Dopamina, noradrenalina și diferențele de comportament sexual între șobolanii masculi de înaltă și scăderea romană: un studiu de microdializă în cortexul prefrontal medial

Introducere

Liniile de șobolani de înaltă rată (RHA) și de scădere redusă (RLA), selecționate inițial pentru achiziția rapidă sau proastă a răspunsului de evitare activă din cutia de transfer (Bignami, 1965; Broadhurst și Bignami, 1965; Driscoll și Bättig, 1982; Fernández-Teruel și colab., 2002; Giorgi și colab., 2007) prezintă diferențe semnificative în activitatea sexuală atunci când sunt expuse în prezența unui șobolan de sex feminin receptiv sexual. Într-adevăr, șobolanii RHA prezintă niveluri mai ridicate de motivație sexuală decât șobolanii RLA, așa cum reiese din numărul mai mare de erecții de penis fără contact, arătate de acești șobolani atunci când sunt prezenți în prezența unei femei receptive inaccesibile și a unor performanțe copulative mai bune decât șobolanii RLA, de diferențele semnificative în numeroșii parametri copulatori aflați în principal în primul test de copulare între cele două linii de șobolan, dar și după cinci teste de copulație, deși atenuate (Sanna și colab., 2014a). Printre diferențele cele mai pronunțate întâlnite între șobolanii RHA și RLA se numără procentul de șobolani care inițiază montarea și intromitul și care ejaculează în primul test de copulare, 80% de șobolani RHA față de 40% de șobolani RLA respectiv (Sanna și colab., 2014a). Un număr mare de dovezi experimentale sugerează că un ton dopaminergic diferit funcțional este implicat în diferențele de copulare între șobolanii RHA și RLA. De fapt, diferitele modele de copulație ale șobolanilor RHA și RLA au fost modificate în mod diferit de apomorfină, un agonist mixt D1 / D2 de receptor de dopamină administrat în doze care facilitează comportamentul sexual și de haloperidol, un antagonist al receptorului de dopamină D2, doze mici care inhibă comportamentul sexual (Sanna și colab., 2014b). În consecință, șobolanii RLA s-au dovedit a fi mai sensibili la facilitarea și inhibarea comportamentului sexual indus de apomorfină și, respectiv, de haloperidol, așa cum s-a demonstrat prin modificările mai mari induse de cele două medicamente, în principal atunci când sunt administrate la doze mai mici în diferiți parametri de copulație Șobolani RLA în ceea ce privește șobolanii RHA (Sanna și colab., 2014b). Poate că este mai important pentru acest studiu, diferitele modele de copulație ale șobolanilor RHA și RLA sunt, de asemenea, legate de diferențele în activitatea neuronilor mezolimbici dopaminergici, a căror activitate este bine cunoscută că crește în timpul comportamentului sexual (Pfaus și colab., 1990; Pleim și colab., 1990; Pfaus și Phillips, 1991; Damsma și colab., 1992; Wenkstern și colab., 1993; Balfour și colab., 2004; Pitchers și colab., 2010, 2013; Beloate și colab., 2016). Într-adevăr, în ciuda faptului că șobolanii RHA și RLA experimentați sexual și cu experiență sexuală au valori bazale similare ale dopaminei extracelulare în dializa de la nucleul accumbens, concentrațiile dopaminei extracelulare și a acidului 3,4-dihidroxifenilacetic (DOPAC, unul dintre principalele sale metaboliți ), au fost găsite a crește diferențiat în dializatele obținute din cochilia nucleului accumbens de șobolani RHA și RLA experimentați naivi și sexuali, atât în ​​fazele anticipative cât și în cele de consumare ale comportamentului sexual. Diferențele de mai sus au fost mai pronunțate între șobolanii RHA și RLA naivi sexuali, dar au persistat între șobolani RHA și RLA cu experiență sexuală, deși au tendința de a diminua aceste șobolani, după cum se constată cu diferențele de comportament sexual (Sanna și colab., 2015).

Rolul funcțional al creșterii activității dopaminergice în nucleul accumbens observat în timpul activității sexuale (fie în fazele de apetit și consumator al comportamentului sexual) este încă o chestiune de dezbatere, precum și cea observată în timpul hrănirii care, ca și activitatea sexuală, motivația valenței. Astfel, deși dopamina din nucleul accumbens este implicată în motivație și neuronii dopaminergici mezolimbici sunt de obicei menționați ca neuroni recompensați, în ultimii ani 15, studii recente susțin ipoteza că dopamina mezolimbică nu este implicată în expresia primară a comportamentelor motivate sau recompensatoare, ci mai degrabă cu învățarea și memoria asociațiilor de stimulare-recompensare (Agmo și colab., 1995; Berridge și Robinson, 1998; Ikemoto și Panksepp, 1999; Pitchers și colab., 2013, 2014; Beloate și colab., 2016; Salamone și colab., 2016). În conformitate cu această ipoteză, blocarea receptorilor dopaminergici în nucleul accumbens sau inactivarea neuronilor dopaminergici în zona tegmentală ventrală au fost recent găsite incapabili de a altera expresia aspectelor apetitoare și consumatoare ale comportamentului copulator la șobolanii masculiPitchers și colab., 2013, 2014; Beloate și colab., 2016).

Cu toate acestea, nu poate fi exclus un rol al altor zone ale creierului care conțin dopamină în diferențele de mai sus în comportamentul sexual între șobolanii RHA și RLA. În consecință, este bine cunoscut faptul că dopamina exercită efecte facilitare asupra fazelor anticipative și consumatoare ale comportamentului sexual la animalele de laborator și, de asemenea, la om, nu numai în nucleul accumbens (Everitt, 1990; Pfaus și colab., 1990; Hull și colab., 1991; Pfaus și Everitt, 1995; Melis și Argiolas, 2011), dar și în alte zone ale creierului, cum ar fi zona preoptică mediană, hipotalamus și nucleele sale (nucleul paraventricular (PVN); Pfaus și Phillips, 1991; Argiolas și Melis, 1995, 2005, 2013; Hull și colab., 1995, 1999; Melis și Argiolas, 1995; Melis și colab., 2003; Succu și colab., 2007; Pfaus, 2010). O altă zonă care conține dopamină și poate juca un rol în comportamentul sexual este cortexul prefrontal medial (mPFC; Fernández-Guasti și colab., 1994; Agmo și Villalpando, 1995; Agmo și colab., 1995; Hernández-Gonzáles și colab., 1998, 2007; Kakeyama și colab., 2003; Balfour și colab., 2006; Afonso și colab., 2007; Davis și colab., 2010; Febo, 2011). De fapt, în această zonă a creierului se găsesc terminațiile nervoase ale neuronilor dopaminergici mezocortici, cu corpurile celulare localizate în zona tegmentală ventrală ca neuroni mezolimbici ai dopaminei. În ceea ce privește nucleul accumbens, rolul exact al acestei zone creierului în comportamentul sexual este departe de a fi clar. Într-adevăr, leziunile mPFC sunt de obicei găsite incapabile să modifice comportamentul sexual al șobolanilor de sex masculin cu o femeie receptivă sexual (Fernández-Guasti și colab., 1994; Agmo și Villalpando, 1995; Agmo și colab., 1995; Hernández-Gonzáles și colab., 1998, 2007; Kakeyama și colab., 2003; Balfour și colab., 2006; Afonso și colab., 2007), nici expresia locului preferat pentru recompensa sexuală (Davis și colab., 2010). Cu toate acestea, leziunile mPFC, care nu au modificat apariția preferinței locului condiționat pentru recompensa sexuală, au abolit în aceleași animale capacitatea de a forma aversiune condiționată față de activitatea sexuală atunci când sunt asociate cu stimuli aversiviDavis și colab., 2010) și arderea celulelor selective în timpul comportamentelor apropiate ale unui șobolan masculin către o femeie receptivă sexuală inaccesibilă au fost măsurate în mPFC a șobolanilor masculi (Febo, 2011). Aceste constatări au dus la sugerarea faptului că activarea mPFC în timpul comportamentului sexual joacă un rol în integrarea informațiilor externe și interne pentru execuția și controlul comportamentelor orientate spre țintă, mai degrabă decât în ​​exprimarea răspunsurilor înnăscute la agenți de întărire naturală Goto și Grace, 2005). În consecință, împreună cu nucleul accumbens, mPFC face parte dintr-un sistem neuronal complex implicat în modularea comportamentului motivat (comportament orientat spre scop), care necesită integrarea informațiilor cognitive de la mPFC, informații emoționale din amigdala și context- informații legate de hipocampus, în nucleul accumbens (Goto și Grace, 2005).

Dovezile experimentale sugerează că eliberarea de dopamină în mPFC este implicată în reglarea adaptivă a comportamentului motivat și că se consideră că o dereglementare a acestor mecanisme joacă un rol în afecțiunile patologice sau maladaptative, cum ar fi tulburările psihiatrice cum ar fi schizofrenia, deficitul de atenție și tulburările hiperactive ADHD), depresie (Dunlop și Nemeroff, 2007; Masana și colab., 2011) sau abuzul de substanțe și comportamentul în materie de jocuri de noroc (Everitt și Robbins, 2005). Interesant, activitatea dopaminei eliberată în mPFC poate fi influențată de noradrenalina (NA), care este prezentă în mPFC la niveluri mai ridicate decât dopamina și în special de transportorul NA (NET), care nu este numai mai abundent decât dopamină (DAT) în mPFC (Carboni și colab., 1990, 2006; Gresch și colab., 1995; Westernik și colab., 1998), dar prezintă, de asemenea, o afinitate pentru dopamină chiar mai mare decât cea pentru NA (Horn, 1973). Deoarece dopamina și NA cooperează adesea în multe funcții ale mPFC, de la memoria de lucru și formarea atentă a seturilor și trecerea la inversarea învățării, inhibarea răspunsului și răspunsul la stres (vezi Robbins și Arnsten, 2009), acest lucru ridică posibilitatea ca dopamina, singură sau împreună cu NA, în mPFC să joace, de asemenea, un rol în diferențele comportamentale dintre șobolanii RHA și RLA, inclusiv cei aflați în comportamentul sexual.

Pentru a testa această ipoteză, activitatea sistemelor dopaminergice mezocortice și a sistemului noradrenergic în mPFC a fost studiată în cele două linii de șobolan RHA și RLA prin intermediul microdializei intracerebrale. Pe scurt, dopamina (și principalul său metabolit DOPAC) și NA au fost măsurate în dializatele obținute din compartimentele prelimbic (PrL) și infralimbice (IL) ale mPFC de la naivitate sexuală (de exemplu, niciodată expuse unei femei receptive) RLA (de exemplu, care au suferit cinci teste preliminare de copulație și prezintă niveluri constante de activitate copulatorie) atunci când sunt prezenți în prezența unei femei receptoare inaccesibile și în timpul interacțiunii sexuale directe prin cromatografie lichidă de înaltă presiune cuplată cu detecție electrochimică (HPLC-ECD).

Materiale și metode

animale

Șobolani masculi RHA și RLA supraviețuitori (N = 30 pentru fiecare linie, cântărind ≈300 g la începutul lucrării experimentale) au fost toate din colonia fondată în 1998 la Universitatea din Cagliari, Italia (Giorgi și colab., 2007). Procedurile utilizate pentru reproducerea selectivă a coloniei sardiniană au fost deja descrise în detaliu (Giorgi și colab., 2005).

Stimularea ovariectomizată Șobolanii femele SD (250-300 g la începutul lucrării experimentale) utilizați în toate experimentele au fost obținuți de la Envigo (San Pietro al Natisone, Italia). Animalele au fost aclimatizate patru pe cușcă (38 cm × 60 cm × 20 cm) la spațiile de locuit ale Departamentului de Științe Biomedicale din cadrul Universității din Cagliari pentru un minim de 10 zile înainte de începerea experimentelor, la 24 ° C, umiditate 60%, ciclu invers 12 h lumină / întuneric (luminează de la 08: 00 h până la 20: 00 h), apă și alimente standard de laborator ad libitum. Animalele au fost manipulate zilnic pentru 1-2 min pe parcursul perioadei de obișnuință, pentru a limita stresul de manipulare în timpul experimentelor; în plus, contactul cu personalul de întreținere a casei de animale a fost limitat la un singur însoțitor și așternutul în cuștile de origine nu a fost niciodată schimbat nici cu o zi înainte sau în ziua experimentului. Toate experimentele au fost efectuate între 10: 00 h și 18: 00 h. Acest studiu a fost realizat în conformitate cu recomandările din Ghidul Comunităților Europene, Directiva din septembrie 22, 2010 (2010 / 63 / EU) și Legislația italiană (DL March 4, 2014, n. 26). Protocolul a fost aprobat de Comitetul Etic pentru Experimentarea Animalelor de la Universitatea din Cagliari (nr. 361 / 2016-PR, aprilie 08, 2016 la FS).

Grupuri experimentale

Au fost utilizați șobolani masculi RHA și RLA experimentați sexual și experimentați sexual. Naștere pe șobolani naivi au fost șobolani care nu au fost niciodată expuși la ovarectomie sexuală și estradiol + progesteron primar-femelă; șobolanii cu experiență sexuală au fost șobolani care au suferit deja cinci teste de copulație consecutivă de 60 min la intervale de zile 3 cu o femeie receptivă (Sanna și colab., 2014a,b). Femelele au fost aduse în estru prin tratamentul cu benzoat de estradiol subcutanat (200 μg / șobolan în ulei de arahide) și progesteron (0.5 mg / șobolan în ulei de arahide), 48 h și 6 h înainte de testele de copulare. Oestrusul a fost verificat prin colorarea May-Grunwald-Giemsa și examinarea microscopică a frotiurilor vaginale 1 h înainte de experimente. În acord cu studiile anterioare (Sanna și colab., 2014a,b, 2015) s-au dovedit a fi suficiente cinci teste preliminare de copulare pentru a avea șobolani romani de ambele linii care prezintă niveluri constante de activitate copulatorie: de exemplu, șobolanii RHA și RLA cu experiență sexuală au îndeplinit criteriul cel puțin unei ejaculații obținute în fiecare din ultimele două teste (un șobolan RHA și doi șobolani RLA care nu îndeplineau acest criteriu au fost eliminați în această fază). La două zile după aceste teste preliminare de copulație, șobolani romi cu experiență sexuală au suferit o intervenție chirurgicală stereotaxică pentru implantarea unei sonde de microdializă în mPFC, după cum este descris mai jos (Sanna și colab., 2015).

Microdializa în mPFC în timpul comportamentului sexual

Cu o zi înainte de microdializă, șobolanii RHA și RLA cu naștere sexuală sau experimentați au fost poziționați într-un aparat stereotaxic (Stoelting Co., Wood Dale, IL, SUA) sub anestezie cu izofluran (1.5% -2%; Harvard Apparatus, Holliston, MA, SUA) și implantat cu o sondă verticală de microdializă de casă (membrana de dializă ≈ 3 mm suprafață liberă; Melis și colab., 2003) și direcționate unilateral la compartimentele mPFC, PrL și IL (coordonate: 3.0 mm anterior și 0.7 mm lateral până la bregma și 5.5 mm ventral pentru dura; Paxinos și Watson, 2004). În ziua experimentului, animalele au fost transferate în timpul fazei întunecate a ciclului la colivia de împerechere (45 cm × 30 cm × 24 cm), care a fost localizată într-o încăpere izolată de o lumină roșie și o altă cameră (15 cm × 15 cm × 15 cm) cu găuri 25 (Ø 2 mm) în pereții verticali pentru a permite interacțiunea vizuale, olfactive și acustice, dar nu directe. După o perioadă de obișnuire a 2 h, sonda de microdializă a fost conectată la o pompă de microinfuzie CMA / 100 (Harvard Apparatus, Holliston, MA, SUA) cu tubulatură din polietilenă și perfuzată cu o soluție Ringer (147 mM NaCI, 3 mM KCI și 1.2 mM CaCl₂, pH 6.5), la un debit de 2.5 μl / min. După o perioadă de echilibrare de 2 h a mediului de perfuzare cu fluidul extracelular, au fost colectate alicote de dializă de 37.5 μL la fiecare minut 15 în timpul experimentului în tuburi din polietilenă răcită cu gheață pentru măsurarea concentrației de dopamină, DOPAC și NA, de mai jos. După colectarea a cel puțin patru alicote de dializă, un șobolan receptiv feminin a fost introdus în cușca mică situată în interiorul cuștii de împerechere pentru 30 min. În timpul acestor minute 30, au fost colectate alte două alicote de dializă. În aceste condiții, șobolanii masculi nu pot interacționa direct cu femeia, dar prezintă erecții fără contact (vezi mai jos). După această perioadă, cușca mică a fost îndepărtată, s-a permis copularea pentru min. 75 și au fost colectate alte cinci alicote de dializă. La sfârșitul acestei perioade, femelele au fost apoi îndepărtate din colivia de împerechere și s-a colectat un alicot de dializă suplimentar (Pfaus și Everitt, 1995; Melis și colab., 2003; Sanna și colab., 2015). Parametrii sexuali referitori la fazele anticipative și consumatoare ale comportamentului sexual au fost înregistrați pe tot parcursul experimentului (vezi mai jos).

Comportamentul sexual

Câțiva parametri ai motivației sexuale și a performanțelor copulative legate de fazele anticipative și consumatoare ale comportamentului sexual au fost înregistrate pe tot parcursul experimentului de către un observator care nu cunoștea condițiile specifice experimentale, de exemplu, care nu cunoșteau linia și nivelul experienței sexuale din animalele utilizate în acest experiment (a se vedea mai jos). Pe scurt, latența la prima erecție fără contact (NCPEL, pornind de la introducerea femelei receptive în colivia interioară mică) și frecvența acestora (NCPEF, numărul de erecții de penis fără contact care apar în perioada în care femeia este prezente în cușca interioară) au fost înregistrate. Aceste erecții penile mediate de feromoni, care apar la șobolani masculi potenți sexual în prezența unei femei receptoare inaccesibile, sunt considerate un indice important al excitației sexuale (Sachs și colab., 1994; Sachs, 2000; Melis și colab., 2003). Când a fost permisă interacțiunea sexuală, de exemplu, în timpul copulației, latența la montare și intromit (ML și IL, de la îndepărtarea cutiei mici interioare până la prima montură sau la prima intromisie); frecvența montării și intromitării (MF și FI, numărul de suporturi și intromisiuni, respectiv, în prima serie de activitate de copulație și pe întreaga perioadă de copulare); latența la ejaculare (EL, pornind de la prima intromisiune a primei serii până la ejaculare); au fost înregistrate frecvența ejaculării (EF, numărul total de ejaculări în timpul testului de copulație) și intervalul post-ejaculator (PEI, de la prima ejaculare până la următoarea intromisie). Mai mult, eficacitatea copulatorie (CE, numărul de intromizări ale unei serii date împărțit la suma numărului de suporturi și a intromiselor din aceeași serie) și intervalul inter-intromisie (III, raportul dintre latența ejaculării unei serii date și numărul de intromizări din seria respectivă) au fost calculate, de asemenea, pentru prima serie de activitate de copulație (Sachs și Barfield, 1976; Meisel și Sachs, 1994; Melis și colab., 2003; Sanna și colab., 2014a,b, 2015).

Determinarea concentrațiilor de dopamină, DOPAC și noradrenalină din dializa de la mPFC

Concentrațiile de dopamină, DOPAC și NA s-au măsurat în 20 μL din același alicot din dializat din mPFC prin cromatografie lichidă de înaltă presiune (HPLC) cuplată la detecția electrochimică utilizând o celulă duală 4011 (Coulochem II, ESA, Cambridge, MA, SUA) ca deja descris (Melis și colab., 2003). Detectarea a fost efectuată în modul de reducere la + 350 și -180 mV. HPLC s-a echipat cu o coloană Supelcosil C18 (7.5 cm x 3.0 mm id, dimensiunea particulelor 3 μm; Supelco, Supelchem, Milano, Italia), eluată cu 0.06 M citrat / acetat pH 4.2, conținând metanol 20% v / v, 0.1 mM EDTA, 1M trietilamină și 0.03 mM dodecil sulfat de sodiu ca fază mobilă, la un debit de 0.6 ml / min și temperatura camerei. Sensibilitatea testului a fost 0.125 pg pentru dopamină, 0.1 pg pentru DOPAC și 0.2 pg pentru NA.

Histologie

La sfârșitul experimentelor, șobolanii au fost uciși prin decapitare, creierul imediat scos din craniu și scufundat în formaldehidă apoasă 4% pentru zilele 12-15. După această perioadă, secțiunile creierului 40 μm creierului au fost preparate cu un microtome de înghețare, colorate cu roșu neutru și inspectate pe un microscop cu contrast de fază. Poziția vârfului sondei a fost apoi localizată în mPFC urmând tractul sondei printr-o serie de secțiuni de creier (a se vedea figura 1). Doar șobolanii care au găsit partea activă a membranei dializate poziționate corect în compartimentele PrL și IL ale mPFC au fost luați în considerare pentru evaluarea statistică a rezultatelor (un șobolan din fiecare grup experimental a fost aruncat în această fază).

Statistici

Au fost efectuate analize statistice ale datelor biochimice (dopamină, DOPAC și NA) și comportamentale (NCPEL și NCPEF, ML, IL și EL, MF, IF și EF și PEI), fie cuprinzând toate subiectele experimentale (așa cum se face tradițional în studiile de șobolan mascul comportamentul copulativ) sau excluderea acelor subiecți care nu s-au copiat la ejaculare în timpul experimentului de microdializă. În primul caz, când toate animalele au fost incluse în analize, animalele care nu au afișat NCPE în momentul în care femelele au fost inaccesibile sau nu au montat sau nu au inserat sau au ejaculat cu femela disponibilă au fost atribuite scorurile respective complete: 1800 s dacă bărbatul nu a afișat NCPE în minul 30 în care femeia era inaccesibilă; 900 s pentru ML și IL în cazul în care bărbatul nu a montat sau intromit cu femela disponibilă; 1800 s pentru EL dacă bărbatul nu a atins ejacularea și 600 s pentru PEI dacă bărbatul nu a intromit după prima ejaculare. În cel de-al doilea caz, acele animale care nu au copulat la ejaculare au fost excluse din analize. Aceasta a fost făcută pentru a evalua dacă diferențele de comportament sexual pot fi corelate cu diferențele în concentrațiile de dopamină extracelulară, DOPAC și NA în mPFC a liniilor de șobolani romani în timpul celor două faze ale activității sexuale, eliminând posibilele interferențe confuze datorate includerii din subiecții care nu au manifestat comportament sexual prin atribuirea unor valori fixe pentru parametrii sexuali analizați.

Au fost efectuate mai multe analize statistice cu ANOVA pentru a detecta și a caracteriza mai bine diferențele posibile între condițiile experimentale utilizate. Înainte de a efectua analizele ANOVA, seturile de date ale fiecărei variabile experimentale au fost inspectate pentru omogenitatea diferențelor dintre cele patru grupe experimentale (efectuate cu toate animalele sau cu șobolanii care copulau doar la ejaculare) cu testul lui Bartlett sau Levine, în funcție de caz. Când s-au găsit diferențe semnificative în variante, seturile de date au fost transformate în logaritm (adică valorile experimentale Y s-au schimbat la valorile Log Y), s-au verificat pentru omogenitatea varianțelor și apoi au fost analizate prin ANOVA. Pe scurt, parametrii comportamentali obținuți înainte (de exemplu, cu femela inaccesibilă) și în timpul primei serii de activități de copulație (de la prima montare / intromisie la prima montură / intromisiune după prima ejaculare) de șobolani RHA și RLA de sex masculin experimentați sexual în timpul microdializei au fost analizate prin analize ANOVA cu două căi, prin utilizarea liniei de șobolan și a nivelului de experiență sexuală între subiecți (valorile medii ale parametrilor comportamentali sunt raportate în tabelul 1 si F valorile și nivelele de semnificație ale analizelor ANOVA din tabelul nr 2).

În plus, o analiză generală a datelor obținute de la fiecare șobolan în timpul microdializei sa realizat prin calcularea mai întâi a ASC obținute prin plotarea valorilor concentrațiilor de dopamină, DOPAC sau NA sau numărul de erecții fără contact, suporții, intromisiuni și ejaculări vs (pornind de la 1 h după introducerea șobolanului masculin în colivia de împerechere până la sfârșitul experimentului -180 min împărțit în fracțiuni de 15 min pentru valorile neurochimice - sau la momentul când femelele au fost introduse în cuștile de împerechere pentru parametrii comportamentali) și apoi prin compararea valorilor calculate prin ANOVA cu două căi prin utilizarea liniei de șobolan și a nivelului de experiență sexuală între factorii subiecți (valorile medii ale ASC ale parametrilor neurochimici și comportamentali sunt raportate în tabel 4 si F valorile și nivelele de semnificație ale analizelor ANOVA din tabelul nr 5). În cele din urmă, o analiză punctuală mai detaliată a fiecărui set de date (adică valorile concentrațiilor de dopamină, DOPAC, NA și numărul de erecții fără contact, mounts, intromisiuni și ejaculări vs. timp) a fost efectuată prin factoriali ANOVA pentru măsurători repetate, prin utilizarea liniei de șobolani și a nivelului de experiență sexuală între factorii și timpul subiectului (de exemplu, fracțiile dializate) ca factor de subiecți ( F valorile și nivelele de semnificație ale acestor analize ANOVA sunt prezentate în Tabelul 6). Analizele similare s-au efectuat luând în considerare numai valorile bazale ale parametrilor neurochimici (ultimele patru alicote de dializă colectate înainte de introducerea în cuștile de împerechere ale femeilor receptive), ale căror valori medii sunt raportate în tabel 3. În primul rând, nu s-au găsit interacțiuni de ordinul doi atunci când s-au efectuat ANOVA-urile factoriale generale pentru măsuri repetate, în special interacțiunile Line × Time și Experience × Time pentru parametrii neurochimici (vezi tabelul 6) s-au efectuat ANOVA-uri bidirecționale cu linia sau nivelul de experiență sexuală între factorii și timpul subiecților ca în cadrul factorului subiect pe aceste seturi de date prin compararea directă a șobolanilor RHA față de RLA naivi sau experimentați sau a celor experimentați sexual vs. pe șobolani RHA naivi sau pe șobolani RLA naivi cu experiență sexuală. Rezultatele post hoc perechea de contraste realizate prin utilizarea testului Tukey HSD pe interacțiunile semnificative relevate de aceste ANOVA cu două căi sunt raportate în Figura 2. În toate celelalte cazuri, post hoc nu au fost raportate comparații, deoarece ANOVA nu au revelat nici o interacțiune semnificativă între linia de șobolan, nivelul de experiență sexuală și timpul. Analizele statistice au fost efectuate cu Graph Pad 5 (PRISM, San Diego, CA, SUA) și STATISTICA 12 (Statsoft, Tulsa, OK, SUA) cu nivelul de semnificație stabilit la P <0.05.

REZULTATE

Șobolanii RHA și RLA prezintă un număr diferit de erecții fără contact și diferite modele de comportament de copulare

În conformitate cu studiile anterioare (Sanna și colab., 2014a,b, 2015), un număr diferit de șobolani masculi RHA și RLA masculi naivi sexuali naivi au fost implicați în activitate sexuală atunci când au fost împreună cu o femeie receptivă în timpul colectării alicotelor de dializă din mPFC prin microdializă intracerebrală. Pe scurt, în acest studiu, 10 din 12 de la șobolani RNA masculi naivi (83%) naivi sexual (6%) au copulați la ejaculare în primul lor test de copulatorie, numai împotriva 12 din șobolanii RLA naivi 50 (12%) în timpul experimentului de microdializă. Această diferență sa constatat și la șobolani masculi RHA și RLA cu experiență sexuală (după cinci teste de copulație), deși atenuat, cu toți șobolanii 9 RHA ajungând la ejacularea împotriva 12 din șobolanii XNUMX RLA în timpul microdializei. Întotdeauna în acord cu studiile anterioare, și în acest studiu cele două linii de șobolani romani au prezentat diferite latențe și frecvențe de erecție a penisului fără contact atunci când au fost expuse la o femeie receptivă inaccesibilă, precum și diferite modele de comportament copulator în timpul interacțiunii sexuale. Aceste diferențe s-au constatat fie atunci când au fost luate în considerare datele tuturor animalelor experimentale dintr-un grup dat, indiferent dacă s-au copiat la ejaculare sau nu (de exemplu, prin atribuirea de scoruri complete animalelor care nu au prezentat comportamentul, adică șobolani care nu au copulat ejacularea) sau când luați în considerare datele animalelor care au arătat comportamentul unui anumit grup (de exemplu, animale care au copiat la ejaculare; 1). În consecință, analizele statistice ale valorilor erecțiilor fără contact (NCPE) și ale parametrilor copulatori măsurați în prima serie de activitate de copulație prin ANOVA cu două sensuri au evidențiat diferențe semnificative între cele două linii de șobolan fie atunci când au fost luate în considerare numai toți șobolanii experimentali sau șobolanii copulați în cele patru grupuri experimentale (a se vedea tabelul 2). De fapt, atunci când s-au luat în considerare datele obținute de la toate animalele experimentale, numărul de erecții fără contact a fost mai mare, iar NCPEL, ML, IL și PEI au fost semnificativ mai scurte la șobolanii RHA comparativ cu șobolanii RLA. Mai mult, FE și CE au fost mai mari, în timp ce III a fost semnificativ mai scurt, la șobolani RHA comparativ cu șobolanii RLA. Unele dintre diferențele de mai sus dintre cele două linii de șobolani romane au avut tendința de a diminua sau a dispărea cu teste repetate de copulație. Cu toate acestea, unele dintre aceste diferențe au fost încă prezente după stabilizarea comportamentului sexual prin experiență sexuală repetată. Rezultate similare s-au obținut atunci când au fost luate în considerare doar valorile animalelor din cele patru grupuri experimentale care au copulat la ejaculare, cu excepția EF (a se vedea tabelele 1, 2).

Concentrațiile bazale ale dopaminei extracelulare, DOPAC și noradrenalinei în dializele mPFC de la șobolani RHA și RLA cu naștere sexuală și cu experiență

În condițiile experimentale actuale, cantitățile de dopamină, DOPAC și NA din dializatele obținute din mPFC a tuturor (de exemplu, indiferent dacă au fost copulați la ejaculare sau nu), au fost 2.32 pg și 2.11 pg pentru dopamină, 322.56 pg și 124.42 pg pentru DOPAC și 6.05 pg și 2.24 pg pentru NA, respectiv, în 20 μl de dializat. Cantități similare au fost măsurate în dializatele obținute din mPFC a șobolanilor RHA și RLA cu experiență sexuală (dopamină: 3.73 pg și 3.33 pg, DOPAC: 353.62 pg și 133.32 pg, NA: 7.17 pg și 2.78 pg la șobolani RHA și respectiv RLA) . Aceste valori indică o concentrație de X0.8-1.2 nM și ≅95-100 nM pentru dopamina extracelulară și, respectiv, DOPAC și ≅1.8-2.2 nM pentru NA extracelular, în mPFC a șobolanilor RHA și o concentrație ≅0.8-1.2 nM și ≅35-40 nM pentru dopamina extracelulară și, respectiv, DOPAC și ≅0.6-0.9 nM pentru NA extracelular, în mPFC de șobolani RLA (tabelul 3). Valorile de mai sus au fost obținute după o perioadă de echilibrare 2 h a tamponului de dializă cu fluidul extracelular de mPFC. Deoarece recuperarea dopaminei autentice, DOPAC și NA a probelor de dializă a fost estimată a fi aproape de 20%, se poate estima că concentrațiile de dopamină extracelulară, DOPAC și NA sunt aproape de 4-5 nM în ambele linii pentru dopamină, 500 și ≅ 200 nM pentru DOPAC și ≅10 și ≅4 nM pentru NA în mPFC de șobolani RHA și respectiv RLA. ANOVA-urile factoriale pentru măsurători repetate efectuate pe valorile de mai sus după transformarea logaritmică au evidențiat diferențe semnificative în nivelele bazale ale dopaminei între șobolanii naivi sexuali și cei experimentați sexual (F_(1,44,132) = 26.05, P <0.001) și în nivelurile bazale ale DOPAC (F_(1,44,132) = 63.36, P <0.001) și a NA (F_(1,44,132) = 42.14, P <0.001) între șobolani RHA și RLA (ultimele patru probe recoltate înainte de introducerea femelei în cușca mică). S-au găsit valori similare atunci când s-au luat în considerare doar șobolanii care au copulat până la ejaculare în timpul experimentului de microdializă (Tabel 3). Tot în acest caz, ANOVA-urile factoriale pentru măsurători repetate efectuate asupra valorilor după transformarea logaritmului au evidențiat diferențe semnificative în nivelele bazale ale dopaminei între șobolanii naivi sexual și experimentați sexual (F_(1,33,99) = 26.97, P <0.001) și în nivelurile bazale ale DOPAC (F_(1,33,99) = 42.95, P <0.001) și a NA (F_(1,33,99) = 27.63, P <0.001) între șobolani RHA și RLA.

Concentrațiile de dopamină extracelulară, DOPAC și noradrenalină în dializele mPFC de la șobolani RHA și RLA care nu au primit naștere sexuală și au experiență RNA și RLA se schimbă diferențial în timpul activității sexuale

Prezența femeii receptive inaccesibile în colivia interioară mică și interacțiunea sexuală ulterioară ulterioară au crescut concentrațiile de dopamină extracelulară, DOPAC și NA în dializatele mPFC obținute atât de la șobolani masculi RHA și RLA, naivi și experimentați, cu toate că cu diferențe semnificative între două linii de șobolan și nivel de experiență, fie atunci când se iau în considerare toate animalele experimentale sau numai cele care copulau la ejaculare (Figura 2). De fapt, ANOVA-urile cu două căi ale ASC a concentrațiilor de dopamină, DOPAC și NA au arătat că conținutul global al dopaminei, DOPAC și NA al întregului test a fost semnificativ mai mare la șobolanii RHA comparativ cu șobolanii RLA și în sex cu experiență comparativ cu șobolanii naivi (a se vedea tabelul 4 pentru valorile ASC și pentru tabel 5 pentru F valori și nivel de semnificație). Aceste diferențe au fost confirmate în continuare prin ANOVA factori punct la punct pentru măsurători repetate ale valorilor dopaminei, DOPAC și NA ale celor două linii de șobolani naivi și experimentați sexual de-a lungul experimentului, care au evidențiat efecte principale semnificative ale liniei, experienței, timpului și timpului semnificativ și Experiența × Timp de interacțiune de ordinul întâi (vezi Tabelul 6 pentru F valori și nivel de semnificație).

Concentrațiile dopaminei extracelulare, DOPAC și noradrenalinei în dializele mPFC obținute din șobolanii RHA și RLA naivi sexuali care se modifică diferențiat în timpul activității sexuale

La șobolanii RHA și RLA naivi sexuali, dopamina extracelulară, dar nu DOPAC, a crescut mai întâi când a fost prezentă în prezența femelelor inaccesibile, în timp ce NA a crescut doar la șobolanii RHA. La șobolanii RHA naivi, dopamina extracelulară a crescut și mai mult în primul 15 min de interacțiune sexuală, așa cum sa întâmplat cu DOPAC și NA. Creșterile în dopamina extracelulară, DOPAC și NA au durat tot timpul de colaționare, dopaminele, DOPAC și NA atingând o valoare maximă la 60 min, 75 min și, respectiv, 75 min, apoi dopamină extracelulară și într-o măsură mai mică DOPAC și NA , a scăzut la valori similare cu cele bazale după îndepărtarea femeii.

Pe de altă parte, prima creștere semnificativă și valoarea maximă în dopamina extracelulară, DOPAC și NA au apărut în șobolani nativi RLA în timpul primului 15 min de copulare. Cu toate acestea, la varianta de la șobolanii RHA, la șobolanii RLA dopamina extracelulară, DOPAC și NA au avut tendința de a reveni la valori similare cu cele bazale din primul 30 min de interacțiune directă cu femelele (a se vedea Figurile 2A, C, E).

În cele din urmă, în timpul copulației, creșterile în dopamina extracelulară au fost mai mari și mai persistente la șobolanii RHA naivi decât cei RLA naivi (vezi Figura 2A) în timp ce în absența femelelor concentrațiile acestora au fost similare, deși nu identice, între cele două linii de șobolan (vezi mai sus și Tabelul 2) 3). Interesant, deși nu sa constatat nici o diferență între cele două linii romane în creșterea procentuală a DOPAC și, într-o măsură mai mică, a NA concentrațiilor în timpul prezenței femeii receptive, o diferență de mai mult de două ori în valorile absolute ale concentrațiilor DOPAC și NA a fost observată între cele două linii de șobolan atât în ​​condiții bazale (vezi Tabelul 3) și pe tot parcursul testului cu femela receptivă (a se vedea fig 2C, E).

Concentrațiile dopaminei extracelulare, DOPAC și noradrenalinei în dializele mPFC obținute din șobolanii RHA și RLA cu experiență sexuală se modifică diferențiat în timpul activității sexuale

Așa cum sa constatat la șobolanii RHA și RLA naivi sexuali, prezența femelei inaccesibile și interacțiunea sexuală directă ulterioară au dus la o creștere a dopaminei extracelulare și a DOPAC în dializatul mPFC obținut de la șobolani masculi RHA și RLA experimentați sexual. Cu toate acestea, în acest caz s-au constatat diferențe legate de linia de șobolan, fie atunci când au fost luate în considerare toate animalele experimentale sau, într-o mai mică măsură, doar cele care s-au copiat la ejaculare 2). La șobolanii RHA și RLA cu experiență sexuală, prima creștere a dopaminei extracelulare a apărut la femela inaccesibilă. Ulterior, concentrațiile de dopamină au crescut în timpul copulației în ambele linii de șobolan. Concentrațiile de dopamină au atins valorile maxime după 45-60 min de copulație și au scăzut încet față de valorile bazale la sfârșitul testului de copulare (a se vedea figura 2B). Similar cu șobolanii naivi sexuali, concentrațiile de dopamină extracelulară au fost mai mari la șobolanii RHA cu experiență sexuală comparativ cu șobolanii RLA, în principal în alicotele dializate colectate în timpul părții centrale a fazei de copulare (după 30-45 min de copulație). Concentrațiile DOPAC au crescut în timpul prezenței femelelor inaccesibile numai la șobolanii RHA, în timp ce au crescut în aceeași măsură la ambele linii de șobolan în timpul copulației (valori ale vârfului la 75-90 min) și au avut tendința de a reveni la valorile bazale la sfârșitul teste de copulație (a se vedea figura 2D). Concentrațiile de NA au crescut, de asemenea, la ambele linii de șobolan cu experiență sexuală după introducerea femelelor atingând valori maxime la 90 min la șobolani RHA și la 45 min la șobolani RLA (vezi Figura 2F). În varianta de dopamină (vezi mai sus), diferențe similare s-au constatat și în creșterile concentrațiilor de DOPAC și NA la șobolanii cu experiență sexuală din ambele linii atunci când au fost luate în considerare toate animalele față de animalele care au ajuns numai la ejaculare. Cu toate acestea, așa cum s-a constatat la șobolanii naivi sexuali, deși creșterile procentuale ale concentrațiilor DOPAC și NA au fost similare, s-au constatat diferențe semnificative în valorile absolute ale DOPAC și NA între șobolanii RHA și RLA experimentați pe parcursul testului (adică înainte, în timpul și după prezența femeii receptive), cu șobolani RHA prezentând valori mai mari decât șobolanii RLA (vezi Tabelul 3 pentru valorile bazale și figurile 2D, F pentru valorile de-a lungul intregului test).

Experiența sexuală influențează modificările concentrațiilor de dopamină și noradrenalină în dializele mPFC obținute din șobolanii RHA și RLA în timpul activității sexuale

O comparație a concentrațiilor de dopamină extracelulară și NA la șobolanii RHA și RLA naivi și experimentați a arătat că experiența sexuală a modificat concentrația dopaminei extracelulare și, într-o măsură mai mică, a NA în ambele linii de șobolan, fie atunci când au fost luate în considerare toate animalele experimentale sau cele care au copulat numai la ejaculare (Fig 2A, B, E, F). În consecință, au apărut diferențe semnificative în valorile bazale ale dopaminei între șobolanii naivi sexuali și cei experimentați din ambele linii (vezi Tabelul 3), iar valorile dopaminei în timpul activității copulatorii au fost, în general, mai mari la șobolanii RHA și RLA cu experiență sexuală comparativ cu omologii lor naivi (a se vedea figura 2B). Mai mult, la șobolanii RHA cu experiență sexuală, deși creșterea dopaminei în timpul prezenței femeii inaccesibile a urmat același tipar temporal observat la șobolanii naivi sexuali, au fost găsite diferențe în modelul temporal în timpul copulației. De fapt, în acest caz, diferă de ceea ce sa observat la șobolanii RHA naivi sexuali (un vârf principal la 60 min), s-au găsit două valori ale vârfului principal, primul după 15 min și al doilea după 45 min de copulare. După această ultimă creștere, valorile dopaminei au avut tendința de a reveni la valorile bazale (vezi Figura 2B).

O imagine similară a fost observată la șobolanii RLA naivi și experimentați cu experiență. De fapt, similar cu ceea ce se întâlnește la șobolanii RHA, de asemenea la șobolani experimentați RLA a fost identificat un model temporal caracterizat prin trei creșteri principale ale dopaminei extracelulare: primul cu femelele inaccesibile și celelalte două în timpul copulației, adică după 15 min și 60 min de copulație (a se vedea figurile 2A, B). În general, experiența sexuală pare să producă mai multe modificări pe termen lung în modelul temporal al eliberării dopaminei în ambele linii de șobolan atunci când trec de la starea experimentată sexual la naivă.

Așa cum se arată în Figuri 2C-F, au fost detectate doar mici diferențe în concentrația DOPAC și NA între șobolanii naivi și cei experimentați din ambele linii. Cu toate acestea, o tendință nesemnificativă în NA extracelular față de valorile mai înalte la cei experimentați în comparație cu șobolanii naivi a fost observată la nivel bazal (înainte de introducerea femelei receptive, a se vedea tabelul 3) și în sumele globale ale NA, așa cum au arătat valorile ASC (a se vedea tabelul 4) calculate pe concentrații extracelulare obținute din întregul test (înainte și în timpul prezenței femeii receptive). În final, modelul temporal al concentrațiilor de NA a fost foarte similar atunci când au comparat șobolanii experimentați din ambele linii de șobolan cu omologii lor naivi, ceea ce indică faptul că experiența sexuală poate duce la o creștere generală a NA extracelulară, mai degrabă decât la modificări ale modelului creșterii sale (a se vedea figurile 2E, F).

Modificări ale concentrațiilor de dopamină extracelulară și noradrenalină în dializele mPFC obținute de la șobolani RHA și RLA cu naștere sexuală și cu experiență, care apar simultan cu modificările comportamentului sexual

Diferențele în concentrațiile de dopamină extracelulară, DOPAC și NA în dializatele obținute din mPFC găsite în ambele șobolani RHA și RLA cu naștere sexuală și experimentați în timpul testului (figura 2) au apărut împreună cu modificări ale diferiților parametri sexuali măsurați în cele două faze principale ale experimentelor (adică femeile inaccesibile și disponibile pentru bărbați, respectiv), care includ, printre altele, erecțiile penisului fără contact (Figurile 3A, B), suporturi (fig 3C, D), intromisiuni (fig 3E, F) și ejacularea (Fig 3G, H). Aceste diferențe s-au constatat fie atunci când au fost luate în considerare toate animalele experimentale sau cele care s-au copulat numai la ejaculare. De fapt, o analiză preliminară a valorilor ASC ale acestor parametri prin analize ANOVA bidirecționale (a se vedea tabelul 4 pentru valorile ASC și pentru tabel 5 pentru F valorile și nivelul de semnificație) urmate de o analiză punctuală a valorilor acestor parametri de-a lungul experimentului prin analiza ANOVA factorială pentru măsurători repetate au relevat efecte principale semnificative ale interacțiunii Line, Experiență, Timp, și o interacțiune semnificativă de ordinul doi pentru suporturi (vezi Tabelul 6 pentru F valori și nivel de semnificație). În consecință, în conformitate cu studiile anterioare (Sanna și colab., 2015): (i) șobolanii RHA naivi sexual naivi au prezentat mai multe erecții, montări, intromisiuni și ejaculări ale penisului decât cele ale partenerilor RLA; (ii) șobolanii cu RHA cu experiență sexuală au prezentat un număr mai mare de erecții, intromisiuni și ejaculări ale penisului noncontact decât omologii RLA; și (iii) șobolanii cu experiență sexuală din ambele linii și, în special, șobolanii RLA, au prezentat mai multe erecții, intromisiuni și ejaculări ale penisului, decât intră în contact cu naivii sexuali. De fapt, în timp ce la șobolanii RHA cea mai mare parte a modificărilor produse de experiența sexuală au apărut mai degrabă în cursul timpului decât în ​​frecvența parametrilor comportamentali (de exemplu, șobolanii experimentați s-au copulat în principal în prima jumătate a testului, în timp ce șobolanii naivi o tendință de copulatorie similară pe tot parcursul testului), la șobolanii RLA, o îmbunătățire generală mai accentuată a comportamentului sexual, în principal în ceea ce privește performanța sexuală, a fost produsă prin experiența sexuală, așa cum reiese din modificările valorilor parametrilor de copulație la șobolanii experimentați RLA comparativ cu naivi omologi.

Discuție

Acest studiu confirmă și extinde rezultatele studiilor anterioare care arată că șobolanii RHA și RLA, care prezintă stiluri de coping diferite ca răspuns la condițiile aversive (Driscoll și Bättig, 1982; Giorgi și colab., 2003a; Steimer și Driscoll, 2003) prezintă modele distincte de comportament în prezența unei femei receptoare inaccesibile și în timpul testelor de copulație clasice (Sanna și colab., 2014a,b, 2015). În consecință, de asemenea, acest studiu arată că șobolanii RHA naivi sexuali (care nu au fost expuși niciodată la o femeie receptivă anterior) au prezentat o motivație sexuală mai bună și o performanță sexuală mai bună comparativ cu șobolani RLA naivi sexuali, de exemplu, șobolanii RHA arată un număr mai mare de erecții de penis fără contact (feromon- induse erecțiile penisului au considerat un indice de excitare sexuală; Sachs și colab., 1994; Sachs, 2000) și diferite modificări pro-sexuale în mai mulți parametri copulatori, așa cum au fost găsiți în studiile anterioare (Sanna și colab., 2014a,b, 2015). Aceste diferențe persistă încă în ambele linii de șobolani romani după dobândirea experienței sexuale, adică după stabilizarea comportamentului sexual cu cinci expuneri și teste de copulare cu o femeie receptivă. Acest studiu arată, de asemenea, pentru prima dată că atât în ​​liniile de șobolan RHA cât și în cele RLA, fie în starea naivă sau experimentată, erecțiile penisului fără contact și interacțiunea sexuală au apărut concomitent cu o creștere a concentrațiilor de dopamină extracelulară (și principalul său metabolit DOPAC ) și NA în dializatele obținute prin microdializa intracerebrală din mPFC a ambelor linii de șobolani romani. Interesant, aceste creșteri ale dopaminei extracelulare și NA în mPFC par să fie legate de diferențele fie în fenotipul șobolanului, fie în nivelul experienței sexuale. În consecință, așa cum s-a arătat extensiv în secțiunea Rezultate, atât șobolanii RHA naivi sexuali, cât și cei experimentați au prezentat creșteri mai mari și de durată ale dopaminei extracelulare și NA în comparație cu omologii lor RLA atât în ​​faza apetită, cât și în faza consumatoare a comportamentului sexual. Mai mult, șobolanii cu experiență sexuală din ambele linii romane au prezentat creșteri mai mari și de lungă durată a dopaminei extracelulare și NA în mPFC în ambele faze ale comportamentului sexual comparativ cu omologii lor naivi. În cele din urmă, toate diferențele de mai sus în dopaminergia extracelulară și NA în mPFC au fost aparent legate de diferențele în parametrii comportamentali ai comportamentului sexual, de exemplu, șobolanii experimentați sexual de ambele linii romane au prezentat o motivație sexuală mai mare și performanțe copulatorii mai bune comparativ cu omologii lor naivi și șobolanii RHA naivi și experimentați sexual au prezentat o motivație sexuală mai mare și performanțe copulatorii mai bune în comparație cu omologii lor RLA naivi și experimentați sexual.

În ceea ce privește creșterea dopaminei extracelulare găsită în dializa mPFC în timpul activității sexuale, prima creștere a apărut în primul 15 min după introducerea femeii receptive sexual în aparatul de împerechere, atunci când femela a fost inaccesibilă bărbatului, care de obicei arată în această condiție nu erecționați penisul de contact. O a doua și mai mare creștere a dopaminei extracelulare a apărut în timpul primului 15 min, după ce femelele au devenit accesibile bărbatului pentru copulare. Interesant este faptul că, în starea naivă, dopamina extracelulară a crescut, în principal, în prima parte a testului, cu femela accesibilă cu tendința de a reveni la valorile bazale în a doua parte, în starea experimentată sexual, dopamina a rămas ridicată pe tot parcursul testului atingând valorile de vârf după 45-60 min de copulare în ambele linii de șobolani romani.

În afară de diferențele de mai sus în dopamina extracelulară în timpul diferitelor faze ale activității sexuale între șobolanii RHA și RLA în starea naivă și experimentată sexual, acest studiu prezintă, de asemenea, diferențe importante și foarte semnificative în concentrația extracelulară DOPAC între cele două linii de șobolani romani , valorile bazale) și după introducerea femeii receptive în aparatul de împerechere. În consecință, valorile bazale ale DOPAC extracelular în dializatul mPFC au fost găsite la șobolanii RHA ca fiind de aproximativ 2.6 ori mai mari decât cei găsiți la șobolanii RLA. Această diferență între șobolanii RHA și RLA a apărut și a persistat în condițiile naivă și experimentată sexual, în ciuda diferențelor foarte modeste ale valorilor bazale ale dopaminei extracelulare în dializatele mPFC obținute de la cele două linii de șobolani romani în aceste condiții experimentale. Luate împreună, aceste diferențe pot indica o variație diferită a dopaminei la nivelul mPFC între cele două linii de șobolani romani. În consecință, concentrațiile DOPAC reflectă de obicei cantitatea de dopamină eliberată și apoi recapturată de terminalele nervoase dopaminergice și transformată în DOPAC prin monoaminooxidază (MAO; Carlsson, 1975). Prin urmare, concentrațiile DOPAC bazale mai mari găsite la șobolanii RHA sugerează că cantități mai mari de dopamină sunt eliberate și recaptate prin terminarea nervilor dopaminergici în mPFC a șobolanilor RHA, de exemplu, o activitate bazală mai mare a sistemului dopaminergic mezocortic al șobolanilor RHA comparativ cu RLA șobolani. Un ton dopaminergic mezocortic mai mare la șobolanii RHA decât la șobolanii RLA este susținut, de asemenea, de concentrațiile superioare de dopamină extracelulară găsite în timpul activității sexuale în dializatul mPFC de la șobolani RHA naivi și experimentați în raport cu cei ai omologilor lor RLA. În acest sens, este relevant să reamintim că un ton dopaminergic mai mare este considerat a fi responsabil, cel puțin parțial, de multe dintre trăsăturile comportamentale diferite și chiar opuse prezente în șobolanii RHA și RLA. În consecință, șobolanii RHA sunt coperi activi, extrem de impulsivi, nerăbdători și căutători de senzație și sunt predispuși la aportul și abuzul mai multor clase de medicamente de dependență, în timp ce șobolanii RLA sunt coperi reactivi, hiperemoționali și sunt predispuși să dezvolte simptome asemănătoare depresieiZeier și colab., 1978; Giorgi și colab., 1994, 2003b, 2007; Corda și colab., 1997, 2014; Escorihuela și colab., 1999; Steimer și Driscoll, 2003; Lecca și colab., 2004; Giménez-Llort și colab., 2005; Carrasco și colab., 2008; Fattore și colab., 2009; Moreno și colab., 2010; Coppens și colab., 2012; Díaz-Morán și colab., 2012; Sabariego și colab., 2013; Manzo și colab., 2014a,b; Oliveras și colab., 2015), incluzând motivația sexuală superioară și performanța copulatorie mai bună a șobolanilor RHA naivi și experimentați sexuali față de șobolanii RHA (Sanna și colab., 2015). Creșterea mai mare a concentrațiilor de dopamină extracelulară găsită în dializat din mPFC a șobolanilor RHA naivi și experimentați sexuală seamănă cu concentrațiile superioare de dopamină extracelulară găsite în dializatul din nucleul accumbens al șobolanilor RHA naivi și experimentați sexual față de omologii lor RLA (Sanna și colab., 2015). Cu toate acestea, în varianta de la mPFC, nivelele bazale ale dopaminei extracelulare și DOPAC în dializatul din nucleul accumbens al șobolanilor RHA și RLA, naivi și RHA experimentați naivi, nu diferă semnificativ (Sanna și colab., 2015). Astfel, tonul dopaminergic mai mare mezolimbic în nucleul accumbens al șobolanilor RHA naivi și experimentați sexual poate fi dedus doar de concentrațiile superioare de dopamină extracelulară găsite în dializatele de la nucleul accumbens al șobolanilor RHA comparativ cu omologii RLA în prezența receptorului receptiv de sex feminin și nu printr-o altă activitate dopaminergică bazală diferită dezvăluită de nivelele bazale superioare și inferioare ale concentrației DOPAC la șobolanii RHA și, respectiv, la șobolanii RLA așa cum s-a constatat că apar în mPFC în acest studiu. Acest lucru este, de asemenea, în concordanță cu rezultatele rapoartelor anterioare care arată că nivelurile de dopamină extracelulare din dializat din mPFC ale șobolanilor RHA au fost mai mari decât cele ale șobolanilor RLA, în timp ce nivelurile similare de dopamină au fost găsite în dializat din coaja nucleului accumbens a șobolanilor RHA și RLA în diferite condiții experimentale (D'Angio și colab., 1988; Scatton și colab., 1988; Willig și colab., 1991; Giorgi și colab., 2003a, 2007). În ciuda diferențelor de mai sus dintre mPFC și nucleul accumbens, experiența sexuală pare să producă în mPFC creșteri de durată mai lungi în modelul temporal de eliberare a dopaminei în ambele linii de șobolani romani atunci când trec de la starea naivă la cea experimentată, au fost de obicei mai mari la șobolanii RHA decât la șobolanii RLA. Acest lucru este oarecum diferit de cel descoperit în nucleul accumbens, unde experiența sexuală a avut tendința de a transfera creșterea dopaminei extracelulare la prima parte a testului de copulație la șobolanii RHA, în timp ce a crescut-o pe tot parcursul testului de copulație la șobolanii RLASanna și colab., 2015).

Din cunoștințele noastre, acest studiu demonstrează, de asemenea, pentru prima dată că nu numai dopamina extracelulară, dar și NA extracelulară crește în timpul activității sexuale în dializă din mPFC atât la șobolanii RHA cât și la RLA, așa cum se întâlnește cu dopamina, dar și în acest caz cu diferențele legate de linia de șobolani romană și de experiența sexuală. În particular, în varianta de la nivelurile bazale ale dopaminei care s-au găsit foarte asemănătoare în dializat din mPFC atât la șobolanii RHA cât și la RLA, nivelele bazale ale NA extracelular în dializat din mPFC a șobolanilor RHA au fost semnificativ mai mari (aproximativ 2,5-fold ) decât cele ale șobolanilor RLA. Motivele acestor diferențe sunt necunoscute, dar așa cum s-a discutat mai sus pentru dopamină și DOPAC, aceste rezultate pot indica faptul că există un tonor noradrenergic bazal mai mare cel puțin în cortexul mPFC al șobolanilor RHA comparativ cu șobolanii RLA. O astfel de tonă noradrenergică mai mare poate fi, de asemenea, implicată în trăsăturile comportamentale diferite și adesea opuse prezente la șobolanii RHA și RLA, așa cum s-a discutat mai sus pentru dopamină. Suportul suplimentar pentru un ton mai noradrenergic mai mare la șobolanii RHA decât la șobolanii RLA din mPFC provine din rezultatele care arată că diferențele în nivelurile NA extracelulare persistente au persistat și în timpul activității sexuale atât în ​​condiții naivă sexuală, cât și în condiții experimentale, de exemplu nivelurile NA extracelulare au crescut dializa mPFC la șobolanii RHA atunci când a fost expusă la femela inaccesibilă și în timpul perioadei de coplăție mult mai mult decât la șobolanii RLA, în care nivelurile NA au crescut doar în primul 15 min din perioada de coplăție, după care valorile NA s-au reîntors la valorile bazale . Aceste modificări ale nivelelor NA extracelulare au fost observate atât în ​​starea naivă, cât și în cea experimentată, dar creșterea nivelurilor de NA a fost mai mare la șobolanii RHA și RLA cu experiență sexuală comparativ cu omologii lor naivi sexuali. Astfel, experiența sexuală aparent induce o potențare suplimentară a activității noradrenergice în mPFC a șobolanilor RHA și, într-o măsură mai mică, a șobolanilor RLA, așa cum s-a discutat deja pentru dopamină. Tonurile concomitente mai mari noradrenergice și dopaminergice din mPFC ale șobolanilor RHA comparativ cu șobolanii RLA merită un comentariu. De fapt, s-a raportat că activitatea noradrenergică în mPFC poate afecta eliberarea dopaminei prin mecanisme diferite (de exemplu vezi Carboni și colab., 1990, 2006; Gresch și colab., 1995; Westernik și colab., 1998 și referințele din acestea). Una dintre acestea este legată de activitatea NET, care sa dovedit a lega dopamina cu o afinitate chiar mai mare decât cea pentru NA în sinaptozomii obținute din omogenatele PFC (Horn, 1973). Dacă acest lucru ar avea loc în mPFC in vivo, dopamina eliberată în mPFC ar putea fi recaptată nu numai de terminalele dopaminergice, ci și de terminalele nervoase noradrenergice, la o viteză chiar mai mare decât cea a NA. Aceasta ar putea determina, la rândul său, o creștere a eliberării dopaminei de la terminalele dopaminergice (de exemplu, un ton dopaminergic crescut) pentru a compensa cantitatea de dopamină îndepărtată din cleștele sinaptice; astfel, tonul noradrenergic mai mare găsit la șobolanii RHA ar putea contribui, cel puțin parțial, la tonul dopaminergic mai mare găsit în mPFC a șobolanilor RHA comparativ cu șobolanii RLA. Sunt necesare studii suplimentare pentru a verifica această posibilitate. În mod deosebit, diferența în activitatea noradrenergică identificată în acest studiu în mPFC între șobolanii RHA și RLA ar putea, de asemenea, să joace un rol în răspunsul lor diferit la tratamentul antidepresiv. De fapt, șobolanii RHA sunt considerați un model de rezistență și șobolani RLA un model de vulnerabilitate la depresie. În consecință, tratamentul acut sau cronic cu antidepresive cum ar fi desipramină, fluoxetină și clorimipramină au îmbunătățit semnificativ răspunsurile comportamentale în testul de înot forțat la șobolanii RLA fără a afecta răspunsurile șobolanilor RHA (Piras și colab., 2010, 2014).

În cele din urmă, acest studiu confirmă și extinde constatările anterioare care arată că mPFC este implicat în controlul comportamentului sexual, deși rolul exact al acestei zone creierului în comportamentul sexual este departe de a fi clar (Fernández-Guasti și colab., 1994; Agmo și Villalpando, 1995; Agmo și colab., 1995; Hernández-Gonzáles și colab., 1998, 2007; Kakeyama și colab., 2003; Balfour și colab., 2006; Afonso și colab., 2007; Davis și colab., 2010; Febo, 2011). Recent, arderea celulelor selective în mPFC în timpul apropierii comportamentelor unui șobolan masculin către o femeie inaccessibilă sexuală a fost demonstrată utilizând o paradigmă de înregistrare a unei singure celule (Febo, 2011). Interesant este ca neuronii care nu au raspuns in timpul primei expuneri a masculului la femela receptiva inactiva devin active in timpul celei de-a doua expuneri, ca si cum experienta anterioara a fost capabila sa induca schimbari de plastic care sa conduca la variatii ale raspunsurilor comportamentale. Cu toate acestea, leziunile cu acid ibotenic din mPFC au fost găsite incapabile să modifice comportamentul sexual al șobolanilor masculi cu o femeie receptivă sexuală, nici expresia locului preferat pentru recompensa sexuală. Cu toate acestea, abilitatea de a forma aversiune condiționată față de activitatea sexuală atunci când a fost asociată cu stimuli aversivi a fost găsită complet abolită în aceste animale lezate (Davis și colab., 2010). Acest lucru sugerează că activarea mPFC în timpul comportamentului sexual joacă un rol în integrarea informațiilor externe și interne pentru execuția și controlul comportamentelor orientate spre țintă, mai degrabă decât în ​​exprimarea răspunsurilor înnăscute la agenții de întărire naturală (vezi Goto și Grace, 2005). Mai important pentru această lucrare, mai multe studii au arătat că zonele creierului implicate în motivația sexuală și în comportamentul sexual cum ar fi nucleul accumbens, zona tegmentală ventrală, zona preoptică mediană, nucleul patului stria terminalis, amigdala bazolaterală și nucleul talamic parafescicular parafescicular primesc intrări de la mPFC în timpul activității sexuale (a se vedea Balfour și colab., 2006). Multe dintre aceste zone ale creierului participă la un circuit neuronal complex implicat în controlul comportamentului sexual, de la motivația sexuală și de la recompensarea la performanța sexuală. Acest circuit include neuronii oxitocinergici care provin de la PVN al hipotalamusului (PVN) și se proiectează în zona tegmentală ventrală, nucleul accumbens, hipocampul, amigdala, PFC, nucleul patului stria terminalis, medulla oblongata și măduva spinării, dopaminergic mezolimbic / mezocortic neuronii care provin de la zona tegmentală ventrală până la nucleul accumbens și PFC, neuronii dopaminergici incertohidotalamici și neuronii glutamatergici care participă la nivel local și la nivelul sistemului în mai multe zone ale circuitului (vezi Melis și Argiolas, 1995, 2011; Melis și colab., 2003, 2007, 2009, 2010; Succu și colab., 2007, 2008, 2011). Astfel, creșterea dopaminei extracelulare (dar și a NA) în dializatele din mPFC observate în timpul activității sexuale ar putea indica faptul că mPFC este o parte activă a acestui circuit, adică neuronii dopaminergici mezocortici participă la controlul activității sexuale împreună cu neuronii noradrenergici, mezolimbici dopaminergici, oxitocinergici și glutamatergici, deși nu pare strict necesar expresia comportamentului sexual (Davis și colab., 2010). În concordanță cu această ipoteză, acest studiu arată că diferențele dintre eliberarea de dopamină și NA în mPFC în timpul activității sexuale au avut loc concomitent cu diferențele în numărul de erecții ale penisului fără contact și modificările parametrilor de copulare, cu o eliberare mai mare a dopaminei și NA în timpul fazele apetitoare și consumatoare legate de motivația sexuală superioară și performanțele coplătoare mai bune în ambele linii de șobolani romani și în ambele condiții naivă și experimentate sexual.

Discuția dată mai sus se bazează în principal pe creșterea bine cunoscută a dopaminei extracelulare care apare în nucleul accumbens al șobolanilor masculi în timpul activității sexuale (Pfaus și colab., 1990; Pleim și colab., 1990; Pfaus și Phillips, 1991; Damsma și colab., 1992; Wenkstern și colab., 1993). Cu toate acestea, dopamina și alți neurotransmițători ar putea fi eliberați în mPFC (și în nucleul accumbens) în alte condiții experimentale, cum ar fi în timpul stresului sau al coping cu acesta (Thierry și colab., 1976; Fadda și colab., 1978), care nu sunt strict legate de comportamentul sexual. Astfel, se poate argumenta că creșterea dopaminei găsită în dopamina extracelulară în mPFC (acest studiu) sau în nucleul accumbens (Sanna și colab., 2015), este mai mult legată de stresul secundar sau de copingul cu prezența și / sau interacțiunea cu femeia receptivă sexual, mai degrabă decât cu activitatea sexuală. Acest lucru ar putea avea o relevanță în cazul șobolanilor RHA și RLA, care prezintă diferite stiluri de coping și diferite activări ale axei hipotalamo-pituitare-suprarenale ca răspuns la condițiile aversive (șobolanii RLA arată o activare a acestei axe mult mai mare decât cea a șobolanilor RHA; Carrasco și colab., 2008; Díaz-Morán și colab., 2012). Acest lucru ridică, de asemenea, posibilitatea ca hormonii de stres (corticosteroizii) să influențeze activitatea dopaminergică în mPFC și în alte zone ale creierului. Într-adevăr, șobolanii RLA sunt coperi reactivi și prezintă comportament hiperemoțional caracterizat prin hipomotilitate și îngheț, în timp ce șobolanii RHA prezintă un comportament proactiv de coping care are ca scop obținerea controlului asupra stresorului (Driscoll și Bättig, 1982; Willig și colab., 1991; Escorihuela și colab., 1999; Steimer și Driscoll, 2003; Giorgi și colab., 2007). Deși este imposibil să se excludă complet faptul că acest lucru poate apărea la șobolani naivi sexual (care nu au interacționat niciodată cu o femeie receptivă înainte) și la șobolani RLA naivi sexual în special (a se vedea mai sus), acest lucru este puțin probabil. În condițiile noastre experimentale, se face tot posibilul pentru a evita orice tip de stres (a se vedea secțiunea „Materiale și metode”) și experimentele sunt organizate în așa fel încât bărbații să nu interacționeze imediat cu femela, ci doar după 30 de minute de expunere la ea , în timpul căreia creșterea măsurată a dopaminei este mult mai mică decât cea care apare în timpul interacțiunii sexuale. Dacă creșterea dopaminei constatată în mPFC (și în nucleul accumbens) la șobolanii romani (șobolanii RHA și RLA, naivi sexual, au niveluri bazale de dopamină extracelulară în dializat din mPFC și nucleul accumbens, foarte asemănător) au fost într-adevăr secundare stresul cauzat de sau față de prezența / interacțiunea cu femela: (i) creșterea dopaminei s-ar fi constatat mult mai mare în prima perioadă de timp când bărbații sunt puși în prezența femelei și nu mai târziu, așa cum s-a găsit în timpul copulării; și (ii) creșterea dopaminei ar trebui să dispară sau să fie redusă puternic după achiziționarea unei activități sexuale stabile, adică atunci când procesele de învățare (inclusiv adaptarea la noutate) au fost finalizate și joacă doar un rol minor în executarea activității sexuale. în timp ce, în schimb, continuă să apară când se repetă activitatea sexuală. Cu alte cuvinte, dopamina extracelulară din mPFC (și din nucleul accumbens) crește întotdeauna în timpul copulării, chiar și după ce a fost învățat comportamentul sexual. Sunt necesare studii suplimentare pentru a clarifica rolul funcțional al acestei creșteri a activității dopaminei în mPFC (și în nucleul accumbens; a se vedea secțiunea „Introducere și referințe”).

În concluzie, acest studiu demonstrează pentru prima dată că prezența și chiar mai mult, interacțiunea cu o femeie receptivă sexuală conduce la o creștere a dopaminei și NA extracelulare în dializa de la mPFC a naivelor sexuale (niciodată expuse la stimuli sexuali ) și cu experiență sexuală (care au suferit cinci teste preliminare de copulație și prezintă performanțe sexuale stabile), șobolani RHA și RLA, care prezintă stiluri de coping diferite, ca răspuns la condițiile aversive și la diferite modele de comportament copulator cu o femeie receptivă sexuală. În consecință, concentrațiile de dopamină și NA au fost găsite mai mari în dializă de la șobolani RHA naivi și experimentați sexual, comparativ cu omologii RLA în timpul fazelor anticipative și consumatoare ale activității sexuale. Aceste rezultate pot fi datorate parțial tonului dopaminergic și noradrenergic în mPFC a șobolanilor RHA mai mare decât cel al șobolanilor RLA, așa cum s-a raportat pentru dopamina din nucleul accumbens (Sanna și colab., 2015). Mai mult, dopamina extracelulară mPFC și NA s-au găsit, de asemenea, mai mari la RHA cu experiență sexuală și, într-o măsură mai mică, la șobolani RLA comparativ cu omologii lor naivi sexuali în condiții bazale, precum și în timpul fazelor apreciative și consumatoare ale comportamentului sexual. Acest lucru sugerează că experiența sexuală induce procese plastice care potențează în continuare dopamina și neurotransmisia NA în mPFC, așa cum s-a găsit pentru dopamina în nucleul accumbens al ambelor linii de șobolani romani (Sanna și colab., 2015). Diferențele de mai sus în neurotransmisia dopaminergică și noradrenergică în mPFC a celor două linii romane pot juca un rol nu numai în diferitele modele de comportament sexual, ci și în trăsăturile comportamentale diferite și adesea opuse care caracterizează aceste două linii de șobolani.

Contribuțiile autorului

FS, AA, MRM, OG și MGC au proiectat proiectul. FS și JB au proiectat, au efectuat și au analizat datele de la comportamentul sexual și experimentele de microdializă. MAP, OG și MGC au selectat și au creat șobolani romani. FS, AA, MRM, OG și MGC au supravegheat studiul. FS, AA, MRM, OG și MGC au scris manuscrisul. Toți autori au discutat rezultatele și au comentat manuscrisul.

Finanțare

Această lucrare a fost susținută parțial de granturile din partea Ministerului italian al Universității și Cercetării (MIUR) (Independența științifică a tinerilor cercetători, SIR 2014, Codul RBSI14IUX7) către FS, din Regiunea Autonomă Sardinia (ARS) (LR 7 / 2007 , "Promovarea cercetării științifice și a inovării tehnologice în Sardinia", Fondul Social European, 2007-2013, Codul proiectului CRP-59842) către OG, și de la Universitatea din Cagliari până la AA, MRM, FS, OG și MGC.

Declarația privind conflictul de interese

Autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.

recunoasteri

Dr. Barbara Tuveri, Universitatea din Cagliari, pentru îngrijirea și îngrijirea animalelor.

Referinte