Sexuálne správanie Indukcia c-Fos v Nucleus Accumbens a amfetamínom stimulovaná lokomotorická aktivita sú senzibilizované predchádzajúcimi sexuálnymi skúsenosťami u syrských škrečkov (2001)

Journal of Neuroscience, 15 March 2001, 21(6): 2123-2130;

  1. Katherine C. Bradley1 a
  2. Robert L. Meisel2

+ Autorské príslušnosti


  1. 1 Absolvent Neuroscience Program, a

  2. 2 Katedra psychologických vied Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907-1364

abstraktné

Prenos dopamínu v nucleus accumbens môže byť aktivovaný liečivami, stresom alebo motivovaným správaním a opakovaná expozícia týmto stimulom môže senzitizovať túto dopamínovú odpoveď. Cieľom tejto štúdie bolo zistiť, či ženské sexuálne správanie aktivuje neuróny nucleus accumbens a či minulý sexuálny zážitok krížovo senzitizuje neuronálne reakcie v nucleus accumbens na amfetamín. Použitím imunocytochemického značenia bola u samíc škrečkov, ktoré mali rôzne množstvo sexuálneho zážitku, skúmaná expresia c-Fos v rôznych subregiónoch (shell verzus jadro na rostrálnej, strednej a kaudálnej úrovni). Samice škrečkov, ktoré dostali buď 6 týždne sexuálneho zážitku alebo zostali sexuálne naivní, boli testované na sexuálne správanie vystavením dospelým mužským škrečkom. Predchádzajúce sexuálne skúsenosti zvýšili c-Fos značenie na rostrálnej a kaudálnej úrovni, ale nie na stredných úrovniach nucleus accumbens. Testovanie na sexuálne správanie zvýšilo značenie v jadre, ale nie v škrupine, nucleus accumbens. Na overenie, že ženské sexuálne správanie môže senzibilizovať neuróny v mezolimbickej dopamínovej dráhe, sa potom porovnávali lokomotorické odpovede pohlavne skúsených a sexuálne naivných žien na injekciu amfetamínu. Amfetamín zvýšil všeobecnú lokomotorickú aktivitu u všetkých žien. Sexuálne skúsení zvieratá však reagovali skôr na amfetamín, ako na sexuálne naivné zvieratá. Tieto údaje naznačujú, že ženské sexuálne správanie môže aktivovať neuróny v nucleus accumbens a že sexuálny zážitok môže krížovo senzitizovať neuronálne reakcie na amfetamín. Okrem toho tieto výsledky poskytujú ďalší dôkaz funkčných rozdielov medzi škrupinou a jadrom nucleus accumbens a cez jeho anteroposteriornú os.

Dopamínové neuróny pochádzajúce zo strednej časti mozgovej ventrálnej tegmentálnej oblasti a premietajúce sa do rôznych jadier predného mozgu, vrátane nucleus accumbens, sú súčasťou mezolimbického dopamínového systému. Navrhlo sa, že tento dopamínový systém je dôležitý pre reguláciu chutného správania (Mitchell a Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto a Panksepp, 1999), ako aj samoobsluha návykových látok (Pierre a Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain a kol., 1999; McKinzie a kol., 1999; Peoples a kol., 1999; Bradberry a kol., 2000). Systémové podávanie rôznych drog zneužívania (napr. Kokaín, amfetamín a heroín) aktivuje dopamínové cesty (Pontieri a kol., 1995; Nisell a kol., 1997; Pierce a Kalivas, 1997a; Tanda a kol., 1997; Tanda a Di Chiara, 1998; Barrot a kol., 1999; Cadoni a Di Chiara, 1999) a opakovaná expozícia týmto farmakologickým činidlám môže senzibilizovať tieto neuróny reagujúce na dopamín (\ tRobinson a kol., 1988; Kalivas a kol., 1992; Kalivas a Duffy, 1993; Pierce a Kalivas, 1995; Kuczenski a kol., 1997; Nisell a kol., 1997; Birrell a Balfour, 1998; Heidbreder a Feldon, 1998; Cadoni a Di Chiara, 1999; Cadoni a kol., 2000). Výskum poskytol dôkazy, že nucleus accumbens reaguje aj na určité vlastnosti spojené s párením. Zvýšené hladiny extracelulárneho dopamínu v jadre sa počas sexuálnych interakcií u samíc potkanov zvyšujú (Mermelstein a Becker, 1995; Pfaus a kol., 1995) a škrečkov (Meisel a kol., 1993; Kohlert a kol., 1997; Kohlert a Meisel, 1999). Podobne ako pri opakovanom podávaní liekov, aj viacnásobné testy sexuálneho správania tiež zvyšujú zvýšenie hladín dopamínu v jadre, čo naznačuje, že sexuálny zážitok môže senzibilizovať neuróny v dráhe dopamínu (Kohlert a Meisel, 1999).

Jadro accumbens sa skladá z mnohých anatomicky odlišných subregiónov, z ktorých najznámejšie sú škrupina a jadro. Anatomické spojenia shellu a jadra sa rozchádzajú, čo naznačuje, že tieto dve subregióny regulujú rôzne funkcie (Crawley a kol., 1985a,b; Heimer a kol., 1991; Zahm a Brog, 1992; Brog a kol., 1993;Kalivas a Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry a kol., 1995; Pierce a Kalivas, 1995; Pontieri a kol., 1995; Broening a kol., 1997; Heimer a kol., 1997; Kelley a kol., 1997; Stratford a Kelley, 1997; Heidbreder a Feldon, 1998; Lanca a kol., 1998; Bassareo a Di Chiara, 1999; Di Chiara a kol., 1999b; Groenewegen a spol., 1999; Kelley, 1999; McKinzie a kol., 1999; Zahm, 1999; Brown a Molliver, 2000). Pretože nucleus accumbens je heterogénne jadro, nie je jasné, či sú odpovede na ženské sexuálne správanie lokalizované do špecifických subregiónov nucleus accumbens alebo sa šíria po celom jadre. Techniky, ktoré boli predtým použité na zodpovedanie tejto otázky (napr. Mikrodialýza) nie sú dostatočne priestorovo citlivé na skúmanie funkčnej heterogenity akumulov. Naproti tomu imunocytochemické spracovanie proteínu c-Fos poskytuje spôsob skúmania diskrétnej bunečnej aktivácie medzi subregiónmi nucleus accumbens. Prvým cieľom tohto experimentu bolo teda zistiť, či je bunková aktivácia po ženskom sexuálnom správaní lokalizovaná do špecifických subregiónov nucleus accumbens.

Zaujímavou vlastnosťou týchto dopamínových ciest je krížová senzibilizácia. Inými slovami, dopamínové neuróny, ktoré boli predtým senzibilizované na jeden liek, budú vykazovať citlivé reakcie na iné liečivo, ktoré sa podáva prvýkrát (Cunningham a Kelley, 1992; Pierce a Kalivas, 1997a; Birrell a Balfour, 1998; Taylor a Horger, 1999). Okrem krížovej senzibilizácie medzi liekmi, niekoľko štúdií uviedlo krížovú senzibilizáciu medzi opakovanými expozíciami farmakologickým činiteľom a prirodzeným motivovaným správaním (Mitchell a Stewart, 1990a,b; Tidey a Miczek, 1997; Fiorino a Phillips, 1999). Preto sme skúmali, či by pohlavne skúsení a sexuálne naivní zvieratá reagovali odlišne na nový stimul, o ktorom je známe, že aktivuje dopamínové dráhy (tj krížová senzibilizácia), ako je amfetamín. Ak ženské sexuálne správanie senzibilizuje dopamínové cesty, potom sexuálne skúsené ženy by mali prejaviť zvýšenú behaviorálnu odpoveď na jednu injekciu amfetamínu.

MATERIÁLY A METÓDY

Všeobecné metódy

Zvieratá. Samce a samice sýrskych škrečkov boli dodané od Charles River Laboratories (Kingston, NY) vo veku N60 d. Samice sa umiestnili jednotlivo a samce stimulovali zvieratá v skupinách po troch alebo štyroch v plastových klietkach (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). Miestnosť pre kolónie zvierat bola udržiavaná pri konštantnej teplote (22 ° C) s vypnutými svetlami medzi 1: 30 a 11: 30 PM (14 / 10 hod. Cyklus svetlo / tma). K dispozícii boli potraviny a voda podľa chuti.

Postupy použité v tomto experimente sú v súlade s National Institutes of Health Pokyny pre starostlivosť a používanie laboratórnych zvierat a boli schválené Výborom pre starostlivosť a používanie zvierat Purdue.

Sexuálna skúsenosť. Približne 1 týždeň po príchode samíc do laboratória boli bilaterálne ovariektomizované pod anestéziou pentobarbitalom sodným (Nembutal) (8.5 mg na 100 gm telesnej hmotnosti, ip). Po ovariektómii boli samice najskôr rozdelené do dvoch skupín. Jedna skupina žien dostala 6 týždne sexuálneho zážitku so stimulačným mužom; druhá skupina zostala sexuálne naivná. Všetky samice boli hormonálne aktivované raz týždenne po dobu 6 týždňa. U 48 aj 24 hr pred sexuálnym prežitím sa samiciam podalo subkutánne injekciou 10 μg estradiol benzoátu v 0.1 ml bavlníkového oleja. V deň pokusu sa samiciam podalo 500 μg progesterónu v 0.1 ml bavlníkového oleja (subkutánna injekcia). Samičky, ktoré nedostali sexuálnu skúsenosť, boli injekčne podané hormonálnym režimom a zostali vo svojich domácich klietkach v kolóniovej miestnosti. V prípade 4 – 5 h po podaní progesterónu bol dospelý křeček mužského pohlavia, ktorý dostal sexuálny zážitok prostredníctvom použitia v iných štúdiách sexuálneho správania, umiestnený do domácej klietky experimentálnej samice. Poradie klietok obsahujúcich samcov sa každý týždeň striedalo, aby sa minimalizovala pravdepodobnosť, že jednotlivé samce a samice boli spárované viac ako jedenkrát počas týždňov sexuálneho zážitku 6.

Imunocytochémia. Samice škrečkov usmrtené predávkovaním pentobarbitalom sodným boli intrakardiálne perfundované s 25 mm PBS roztok, pH 7.5, pre 2 min (prietok, 25 ml / min), po ktorom nasleduje 4% paraformaldehyd v PBS pre 20 min. Mozgy boli fixované na 2h v paraformaldehyde a skladované v 10% sacharózovom PBS cez noc pri 4 ° C.

Sériové koronálne 40 μm zmrazené rezy sa odobrali cez celé jadro accumbens. Po troch opláchnutiach 10 min v PBS sa rezy inkubovali buď v primárnej protilátke proti c-Fos (1: 6000 v PBS s 0.3% Triton X-100; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) alebo v primárnej protilátke proti kalbindínu-D (28 kDa) (1: 6000 v PBS s 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) pri 4 ° C pre 48 hod. Rezy c-Fos a kalbindín-D sa potom inkubovali po dobu 45 min pri teplote miestnosti v biotinylovanej sekundárnej protilátke proti králičímu IgG (1: 200 v PBS; súprava Elite Vectastain ABC; Vector Laboratories, Burlingame, CA), po čom nasledovala inkubácia s komplexom avidín-biotín chrenovej peroxidázy (1: 50 v PBS; súprava Elite Vectastain ABC) pre 45 min pri izbovej teplote, s tromi opláchnutiami 10 min v PBS pred každou inkubáciou. Po dvoch výplachoch v PBS a opláchnutí 10 min v 0.1 m Tris pufor, pH 7.6, rezy c-Fos a kalbindín-D boli inkubované pre 5 a 10 min, v tomto poradí, v 0.08% diaminobenzidíne (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) v Tris pufri obsahujúcom 0.003% peroxidu vodíka a 0.015% chlorid nikelnatý. Všetky rezy sa opäť opláchli v Tris pufri a deionizovanej vode a potom sa umiestnili na diapozitívy potiahnuté chrómomilátom. Sklíčka sa vysušili, dehydratovali, vyčistili a zakryli s použitím Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).

Mikroskopická analýza. Nervové tkanivo zafarbené na kalbindín-D, ktorý delí shell a jadro nucleus accumbens (Jongen-Relo a kol., 1994a; Johnson a Wood, 1999) sa použila na identifikáciu každého úseku na rostrálnej, strednej a kaudálnej úrovni chrbtového jadra accumbens. Rezy z jadra accumbens na úrovni rostrálnej, strednej a kaudálnej zafarbenej pre kalbindín sú znázornené na obr. 1 A-C, Bolo publikované, že medzi jadrom a škrupinou v imunoreaktivite kalbindínu-D v sýrskom škrečkovi sú v porovnaní s potkanmi menšie rozdiely, ale farbenie tohto peptidu je stále schopné vymedziť subregióny nucleus accumbens (Johnson a Wood, 1999). Box obsahujúci oblasť odberu vzoriek 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) sa umiestni na dorzálne puzdro a jadro nucleus accumbens pre každú časť. Obraz každej časti bol vytlačený na priehľadnú fóliu a obrazy boli potom prekryté na zodpovedajúce rezy c-Fos pre každé zviera, pričom sa zaistilo, že škatuľa bola umiestnená v rovnakej polohe pre všetky zvieratá. figúra 1, D a E, ilustruje jednu kaudálnu časť zvieraťa, ktoré dostalo 6 týždne sexuálneho zážitku a bolo testované na sexuálne správanie. Schránka bola umiestnená do jadra kaudálneho jadra accumbens na obrázku 1 Da v škrupine kaudálnych akumulov na obr1 E. Krabica s rovnakými rozmermi bola umiestnená do rovnakého tkanivového rezu v mediálnej cingulárnej kôre a nad mediálne a laterálne dorzálne kaudátové jadro v každej z troch úrovní odobratých vzorkám pre nucleus accumbens. Pretože sme predpokladali, že môžu existovať rostrálno-kaudálne variácie účinkov párenia na c-Fos, bola analyzovaná iba jedna sekcia na každú úroveň, aby sa zvýšila anatomická presnosť nášho vzorkovania. Počet c-Fos-imunoreaktívnych buniek v každej vybranej oblasti sa počítal pomocou videokamery pripojenej k počítačovému systému na analýzu obrazu (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).

Obr. 1.

Rezy tkaniva Nucleus accumbens sa zafarbili na kalbindín-D a c-Fos. A-C sú úseky z rostral (A), stredné (B) a kaudálne (C). \ tzafarbené (stredná čiara je. \ t ľavý) pre kalbindín, ilustrujúci rozdelenie medzi subregiónmi a jadrom (\ thviezdičky). Medzi rastrálnou a strednou časťou a 320 μm medzi strednou a kaudálnou časťou je 240 μm. Spodné obrázky (D, E) sú príklady c-Fos farbenia z kaudálneho jadra (D) a shell (E) jadra. \ t dopravapohlavne skúsenej ženy zabitej po teste sexuálneho správania. obdĺžnik ilustruje oblasť vzorkovania (0.2 × 0.5 mm).

Experiment 1

Prvý experiment skúmal účinky sexuálneho zážitku a testovania na indukciu c-Fos v nucleus accumbens, jadre chrbtovej kaudátu a cingulárnom kortexe. Cieľ experimentu bol dvojaký. Prvým cieľom bolo zistiť, či existujú rozdiely v bunkovej aktivácii v ktorejkoľvek oblasti mozgu z dôvodu predchádzajúcich sexuálnych skúseností a / alebo testovania správania. Ak sa zmenila expresia c-Fos, potom sa určilo, či by zmeny mohli byť lokalizované do špecifických subregiónov v troch analyzovaných oblastiach mozgu.

Samice sýrskych škrečkov dostávali 6 týždne sexuálneho zážitku alebo zostali sexuálne naivní. Počas 6 týždňov skúseností sa meralo kumulatívne množstvo času, ktorý samica predpokladala lordóza (nehybnosť sprevádzaná dorsoflexiou chrbta) pre každú 10 min testovaciu reláciu. Nezaznamenali sa žiadne miery mužského sexuálneho správania. Počas týždňa bol podávaný rovnaký rad injekcií estradiol benzoátu a progesterónu. Tentokrát bola polovica pohlavne skúsených a naivných žien testovaná na sexuálne správanie umiestnením dospelého muža do svojej domácej klietky. Zostávajúce ženy zostali v domácich klietkach. V prípade 7-60 min po expozícii samcovi boli samice intrakardiálne perfundované a ich mozgy boli spracované na expresiu c-Fos. Ženy, ktoré neboli testované na sexuálne správanie, boli perfundované 90h po podaní progesterónu.

Analýza dát. Keďže sa počet buniek nelíšil medzi ženami, ktoré neboli testované na sexuálne správanie počas týždňa 7, bez ohľadu na minulý sexuálny zážitok (pozri tabuľku1 napríklad, experimentálne samice boli nakoniec rozdelené do troch skupín na analýzu. Prvá skupina obsahovala samice, ktoré dostali 6 týždne sexuálneho zážitku a boli testované na sexuálne správanie (skúsenosť / test, n = 6). Druhá skupina pozostávala z tých žien, ktoré nedostali žiadne predchádzajúce skúsenosti, ale boli testované na sexuálne správanie (bez skúseností / testov,n = 8). Posledná skupina obsahovala všetky samice škrečkov, ktoré neboli testované na sexuálne správanie, bez ohľadu na akékoľvek predchádzajúce sexuálne skúsenosti (žiadny test, n = 13). Obe skupiny, ktoré nedostali testovanie sexuálneho správania, boli kombinované, aby zvýšili štatistickú silu v analýzach. Počet c-Fos-zafarbených buniek z dorzálneho jadra accumbens, dorzálneho jadra kaudátu a cingulárneho kortexu bol porovnaný medzi tromi skupinami.

Zobraziť túto tabuľku:

Tabuľka 1.

Porovnanie priemerného ± SEM počtu c-Fos-imunoreaktívnych buniek v jadre akumulovaných jadrách a jadre medzi žiadnymi testovanými liečebnými skupinami

Počet buniek sa analyzoval pomocou multifaktorových ANOVA. Jednoduché ANOVA s hlavným účinkom a post hoc Tam, kde to bolo vhodné, boli vykonané Newman-Keulsove testy. Údaje o správaní (trvanie lordózy) sa analyzovali pomocou dvojitého sledovania t test.

Experiment 2

Druhý experiment porovnával schopnosť nového stimulu, amfetamínu, vyvolať behaviorálnu senzibilizáciu u sexuálne skúsených a sexuálne naivných škrečkov. c-Fos expresia v nucleus accumbens, dorzálnom kaudátovom jadre a cingulačnom kortexe sa analyzovala znova, aby sa určilo, či vzor bunkovej aktivity bol podobný výsledkom získaným v experimente 1.

Samice sýrskych škrečkov dostávali 6 týždne sexuálneho zážitku alebo zostali sexuálne naivní. V týždni 7 boli všetky samice transportované do nového prostredia (tj sklenené akvárium 10 galón v neznámej miestnosti) 4 h po podaní progesterónu. Samice sa umiestnili do skleneného akvária 10 gallon pre 10 min, po ktorom sa podala polovica pohlavne skúsených a sexuálne naivných žiend-amfetamín sulfát (1 mg na 1 kg telesnej hmotnosti v 1.0 ml 0.9% NaCl; dar od Dr. David Nichols, Purdue University). Zvyšným ženám sa injekčne podal 0.9% NaCl (1 mg na 1 kg telesnej hmotnosti). Samice sa potom umiestnili späť do akvária 10 galón pre ďalšie 60 min. 70 min sedenia boli zaznamenané na videozáznam pre analýzu celkovej lokomotorickej aktivity samíc. V priebehu 30 min po teste všeobecnej aktivity boli samice intrakardiálne perfundované a ich mozgy boli spracované na expresiu c-Fos.

Analýza videokaziet. Počas týždňa 7 boli zaznamenané 70 min sedenia testujúce lokomotorickú aktivitu. Sklenené akvária 10 gallon boli rozdelené do troch rovnakých oblastí na videozáznamu a lokomotorická aktivita samíc bola zaznamenaná z hľadiska počtu plošných krížov.

Analýza dát. Minulá sexuálna anamnéza neovplyvnila lokomotorickú aktivitu ženských škrečkov injikovaných fyziologickým roztokom; preto boli pokusné samice rozdelené do troch skupín na analýzu. Prvá skupina obsahovala samice, ktoré dostali 6 týždne sexuálneho zážitku a boli im injekčne podávané amfetamíny (skúsenosti / amfetamín, n = 8). Druhú skupinu tvorili ženy, ktorým sa podával amfetamín, ale nedostávali žiadne sexuálne skúsenosti (žiadne skúsenosti / amfetamín, \ tn = 8). Konečná skupina obsahovala všetky samice škrečkov, ktorým bol injikovaný fyziologický roztok, bez ohľadu na akékoľvek predchádzajúce sexuálne skúsenosti (fyziologický roztok, n = 15). Priemerná lokomotorická aktivita samíc bola porovnaná medzi tromi liečebnými skupinami v 70 min testovania (v periódach 10 min) s použitím dvojfaktorových ANOVA. Jednoduché ANOVA s hlavným účinkom a post hoc Tam, kde to bolo vhodné, boli vykonané Newman-Keulsove testy.

Počet buniek zafarbených na c-Fos sa nelíšil medzi ženami, ktorým bol injikovaný fyziologický roztok, bez ohľadu na minulý sexuálny zážitok. Preto sa počet c-Fos-zafarbených buniek z dorzálneho jadra accumbens, dorzálneho kaudátového jadra a cingulárneho kortexu porovnával z rovnakých troch liečebných skupín ako v prvom experimente. Počet buniek sa analyzoval pomocou multifaktorových ANOVA. Jednoduché ANOVA s hlavným účinkom a post hoc Tam, kde to bolo vhodné, boli vykonané Newman-Keulsove testy.

VÝSLEDKY

Experiment 1

Opatrenia sexuálneho správania

Doba trvania lordózy počas testu sexuálneho správania v týždni 7 sa porovnávala medzi skúsenosťou / testom a žiadnymi skúsenosťami / testovanými skupinami. Priemerná doba trvania lordózy počas testu 10 min bola 341 ± 53 sek pre skupinu skúseností / testu a 478 ± 20 sek pre skupinu bez skúseností / testu. Samice v skupine bez skúseností / testovania predpokladali lordózu počas podstatne dlhšieho trvania, ako mali ženy v skupine s skúsenosťou / testom (t 6 = 5.131; p = 0.05). Sexuálna skúsenosť okrem toho neovplyvnila trvanie lordózy. Analýza nepreukázala signifikantné rozdiely medzi priemernými dobami trvania týždňa 1 (399 ± 44 sec) a týždňom 7 (341 ± 53 sec) pre ženy v skupine s skúsenosťou / testom.

c-Fos expresia v nucleus accumbens

Trojcestná ANOVA časov liečby, ktoré sú v štádiu rostrálno-kaudálnej úrovne, nezistila žiadne významné hlavné účinky liečby a žiadne trojcestné interakcie medzi liečbou, úrovňou akumulovaných buniek a shell-core (obr. 3). 2); boli však zistené dve dôležité obojsmerné interakcie (časy liečby shell-core a doba liečby rostral – caudal).

Obr. 2.

expresia c-Fos v škrupine a jadre jadra sa akumuluje na úrovni rostrálnej, strednej a kaudálnej pre každú z liečených skupín. Trojcestná ANOVA (doba liečby rastrilno-kaudálna hladina krát shell-jadro) sa použila na skúmanie účinkov sexuálneho zážitku a správania na priemer ± SEM c-Fos buniek. Neboli zistené žiadne významné hlavné účinky liečby a žiadne trojcestné interakcie medzi liečbou, úrovňou akumulácie a jadrom shell.

Zisťovanie času liečby interakciou shell-core odhalilo významné hlavné účinky liečebných skupín len v jadre nucleus accumbens (obr. 1). 3). Párové viacnásobné porovnania ukázali, že ženy testované na sexuálne správanie počas týždňa 7 (skúsenosť / test a žiadny zážitok / test) mali významne viac c-Fos-zafarbených buniek v jadre nucleus accumbens ako tie samice, ktoré neboli testované (nie test) (Newman – Keuls, p <0.01). V plášti nucleus accumbens neboli pozorované žiadne účinky testovania. Ďalej neexistovali žiadne výslovné účinky sexuálnych skúseností na počet buniek exprimujúcich c-Fos buď v škrupine, alebo v jadre accumbens.

Obr. 3.

Expresia c-Fos v škrupine a jadre nucleus accumbens sa zrútila cez rostrálno-kaudálnu hladinu. Trojcestná ANOVA odhalila obojsmernú interakciu medzi liečbou a priemerom ± SEM počtu c-Fos buniek v škrupine a jadre nucleus accumbens (časy spracovania shell-core;F (2,24) = 4.243; p<0.026). Jednosmerná ANOVA sondujúca túto interakciu zistila významné hlavné účinky liečených skupín iba v jadre nucleus accumbens (F (2,24) = 7.341; p<0.003) a nie v škrupine accumbens (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Rôzne listy výrazné rozdiely medzi skupinami.

Skúmanie času liečby medzi rastom a kaudálnou hladinou zistilo významné hlavné účinky liečebných skupín na úrovni rostrálnej aj kaudálnej, ale nie na strednej úrovni nucleus accumbens (obr. 1). 4). Newman-Keulsův post hoc testy ukázali, že ženy, ktoré dostali 6 týždne sexuálneho zážitku a boli testované na sexuálne správanie (skúsenosť / test), mali viac c-Fos-pozitívnych buniek v rostrálnom jadre accumbens ako ženy, ktoré boli testované, ale ktoré nedostali žiadne predchádzajúce sexuálne skúsenosti (žiadne skúsenosti / skúška; p <0.05) a tie ženy, ktoré neboli testované na sexuálne správanie (žiadny test;p <0.01). The post hoc testy ukázali podobné výsledky pre caudal nucleus accumbens. Samice v skupine so skúsenosťou / testom mali vyšší počet buniek exprimujúcich c-Fos v kaudálnom jadre accumbens ako ženy v skupine bez skúseností / testovania (p <0.05) a žiadna testovacia skupina (p <0.01). Preto testovanie sexuálneho správania počas 7. týždňa zvýšilo počet buniek zafarbených c-Fos v rostrálnom a kaudálnom jadre accumbens iba u tých žien, ktoré dostali 6 týždňov skúseností.

Obr. 4.

Expresia c-Fos cez rostrálno-kaudálnu dimenziu nucleus accumbens sa zrútila cez jadro a shell. Hoci trojcestná ANOVA ukázala, že dvojsmerná interakcia medzi liečebnými skupinami a priemernými ± SEM c-Fos bunkami prostredníctvom rostrálno-kaudálnych hladín nucleus accumbens sa priblížila iba k významnosti (F (4,48) = 2.365; p <0.066), sondovali sme každú hladinu nucleus accumbens osobitne kvôli účinku liečby na farbenie c-Fos. Jednosmerná ANOVA odhalila významné hlavné účinky liečených skupín na rostrálnej úrovni (F (2,48) = 5.230; p<0.009) a kaudálna úroveň (F (2,48) = 7.455; p <0.002), ale nie na strednej úrovni (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) z nucleus accumbens. Rôzne listyvýrazné rozdiely medzi skupinami.

c-Fos expresia v jadre kaudátu a cingulárnom kortexe

Počet buniek z dorzálneho kaudátového jadra sa tiež analyzoval pomocou trojcestnej ANOVA. Analýza odhalila iba interakciu medzi liečbou a expresiou c-Fos v mediálnom a laterálnom jadre kaudátu (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Avšak samostatná analýza mediálneho a laterálneho kaudátového jadra jednosmernou ANOVA neindikovala žiadny rozdiel v počte buniek zafarbených c-Fos medzi skúsenosťou / testom, žiadnou skúsenosťou / testom a žiadnymi testovacími skupinami (tabuľka2). Okrem toho neboli zistené žiadne hlavné účinky sexuálneho zážitku alebo správania na počet buniek exprimujúcich c-Fos alebo akékoľvek interakcie v cingulárnom kortexe (údaje nie sú uvedené).

Zobraziť túto tabuľku:

Tabuľka 2.

Priemer ± SEM počet c-Fos-imunoreaktívnych buniek v strednom a laterálnom chrbtovom jadre kaudátu

Experiment 2

Lokomotorická aktivita

Dvojcestná ANOVA (doba testovania času liečby), porovnávajúca priemernú aktivitu žien v skupine s liečbou / amfetamín, žiadne skúsenosti / amfetamín a skupiny liečené fyziologickým roztokom v 70 min testovania odhalila interakciu medzi liečebnou skupinou a testovacím obdobím. Na preskúmanie tejto interakcie sa jednotlivé liečebné skupiny testovali oddelene jednosmernými ANOVA. Analýzy ukázali signifikantné zmeny v priemernej celkovej aktivite počas 70 min testovania pre dve skupiny žien, ktorým bol injekčne podávaný amfetamín (skúsenosti / amfetamín a žiadne skúsenosti / amfetamín). Všeobecná aktivita samíc, ktoré dostali fyziologický roztok, sa však významne nemenila v 70 min (obr. 1).5). Newman-Keulsův post hoctesty sa potom použili na stanovenie, ktoré periódy testovania 10 min sa líšili. Párové viacnásobné porovnania ukázali, že celková aktivita pohlavne skúsených žien, ktorým sa podával amfetamín, významne zvýšila 10 min po injekciách (p <0.05). Ďalej v porovnaní s 10 minútami pred injekciami zostali ženy v skupine liečenej skúsenosťami / amfetamínom významne aktívnejšie 20 minút (p <0.05) a 30 min (p<0.05) po injekciách. Naproti tomu účinky amfetamínu u sexuálne naivných žien neboli zjavné skôr ako 20 minút po injekcii. V tomto časovom okamihu boli tieto ženy významne aktívnejšie v porovnaní s 10 minútami pred injekciou (p <0.05). Okrem toho aktivita sexuálne naivných žien, ktorým sa podával amfetamín, zostala významne zvýšená po dobu 30 minút (p <0.05) a 40 min (p<0.01) po injekciách.

Obr. 5.

Účinky amfetamínu na všeobecnú aktivitu sexuálne skúsených a sexuálne naivných škrečkov. Dvojcestná ANOVA (doba trvania liečby) ukázala interakciu medzi liečebnou skupinou a testovacím obdobím (F (12,150) = 2.288;p <0.011) pre priemerné počty ± aktivity SEM. Jednosmerná ANOVA sondujúca jednotlivé liečebné skupiny preukázala významné zmeny v celkovej aktivite u žien v skúsenostiach / amfetamín (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) a žiadne skúsenosti / amfetamín (F (6,150) = 3.893;p <0.001) liečené skupiny. Aktivita žien injikovaných soľným roztokom sa nezmenila (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc testy ukázali, že sexuálne skúsené ženy reagovali rýchlejšie na amfetamín, čo ukázalo zvýšenie aktivity v prvom 10 min po injekcii. Sexuálne naivné ženy nereagovali na amfetamín až do doby, keď 20 min po injekcii. *p <0.05 oproti obdobiu pred testovaním.

expresia c-Fos

Trojcestná ANOVA (doba liečby rastrilno-kaudálna hladina krát shell-jadro) bola použitá na skúmanie účinkov sexuálneho zážitku a amfetamínu na expresiu c-Fos v nucleus accumbens. Neboli zistené žiadne významné hlavné účinky liečby a žiadne trojcestné interakcie medzi liečbou, úrovňou akumulácie a jadrom shell. Okrem toho analýza neodhalila žiadne interakcie medzi liečebnými skupinami a expresiou c-Fos v škrupine a jadre akumulovaní alebo medzi liečebnými skupinami a značením c-Fos v rastrálnej, strednej a kaudálnej hladine nucleus accumbens ( údaje nie sú zobrazené).

Počet buniek z dorzálneho kaudátového jadra sa tiež analyzoval pomocou trojcestnej ANOVA. Počiatočná analýza neodhalila žiadny významný účinok predchádzajúceho sexuálneho zážitku alebo amfetamínu na počet c-Fos-pozitívnych buniek. Okrem toho, žiadny účinok predchádzajúceho sexuálneho zážitku alebo amfetamínu na počet buniek exprimujúcich c-Fos nebol nájdený v cingulárnom kortexe pomocou dvojcestnej ANOVA (údaje nie sú uvedené).

DISKUSIA

Účel tohto vyšetrovania bol dvojaký. Najprv sme skúmali účinky sexuálnej skúsenosti na bunkovú aktivitu v rôznych subregiónoch nucleus accumbens. Druhá otázka, či predchádzajúce sexuálne skúsenosti mohli senzibilizovať mezolimbickú dopamínovú dráhu, bola skúmaná porovnaním behaviorálnych reakcií pohlavne skúsených a naivných zvierat na injekciu amfetamínu. Naše zistenia nielen naznačujú, že ženské sexuálne správanie môže aktivovať neuróny v nucleus accumbens, ale aj to, že sexuálny zážitok môže krížovo senzitizovať neuronálne reakcie na amfetamín.

Účinky sexuálneho správania na expresiu c-Fos v škrupine a jadre nucleus accumbens

Testovanie sexuálneho správania zvýšilo expresiu c-Fos v jadre, ale nie v škrupine jadra accumbens, čím sa podporil predchádzajúci výskum, ktorý ukázal, že jediné sexuálne stretnutie môže aktivovať neuróny v jadre accumbens u samíc hlodavcov (Meisel a kol., 1993; Joppa a kol., 1995; Mermelstein a Becker, 1995; Pfaus a kol., 1995; Kohlert a kol., 1997; Kohlert a Meisel, 1999). Literatúra zaoberajúca sa funkčnou dichotómiou nucleus accumbens sa skladá z mnohých hlásení o diferenciálnych zmenách v prenose dopamínu v rámci obalu a jadra nucleus accumbens v reakcii na farmakologické a fyziologické stimuly. Podávanie niekoľkých liekov na zneužívanie vedie k selektívnemu zvýšeniu hladín extracelulárneho dopamínu v škrupine nucleus accumbens (Pontieri a kol., 1995; Nisell a kol., 1997; Pierce a Kalivas, 1997a; Tanda a kol., 1997; Tanda a Di Chiara, 1998; Barrot a kol., 1999; Cadoni a Di Chiara, 1999). Podobne vysoko chutné potraviny (Tanda a Di Chiara, 1998; Di Chiara a kol., 1999a; Kelley, 1999), mierny stres (napr. šok nohy) (Kalivas a Duffy, 1995; Tidey a Miczek, 1997; Bruijnzeel a kol., 1999; Wu a kol., 1999) a environmentálnu novinku (\ tRebec a kol., 1997;Rebec, 1998) tiež selektívne zvyšuje prenos dopamínu v škrupine nucleus accumbens.

Naše zistenia sú v súlade s hypotézou, že shell a jadro sú funkčne odlišné, hoci sme zistili, že jadro, a nie škrupina, reaguje na sexuálne správanie. Je však možné, že došlo k zmenám v imunoreaktivite c-Fos v škrupine nucleus accumbens, ale tieto zmeny neboli detegované. Škrupina je komplexne organizovaná do rôznych subregiónov, mediálneho, ventrálneho a laterálneho plášťa, pričom ventrálne a dorzálne oblasti mediálneho puzdra môžu byť dve ďalšie odlišné subregióny (Groenewegen a spol., 1999). Tieto subregióny škrupiny, ako aj mediálne a laterálne časti jadra dostávajú rôzne kombinácie vstupov z kortikálnych a subkortikálnych oblastí (Groenewegen a spol., 1999). Ďalej sa nachádzajú v týchto subregiónoch funkčne odlišné súbory neurónov, ktoré sú organizované do odlišných anatomických kompartmentov (Groenewegen a spol., 1999). Pretože účinky sexuálneho správania na expresiu c-Fos v tejto štúdii sa skúmali len v dorsomediálnom obale, je možné, že sa počet c-Fos-pozitívnych buniek v skutočnosti zmenil v inom subregióne.

Napriek pozorovaniam, že mnohé funkcie nucleus accumbens sú lokalizované v oblasti shellu, je rozumné predpokladať, že rôzne nervové obvody v jadre accumbens sprostredkovávajú zosilňujúce vlastnosti rôzneho správania. Carelli a kol. (2000)nedávno uviedli, že neuróny nucleus accumbens u potkanov vykazujú podobnú neuronálnu aktivitu počas operatívnej reakcie na dve prirodzené zosilňovače (tj potravu a vodu), ale rozdielne vzory streľby počas reakcie na prirodzený zosilňovač verzus kokaín. Dospeli k záveru, že oddelené nervové obvody v jadre accumbens spracúvajú informácie o posilnení potravy a vody v porovnaní s odmenou kokaínu (Carelli a kol., 2000).

Sexuálna skúsenosť ovplyvňuje expresiu c-Fos cez rostrálno-kaudálnu os jadra accumbens

Literatúra skúmajúca subjadrovú organizáciu cez rostrálno-kaudálne jadro accumbens je malá; boli však pozorované jasné funkčné a anatomické rozdiely. Naše zistenia sú v súlade so štúdiami, ktoré uvádzajú diferenciálnu reguláciu neurochemických a motorických reakcií v rámci rostrálno-kaudálnej osi akumulov. Cholecystokinín (CCK) odlišne moduluje účinky vyvolané dopamínom v rostrálnom a kaudálnom jadre accumbens (Crawley a kol., 1985a,b), potencujúc hyperlokomóciu indukovanú dopamínom pri infúzii do kaudálnych akumulátorov, oblasti inervovanej CCK neurónmi kolokalizovanými dopamínom (Crawley a kol., 1985a,b; Lanca a kol., 1998). Avšak CCK je behaviorálne inaktívna, keď sa vstrekne do rostrálneho jadra accumbens, regiónu, ktorý dostáva samostatné projekcie CCK a dopamínu (Crawley a kol., 1985a,b; Lanca a kol., 1998). Bolo tiež hlásené, že priama infúzia amfetamínu do rostrálneho puzdra, kaudálneho obalu alebo jadra odlišne ovplyvňuje behaviorálnu aktivitu a hladiny extracelulárneho dopamínu a serotonínu (Heidbreder a Feldon, 1998). Regulácia opioidných peptidov, látky P, receptorov dopamínu D1 (Voorn a Docter, 1992; Jongen-Relo a kol., 1994b; Voorn a kol., 1994) a uvoľňovanie acetylcholínu (Jongen-Relo a kol., 1995) agonistami dopamínového a dopamínového receptora sa tiež líši medzi rostrálnymi a kaudálnymi časťami akumulov, pričom rostrálne akumulátory sú citlivejšie na depléciu a podávanie dopamínu. Hoci tieto funkčné rozdiely medzi rostrálnym a kaudálnym jadrom accumbens boli hlásené, prečo tieto funkčné rozdiely existujú, ešte stále nie sú celkom objasnené.

Sexuálna skúsenosť ovplyvňuje pohybovú aktivitu vyvolanú amfetamínom

Výsledky uvedené v tejto štúdii av predchádzajúcej štúdii naznačujú, že predchádzajúce sexuálne skúsenosti senzibilizujú neuronálne reakcie na testovanie sexuálneho správania, čo poukazuje na senzibilizované zvýšenie uvoľňovania dopamínu (Kohlert a Meisel, 1999) a bunkovej aktivity v nucleus accumbens (táto štúdia). Jedným z obáv je však to, že skúsené ženy v predchádzajúcej štúdii mohli reagovať na testovanie sexuálneho správania a environmentálne podnety, pretože sexuálna skúsenosť a testovanie sa uskutočnili v tej istej miestnosti. Environmentálne podnety podmienene spojené s motivovaným správaním môžu získať stimulačné vlastnosti a ďalej zvyšovať hladiny dopamínu v nucleus accumbens (Reid a kol., 1996, 1998; Watson a Little, 1999). Druhou obavou je, že pretože merania mužského pohlavného správania neboli zaznamenané, nie je známe, či dve skupiny žien testované na sexuálne správanie dostali porovnateľné množstvo vaginocervikálnej stimulácie. Bolo publikované, že vaginálna nervová stimulácia je nevyhnutná pre uvoľňovanie dopamínu v nucleus accumbens počas párenia (Kohlert a kol., 1997). Možno, že sexuálne skúsené ženy dostali viac vaginocervikálnej stimulácie (nemerané v tejto štúdii), čím sa zvýšila indukcia c-Fos. Preto, aby sme potvrdili, že ženské sexuálne správanie senzibilizuje mezolimbickú dopamínovú dráhu, skúmali sme, či sexuálne skúsení a naivní samice reagovali odlišne na injekciu amfetamínu, čo je ďalší podnet, o ktorom je známe, že sprostredkuje jeho účinky prostredníctvom dopamínových ciest. Okrem toho, aby sa zabezpečilo, že pozorované senzibilizované reakcie boli spôsobené opakovaným sexuálnym správaním a nie kvôli podmienenej asociácii životného prostredia so sexuálnym správaním, reakcie na škrečky na amfetamín boli testované v novom prostredí.

Amfetamín zvýšil všeobecnú aktivitu u všetkých škrečkov. Sexuálne skúsené ženy však skôr reagovali na amfetamín ako na sexuálne naivné ženy. Tieto výsledky potvrdzujú hypotézu, že opakované sexuálne správanie môže senzibilizovať neuróny v mezolimbickej dopamínovej dráhe a naznačujú, že zmeny v dráhe spôsobujú senzitivizované reakcie na správanie ako na prirodzené motivované správanie, tak na psychomotorický stimulant (krížová senzibilizácia).

Tieto zistenia sú v súlade s hypotézou, že existujú konvergentné nervové mechanizmy sprostredkujúce odpovede na drogy a sexuálne správanie (Robinson a Berridge, 1993; Pierce a Kalivas, 1997b). Niekoľko nedávnych štúdií pozorovalo krížovú senzibilizáciu medzi opakovanou expozíciou lieku a prirodzeným motivovaným správaním. Sociálny porážkový stres znižuje čas akvizície pre kokaínové podávanie u potkanov (Tidey a Miczek, 1997). Prostredie spojené s opakovanými injekciami morfínu môže uľahčiť sexuálne správanie u samcov potkanov (Mitchell a Stewart, 1990a,b). Predbežné ošetrenie amfetamínom tiež uľahčuje sexuálne správanie u pohlavne naivných samcov potkanov a je korelované so zvýšeným uvoľňovaním dopamínu v nucleus accumbens (Fiorino a Phillips, 1999).

Expresia c-Fos bola analyzovaná v nucleus accumbens po liečbe amfetamínom. Predpokladalo sa, že amfetamín zvýši expresiu c-Fos v nucleus accumbens a vo väčšej miere u pohlavne skúsených žien. Avšak žiadne účinky amfetamínu na počet buniek exprimujúcich c-Fos neboli nájdené v žiadnej z podregiónov nucleus accumbens. Z tabuľky je zrejmé3 že kontrolné zvieratá v experimente 2 (samičky) mali vyšší počet c-Fos-pozitívnych buniek v porovnaní s kontrolnými zvieratami v experimente 1 (žiadne testované samice). Badiani a kol. (1998) uvádza, že novosť sa zvýšila c-fos obsah mRNA v nucleus accumbens, a že tento účinok novosti nac-fos obsah bol tak silný v niekoľkých oblastiach mozgu, že podávanie amfetamínu v novom prostredí nevyvolalo ďalšiu prírastkovú odozvu. Zdá sa teda možné, že v našej štúdii bol stres prenášaný do nového prostredia testovacej miestnosti aktivovaný syntézou proteínu c-Fos, čím sa maskovali zmeny v expresii c-Fos indukovanej amfetamínom a sexuálnym zážitkom.

Zobraziť túto tabuľku:

Tabuľka 3.

Priemer ± SEM bazálny počet c-Fos-imunoreaktívnych buniek v jadre accumbens shell a jadro pre kontrolné zvieratá v experimentoch 1 a 2

Potenciálny význam

Tieto experimenty sa pridávajú k rastúcemu zoznamu štúdií (Mitchell a Stewart, 1990b; Fiorino a Phillips, 1999; Miczek a kol., 1999) naznačujúce, že skúsenosti zvieraťa môžu senzibilizovať citlivosť mezolimbickej dopamínovej cesty tak na správanie, ktoré je súčasťou prirodzeného repertoáru zvieraťa, a na určité lieky, o ktorých je známe, že ľudia sú zneužívaní (Wise a Bozarth, 1987). Kľúčovou otázkou vo výskume zneužívania drog je individuálna zraniteľnosť voči účinkom drog (Newcomb, 1992; Robinson a Berridge, 1993) a kolektívne tento výskum môže ponúknuť pohľad na vývoj závislosti na ľuďoch.

poznámky pod čiarou

    • Prijaté Jún 8, 2000.
    • Prijatá revízia December 12, 2000.
    • prijatý December 20, 2000.
  • Tento výskum bol podporený grantom National Science Foundation Grant IBN-9723876. Ďakujeme Melissa Zila, Shannon McCanna, Marchelle Baker, Michael Huntington a Deborah Shelley za ich odbornú pomoc pri testovaní správania a spracovaní c-Fos.

    Korešpondenciu by mal adresovať Dr. Robert L. Meisel, Katedra psychologických vied Purdue University, West Lafayette, IN 47907-1364. E-mail: [chránené e-mailom].

REFERENCIE

Články citujúce tento článok