Curr Neurofarmacol. martie 2011; 9(1): 63–67.
Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.
Abstract
Scopul acestui studiu a fost de a investiga dacă funcția de recompensă a creierului scade în timpul retragerii de la nicotină și metamfetamina și dacă funcția de recompensă scăzută este legată de aversiunea în timpul retragerii de la aceste medicamente. În acest scop, șobolanii masculi Sprague-Dawley au fost perfuzați subcutanat în mod cronic cu 9 mg/kg pe zi nicotină sau cu 6 mg/kg pe zi metamfetamina folosind minipompe osmotice. Într-o paradigmă de autostimulare intracraniană (ICSS), infuzia cronică de nicotină și metamfetamina a scăzut pragurile pentru ICSS hipotalamic lateral, în timp ce antagoniștii lor, mecamilamina și haloperidolul au crescut pragurile ICSS la șobolanii tratați cu nicotină și, respectiv, metamfetamina. Într-o paradigmă de aversiune la locul condiționat, mecamilamina și haloperidolul au produs aversiune față de loc la șobolanii infuzați cu nicotină și, respectiv, metamfetamina. În mod interesant, creșterile pragurilor de recompensă ICSS și aversiunea față de loc în timpul sevrajului de nicotină precipitată cu mecamilamină au fost aproape la fel ca și cele observate în timpul sevrajului metamfetaminei precipitate cu haloperidol. Studiul de față indică faptul că 1) funcția de recompensă a creierului a scăzut în timpul sevrajului de nicotină și metamfetamină și 2) o scădere a funcției de recompensă poate reflecta starea afectivă negativă (aversiune) în timpul sevrajului de la nicotină și metamfetamină.
1. INTRODUCERE
Dovezile clinice indică faptul că semnele afective ale sindromului de abstinență pot fi mai relevante pentru pofta de droguri și recidiva la consumul compulsiv de droguri decât semnele somatice de sevraj.1-3]. Din acest motiv, aspectele afective ale dependenței de droguri au fost investigate pe larg folosind diferite tipuri de paradigme experimentale. Printre acestea, tehnica de autostimulare intracraniană (ICSS) este utilizată pe scară largă pentru a măsura funcția de recompensă a creierului. În studiile pe animale, administrarea acută a unui drog de abuz scade pragurile de recompensă ICSS [4, 5] și această sensibilitate crescută la stimulare este considerată o măsură a euforiei induse de medicamente [6]. Mai mult, se presupune că recompensa ICSS poate fi atenuată în urma administrării repetate a unui drog de abuz, rezultată din modificările neuroadaptate ale sistemelor de recompensă ale creierului și reflectă disforia în timpul retragerii de la medicament.7, 8]. Multe studii au demonstrat creșteri ale pragurilor de recompensă ICSS în timpul retragerii de la diferite tipuri de droguri de abuz, inclusiv amfetamine.9], cocaina [6], opiacee [10], etanol [11] și nicotină [12], toate acestea susținând ipoteza menționată mai sus. Prin urmare, studiul de față a fost conceput pentru a clarifica dacă creșterile pragurilor de recompensă ICSS sunt legate de starea afectivă negativă de sevraj, concentrându-se în special pe două tipuri diferite de psihostimulanți, nicotină și metamfetamina.
2. MATERIALE ȘI METODE
2.1. animale
Șaptezeci și doi de șobolani Sprague-Dawley masculi (332-396 g) obținuți de la Clea Japan Inc. (Tokyo) au fost găzduiți individual într-o cameră pentru animale la o temperatură reglată (22 ± 2 ºC) cu un ciclu lumină/întuneric de 12/12 ore (lumina aprinsă la ora 8:00). Fiecare șobolan a fost hrănit cu 15 g de hrană pe zi (apă disponibilă gratuit) pe tot parcursul experimentului, cu excepția unei perioade de 3 zile înainte și 7 zile după operație. Acest experiment a fost realizat în conformitate cu Principiile de îngrijire a animalelor de laborator de la Jikei University School of Medicine.
2.2. Droguri
Acid tartrat de (-)-nicotină (Sigma, St. Louis, MO, SUA), clorhidrat de mecamilamină (Sigma), (-) clorhidrat de metamfetamina (Dainipponn Seiyaku, Japonia) și clorhidrat de haloperidol (Sigma) au fost dizolvate în soluție salină și injectate în un volum de 1.0 ml/kg.
2.3. Autostimulare intracraniană
2.3.1. Aparat
O cameră operativă standard de 29.5 (l) x 23.5 (l) x 28.7 (h) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, SUA) echipată cu o pârghie și o lumină de semnalizare deasupra pârghiei pe peretele din față și s-a folosit o lumină de casă pe peretele din spate. Pereții laterali au fost din plexiglas transparent.
2.3.2. Interventie chirurgicala
Șobolanii au fost anesteziați cu pentobarbital de sodiu (50 mg/kg, ip) și au fost pregătiți cu un electrod bipolar din oțel inoxidabil (Neuroscience, Japonia) în hipotalamusul lateral (coordonatele 3.8 mm în spatele bregma; 1.4 mm lateral spre linia mediană; 8.4 mm ventral către dura) conform atlasului lui Paxinos și Watson [13]. Pentru a contrabalansa orice posibile asimetrii ale creierului, jumătate dintre șobolani au primit implanturi pe partea dreaptă a creierului, iar cealaltă pe partea stângă.
2.3.3. Procedură
În sesiunile de antrenament ICSS, o lumină de casă și o lumină de semnalizare au fost aprinse și stimulii electrici au fost administrați de fiecare dată imediat după ce șobolanul a apăsat pârghia. Stimulii au constat din impulsuri catodale dreptunghiulare de 1.5 msec, furnizate de 100 Hz timp de 150 msec cu un curent fix de 120 μA. Fiecare sesiune de antrenament a durat 15 minute. Antrenamentul ICSS a fost dat cel puțin 6 zile și a continuat până când numărul de apăsări ale pârghiei a fost mai mare de 30 pe minut timp de 3 zile consecutive.
Pentru a măsura valoarea de bază a răspunsului ICSS, testul de referință a fost efectuat timp de 15 minute înainte de fiecare test de prag ICSS. Procedura testului de bază a fost aceeași ca și în instruirea ICSS. Un test de prag ICSS a fost compus din 11 casete de timp de 3 minute separate de 1 minut de timp. În timpul pauzei, s-au stins lumina casei și o lampă. În fiecare recipient de testare, aceste lumini au fost aprinse și șobolanii au primit stimularea electrică după fiecare apăsare a pârghiei. De-a lungul recipientelor, curentul de stimulare electrică a fost scăzut cu 10 μA de la 120 μA la 20 μA într-o ordine descrescătoare.
Linia de bază stabilă a răspunsului ICSS a fost stabilită pentru toți șobolanii înainte de implantarea minipompelor. În ziua 1, o minipompă osmotică (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, SUA) cu un debit de 1.03 μl/h umplută cu nicotină sau metamfetamina în soluție salină a fost implantată subcutanat la șobolani care au fost anesteziați cu dietileter. Concentrația de nicotină și metamfetamină a fost ajustată pentru diferențele de greutate corporală, dar a fost de aproximativ 116 și 77.3 mg/ml, rezultând o perfuzie subcutanată continuă la o rată de 9 mg/kg pe zi de nicotină și la o rată de 6 mg/kg. pe zi de metamfetamină conform metodei unui studiu anterior [14]. Testul de prag ICSS a fost efectuat în ziua 2, 4 și 6 după implantarea minipompelor.
În ziua 7 după implantarea minipompei, șobolanii au primit mecamilamină (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg/kg, sc) în grupurile cu nicotină și soluție salină sau haloperidol (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg/kg, sc) în grupurile cu metamfetamină și soluție salină, cu 15 minute înainte de începerea sesiunii de testare a pragului ICSS, utilizând un design cu pătrat latin în interiorul subiecților. Animalele au fost obligate să revină la nivelurile inițiale de prag ICSS pentru cel puțin o sesiune ICSS înainte de injecțiile ulterioare cu antagonist sau vehicul.
2.3.4. Histologie
Șobolanii au fost sacrificați prin anestezie profundă cu pentobarbital de sodiu. Creierul a fost îndepărtat și depozitat în soluție de formaldehidă 10%. Creierul a fost tăiat la o grosime de 100 μm și vârful unui electrod a fost examinat microscopic.
2.4. Condiție Locul Aversiune
2.4.1. Appatarus
Condiționarea locului a fost efectuată conform metodei Suzuki et al. [15, 16]. Aparatul a constat dintr-o cutie de navetă (30×60×30 cm: l×l×h) care a fost împărțită în două compartimente de dimensiuni egale. Un compartiment era alb, cu o podea texturată, iar celălalt era negru, cu o podea netedă.
2.4.2. Procedură
În ziua 1, șobolanii au fost pregătiți cu minipompe osmotice care conțin nicotină, metamfetamina sau soluție salină în aceleași condiții ca cele descrise pentru studiul ICSS.
Dimineața (9:00), în ziua a 7-a de perfuzie cu nicotină sau metamfetamina, șobolanii au fost injectați subcutanat cu un antagonist al medicamentului de testat (mecamilamină sau haloperidol) sau soluție salină (1.0 ml/kg) și imediat izolați într-un compartiment de aparatul de testare timp de 60 min. Seara (21:00) în aceeași zi, șobolanii au fost apoi tratați cu ser fiziologic sau, respectiv, un antagonist (mecamilamină sau haloperidol) și limitați în celălalt compartiment timp de 60 de minute. Perechile de injecție (antagonist sau ser fiziologic) și compartiment (alb sau negru) au fost contrabalansate la toți subiecții. Șobolanii de control din grupurile cu nicotină, metamfetamină și soluție salină au fost injectați cu soluție salină în loc de mecamilamină sau haloperidol în sesiunea de condiționare. După injecțiile cu soluție salină, șobolanii au fost limitați într-un compartiment dimineața și în celălalt compartiment seara.
În dimineața zilei de 8, s-au efectuat teste de condiționare astfel: despărțitorul care despărțea cele două compartimente a fost ridicat la 12 cm deasupra podelei și a fost introdusă o platformă neutră de-a lungul cusăturii care separa compartimentele. Timpul petrecut în fiecare compartiment în timpul unei sesiuni de 900 de secunde a fost măsurat automat de un senzor de rază infraroșu (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokyo, Japonia).
2.5. Evaluarea semnelor de sevraj somatic
În experimentul ICSS, fiecare șobolan a fost plasat într-o cameră de observare cilindrică din plastic imediat după terminarea sesiunii de prag de recompensă ICSS după administrarea de mecamilamină sau haloperidol, iar semnele de retragere somatică au fost observate timp de 10 minute. În timpul evaluării semnelor de sevraj somatic, frecvența simptomelor de abstinentă a fost înregistrată utilizând o scală de opiacee-abstinență modificată pentru a nota abstinența la nicotină sau la metamfetamine.1]. Experimentatorii au fost orbi la tratamentul fiecărui șobolan. În experimentul CPP, semnele de retragere somatică au fost observate în același mod ca și în experimentul ICSS, cu excepția faptului că observarea semnelor de abstinență somatică a fost efectuată în aparatul CPP.
2.6. Analiza datelor
Pentru măsurarea răspunsului ICSS, a fost utilizat ca măsură numărul de armare pe minut din fiecare recipient. În zilele de testare, numărul de armături la fiecare curent electric a fost convertit în procent din linia de bază obținută în ziua respectivă. Pentru a determina pragul ICSS, curba în formă de S a fost ajustată individual conform modelului sigmoid-Gompertz. Folosind acest model, curentul electric care induce 50% din răspunsul de bază a fost determinat ca pragul ICSS. Toate datele au fost analizate folosind o analiză a varianței cu măsuri repetate (ANOVA) în două sensuri, urmată de Metoda intervalului studentizat de la Tukey după observarea unui efect semnificativ statistic al condițiilor de tratament în ANOVA.
Scorurile de condiționare reprezintă timpul petrecut în locul asociat cu medicamentul minus timpul petrecut în locul asociat cu vehiculul și sunt exprimate ca medie ± SEM. efectele tratamentului asupra condiționării locului induse de antagonist. Când ANOVA a indicat prezența unui efect semnificativ, a fost efectuată o analiză suplimentară cu metoda Studentized Range Tukey.
3. REZULTATE
3.1. Praguri ICSS
În timpul administrării cronice, nicotina (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) și metamfetamina (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) a scăzut semnificativ pragurile de recompensă ICSS. Comparațiile individuale ale mediilor au evidențiat efecte semnificative în ziua 4 și ziua 5 de perfuzie cu nicotină (P<0.05), iar în ziua 2, ziua 4 și ziua 5 de perfuzie cu metamfetamina (P
După cum se arată în Fig. (11), la șobolani cronici infuzați cu nicotină și metamfetamină, mecamilamină (F (1, 47) = 9.59, P<0.01) și haloperidol (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) a produs creșteri semnificative ale pragurilor de recompensă ICSS, respectiv. Comparațiile individuale ale mediilor au evidențiat efecte semnificative la 1.0 mg/kg de mecamilamină (P<0.05) și la 0.25 și 0.5 mg/kg haloperidol (P<0.05). Nu a existat niciun efect semnificativ al dozei nici la șobolanii cărora li s-a administrat nicotină (F (3, 47) = 1.87, P>0.05) sau la șobolani infuzați cu metamfetamină (F (3, 47) = 2.24, P>0.05), sau interacțiunea tratament × doză, fie la șobolanii infuzați cu nicotină (F (3, 47) = 1.56, P>0.05) sau la șobolani infuzați cu metamfetamină (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Aversiune la locul condiționat (CPA)
După cum se arată în Fig. (22), șobolanii martor cu soluție salină nu au prezentat preferințe pentru niciunul dintre compartimente. Mecamilamina și haloperidolul nu au produs nici o preferință semnificativă a locului, nici aversiune față de locul la șobolanii infuzați cu soluție salină. Pe de altă parte, mecamtlamină (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) și haloperidol (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) a produs aversiune față de loc la șobolanii cu perfuzie cronică cu nicotină și, respectiv, metamfetamina. Aversiune semnificativă a locului a fost observată la 1.0 mg/kg mecamilamină (P<0.01) și la 0.25 și 0.5 mg/kg haloperidol (P<0.05 și P<0.01). Nu a existat niciun efect semnificativ al dozei nici la șobolanii cărora li s-a administrat nicotină (F (3, 47) = 1.98, P>0.05) sau la șobolani infuzați cu metamfetamină (F (3, 47) = 2.56, P>0.05), sau interacțiunea tratament × doză, fie la șobolanii infuzați cu nicotină (F (3, 47) = 1.74, P>0.05) sau la șobolani infuzați cu metamfetamină (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Semne somatice
Numărul total de semne somatice nu a diferit între șobolanii tratați cu nicotină și soluție salină în timpul administrării de mecamilamină nici în experimentul ICSS (F (1, 47) = 2.02, P>0.05) sau în experimentul CPA (F (1, 47) = 1.87, P>0.05). În plus, nu au fost diferite între șobolanii tratați cu metamfetamină și soluție salină în timpul administrării de haloperidol, nici în experimentul ICSS (F (1, 47) = 1.53, P>0.05) sau în experimentul CPA (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Analiza histologică
Rezultatele analizei histologice au indicat că vârfurile electrozilor au fost localizate în zona hipotalamusului lateral, într-un interval anterior/posterior care se extinde de la -3.84 mm la -4.20 mm de la bregma. Nu pare să existe diferențe între locațiile electrozilor animalelor de control și cele experimentale (Fig. 33).
4. DISCUTIE
Rezultatele studiului actual demonstrează că administrarea cronică de nicotină și metamfetamină scad pragurile de recompensă ICSS, în timp ce antagoniștii lor, mecamilamina și haloperidolul cresc pragurile de recompensă ICSS și induc un CPA la șobolanii tratați cu nicotină și, respectiv, metamfetamina. În ceea ce privește modificările circuitelor de recompensă ale creierului în timpul sevrajului, s-a susținut că, pe măsură ce dependența se dezvoltă, neuroadaptările apar în cadrul acelorași circuite cerebrale care mediază efectele de întărire sau de recompensă ale drogurilor de abuz în urma administrării acute, ducând la exprimarea afectivelor negative. semne de retragere la abstinența drogurilor [7, 8]. În concordanță cu această noțiune, prezentul studiu a indicat că nicotina, precum și metamfetamina au arătat scăderi ale pragurilor de recompensă ICSS în timpul administrării acute și creșteri în timpul sevrajului precipitat de antagoniști. Alte droguri de abuz, cum ar fi cocaina [6], opiacee [10] și etanol [11] s-a raportat, de asemenea, că induc un model similar de efecte asupra pragurilor de recompensă ICSS. A fost investigată o întrebare dacă astfel de modificări ale circuitelor de recompensă ale creierului sunt suficiente pentru a explica consecințele afective negative ale sevrajului. O paradigmă a CPA este un indice comportamental util și sensibil pentru a detecta aversiunea de retragere, așa cum a fost raportat în studiile anterioare care implică nicotina.15, 16] și opiacee [17, 10]. În studiul de față, mecamilamina și haloperidolul au indus un CPA la doze care arată creșteri ale pragurilor de recompensă ICSS, sugerând că creșterea pragului de recompensă ICSS poate media aversiunea în timpul retragerii de la nicotină și metamfetamina. Pe de altă parte, mecamilamina și haloperidolul nu au reușit să inducă semne de sevraj somatic. Se știe că semnele somatice de sevraj de la psihostimulante sunt mai slabe decât cele de la opiacee, barbiturice și alcool. În plus, este mai dificil de observat semnele de sevraj somatic precipitate de antagoniştii nicotinei decât cele provocate de sevrajul spontan.12]. În mod interesant, în studiul de față, creșterile pragurilor de recompensă ICSS și aversiunea față de loc în timpul sevrajului de nicotină au fost aproape la fel ca și cele observate în timpul sevrajului de metamfetamină, ceea ce poate sugera că scăderea funcției de recompensă a creierului, care duce la aversiunea de sevraj, ar putea să nu difere semnificativ. în intensitate între nicotină și metamfetamina, indiferent de efectele acute ale acestor medicamente asupra sistemului de recompensă. Cu alte cuvinte, se presupune că neuroadaptările în circuitele de recompensă ale creierului se dezvoltă aproape la aceleași niveluri între nicotină și metamfetamina, deși stimulează sistemul de recompensă într-un grad diferit, metamfetamina acută fiind mai puternică decât nicotina acută. Cu toate acestea, sunt necesare studii suplimentare pentru a clarifica această întrebare prin utilizarea unei game mai largi de doze de medicamente sau a altor tipuri de paradigme experimentale.
În concluzie, studiul de față indică faptul că 1) funcția de recompensă a creierului a scăzut în timpul sevrajului de nicotină și metamfetamină și 2) o scădere a funcției de recompensă poate reflecta starea afectivă negativă (aversiune) în timpul retragerii de la nicotină și metamfetamină.
MULȚUMIRI
Acest studiu a fost susținut parțial de subvenții de la Ministerul Educației, Culturii, Sportului, Științei și Tehnologiei din Japonia (nr. 16591166) și Fundației de Cercetare pentru Fumatul.
REFERINȚE
;
