Curr Neuropharmacol. 2011 Mar; 9 (1): 63 – 67.
Tento článok bol citované iné články v PMC.
abstraktné
Účelom tejto štúdie bolo skúmať, či funkcia odmeňovania mozgu klesá počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu a či znížená funkcia odmeňovania súvisí s averziou počas vysadenia týchto liekov. Na tento účel sa samcom krýs Sprague-Dawley chronicky infundovala subkutánne 9 mg / kg nikotínu alebo metamfetamín 6 mg / kg za deň pomocou osmotických minipumpúl. Pri intrakraniálnej autostimulácii (ICSS), chronická infúzia nikotínu a metamfetamínu znížila prahové hodnoty pre laterálnu hypotalamickú ICSS, zatiaľ čo ich antagonisty, mecamylamín a haloperidol, zvýšili prahové hodnoty ICSS u potkanov liečených nikotínom a metamfetamínom. V upravenom paradigme averzie na miesto spôsobili mecamylamín a haloperidol averziu u potkanov infikovaných nikotínom a metamfetamínu. Je zaujímavé, že zvýšenie prahových hodnôt pre odmeny ICSS a averzia počas abstinencie nikotínu vyzrážaného mecamylamínom boli takmer rovnaké ako tie, ktoré sa pozorovali počas abstinencie metamfetamínu vyzrážaného haloperidolom. Táto štúdia naznačuje, že funkcia odmeňovania mozgu 1) sa znížila počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu a 2) zníženie funkcie odmeňovania môže odrážať negatívny afektívny stav (averziu) počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu.
1. ÚVOD
Klinické dôkazy naznačujú, že afektívne príznaky abstinenčného syndrómu môžu byť relevantnejšie pre chuť na liek a relaps na nutkavé užívanie drog ako somatické príznaky z vysadenia [1-3]. Z tohto dôvodu sa afektívne aspekty drogovej závislosti intenzívne skúmali pomocou rôznych druhov experimentálnych paradigiem. Medzi nimi je technika intrakraniálnej autostimulácie (ICSS) široko používaná na meranie funkcie odmeňovania mozgu. V štúdiách na zvieratách akútne podávanie zneužívaného lieku znižuje prahové hodnoty pre odmenu ICSS [4, 5] a táto zvýšená citlivosť na stimuláciu sa považuje za mieru eufórie vyvolanej liekmi [6]. Ďalej sa predpokladá, že odmena ICSS môže byť oslabená po opakovanom podaní zneužívania drog, ktoré je výsledkom neuroadaptovaných zmien systémov odmeňovania mozgu, a odráža dysforiu počas vysadenia lieku [7, 8]. Mnoho štúdií preukázalo zvýšenie prahov odmien ICSS počas sťahovania z rôznych druhov zneužívania drog vrátane amfetamínu [9], kokaín [6], opiáty [10], etanol [11] a nikotínu [12], ktoré všetky podporujú vyššie uvedenú hypotézu. Preto bola táto štúdia navrhnutá s cieľom objasniť, či zvýšenie prahových hodnôt odmeňovania ICSS súvisí s negatívnym afektívnym stavom vysadenia, konkrétne so zameraním na dva rôzne typy psychostimulancií, nikotín a metamfetamín.
2. MATERIÁLY A METÓDY
2.1. zver
Sedemdesiatdva samcov potkanov Sprague-Dawley (332-396 g) získaných od spoločnosti Clea Japan Inc. (Tokio) sa jednotlivo chovalo v miestnosti pre zvieratá pri regulovanej teplote (22 ± 2 ° C) s cyklom 12 / 12 svetlo / tma hodín (rozsvieti sa o 8: 00 AM). Každý potkan bol počas experimentu kŕmený 15 g potravy denne (voda voľne dostupná), s výnimkou obdobia 3 dní pred a 7 dní po chirurgickom zákroku. Tento experiment sa uskutočňoval v súlade so zásadami laboratórnej starostlivosti o zvieratá lekárskej fakulty Univerzity Jikei.
2.2. lieky
(-) - nikotínhydrogéntartrát (Sigma, St. Louis, MO, USA), hydrochlorid mecamylamínu (Sigma), (-) metamfetamín hydrochlorid (Dainipponn Seiyaku, Japonsko) a haloperidol hydrochlorid (Sigma) sa rozpustili vo fyziologickom roztoku a injikovali sa do objem 1.0 ml / kg.
2.3. Intrakraniálna samo-stimulácia
2.3.1. prístroj
Štandardná pracovná komora 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) cm (ENV-008; Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA) vybavená jednou pákou a pomocným svetlom nad pákou na prednej stene a bolo použité domové svetlo na zadnej stene. Bočné steny boli vyrobené z priehľadného plexiskla.
2.3.2. Chirurgia
Potkany sa anestetizovali pentobarbitalom sodným (50mg / kg, ip) a pripravili sa bipolárnou elektródou z nehrdzavejúcej ocele (Neuroscience, Japonsko) v laterálnom hypotalame (súradnice 3.8mm za bregmou; 1.4mm laterálne k stredovej línii; 8.4mm ventrálne k dura) do atlasu Paxinosa a Watsona [13]. Aby sa vyvážila akákoľvek možná asymetria mozgu, polovica potkanov dostala implantáty na pravej strane mozgu a druhá na ľavej strane.
2.3.3. procedúra
Počas tréningov ICSS sa rozsvietilo domáce svetlo a narážkové svetlo a elektrické stimuly sa podávali zakaždým bezprostredne potom, čo potkan stlačil páku. Stimuly pozostávali z pravouhlých katódových impulzov 1.5 msec, dodávaných 100 Hz pre 150 msec s konštantným prúdom 120 μA. Každé školenie trvalo 15 min. Školenie ICSS sa uskutočňovalo najmenej počas 6 dní a pokračovalo, kým počet stlačení páky nebol väčší ako 30 za minútu počas nasledujúcich dní.
Na meranie základnej línie odozvy na ICSS sa uskutočnil základný test pre 15 min pred každým prahovým testom ICSS. Postup základného testu bol rovnaký ako v tréningu ICSS. Prahová hodnota ICSS sa skladala z 11 časových zásobníkov 3 min oddelených 1 min time out. Počas časového limitu bolo vypnuté domáce svetlo a tága. V každom testovacom koši boli tieto svetlá zapnuté a potkany dostali elektrickú stimuláciu po každom stlačení páčky. V koši bol elektrický stimulačný prúd znížený o 10 μA z 120 μA na 20 μA v zostupnom poradí.
Pred implantáciou minipumpy bola stanovená stabilná základná hodnota odozvy ICSS pre všetky potkany. V deň 1 bola potkanom, ktoré boli anestetizované dietyléterom, subkutánne implantovaná osmotická minipumpa (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, USA) s prietokom 1.03 μl / h naplneným nikotínom alebo metamfetamínom v soľnom roztoku. Koncentrácia nikotínu a metamfetamínu bola upravená o rozdiely v telesnej hmotnosti, ale bola približne 116 a 77.3 mg / ml, čo viedlo k nepretržitej subkutánnej infúzii rýchlosťou 9 mg / kg za deň nikotínu a rýchlosťou 6 mg / kg. za deň metamfetamínu podľa metódy predchádzajúcej štúdie [14]. Prahová hodnota ICSS sa uskutočňovala v deň 2, 4 a 6 po implantácii minipumpy.
V deň 7 po implantácii minipumpy dostali potkany mecamylamín (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 mg / kg, sc) v skupinách infikovaných nikotínom a soľným roztokom alebo haloperidol (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 mg / kg, sc) v skupinách s infúziou metamfetamínu a soľným roztokom 15 min. pred začiatkom prahovej testovacej relácie ICSS s použitím dizajnu Latin-štvorec v rámci jedincov. Zvieratá boli požiadané, aby sa vrátili k východiskovým prahovým hladinám ICSS najmenej počas jednej relácie ICSS pred nasledujúcimi injekciami antagonistu alebo vehikula.
2.3.4, histológia
Potkany sa usmrtili hlbokou anestéziou pentobarbitalom sodným. Mozog bol odstránený a uložený v 10% formaldehydovom roztoku. Mozog bol narezaný na hrúbku 100 μm a hrot elektródy bol vyšetrený mikroskopicky.
2.4. Podmienka Miesto Averzia
2.4.1. Appatarus
Kondicionovanie miest sa uskutočňovalo podľa metódy Suzukiho et al. [15, 16]. Prístroj sa skladal z raketoplánu (30 × 60 × 30 cm: š × l × h), ktorý bol rozdelený do dvoch oddelení rovnakej veľkosti. Jeden oddiel bol biely s textúrou podlahou a druhý bol čierny s hladkou podlahou.
2.4.2. procedúra
V deň 1 boli potkany pripravené s osmotickými minipumpami obsahujúcimi nikotín, metamfetamín alebo soľný roztok za rovnakých podmienok, ako sú podmienky opísané pre štúdiu ICSS.
Ráno (9: 00) v deň 7 infúzie nikotínu alebo metamfetamínu sa potkanom subkutánne injikoval antagonista testovaného liečiva (mecamylamín alebo haloperidol) alebo fyziologický roztok (1.0 ml / kg) a okamžite sa obmedzili na jeden oddiel testovacie zariadenie pre 60 min. Večer (21: 00) v ten istý deň boli potkany ošetrené soľným roztokom alebo antagonistom (mecamylamín alebo haloperidol), a na 60 sa min. Párové injekcie (antagonista alebo fyziologický roztok) a kompartment (biely alebo čierny) boli vyvážené u všetkých subjektov. Kontrolným potkanom v skupinách infikovaných nikotínom, metamfetamínom a soľným roztokom sa v kondicionujúcom sedení injikoval soľný roztok namiesto mecamylamínu alebo haloperidolu. Po injekciách fyziologického roztoku boli potkany ráno a do druhého oddelenia večer.
Ráno v deň 8 sa uskutočňovali testy kondicionovania nasledujúcim spôsobom: priečka, ktorá oddeľovala tieto dva oddiely, sa zdvihla na 12 cm nad podlahou a pozdĺž švu sa oddeľovala neutrálna platforma. Čas strávený v každej komore počas relácie 900-u sa meral automaticky pomocou senzora infračerveného lúča (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokio, Japonsko).
2.5. Posúdenie somatických príznakov z odstúpenia
V experimente ICSS bola každá krysa umiestnená do valcovej plastickej pozorovacej komory bezprostredne po ukončení prahovej relácie ICSS odmeňovania po podaní mecamylamínu alebo haloperidolu a po 10 min boli pozorované somatické znaky odtiahnutia. Počas hodnotenia príznakov abstinencie somatického pôvodu sa frekvencia abstinenčných príznakov zaznamenala pomocou stupnice opiátovej abstinencie modifikovanej na skóre abstinencie nikotínu alebo metamfetamínu [1]. Experti boli slepí k liečbe každého potkana. V experimente CPP sa somatické abstinenčné príznaky pozorovali rovnakým spôsobom ako v experimente ICSS, s výnimkou skutočnosti, že pozorovanie somatických abstinenčných znakov sa uskutočňovalo v prístroji CPP.
2.6. Analýza dát
Ako miera odozvy ICSS sa ako miera použil počet vystužení za minútu v každej nádobe. V testovacích dňoch sa počet zosilnení pri každom elektrickom prúde prepočítal na percento základnej línie získanej v ten deň. Na stanovenie prahu ICSS sa krivka tvaru S individuálne upravila podľa sigmoid-Gompertzovho modelu. Použitím tohto modelu bola ako prahová hodnota ICSS stanovená elektrický prúd indukujúci 50% základnej odozvy. Všetky údaje sa analyzovali pomocou analýzy rozptylu (ANOVA) s dvojitým spôsobom v rámci jedinca, po ktorej nasledovala Tukeyho metóda Studentized Range po pozorovaní štatisticky významného účinku liečebných podmienok v ANOVA.
Skóre kondicionovania predstavuje čas strávený na mieste spárovanom s liekom mínus čas strávený na mieste spárovanom s vehikulom a je vyjadrený ako priemer ± SEM. Údaje o správaní boli štatisticky vyhodnotené pomocou dvojnásobnej ANOVA s opakovanými meraniami, ktorá bola použitá na stanovenie účinky liečby na antagonizáciu vyvolané kondicionovanie miest. Keď ANOVA indikovala prítomnosť významného účinku, uskutočnila sa ďalšia analýza s Tukeyho metódou Studentized Range Method.
3. VÝSLEDKY
3.1. Prahové hodnoty ICSS
Počas chronického podávania nikotín (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) a metamfetamín (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) významne znížili prahové hodnoty pre odmenu ICSS. Porovnania jednotlivých priemerov odhalili významné účinky na 4. a 5. deň infúzie nikotínu (P<0.05) a 2., 4. a 5. deň infúzie metamfetamínu (P
Ako je znázornené na obr.11) u chronických potkanov s obsahom nikotínu a metamfetamínu mecamylamín (F (1, 47) = 9.59, P<0.01) a haloperidol (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) spôsobili významné zvýšenia prahových hodnôt ICSS pre odmeňovanie. Porovnania jednotlivých priemerov odhalili významné účinky pri 1.0 mg / kg mecamylamínu (P<0.05) a pri 0.25 a 0.5 mg / kg haloperidolu (P<0.05). U potkanov infikovaných nikotínom sa nezistil žiadny významný účinok dávky (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) alebo u potkanov infikovaných metamfetamínom (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05) alebo interakcia × dávka buď u potkanov infikovaných nikotínom (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) alebo u potkanov infikovaných metamfetamínom (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Podmienená averzia miest (CPA)
Ako je znázornené na obr.22), potkany kontrolujúce fyziologický roztok nevykazovali žiadnu preferenciu pre obidve kompartmenty. Mekamylamín a haloperidol nevyvolávali u potkanov infikovaných soľným roztokom významnú preferenciu miesta ani averziu. Na druhej strane mecamtlamine (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) a haloperidol (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) vyvolala averziu k miestu u chronických potkanov infikovaných nikotínom a metamfetamínom. Významná averzia k miestu sa pozorovala pri 1.0 mg / kg mecamylamínu (P<0.01) a pri 0.25 a 0.5 mg / kg haloperidolu (P <0.05 a P <0.01). U potkanov infikovaných nikotínom sa nezistil žiadny významný účinok dávky (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) alebo u potkanov infikovaných metamfetamínom (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05) alebo interakcia × dávka buď u potkanov infikovaných nikotínom (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) alebo u potkanov infikovaných metamfetamínom (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Somatické príznaky
Celkový počet somatických príznakov sa medzi potkanmi liečenými nikotínom a soľným roztokom nelíšil počas podávania mecamylamínu ani v experimente ICSS (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) alebo v experimente CPA (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Ďalej sa nelíšili medzi potkanmi liečenými metamfetamínom a soľným roztokom počas podávania haloperidolu ani v experimente ICSS (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) alebo v experimente CPA (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Histologická analýza
Výsledky histologickej analýzy ukázali, že hroty elektród boli umiestnené v oblasti laterálneho hypotalamu v prednom / zadnom rozsahu siahajúcom od -3.84 mm do -4.20 mm od bregmy. Nezistili sa žiadne rozdiely medzi polohou elektród kontrolných a experimentálnych zvierat (obr. 33).
4. DISKUSIA
Výsledky súčasnej štúdie ukazujú, že chronické podávanie nikotínu a metamfetamínu znižuje prahové hodnoty pre odmenu ICSS, zatiaľ čo ich antagonisty, mecamylamín a haloperidol zvyšujú prahové hodnoty pre odmenu ICSS a indukujú CPA u potkanov liečených nikotínom a metamfetamínom. Pokiaľ ide o zmeny v obvodoch odmeňovania mozgu počas sťahovania, tvrdilo sa, že s vývojom závislosti sa vyskytujú neuroadaptácie v rovnakých mozgových obvodoch, ktoré sprostredkujú zosilňujúce alebo odmeňujúce účinky zneužívania drog po akútnom podaní, čo vedie k vyjadreniu negatívnych afektívnych účinkov. známky abstinencie po abstinencii drog [7, 8]. V súlade s touto predstavou táto štúdia naznačila, že nikotín, ako aj metamfetamín vykazovali počas akútneho podania poklesy prahových hodnôt odmeňovania ICSS a zvýšenie počas vysadenia vyvolaného antagonistom. Iné zneužívané drogy ako kokaín [6], opiáty [10] a etanol [11], o ktorých sa uvádza, že vyvolávajú podobný vzorec účinkov na prahové hodnoty odmeňovania ICSS. Skúmala sa otázka, či tieto zmeny v obvodoch odmeňovania mozgu sú dostatočné na to, aby zodpovedali za negatívne afektívne dôsledky stiahnutia. Paradigma CPA je užitočným a citlivým behaviorálnym indexom na detekciu averzie z vysadenia, ako sa uvádza v predchádzajúcich štúdiách týkajúcich sa nikotínu [15, 16] a opiáty [17, 10]. V tejto štúdii indukovali mecamylamín a haloperidol CPA v dávkach vykazujúcich zvýšenie prahových hodnôt pre odmenu ICSS, čo naznačuje, že zvýšenie prahovej hodnoty pre odmeny ICSS môže sprostredkovať averziu počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu. Na druhej strane mecamylamín a haloperidol nevyvolali somatické abstinenčné príznaky. Je známe, že somatické príznaky odvykania od psychostimulancií sú slabšie ako príznaky opiátov, barbiturátov a alkoholu. Ďalej je ťažšie pozorovať somatické abstinenčné príznaky vyvolané antagonistami nikotínu ako tie, ktoré sa prejavujú spontánnym abstinenčným príznakom [12]. Je zaujímavé, že v tejto štúdii boli zvýšenie prahových hodnôt pre odmeňovanie ICSS a averzia v priebehu abstinencie nikotínu takmer rovnaké ako tie, ktoré boli pozorované pri abstinencii metamfetamínu, čo môže naznačovať, že zníženie funkcie odmeny v mozgu, čo vedie k averzii k abstinenčnému stavu, sa nemusí významne líšiť. v intenzite medzi nikotínom a metamfetamínom bez ohľadu na akútne účinky týchto liekov na systém odmeňovania. Inými slovami sa predpokladá, že neuroadaptácie v obvodoch odmeňovania mozgu sa vyvíjajú takmer na rovnakú úroveň medzi nikotínom a metamfetamínom, hoci stimulujú systém odmeňovania v rôznej miere, pričom akútny metamfetamín je silnejší ako akútny nikotín. Na objasnenie tejto otázky sú však potrebné ďalšie štúdie s využitím širšej škály dávok liekov alebo iných druhov experimentálnych paradigiem.
Záverom je možné konštatovať, že táto štúdia naznačuje, že funkcia odmeňovania mozgu 1) sa znížila počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu a 2) zníženie funkcie odmeňovania môže odrážať negatívny afektívny stav (averziu) počas vysadenia nikotínu a metamfetamínu.
Poďakovanie
Táto štúdia bola čiastočne podporená grantmi ministerstva školstva, kultúry, športu, vedy a techniky Japonska (č. 16591166) a Nadácie pre výskum fajčenia.
REFERENCIE
;