimentate sexual nu au răspuns la amfetamină decât la 20 de minute 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.
Constatările noastre sunt în concordanță cu ipoteza că învelișul și miezul sunt distincte funcțional, deși am constatat că miezul, și nu învelișul, răspunde la comportamentul sexual. Este posibil, totuși, să existe modificări ale imunoreactivității c-Fos în învelișul nucleului accumbens, dar aceste modificări nu au fost detectate. Învelișul este organizat complex în diferite subregiuni, o înveliș medială, ventrală și laterală, zonele ventrale și dorsale ale învelișului medial fiind posibil încă două subregiuni distincte ( Groenewegen et al., 1999 ). Aceste subregiuni ale învelișului, precum și părțile mediale și laterale ale miezului, primesc combinații diferite de inputuri din zonele corticale și subcorticale ( Groenewegen et al., 1999 ). În plus, în aceste subregiuni se află ansambluri funcțional distincte de neuroni care sunt organizați în compartimente anatomice distincte ( Groenewegen et al., 1999 ). Deoarece efectele comportamentului sexual asupra expresiei c-Fos în acest studiu au fost examinate doar în cochilia dorsomedială, este posibil ca numărul de celule c-Fos-pozitive să se fi modificat de fapt într-o altă subregiune a cochiliei.
În ciuda observațiilor conform cărora multe funcții ale nucleului accumbens sunt localizate în regiunea de întărire, este rezonabil să se emită ipoteza că diferite circuite neuronale din cadrul nucleului 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 timpul răspunsului operant la două întăritori naturale (adică alimente și apă), dar modele diferite de activare în timpul răspunsului la o întărire naturală față de cocaină. Aceștia au concluzionat că circuite neuronale separate din nucleul accumbens procesează informații despre întărirea cu alimente și apă față de recompensa pentru cocaină ( Carelli și colab., 2000 ).
Efecte asupra experienței sexuale asupra exprimării c-Fos prin axa rostral-caudală a nucleului accumbens
Literatura de specialitate care examinează organizarea subnucleară prin nucleul accumbens rostral-caudal este limitată; cu toate acestea, s-au observat diferențe funcționale și anatomice clare. Constatările noastre sunt în concordanță cu studiile care au raportat o reglare diferențială a răspunsurilor neurochimice și motorii de-a lungul axei rostral-caudale a accumbensului. Colecistokinina (CCK) modulează diferențiat efectele induse de dopamină în nucleul accumbens rostral și caudal ( Crawley et al., 1985a , b ), potențând hiperlocomoția indusă de dopamină atunci când este infuzată în accumbensul caudal, o regiune inervată de neuroni CCK colocalizați cu dopamină ( Crawley et al., 1985a , b ; Lanca et al., 1998 ). Cu toate acestea, CCK este inactivă din punct de vedere comportamental atunci când este injectată în nucleul accumbens rostral, o regiune care primește proiecții separate de CCK și dopamină ( Crawley și colab., 1985a , b ; Lanca și colab., 1998 ). De asemenea, s-a raportat că infuzia directă de amfetamină în coaja rostrală, coaja caudală sau miez afectează diferențiat activitatea comportamentală și nivelurile extracelulare de dopamină și serotonină ( Heidbreder și Feldon, 1998 ). Reglarea peptidelor opioide, a substanței P, a receptorilor dopaminergici D1 ( Voorn și Docter, 1992 ; Jongen-Relo și colab., 1994b ; Voorn și colab., 1994 ) și a eliberării de acetilcolină ( Jongen-Relo și colab., 1995 ) de către dopamină și agoniștii receptorilor dopaminergici diferă, de asemenea, între părțile rostrală și caudală ale accumbensului, accumbensul rostral fiind mai sensibil la epuizarea și administrarea de dopamină. Deși au fost raportate aceste diferențe funcționale între nucleul accumbens rostral și caudal, motivul pentru care există aceste diferențe funcționale nu este încă pe deplin înțeles.
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 ale eliberării de dopamină ( Kohlert și Meisel, 1999 ) și ale activității celulare în nucleul accumbens (acest studiu). O preocupare, însă, este că femelele experimentate din studiul anterior ar fi putut răspunde atât la testarea comportamentului sexual, cât și la indiciile de mediu, deoarece experiența și testarea sexuală au fost efectuate în aceeași cameră. Indiciile de mediu asociate condiționat cu comportamentele motivate pot dobândi proprietăți stimulative și pot crește în continuare nivelurile de dopamină în nucleul accumbens ( Reid și colab., 1996 , 1998 ; Watson și Little, 1999 ). O a doua preocupare este că, deoarece măsurătorile comportamentului sexual masculin nu au fost înregistrate, nu se știe dacă cele două grupuri de femele testate pentru comportament sexual au primit cantități comparabile de stimulare vaginocervicală. S-a raportat că stimularea vaginocervicală este necesară pentru eliberarea de dopamină în nucleul accumbens în timpul împerecherii ( Kohlert și colab., 1997 ). Poate că femelele cu experiență sexuală au primit mai multă stimulare vaginocervicală (nemăsurată în acest studiu), crescând astfel inducerea c-Fos. Prin urmare, pentru a valida faptul că femelele cu experiență sexuală sensibilizează calea mezolimbică a dopaminei, am investigat dacă femelele cu experiență sexuală și cele neavizate au răspuns diferit la o injecție cu amfetamină, un alt stimul despre care se știe că mediază efectele sale prin intermediul căilor dopaminergice. În plus, pentru a ne asigura că răspunsurile de sensibilizare observate s-au datorat comportamentului sexual repetat și nu 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 descoperiri sunt în concordanță cu ipoteza că există mecanisme neuronale convergente care mediază răspunsurile la droguri și comportamentul sexual ( Robinson și Berridge, 1993 ; Pierce și Kalivas, 1997b ). Mai multe studii recente au observat o sensibilizare încrucișată între expunerea repetată la droguri și comportamentele motivate natural. Stresul social indus de înfrângere reduce timpul de dobândire pentru autoadministrarea cocainei la șobolani ( Tidey și Miczek, 1997 ). Un mediu asociat cu injecții repetate cu morfină poate facilita comportamentul sexual la șobolanii masculi ( Mitchell și Stewart, 1990a , b ). Pretratamentul cu amfetamină facilitează, de asemenea, comportamentul sexual la șobolanii masculi neexperimentați sexual și este corelat cu eliberarea crescută de dopamină 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 măsură mai mare la femeile cu experiență sexuală. Cu toate acestea, nu s-au constatat efecte ale amfetaminei asupra numărului de celule care exprimă c-Fos în niciuna dintre subregiunile nucleului accumbens. Din Tabelul 3 reiese că animalele de control din experimentul 2 (femelele tratate cu soluție salină) au avut un număr mai mare de celule c-Fos-pozitive în comparație cu animalele de control din experimentul 1 (fără femele testate). Badiani și colab. (1998) au raportat că noutatea a crescut conținutul de ARNm al c-fos în nucleul accumbens și că acest efect al noutății asupra conținutului de c-fos a fost atât de puternic în mai multe regiuni ale creierului încât administrarea de amfetamină într-un mediu nou nu a produs un răspuns incremental suplimentar. Prin urmare, pare posibil ca în studiul nostru stresul transportului în mediul nou al camerei de testare să fi activat sinteza proteinei c-Fos, mascând astfel modificările în expresia 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 alătură unei liste tot mai mari de studii ( Mitchell și Stewart, 1990b ; Fiorino și Phillips, 1999 ; Miczek și colab., 1999 ) care indică faptul că experiențele unui animal pot sensibiliza reactivitatea căii dopaminice mezolimbice atât la comportamente care fac parte din repertoriul natural al unui animal, cât și la anumite droguri pe care oamenii sunt cunoscuți ca fiind abuzive ( Wise și Bozarth, 1987 ). O problemă cheie în cercetarea abuzului de droguri este vulnerabilitatea individuală la efectele drogurilor ( Newcomb, 1992 ; Robinson și Berridge, 1993 ), iar, împreună, această cercetare poate oferi perspective asupra dezvoltării dependenței la 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: [ email protected]
- Copyright © 2001 Societatea pentru Neuroștiințe