Journal of Neuroscience, 15 marca 2001, 21(6): 2123-2130;
+ Avtorske povezave
Minimalizem
Prenos dopamina v jedru accumbens se lahko aktivira z zdravili, stresom ali motiviranim vedenjem, ponavljajoča se izpostavljenost tem dražljajem pa lahko povzroči občutek tega dopaminskega odziva. Cilji te študije so bili ugotoviti, ali spolno vedenje žensk aktivira nevrone nucleus accumbens in ali je pretekla spolna izkušnja navzkrižno senzibilizirala nevronske odzive v nucleus accumbens na amfetamin. Uporaba imunocitokemičnega označevanja je izražanje c-Fos v različnih subregijah (lupina proti jedru na rostralnem, srednjem in kaudalnem nivoju) nucleus accumbens pregledali pri ženskih hrčkih, ki so imeli različne količine spolne izkušnje. Ženske hrčke, ki so dobile bodisi 6 tedne spolne izkušnje ali pa so ostale spolno naivne, so testirali na spolno vedenje z izpostavljenostjo odraslim moškim hrčkom. Prejšnje spolne izkušnje so povečale označevanje c-Fos na rostralni in kaudalni ravni, ne pa tudi na srednjih ravneh nucleus accumbens. Testiranje spolnega vedenja je povečalo označevanje jedra, ne pa lupine, nucleus accumbens. Da bi potrdili, da lahko spolno vedenje žensk senzibilizira nevrone v mezolimbični poti dopamina, so nato primerjali lokomotorne odzive spolno izkušenih in spolno naivnih samic na injekcijo amfetamina. Amfetamin je pri vseh ženskah povečal splošno lokomotorno aktivnost. Vendar pa so se spolno izkušene živali prej odzvale na amfetamin kot na spolno naivne živali. Ti podatki kažejo, da lahko spolno vedenje žensk aktivira nevrone v nucleus accumbens in da lahko spolne izkušnje navzkrižno senzibilizirajo nevronske odzive na amfetamin. Poleg tega ti rezultati zagotavljajo dodatne dokaze o funkcionalnih razlikah med lupino in sredico jedra nucleus accumbens in po njeni anteroposteriorni osi.
- spolno vedenje žensk
- nucleus accumbens
- shell
- jedro
- c-Fos
- preobčutljivost
- navzkrižna preobčutljivost
- amfetamin
Predstavitev
Nevropni dopamina, ki izvirajo iz srednjega možganskega ventralnega tegmentalnega območja in se razprostirajo na različna jedra prednjega možganja, vključno z jedrom nucleus accumbens, so del mezolimbičnega dopaminskega sistema. Predlagano je bilo, da je ta sistem dopamina pomemben za uravnavanje čustvenega vedenja (Mitchell in Gratton, 1994; Salamone, 1994, 1996; Ikemoto in Panksepp, 1999), kot tudi samoupravljanje zlorab drog (Pierre in Vezina, 1998;Koob, 1999; Lorrain et al., 1999; McKinzie et al., 1999; Peoples et al., 1999; Bradberry et al., 2000). Sistemsko dajanje številnih zlorab (npr. Kokaina, amfetamina in heroina) aktivira dopaminske poti (Pontieri et al., 1995; Nisell et al., 1997; Pierce in Kalivas, 1997a; Tanda et al., 1997; Tanda in Di Chiara, 1998; Barrot et al., 1999; Cadoni in Di Chiara, 1999), in ponavljajoča se izpostavljenost tem farmakološkim sredstvom lahko senzibilizira nevrone, odzivne na dopamin (Robinson et al., 1988; Kalivas et al., 1992; Kalivas in Duffy, 1993; Pierce in Kalivas, 1995; Kuczenski et al., 1997; Nisell et al., 1997; Birrell in Balfour, 1998; Heidbreder in Feldon, 1998; Cadoni in Di Chiara, 1999; Cadoni et al., 2000). Raziskave so pokazale, da se nucleus accumbens odziva tudi na nekatere lastnosti, povezane s parjenjem. Nivoji zunajceličnega dopamina v jedru nucleus accumbens se povečajo med spolnimi interakcijami pri samicah podgan (Mermelstein in Becker, 1995; Pfaus et al., 1995) in hrčki (Meisel et al., 1993; Kohlert et al., 1997; Kohlert in Meisel, 1999). Podobno kot pri ponavljajočem dajanju zdravil večkratni testi spolnega obnašanja povečujejo tudi povečanje ravni dopamina v jedrih, kar kaže, da lahko spolne izkušnje senzibilizirajo nevrone v poti dopamina (Kohlert in Meisel, 1999).
Jedro nucleus accumbens je sestavljeno iz mnogih anatomsko ločenih podregij, od katerih so najbolj znane lupine in jedro. Anatomske povezave lupine in jedra se razlikujejo, kar kaže, da ti dve podregiji urejajo različne funkcije (Crawley et al., 1985a,b; Heimer et al., 1991; Zahm in Brog, 1992; Brog et al., 1993;Kalivas in Duffy, 1995; Maldonado-Irizarry et al., 1995; Pierce in Kalivas, 1995; Pontieri et al., 1995; Broening et al., 1997; Heimer et al., 1997; Kelley et al., 1997; Stratford in Kelley, 1997; Heidbreder in Feldon, 1998; Lanca et al., 1998; Bassareo in Di Chiara, 1999; Di Chiara et al., 1999b; Groenewegen et al., 1999; Kelley, 1999; McKinzie et al., 1999; Zahm, 1999; Brown in Molliver, 2000). Ker je nucleus accumbens heterogeno jedro, ni jasno, ali so odzivi na spolno vedenje žensk lokalizirani na specifične subregije jedra accumbens ali razširjene po celotnem jedru. Tehnike, ki so bile prej uporabljene za odgovor na to vprašanje (npr. Mikrodializa), niso dovolj prostorsko občutljive, da bi raziskale funkcionalno heterogenost akumbensov. V nasprotju s tem imunocitokemična obdelava za c-Fos protein zagotavlja metodo za pregledovanje diskretne celične aktivacije med podregijami nucleus accumbens. Prvi namen tega eksperimenta je bil ugotoviti, ali je celična aktivacija po spolnem vedenju žensk lokalizirana na specifične subregije nucleus accumbens.
Zanimiva lastnost teh poti dopamina je navzkrižna senzibilizacija. Z drugimi besedami, dopaminski nevroni, ki so bili predhodno senzibilizirani za eno zdravilo, bodo pokazali senzibilizirane odzive na drugo zdravilo, ki je bilo prvič dano (Cunningham in Kelley, 1992; Pierce in Kalivas, 1997a; Birrell in Balfour, 1998; Taylor in Horger, 1999). Poleg navzkrižne senzibilizacije med zdravili so številne študije poročale o navzkrižni senzibilizaciji med ponavljajočo se izpostavljenostjo farmakološkim zdravilom in naravnim motiviranim vedenjem (Mitchell in Stewart, 1990a,b; Tidey in Miczek, 1997; Fiorino in Phillips, 1999). Zato smo preverili, ali bi se spolno izkušene in spolno naivne živali drugače odzvale na novo stimulacijo, za katero je znano, da aktivira dopaminske poti (npr. Navzkrižno senzibilizacijo), kot je amfetamin. Če spolno vedenje žensk senzibilizira poti dopamina, morajo spolno izkušene ženske pokazati povečan vedenjski odziv na eno samo injiciranje amfetamina.
MATERIALI IN METODE
Splošne metode
Živali. Moške in ženske sirske hrčke so dostavili iz Charles River Laboratories (Kingston, NY) v starosti UM60 d. Samice so bile nameščene posamično in moške živali dražljajev so bile nameščene v skupinah po tri ali štiri v plastičnih kletkah (50.8 × 40.6 × 20.3 cm). Prostor za živalsko kolonijo je bil vzdrževan na konstantni temperaturi (22 ° C), pri čemer so bile luči med 1: 30 in 11: 30 PM (14 / 10 hr cikel svetlobe / teme). Hrana in voda sta bili na voljo ad libitum.
Postopki, ki se uporabljajo v tem poskusu, so v skladu z nacionalnimi inštituti za zdravje Smernice za nego in uporabo laboratorijskih živali in jih je odobril odbor za nego in uporabo živali Purdue.
Spolne izkušnje. Približno 1 teden po tem, ko so samice prispele v laboratorij, so bile dvostransko ovariektomizirane pod natrijevo pentobarbitalno (Nembutal) anestezijo (8.5 mg na telesno težo 100 gm, ip). Po ovariektomiji so bile samice najprej razdeljene v dve skupini. Ena skupina žensk je prejela 6 tedne spolne izkušnje s stimulusom moškega; druga skupina je ostala spolno naivna. Vse ženske so bile hormonsko pripravljene enkrat tedensko v obdobju 6 tedna. Na obeh 48 in 24 uri pred spolno izkušnjo so samice subkutano injicirali 10 μg estradiol benzoata v 0.1 ml olja bombažnega semena. Na dan testiranja izkušenj so samice prejele 500 μg progesterona v 0.1 ml olja iz semen bombaža (subkutana injekcija). Ženskam, ki niso bile deležne spolne izkušnje, je bila injicirana hormonska shema in so ostale v svojih domačih kletkah v sobi s kolonijami. V 4-5 uri po dajanju progesterona je bil v domači kletki eksperimentalne samice nameščen odrasli moški hrček, ki je prejel spolne izkušnje z uporabo pri drugih študijah spolnega vedenja. Vrstni red kletk, ki so vsebovale samce, je bil zamenjan vsak teden, da bi se zmanjšala verjetnost, da je bil posamezen moški in ženska več kot enkrat sparjena med 6 tedni spolne izkušnje.
Imunocitokemija. Ženske hrčke, ubite s prevelikim odmerkom natrijevega pentobarbitala, so bile intrakardialno perfundirane zm PBS raztopina, pH 7.5, za 2 min (hitrost pretoka, 25 ml / min), ki ji sledi 4% paraformaldehid v PBS za 20 min. Možgani so bili naknadno fiksirani za 2 h v paraformaldehidu in shranjeni v 10% saharozi PBS preko noči pri 4 ° C.
Serijski koronalni zamrznjeni odseki 40 μm so bili odvzeti skozi celotno nucleus accumbens. Po treh splakih 10 min v PBS so sekcije inkubirane bodisi v primarnem protitelesu proti c-Fos (1: 6000 v PBS z 0.3% Triton X-100; Biotehnologiji Santa Cruz, Santa Cruz, CA) ali v primarnem protitelesu proti kalbindinu-D (28 kDa) (1: 6000 v PBS z 0.3% Triton X-100; Chemicon International, Temecula, CA) na 4 ° C za 48 ur. Oba odseka c-Fos in calbindin-D sta bila nato inkubirana za 45 min pri sobni temperaturi v biotiniliranem anti-kunčjem IgG sekundarnem protitelesu (1: 200 v PBS; Elit Vectastain ABC komplet; Vector Laboratories, Burlingame, CA), ki mu je sledil inkubacija z avidin-biotinskim kompleksom hren peroksidaze (1: 50 v PBS; komplet Elite Vectastain ABC) za 45 min pri sobni temperaturi, s tremi izpimi 10 min v PBS pred vsako inkubacijo. Po dveh izpiranja v PBS in 10 min sperite v 0.1 m Tris pufer, pH 7.6, sekcije c-Fos in calbindin-D inkubiramo za 5 oz. 10 min v 0.08% diaminobenzidinu (DAB) (Aldrich, Milwaukee, WI) v Tris puferju, ki vsebuje 0.003% vodikov peroksid in 0.015% nikljevega klorida. Vsi odseki so bili spet sprani v Tris pufru in deionizirani vodi in nato montirani na krom-alum-premazana stekelca. Predmete sušimo, dehidriramo, očistimo in pokrijemo z uporabo Permount (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA).
Mikroskopska analiza. Nevrno tkivo obarvano za kalbindin-D, ki označuje lupino in jedro jedra nucleus accumbens (Jongen-Relo et al., 1994a; Johnson in Wood, 1999) je bila uporabljena za identifikacijo vsakega odseka na rostralni, srednji in kaudalni ravni hrbtnega jedra accumbens. Odseki iz nucleus accumbens na rostralni, srednji in kaudalni ravni, obarvani za kalbindin, so prikazani na sliki 1 A – C. Poročali so, da obstajajo manj izrazite razlike med jedrom in lupino v imunoreaktivnosti kalbindina-D v sirskem hrčku v primerjavi s podganah, vendar je obarvanje za ta peptid še vedno sposobno razmejiti podregije jedra nucleus accumbens (Johnson in Wood, 1999). Škatla, ki obsega območje vzorčenja 0.1 mm2 (0.2 × 0.5 mm) je bil nameščen nad hrbtno lupino in jedro jedra nucleus accumbens za vsak odsek. Slika vsakega odseka je bila natisnjena na prosojni film in slike so bile nato položene na ustrezne sekcije c-Fos za vsako žival, pri čemer je zagotovila, da je bila škatla postavljena v enak položaj za vse živali. Slika 1, D in E, prikazuje kaudalni odsek živali, ki je prejela 6 tedne spolne izkušnje in je bila testirana na spolno vedenje. Škatla je bila postavljena v jedro kaudalnega jedra accumbens na sliki 1 Din v lupini kaudalnega akumbensa na sliki1 E. Škatla z enakimi dimenzijami je bila postavljena v isti odsek tkiva v medialni cingularni skorji in nad medialno in stransko hrbtno repno jedro na vsaki od treh ravni, vzorčenih za nucleus accumbens. Ker smo domnevali, da lahko obstajajo rostralno-kavdalne razlike v učinkih parjenja na c-Fos, smo analizirali le en odsek na nivo, da smo povečali anatomsko natančnost našega vzorčenja. Število c-Fos-imunoreaktivnih celic na vsakem izbranem območju smo prešteli s pomočjo video kamere, priključene na računalniški sistem za analizo slike (BioQuant MegM; R & M Biometrics, Nashville, TN).
Odseki tkiva z jedrom so obarvani za kalbindin-D in c-Fos. A – C so odseki od rostral (A), sredina (B) in kaudalna (C) nucleus accumbens obarvani (srednja linija je levo) za calbindin, ki ponazarja razdelitev med lupino in osrednje podregije (zvezdicami). Med rostralnim in srednjim odsekom je 320 μm in 240 μm med srednjim in repnim odsekom. Spodnje slike (D, E) so primeri barvanja c-Fos iz repnega jedra (D) in lupine (E) nucleus accumbens (srednja črta je. \ t Pravica) spolno izkušene ženske, ubite po testu spolnega vedenja. Thepravokotnik prikazuje območje vzorčenja (0.2 × 0.5 mm).
Poskus 1
Prvi poskus je preučil učinke spolne izkušnje in testiranja na indukcijo c-Fos v jedru nucleus accumbens, dorzalni caudate jedro in cingularni skorji. Cilj poskusa je bil dvojen. Prvi cilj je bil ugotoviti, ali obstajajo razlike v celični aktivaciji v katerem koli delu možganov zaradi prejšnjih spolnih izkušenj in / ali vedenjskega testiranja. Če je bila izražena c-Fos spremenjena, je bilo nato ugotovljeno, ali se lahko spremembe lokalizirajo na posebne podregije v treh analiziranih možganskih področjih.
Ženski sirski hrčki so prejeli 6 tedne spolne izkušnje ali pa so ostali spolno naivni. V 6 tednih izkušenj smo za vsako testno sejo 10 merili kumulativno časovno obdobje, v katerem je ženska prevzela lordozo (nepokretnost, ki jo spremlja dorsofleksija hrbta). Nobenega ukrepa spolnega vedenja ni bilo. V tednu 7 so dobili isto serijo injekcij estradiol benzoata in progesterona. Tokrat je bila polovica spolno izkušenih in naivnih žensk preizkušena za spolno vedenje tako, da je odraslo moško postavila v domačo kletko. Preostale ženske so ostale v njihovih kletkah. Pri 60-90 min po izpostavljenosti moškemu so samice intracardialno perfundirane in njihovi možgani so bili obdelani za izražanje c-Fos. Ženske, ki niso bile testirane za spolno vedenje, so bile perfundirane 4 h po dajanju progesterona.
Analiza podatkov. Ker se število celic ni razlikovalo med ženskami, ki niso bile testirane za spolno vedenje v tednu 7, ne glede na preteklo spolno izkušnjo (glej tabelo)1 na primer) eksperimentalne samice so bile nazadnje razdeljene v tri skupine za analizo. V prvi skupini so bile ženske, ki so prejele 6 tedne spolne izkušnje in so bile preizkušene za spolno vedenje (izkušnje / test, n = 6). Drugo skupino sestavljajo tiste ženske, ki niso imele predhodnih izkušenj, vendar so bile testirane za spolno vedenje (brez izkušenj / testov,n = 8). V zadnjo skupino so bili vključeni vsi ženski hrčki, ki niso bili testirani za spolno vedenje, ne glede na predhodne spolne izkušnje (brez testa, n = 13). Obe skupini, ki nista prejemali testiranja spolnega vedenja, sta bili združeni, da bi povečali statistično moč analize. Število c-Fos-obarvanih celic iz hrbtnega jedra accumbens, dorzalno caudate jedro in cingularno skorjo smo primerjali med tremi skupinami.
Primerjava povprečnega ± SEM števila c-Fos-imunoreaktivnih celic v lupini in jedru nucleus accumbens med skupinami brez preskusne obdelave
Število celic je bilo analizirano z uporabo multifaktorskih ANOVA. Enostavne ANOVA z glavnim učinkom in naknadnega Kjer je bilo primerno, so bili opravljeni Newman-Keulsovi testi. Vedenjski podatki (trajanje lordoze) so bili analizirani z dvosmernim t test.
Poskus 2
V drugem poskusu so primerjali sposobnost nove spodbude, amfetamina, da povzroči vedenjsko senzibilizacijo pri spolno izkušenih in spolno naivnih ženskih hrčkih. Ekspresija c-Fos v jedru nucleus accumbens, dorzalno caudate jedro in cingularna skorja sta bila ponovno analizirana, da bi ugotovili, ali je vzorec celične aktivnosti podoben rezultatom, dobljenim v eksperimentu 1.
Ženske sirske hrčke so dobile 6 tedne spolne izkušnje ali pa so ostale spolno naivne. V tednu 7 so bile vse samice premeščene v novo okolje (npr. Akvarij iz galonskega stekla 10 v neznani sobi) 4 h po dajanju progesterona. Samice so bile položene v stekleni akvarij 10 galona za 10 min, po tem času je bila dana polovica spolno izkušenih in spolno naivnih žensk.d-amfetamin sulfat (1 mg na 1 kg telesne mase v 1.0 ml 0.9% NaCl; darilo dr. Davida Nicholsa, Univerza Purdue). Preostale samice smo injicirali z 0.9% NaCl (1 mg na telesno maso 1 kg). Samice so bile nato postavljene nazaj v akvarij za galono 10 za dodatnih 60 min. Seje 70 min so bile posnete za analizo splošne lokomotorne aktivnosti samic. V 30 min po testu splošne aktivnosti so samice intracardialno perfundirane in njihovi možgani obdelani za izražanje c-Fos.
Analiza videokasete. Med tednom 7 smo posneli 70 min s testiranjem lokomotorne aktivnosti. Galvanski stekleni akvariji 10 so bili na video zaslonu razdeljeni na tri enake površine in lokomotorna aktivnost samic je bila zabeležena glede na število območnih križev.
Analiza podatkov. Pretekla spolna anamneza ni vplivala na lokomotorno aktivnost žensk, ki so bile injicirane s fiziološko raztopino; zato so bile eksperimentalne samice razdeljene v tri skupine za analizo. Prva skupina je vsebovala samice, ki so prejele 6 tedne spolne izkušnje in so bile injicirane z amfetamini (izkušnje / amfetamin, n = 8). Drugo skupino sestavljajo ženske, ki so dobivale amfetamin, vendar niso prejele nobene spolne izkušnje (brez izkušenj / amfetamina,n = 8). Zadnja skupina je vsebovala vse ženske hrčke, ki so bile injicirane s fiziološko raztopino, ne glede na predhodne spolne izkušnje (slanica, n = 15). Srednjo lokomotorno aktivnost samic smo primerjali med tremi skupinami zdravljenja v 70 min testiranja (v obdobjih 10 min) z uporabo dvokomponentnih ANOVA. Enostavne ANOVA z glavnim učinkom in naknadnega Kjer je bilo primerno, so bili opravljeni Newman-Keulsovi testi.
Število celic, obarvanih za c-Fos, se ni razlikovalo med ženskami, ki so bile injicirane s fiziološko raztopino, ne glede na preteklo spolno izkušnjo. Število c-Fos-obarvanih celic iz hrbtnega jedra accumbens, dorsal caudate jedra in cingularne skorje smo primerjali med istimi tremi skupinami zdravljenja kot v prvem poskusu. Število celic je bilo analizirano z uporabo multifaktorskih ANOVA. Enostavne ANOVA z glavnim učinkom in naknadnega Kjer je bilo primerno, so bili opravljeni Newman-Keulsovi testi.
REZULTATI
Poskus 1
Ukrepi spolnega vedenja
Trajanje lordoze med testom za spolno vedenje v tednu 7 so primerjali med izkušnjami / testom in skupinami brez izkušenj / testov. Povprečno trajanje lordoze med testom 10 min je bilo 341 ± 53 sek za izkušeno / testno skupino in 478 ± 20 sek za skupino brez izkušenj / preskusov. Samice v skupini brez izkušenj / preizkusu so predpostavljale lordozo za bistveno daljše trajanje kot ženske v izkušeni / preskusni skupini (t 6 = 5.131; p = 0.05). Poleg tega spolna izkušnja ni vplivala na trajanje lordoze. Analiza ni pokazala bistvenih razlik med povprečnim trajanjem tedna 1 (399 ± 44 sek) in tednom 7 (341 ± 53 sec) za ženske v skupini izkušenj / testov.
Izraz c-Fos v nucleus accumbens
Trosmerna ANOVA časa čiščenja rostralno-kaudalnega časa lupine-jedro ni pokazala pomembnih glavnih učinkov zdravljenja in nobene tri-poti interakcije med zdravljenjem, nivojem akumbensov in lupine-jedra (sl. 2); Vendar pa sta bili zaznani dve pomembni dvosmerni interakciji (časi zdravljenja lupina - jedro in čas zdravljenja rostral - kaudalna raven).
izražanje c-Fos v lupini in jedru jedra nucleus accumbens na rostralnem, srednjem in kaudalnem nivoju za vsako od tretiranih skupin. Uporabili smo trismerno analizo ANOVA (čas zdravljenja rostralno-kaudalno časovno obdobje lupine-jedro) za preučevanje učinkov spolne izkušnje in vedenja na povprečno ± SEM število celic c-Fos. Ugotovljeni niso bili nobeni pomembnejši glavni učinki zdravljenja in nobene tristranske interakcije med zdravljenjem, ravnjo akumena in lupine.
Sondiranje interakcij zdravljenja z lupino in jedrom je pokazalo pomembne glavne učinke zdravljenja le v jedru jedra nucleus accumbens (sl. 3). Dvojne večkratne primerjave so pokazale, da so ženske, ki so bile testirane za spolno vedenje v tednu 7 (izkušnje / test in brez izkušenj / testa), imele bistveno več c-Fos-obarvanih celic v jedru nucleus accumbens kot tiste, ki niso bile testirane (ne test) (Newman – Keuls, p <0.01). V lupini nucleus accumbens niso opazili nobenih učinkov testiranja. Poleg tega ni bilo eksplicitnih učinkov spolnih izkušenj na število celic, ki izražajo c-Fos, niti v lupini niti v jedru akumbenov.
Izraz c-Fos v lupini in jedru jedra nucleus accumbens se je zrušil čez rostralno-kaudalno raven. Trosmerna ANOVA je pokazala dvosmerno medsebojno delovanje med obdelavo in povprečnim ± SEM številom celic c-Fos v lupini in jedru jedra nucleus accumbens (čas obdelave lupine - jedro;F (2,24) = 4.243; p<0.026). Enosmerni ANOVA, ki je preskusil to interakcijo, je odkril pomembne glavne učinke zdravljenih skupin samo v jedru nucleus accumbens (F (2,24) = 7.341; p<0.003) in ne v lupini akumbenov (F (2,24) = 1.271; p> 0.1). Različne črke kažejo na velike razlike med skupinami.
Sondiranje interakcijskega časa rostralno-kaudalne ravni je pokazalo pomembne glavne učinke zdravilnih skupin na rostralni in kaudalni ravni, ne pa tudi na srednji ravni nucleus accumbens (sl. 4). Newman-Keuls naknadnega testi so pokazali, da so imele ženske, ki so prejele 6 tedne spolne izkušnje in so bile preizkušene za spolno vedenje (izkušnje / test), več c-Fos-pozitivnih celic v rostralnem jedru accumbens kot ženske, ki so bile testirane, vendar niso prejele predhodnih spolnih izkušenj (ni izkušenj / testov; p <0.05) in tiste ženske, ki niso bile testirane na spolno vedenje (ni testa;p <0.01). The naknadnega testi so pokazali podobne rezultate za caudal nucleus accumbens. Samice v skupini z izkušnjami / preizkusi so imele večje število celic, ki izražajo c-Fos v kaudalnem jedru accumbens kot ženske v skupini brez izkušenj / preskusov (p <0.05) in nobena preskusna skupina (p <0.01). Zato je testiranje spolnega vedenja v 7. tednu povečalo število celic, obarvanih s c-Fosom, v rostralnem in kavdalnem jedru, samo pri tistih samicah, ki so bile deležne 6-tedenskih izkušenj.
Izraz c-Fos skozi rostralno-kaudalno dimenzijo nucleus accumbens se je sesul čez jedro in lupino. Čeprav je trismerna ANOVA pokazala, da je dvosmerna interakcija med zdravilnimi skupinami in povprečnimi ± SEM-številkami celic c-Fos skozi rostralno-kaudalne ravni jedra nucleus accumbens samo približala pomen (F (4,48) = 2.365; p <0.066), ločeno smo preiskali vsako stopnjo nucleus accumbens za učinek zdravljenja na obarvanje c-Fos. Enosmerna ANOVA je razkrila pomembne glavne učinke zdravljenih skupin na rostralni ravni (F (2,48) = 5.230; p<0.009) in kavdalni nivo (F (2,48) = 7.455; p <0.002), vendar ne na srednji ravni (F (2,48) = 1.744; p> 0.1) jedra nakopičeno. Različne črkekažejo na velike razlike med skupinami.
izražanje c-Fos v caudate jedru in cingularni skorji
Tudi število celic iz dorzalnega kaudatnega jedra je bilo analizirano z uporabo trismerne ANOVA. Analiza je pokazala le interakcijo med zdravljenjem in izražanjem c-Fosa v medialnem in lateralnem kaudatnem jedru (F (2,24) = 3.514;p <0.046). Vendar ločena analiza medialnega in lateralnega kaudatnega jedra z enosmerno ANOVA ni pokazala razlike v številu celic, obarvanih s c-Fos, med izkušnjo / testom, brez izkušenj / testa in brez testnih skupin (tabela2). Poleg tega niso bili ugotovljeni glavni učinki spolne izkušnje ali vedenja na število celic, ki izražajo c-Fos, ali kakršnekoli interakcije, v cingularni skorji (podatki niso prikazani).
Srednje ± SEM število c-Fos-imunoreaktivnih celic v medialnem in lateralnem dorzalnem kaudatnem jedru
Poskus 2
Lokomotorna aktivnost
Dvosmerna ANOVA (obdobje testiranja časov zdravljenja), ki primerja povprečno aktivnost žensk v skupinah z izkušnjami / amfetaminom, brez izkušenj / amfetamina in zdravljenja s soljo v 70 min testiranja, je pokazala interakcijo med zdravilno skupino in obdobjem testiranja. Za proučitev te interakcije so posamezne tretirane skupine raziskovali ločeno z enosmernimi ANOVA-ji. Analize so pokazale pomembne spremembe povprečne splošne aktivnosti v času testiranja 70 min za dve skupini samic, ki so bile injicirane z amfetaminom (izkušnje / amfetamin in brez izkušenj / amfetamina). Vendar pa se splošna aktivnost samic, ki so prejele slanico, v 70 min ni bistveno spremenila (sl.5). Newman-Keuls naknadnegatesti so bili nato uporabljeni za določitev, katera obdobja testiranja 10 min se razlikujejo. Večkratne primerjave po parih so pokazale, da je splošna aktivnost spolno izkušenih samic, ki so dobile amfetamin, znatno povečale 10 min po injiciranju (p <0.05). Poleg tega so ženske v skupini, ki je prejemala amfetamin, 10 minut pred injekcijami ostale bistveno bolj aktivne 20 minut (p <0.05) in 30 min (p<0.05) po injekcijah. Nasprotno pa so bili učinki amfetamina na spolno naivne ženske vidni šele 20 minut po injekcijah. V tem trenutku so bile te samice bistveno bolj aktivne v primerjavi z 10 minutami pred injekcijami (p <0.05). Poleg tega je aktivnost spolno naivnih samic, ki so prejemale amfetamin, 30 minut ostala znatno povečana (p <0.05) in 40 min (p<0.01) po injekcijah.
Učinki amfetamina na splošno aktivnost spolno izkušenih in spolno naivnih ženskih hrčkov. Dvosmerna ANOVA (obdobje testiranja časov zdravljenja) je pokazala interakcijo med tretirano skupino in preskusnim obdobjem (F (12,150) = 2.288;p <0.011) za povprečje ± štetje aktivnosti SEM. Enosmerno sondiranje ANOVA posameznih skupin zdravljenja je pokazalo pomembne spremembe v splošni aktivnosti žensk v izkušnjah / amfetamin (F (6,150) = 3.0468; p <0.008) in brez izkušenj / amfetamin (F (6,150) = 3.893;p <0.001) skupine zdravljenja. Aktivnost samic, ki so ji injicirali fiziološko raztopino, se ni spremenila (F (6,150) = 1.619;p <0.1). Post hoc testi so pokazali, da so se spolno izkušene ženske hitreje odzvale na amfetamin, kar kaže na povečano aktivnost v prvih 10 min po injiciranju. Spolno naivne ženske se niso odzvale na amfetamin do 20 min po injiciranju. *p <0.05 v primerjavi z obdobjem pred testiranjem.
c-Fos izraz
Uporabljena je bila tri-smerna ANOVA (čas zdravljenja rostralno-kaudalna časovna lupina-jedro) za preučevanje učinkov spolne izkušnje in amfetamina na izražanje c-Fosa v nucleus accumbens. Ugotovljeni niso bili nobeni pomembnejši glavni učinki zdravljenja in nobene tristranske interakcije med zdravljenjem, ravnjo akumena in lupine. Poleg tega analiza ni razkrila nobenih interakcij med tretiranimi skupinami in izražanjem c-Fos v lupini in jedru akumbensov ali med tretiranimi skupinami in oznakami c-Fos v rostralni, srednji in kaudalni ravni nucleus accumbens ( podatki niso prikazani).
Tudi število celic iz dorzalnega kaudatnega jedra je bilo analizirano z uporabo trismerne ANOVA. Začetna analiza ni pokazala pomembnega učinka prejšnjih spolnih izkušenj ali amfetamina na število c-Fos-pozitivnih celic. Poleg tega nobenega učinka prejšnje spolne izkušnje ali amfetamina na število celic, ki izražajo c-Fos, niso našli v cingularni skorji z uporabo dvosmerne ANOVA (podatki niso prikazani).
DISKUSIJA
Namen te preiskave je bil dvojen. Najprej smo preučili učinke spolne izkušnje na celično aktivnost v različnih subregijah nucleus accumbens. Drugo vprašanje, ali bi lahko prejšnje spolne izkušnje senzibilizirale mezolimbično pot dopamina, so raziskali s primerjavo vedenjskih odzivov spolno izkušenih in naivnih živali na injiciranje amfetamina. Naše ugotovitve ne kažejo le, da lahko spolno vedenje žensk aktivira nevrone v nucleus accumbens, ampak tudi, da lahko spolne izkušnje navzkrižno senzibilizirajo nevronske odzive na amfetamin.
Vpliv spolnega vedenja na izražanje c-Fosa v lupini in jedru nucleus accumbens
Testiranje spolnega obnašanja je povečalo izražanje c-Fosa v jedru, ne pa v lupini, nucleus accumbens, kar potrjuje predhodne raziskave, ki kažejo, da lahko posamezno spolno srečanje aktivira nevrone v nucleus accumbens pri ženskah glodalcev (Meisel et al., 1993; Joppa et al., 1995; Mermelstein in Becker, 1995; Pfaus et al., 1995; Kohlert et al., 1997; Kohlert in Meisel, 1999). Literatura, ki obravnava funkcionalno dihotomijo nucleus accumbens, je sestavljena iz številnih poročil o diferencialnih spremembah prenosa dopamina v lupini in jedru jedra nucleus accumbens kot odziv na farmakološke in fiziološke dražljaje. Uporaba več zdravil za zlorabo povzroči selektivno povečanje ravni zunajceličnega dopamina v lupini jedra nucleus accumbens (Pontieri et al., 1995; Nisell et al., 1997; Pierce in Kalivas, 1997a; Tanda et al., 1997; Tanda in Di Chiara, 1998; Barrot et al., 1999; Cadoni in Di Chiara, 1999). Na podoben način so zelo prijetna živila (Tanda in Di Chiara, 1998; Di Chiara et al., 1999a; Kelley, 1999), blag stres (npr. stopala) (Kalivas in Duffy, 1995; Tidey in Miczek, 1997; Bruijnzeel et al., 1999; Wu et al., 1999) in okoljska novost (Rebec et al., 1997;Rebec, 1998) tudi selektivno povečujejo prenos dopamina v lupini jedra nucleus accumbens.
Naše ugotovitve so skladne s hipotezo, da sta lupina in jedro funkcionalno različna, čeprav smo ugotovili, da se jedro, ne lupina, odziva na spolno vedenje. Možno je, da so bile spremembe v c-Fos imunoreaktivnosti v lupini jedra nucleus accumbens, vendar te spremembe niso bile zaznane. Lupina je kompleksno organizirana v različne podregije, medialno, ventralno in lateralno lupino, pri čemer so lahko ventralna in hrbtna območja medialne lupine dve bolj različni podregiji (Groenewegen et al., 1999). Te podregije lupine, kot tudi medialni in stranski deli jedra, prejmejo različne kombinacije vnosov iz kortikalnih in subkortikalnih področij (Groenewegen et al., 1999). Poleg tega so znotraj teh subregij funkcionalno različni sklopi nevronov, ki so organizirani v različne anatomske kompartmente (Groenewegen et al., 1999). Ker so bili učinki spolnega obnašanja na izražanje c-Fosa v tej študiji proučeni le v dorsomedialni lupini, je mogoče, da se je število c-Fos-pozitivnih celic dejansko spremenilo v drugačni lupini.
Kljub ugotovitvam, da so mnoge funkcije nucleus accumbens lokalizirane na lupinsko regijo, je smiselno domnevati, da različni nevronski tokovi znotraj nucleus accumbens posredujejo okrepitvene lastnosti različnih vedenj. Carelli et al. (2000)nedavno so poročali, da nevroni nucleus accumbens pri podganah med operantom odzivajo na dve naravni ojačevalci (tj. hrana in voda), vendar različni vzorci žganja med odzivanjem na naravni ojačevalec proti kokainu. Ugotovili so, da ločeni nevronski tokokrogi v nucleus accumbens obdelujejo informacije o okrepitvi hrane in vode v primerjavi z nagrado za kokain (Carelli et al., 2000).
Spolne izkušnje vplivajo na izražanje c-Fosa preko rostralno-kaudalne osi nucleus accumbens
Literatura, ki preučuje podjedrsko organizacijo skozi rostralno-kaudalno jedro accumbens, je majhna; Vendar pa so opazili jasne funkcionalne in anatomske razlike. Naše ugotovitve so skladne s študijami, ki so poročale o diferencialni regulaciji nevrokemičnih in motoričnih odzivov prek rostralno-kaudalne osi accumbensa. Holekistokinin (CCK) diferencira modificirane dopaminske učinke v rostralnem in kaudalnem jedru accumbens (Crawley et al., 1985a,b), ob povečanju dopaminske inducirane hiperlokomocije pri infundiranju v kaudalni akumbens, regijo, ki jo oživljajo nevroni CCK, kolokalizirani z dopaminom (Crawley et al., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Kljub temu pa je CCK obnašanje v rostralno jedro accumbens, regijo, ki prejme ločene projekcije CCK in dopamina (Crawley et al., 1985a,b; Lanca et al., 1998). Poročali so tudi, da neposredna infuzija amfetamina v rostralno lupino, repno lupino ali jedro različno vpliva na vedenjsko aktivnost in zunajcelično raven dopamina in serotonina (Heidbreder in Feldon, 1998). Ureditev opioidnih peptidov, snovi P, receptorjev dopamin D1 (Voorn in Docter, 1992; Jongen-Relo et al., 1994b; Voorn et al., 1994) in sproščanje acetilholina (Jongen-Relo et al., 1995) z dopaminskimi in dopaminskimi receptorskimi agonisti se razlikuje tudi med rostralnim in kaudalnim delom akumbensov, pri čemer so rostralni akumbensi bolj občutljivi na izčrpavanje dopamina in administracijo. Čeprav so bile navedene funkcionalne razlike med rostralnim in kaudalnim jedrom accumbens, zakaj te funkcionalne razlike še vedno niso povsem razumljive.
Spolne izkušnje vplivajo na lokomotorno aktivnost, ki jo povzroča amfetamin
Rezultati, opisani tukaj in v prejšnji študiji, kažejo, da prejšnje spolne izkušnje senzibilizirajo nevronske odzive na testiranje spolnega vedenja, kar kaže na povečano sproščanje dopamina (\ tKohlert in Meisel, 1999) in celične aktivnosti v nucleus accumbens (ta študija). Ena od skrbi pa je, da so se izkušene ženske v prejšnji študiji morda odzvale tako na testiranje spolnega vedenja kot na okoljske znake, ker so bile spolne izkušnje in testiranje izvedene v istem prostoru. Okoljski znaki, ki so pogojno povezani z motiviranim vedenjem, lahko pridobijo spodbujevalne lastnosti in dodatno povečajo raven dopamina v nucleus accumbens (Reid et al., 1996, 1998; Watson in Little, 1999). Drugi pomislek je, da zato, ker niso bili zabeleženi ukrepi moškega spolnega vedenja, ni znano, ali sta dve skupini žensk, ki so bili testirani za spolno vedenje, prejeli primerljive količine vaginocervikalne stimulacije. Poročali so, da je za sproščanje dopamina v nucleus accumbens med parjenjem potrebna stimulacija vaginocervika.Kohlert et al., 1997). Morda so spolno izkušene ženske prejele več vaginocervikalne stimulacije (ki ni bila izmerjena v tej študiji), s čimer se je povečala indukcija c-Fos. Zato, da bi potrdili, da spolno vedenje žensk senzibilizira mezolimbično pot dopamina, smo raziskali, ali so se spolno izkušene in naivne ženske drugače odzvale na injekcijo amfetamina, drugo stimulacijo, za katero je znano, da posreduje njene učinke prek poti dopamina. Poleg tega so bili vedenjski odzivi hrčkov na amfetamin testirani v novem okolju, da bi zagotovili, da so bili opaženi senzibilizirani odzivi zaradi ponavljajočega se spolnega vedenja in ne zaradi pogojene povezanosti okolja s spolnim vedenjem.
Amfetamin je povečal splošno aktivnost pri vseh ženskih hrčkih. Vendar pa so se spolno izkušene ženske prej odzvale na amfetamin kot na spolno naivne ženske. Ti rezultati potrjujejo hipotezo, da ponavljajoče se spolno vedenje lahko senzibilizira nevrone v mezolimbični poti dopamina in kaže, da spremembe v poti povzročajo občutljive vedenjske odzive tako na naravno motivirano vedenje kot na psihomotorično stimulans (navzkrižno senzibilizacijo).
Te ugotovitve so skladne s hipotezo, da obstajajo konvergentni živčni mehanizmi, ki posredujejo odzive na droge in spolno vedenje (Robinson in Berridge, 1993; Pierce in Kalivas, 1997b). Več nedavnih študij je pokazalo navzkrižno senzibilizacijo med ponavljajočo se izpostavljenostjo drog in naravnim motiviranim vedenjem. Družbeni porazni stres zmanjšuje čas pridobivanja kokainske samouprave pri podganah (Tidey in Miczek, 1997). Okolje, povezano s ponavljajočimi injekcijami morfina, lahko olajša spolno vedenje pri samcih podgan (Mitchell in Stewart, 1990a,b). Predhodna obdelava z amfetaminom prav tako olajša spolno vedenje pri spolno naivnih samcih podgan in je povezana s povečanim sproščanjem dopamina v nucleus accumbens (Fiorino in Phillips, 1999).
Ekspresija c-Fosa je bila analizirana v nucleus accumbens po zdravljenju z amfetaminom. Domnevalo se je, da bi amfetamin povečal izražanje c-Fosa v nucleus accumbens in v večji meri pri spolno izkušenih samicah. Vendar pa nobenega učinka amfetamina na število celic, ki izražajo c-Fos, niso našli v nobeni od subregij nucleus accumbens. To je razvidno iz tabele3 da so imele kontrolne živali v poskusu 2 (solne samice) večje število c-Fos-pozitivnih celic v primerjavi s kontrolnimi živalmi v poskusu 1 (brez testnih samic). Badiani et al. (1998) poročali, da se je novost povečala c-fos vsebnost mRNA v nucleus accumbens in ta učinek novosti nac-fos vsebnost je bila tako močna v več regijah možganov, da dajanje amfetamina v novem okolju ni povzročilo dodatnega inkrementalnega odziva. Tako se zdi možno, da je v naši raziskavi stres prenašanja v novo okolje testnega prostora aktiviral sintezo c-Fos proteina, s čimer bi prikrili spremembe v izražanju c-Fos, ki ga povzroča amfetamin in spolna izkušnja.
Srednje ± SEM bazalno število c-Fos-imunoreaktivnih celic v lupini nucleus accumbens in jedru za kontrolne živali v poskusih 1 in 2
Potencialni pomen
Ti poskusi se pridružijo rastočemu seznamu študij (Mitchell in Stewart, 1990b; Fiorino in Phillips, 1999; Miczek et al., 1999), ki kažejo, da lahko izkušnje živali občutijo odzivnost mezolimbične dopaminske poti tako na vedenje, ki je del naravnega repertoarja živali kot na določena zdravila, za katera je znano, da jih ljudje zlorabljajo (Wise in Bozarth, 1987). Ključno vprašanje pri raziskavah o zlorabi drog je individualna ranljivost za učinke drog (Newcomb, 1992; Robinson in Berridge, 1993) in skupaj lahko ta raziskava ponudi vpogled v razvoj zasvojenosti pri ljudeh.
Opombe
- Prejeto Junij 8, 2000.
- Prejeta revizija December 12, 2000.
- sprejeto December 20, 2000.
To raziskavo je podprla Nacionalna znanstvena fundacija Grant IBN-9723876. Zahvaljujemo se Melissi Zila, Shannon McCanna, Marchelle Baker, Michaelu Huntingtonu in Debori Shelley za strokovno pomoč pri vedenjskem testiranju in obdelavi c-Fos.
Korespondenco je treba nasloviti na Dr. Robert L. Meisel, Oddelek za psihološke znanosti, Univerza Purdue, West Lafayette, IN 47907-1364. E-naslov: [e-pošta zaščitena].
- Copyright © Družba za nevroznanost 2001
;