Endokrinologija. 2013 Mar; 154 (3): 1225 – 1234.
Objavljeno na spletu 2013 Jan 31. doi: 10.1210 / en.2012-2042
Minimalizem
Adolescentno dozorevanje odgovorov na družbene spodbude je bistveno za socialno-spolno obnašanje, značilno za odrasle. Naravno pojavljajoče se razvojne spremembe pri moških sirskih hrčkih odzivih na izrazito socialno opombo, vaginalni izločki hrčka (VS), zagotavljajo dober modelni sistem za raziskovanje nevroendokrinih mehanizmov mladostniške spremembe v družbenem nagrajevanju. Seksualno naivna odrasla oseba, vendar ne mladoletni, kažejo, da imajo VS kondicionirano mesto (CPP), kar kaže, da VS pred puberteto ne nagrajuje. V tej seriji eksperimentov so avtorji preučili vlogo testosterona in aktivacije dopaminskih receptorjev pri posredovanju adolescentske dobe v pozitivni valenci VS. Eksperiment 1 je pokazal, da je potrebna zamenjava testosterona za odrasle hrčke, ki imajo gonadektomijo, da oblikujejo CPP v VS. Eksperiment 2 je pokazal, da je testosteronsko zdravljenje dovolj mladim hrčkom, da tvorijo CPP proti VS, in da antagonist dopaminskih receptorjev haloperidol blokira tvorbo CPP v VS pri teh živalih. Eksperimenti 3 in 4 sta pokazali, da je motnja VS CPP z nizkimi odmerki haloperidola posledica zmanjšanja privlačnih lastnosti VS in ni posledica neprimernih lastnosti haloperidola. Te študije skupaj kažejo, da so brezpogojne nagrajene lastnosti socialnega namena, potrebne za uspešne socialno-spolne interakcije odraslih, posledica pubertetnega povečanja kroženja testosterona pri hrčkih. Poleg tega se lahko ta socialna nagrada prepreči z antagonizmom dopaminskih receptorjev, kar kaže, da so hipotalamični in / ali mezokortikolimbični dopaminergični krogi tarče za hormonsko aktivacijo socialnega nagrajevanja.
Glede na nujnost ustreznega tolmačenja družbenih dražljajev v uspešnih družbenih interakcijah odraslih in reproduktivne sposobnosti, je temeljni problem razvojne psihobiologije identifikacija nevroendokrinih mehanizmov, ki so podlaga za adolescentno dozorevanje obdelave družbenih informacij. Moški sirski hrčki nudijo uporaben model za preučevanje razvojnih sprememb v dojemanju in odzivanju na socialne znake, saj je njihovo spolno vedenje odvisno od nevronske obdelave ženskega vaginalnega izločka hrčka (VS) (1, 2), in njihovi endokrini, živčni in vedenjski odzivi na VS dozorevajo v drugem mesecu postnatalnega življenja, kar ustreza puberteti in adolescenci pri tej vrsti (3, 4). Mladički hrčkov ne kažejo na VS privlačnost za odrasle (5). Poleg tega so VS brezpogojna nagrada šele po puberteti, ker bodo spolno naivni odrasli, vendar ne mladoletni, moški hrčki zanje oblikovali pogojeno prednostno mesto (CPP) (6, 7). Privlačnost VS, kot je uspešnost moškega spolnega vedenja, je odvisna od aktivacijskih učinkov testosterona pri odraslih (8, 9), in privlačnost proti VS se lahko sproži z zdravljenjem nedoraslih moških s testosteronom (5). Vendar pa ni znano, ali je okrepitev vrednosti VS podobno odvisna od testosterona pri odraslih ali mladih mladičih.
Pomemben neuralni odziv na kemosenzorične dražljaje in kopulacijo pri glodalcih je sproščanje dopamina v medialnem preoptičnem območju (MPOA) in nucleus accumbens (Acb) (10-20). Natančneje, dopamin je bil vpleten v več vidikov spolnega nagrajevanja. Na primer sistemsko dajanje haloperidola, pretežno antagonista dopaminskih receptorjev D2 (program NIMH Psychoactive Drug Screening, http://pdsp.med.unc.edu) zmanjša neusklajeno motivacijo za primarne ženske vizualne, slušne in kemosenzorične znake pri spolno naivnih podganjih samcih in pogojno motivacijo za vohalne znake, ki so bili prej povezani s spolnim vedenjem (21, 22). Poleg tega je tvorba CPP za spolno vedenje pri ženskih hrčkih blokirana z dajanjem antagonista D2 receptorja (23). Vendar pa so druge študije pokazale, da aktivacija dopaminskega receptorja ni potrebna za CPP pri spolnih nagradah pri samcih podgan in miši (24-26). Še vedno je treba ugotoviti, ali je aktivacija dopaminskega receptorja potrebna za CPP pri VS pri moških hrčkih. Vendar pa vemo, da se vedenjske razlike med nedoraslimi mladimi in odraslimi mladiči odzivajo na njihove dopaminergične odzive na VS. Odrasli, vendar ne mladi, hrčki kažejo povečano sproščanje in presnovo dopamina kot odziv na VS v MPOA (18). Podobno odrasli, vendar ne mladoletni hrčki izražajo Fos kot odziv na VS v Acb, ventralno tegmentalno območje in medialni prefrontalni korteks (7). Tako je za nagrado in privlačnost VS potrebno povečanje dopaminergične funkcije v adolescenci.
Vključevanje dopaminergov v spolno nagrado ureja testosteron pri glodalcih. Kastracija povzroči zmanjšanje spolnega vedenja po 2 do 8 wk, kar sovpada z zmanjšanjem bazalnih ravni dopamina in prometa v Acb in MPOA (27). Odsotnost ali prisotnost predkupulacijskega MPA dopaminergičnega odziva na dražljajsko žensko napoveduje izumrtje oziroma okrevanje kopulacijskega vedenja po gonadektomiji in poznejši nadomestitvi testosterona (11, 28). Poleg tega lahko spolno vedenje delno obnovimo pri dolgotrajnih kastriranih samcih s sistemskimi in intra-MPOA injekcijami apomorfina, agonista dopamina (29). Končno se koncentracija testosterona in vezje dopamina spremenita v puberteti (30, 31). Zato je ta serija študij preizkusila hipotezo, da testosteron aktivira socialno nagrajevanje z vplivi na dopaminergično plačilno vezje, pri čemer se kot modelni sistem oblikuje CPP za VS pri odraslih in mladostnih hrčkih.
Materiali in metode
živali
Sirski hrčki (Mesocricetus auratus) so bili pridobljeni iz Harlan Laboratories (Madison, Wisconsin) in nastanjeni v temperaturi in vlagi pod nadzorom vivarije s svetlobo: temni ciklus 14 ur svetlobe: 10 ur temen in ad libitum dostop do hrane (Teklad Glodalska dieta 8640; Harlan Laboratories) in vodo. Po prihodu (glej posebne poskuse za starost) so bili mladoletni samci nastanjeni s svojimi moškimi legli in biološkimi materami do odstavitve pri P18. Otroci in odrasli moški so bili posamezno nameščeni v prozornih polikarbonatnih kletkah (30.5 × 10.2 × 20.3 cm). Vsi moški so bili v času študija spolno naivni in so bili uporabljeni v samo enem poskusu. Šestdeset odraslih samic, starih približno 12 mesecev, je bilo pod podobnimi pogoji nameščenih v ločeni vivariji in uporabljeno kot vir VS. Samice hrčkov so bile ovriektomizirane nekaj tednov pred dajanjem hormonov za eksperimentalno kontrolo dneva hormonsko induciranega estrusa, ko je izločanje VS največje. Subkutano so jim injicirali 10 μg estradiol benzoata in 500 μg progesterona v sezamovem olju, 52 oziroma 4 ure, pred odvzemom VS z nežno vaginalno palpacijo. Vsi poskusi so bili izvedeni pod <4 lux rdeče svetlobe 1 do 5 ur v temni fazi. Hrčke so zdravili v skladu z nacionalnimi zdravstvenimi zavodi Priročnik za nego in uporabo laboratorijskih živaliin protokole je odobril Ministrski univerzitetni odbor za zaščito in uporabo živali za državno univerzo v Michiganu.
Kirurgija in implantacija hormonov
Hrčki v gonadektomiziranih (GDX) eksperimentalnih skupinah so bili operirani z izofluransko anestezijo. Izdelali smo bilateralne vzdolžne reze v skrotalu in testise odstranili z odrezom distalno do ligature (odrasli) ali kauterizacijo (mladiči). Skupine GDX + 0 in GDX + T so bile prav tako subkutano implantirane s slepimi ali s testosteronom silikatnimi kapsulami 2 (en 5 mm in en 13 mm testosterona [Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri], zapečatene na vsakem koncu z 4 mm silikatno lepilo, notranji premer 1.98 mm, zunanji premer 3.18 mm). Te kapsule povzročajo odrasle fiziološke ravni cirkulirajočega testosterona (N2 – 7 ng / ml, Tabela 1). Osebe so prejele subkutano injekcijo ketoprofenskega analgetika v času operacije in ponovno po 24 urah po operaciji.
Ukrepi testosterona v plazmi
Eno uro po zaključku testa CPP ali zadnjega olfaktornega testa so hrčke evtanazirali s prevelikim odmerkom natrijevega pentobarbitala (150 mg / kg, intraperitonealno) in končni krvni vzorec zbrali s srčno punkcijo za radioimunsko testiranje krožečega testosterona v plazmi. Podvojene vzorce 50-μl testosterona v plazmi smo analizirali v enem testu z uporabo kompletnega testosterona (Coat-A-Count) (Diagnostični izdelki, Los Angeles, Kalifornija). Najnižja detektibilna koncentracija in intra-testni koeficient variacije sta bila 0.08 ng / ml in 7.9% v poskusih 1 in 2 in 0.12 ng / ml in 5.8% v poskusih 3 oz. 4. V petih (eksperiment 2) in 2 (eksperiment 3) hrčkih so odstranili testosteronske kapsule in jih izključili iz vedenjskih analiz ali testosterona. Končne velikosti skupin so navedene v Tabela 1.
CPP testi
Kondicioniranje prednostnih mest se je zgodilo, kot je opisano prej (6, 7) v napravi z 1 srednjim predelkom in zunanjimi predelki 2 (Med Associates, St. Albans, Vermont). Ti zunanji oddelki so bili zasnovani tako, da omogočajo združbe, specifične za oddelek, z različnimi vizualnimi, otipljivimi in vohalnimi znaki. Živali so se aklimatizirale na ročne in nove komore 2 d pred začetkom CPP režima. Režim CPP je vključeval predtestiranje, kondicijske seje 10 in test, ki so se pojavili ob istem času dneva (± 1 h) za vsakega hrčka. Da bi zmanjšali število potrebnih kohort in preprečili izpostavljanje kontrolnih živali vonju dražljajev, so bile kontrolne živali nastanjene v ločenem prostoru, v katerem se je začela temna faza pri 8: 00 am in testiranje na 9: 00 am. Poskusne živali so bile nameščene v prostorih, v katerih se je začela temna faza pri 2: 00 pm in testiranje na 3: 00 pm.
S predhodnim preizkusom (2 min v srednjem oddelku, ki mu je sledil 15 min dostop do vseh predelkov) smo uporabili za določitev začetne preferenc vsakega hrčka brez prisotnih dražljajev. Zunanji predel, v katerem je hrček preživel več časa, je bil opredeljen kot prvotno najprimernejši oddelek. Ocena prednosti, opredeljena kot [čas v prvotno neprimernem predelku / (čas v prvotno prednostnem predelku + čas v prvotno neprimernem predelku)] in ocena razlike, opredeljena kot [čas v prvotno prednostnem oddelku - čas v prvotno preferenčni oddelek] so bili izračunani za vsako žival (6). Da bi zagotovili, da ima vsak hrček možnost, da se informirano raje, so hrčki, ki niso vstopili v vsak oddelek vsaj 5 krat, bili izključeni iz nadaljnjega usposabljanja. Živali so bile razvrščene v eksperimentalne in kontrolne skupine, da bi enačili skupine za začetne preference komor in preferenčnih rezultatov ter zastopanost legla v različnih skupinah.
Po predtestiranju so hrčki prejeli skupno 10 30-minutno kondicioniranje v stranskih oddelkih, 1 sejo na dan v zaporednih dneh, izmenično 5 no-stimulus in 5 dražljaje-parjene seje. Med kondicioniranjem brez stimulusa so hrčki v eksperimentalni in kontrolni skupini postavili v prvotno prednostne kompartmente, kjer so ostali sami. Med stimulacijsko-sparjenimi kondicioniranimi kirurškimi sejmi smo v poskusne skupine postavili začetne nepreferencirane kompartmente z dražljajem. Hmge v kontrolnih skupinah so bili prav tako postavljeni v njihove prvotno neprepoznane kompartmente, vendar niso dobili dražljaja. Ta skupina je služila za kvantificiranje kakršnih koli sprememb v preferencah ali ocenah razlike med testi, ki jih je bilo mogoče pripisati navadnemu času. CPP aparat smo temeljito očistili z 25% etanolom med vsako živaljo in z 75% etanolom na koncu vsakega dneva kondicioniranja.
V poskusih so bili 1 in 2, VS uporabljeni kot spodbuda pri kondicioniranju. Uro pred uporabo smo iz ženskih 500 zbrali približno 30 μl VS in jih pomešali, da smo zagotovili, da je bil vsak samček izpostavljen istemu stimulusu. Približno 15 μl VS smo nanesli na vlaženo bombažno gazo, pakirano v epruveto 2-ml Eppendorf, cev 1 za vsakega samčka. Neposredno pred testiranjem je bila cev postavljena izven dosega moškega na vrhu zadnje stene v prvotno nepreferenciranem oddelku v VS-pari kondicionirnih sejah za VS skupino. Prazne epruvete Eppendorf so uporabili za kontrolno skupino na vseh kondicionirnih sejah in za VS skupino v ne-stimulacijskih kondicionirnih sejah. Da bi zagotovili izpostavljenost nehlapnim sestavinam VS, smo preostali N200 μl VS zmešali z 1.5 ml mineralnega olja in približno 10 μl te zmesi nanesli s kovinsko lopatico neposredno na nos hrčkov v skupini VS neposredno pred hrčki so bili nameščeni v VS-parni predel. Čisto olje je bilo naneseno na nos hrčkov v kontrolni skupini za vsa kondicioniranja in v VS skupini za ne-stimulativno kondicioniranje.
Štiriindvajset ur po zadnjem kondicioniranju se hrčki testirajo na preferenco prostora po istem postopku, ki je bil uporabljen za predtest. Kot pri predstestu ni bilo nobenega dražljaja, za posamezno žival so izračunali preferenco in rezultate za razlike.
Poskus 1: Ali so hormoni testisov potrebni za tvorbo CPP pri VS pri odraslih hrčkih?
Ta poskus je preizkusil, ali so potrebni krožni testični hormoni za prikaz CPP pri VS pri odraslih hrčkih. Pilotne študije v tem laboratoriju so pokazale, da so moški hrčki tvorili CPP do VS, ko se je zdravljenje začelo z 1 wk po gonadektomiji (32), kar kaže na to, da domnevni aktivacijski učinki hormonov testisov ne izčrpajo akutno, podobno kot postopno zmanjševanje spolnega vedenja, ki se pojavi več tednov po gonadektomiji pri moških glodalcih (33). Zato smo v tem poskusu preučevali hrčke, ki so bili pred začetkom kondicioniranja GDX 10 wk. Vsi odrasli so prispeli v laboratorij v postnatalnem dnevu P56-63, vendar so bili prihodi razporejeni tako, da so lahko skupine testirane hkrati. Kontrolne živali brez dražljaja so ostale nedotaknjene in jih je bilo mogoče testirati na P64-71. Hrčki v skupini GDX + 0 so bili GDX na P57-64, ostali so neuporabljeni za 10 wk, nato pa so bili vsadeni s praznimi kapsulami na P127-134, 1 wk pred pretestiranjem na P134-141. Skupina GDX + T je bila GDX in podana je s kapsulami testosterona na P57-64, 1 wk pred pretestiranjem na P64-71, da bi služila kot pozitivna kontrola za dokazovanje velikega CPP. Ta ureditev je zahtevala kondicioniranje in testiranje živali pri različnih starostih mladih odraslih, vendar nismo nikoli opazili razlik v vedenjskih ali nevralnih odzivih testosterona, povezanih s starostjo, v predhodnih poskusih, ki so bili nadzorovani za to spremenljivko pri mladih odraslih (34). Poleg tega so moški hrčki GDX / testosterona, zdravljeni s starostjo, podobni tistim v skupini GDX + 0, zanesljivo tvorili CPP v VS (35). Zato smo menili, da je ohranitev nadzora brez stimulacij in skupin GDX + T za 10 tedne v laboratoriju nepotrebna in ne more upravičiti stroškov tega.
Poskus 2: Ali je aktivacija testosterona in dopaminskega receptorja potrebna za CPP pri mladostnih hrčkih?
Ta poskus je preizkusil vključitev dopamina v testosteronsko olajšano CPP v VS pri mladih samčkih hrčkih. Vse živali, ki so prispele na P12, so bile testirane na P20 in so bile vodene v kohortah 3. Horme, nedotaknjene z gonadami, so bile uporabljene kot kontrole brez stimulusa, medtem ko so bile druge skupine GDX in dane prazne kapsule ali kapsule testosterona na P13, 1 teden pred testiranjem. Skupina GDX + 0 je bila vključena, da bi potrdili, da mladiči z nizkimi ravnmi testosterona (kot pri živalih brez gonad) ne kažejo CPP na VS. Skupina GDX + T je bila vključena, da bi ugotovili, ali lahko zdravljenje s testosteronom povzroči CPP na VS. Preostale skupine so bile vse GDX + T in so jim dali intraperitonealne injekcije haloperidola (0.05, 0.15 in 0.45 mg / kg) ali propilenglikolnega vozila 30 minut pred VS in ne-stimulacijskimi kondicioniranjem. Haloperidol je močan antagonist D2, lahko pa tudi manj učinkovito veže D1, adrenergične in sigma receptorje (NIMH Psychoactive Drug Screening Program, http://pdsp.med.unc.edu/). Kontrolne skupine brez stimulusa, GDX + 0 in GDX + T so prejele injekcije vehikla propilenglikola 30 min pred obema kondicioniranjem.
Eksperiment 3: Ali sam antagonizem dopaminskih receptorjev spremeni prednost krajev pri mladičih?
Ta poskus je bil zasnovan tako, da ugotovi, ali so imele odmerke haloperidola, uporabljene v eksperimentu 2, kakršnekoli notranje lastnosti zaviralcev testosterona, tako da bi povzročile pogojeno odpornost na mesto (CPA). Če bi to storili, bi preprečevanje CPP za VS v poskusu 2 lahko pripisali izogibanju okolju, ki je bilo pogojeno s haloperidolom. Vse živali, ki so prispele na P11 ali P12, so bile GDX + T na P13, predprocesirane na P20 in vodene v 2 kohortah, razporejenih do 1 dneva. Podobno paradigmo za pripravo smo uporabili, kot je opisano, toda haloperidol smo dali v prvotno prednostni komori, da bi zmanjšali začetne preference in niso uporabili VS. Gibanje gibalnega gibanja (število sprememb v presledkih infrardečih žarkov) in izločanje fekalnih bolijev med kondicioniranjem je bilo prav tako količinsko opredeljeno kot indikator fizioloških učinkov haloperidola.
Test brez pogojev
Eksperiment 4: Ali antagonizem dopaminskih receptorjev vpliva na privlačnost VS pri mladičih hrčkih?
Ta poskus je ugotovil, ali haloperidol zmanjša privlačne lastnosti VS. Uporabljene so bile živali, ki so bile izključene iz eksperimenta 3 po predpreskusu (in pred kakršno koli izpostavljenostjo haloperidolu) zaradi nezadostnega raziskovanja; Torej so ti moški prispeli na P11 – 12, na P13 so bili obdelani z GDX in testosteronom ter testirani v času 5 dni na P28 – 32. VS smo zbrali iz stimulativnih samic 1 dan pred prvim dnem testiranja, kot je opisano; VS iz ∼14 samic smo zmešali z mineralnim oljem 100 μl v 1 epruvet 5 Eppendorf. Epruvete so shranjevali pri 4 ° C, dokler 1 cev ni bila odtaljena 30 minut pred začetkom testiranja vsak dan. Uporabili smo kovinsko lopatico, ki je neposredno pred preskusom razmazala približno 15 μl čistega mineralnega olja ali mešanice VS na stekleno stekelce, 1 na hrčka. Čisti in razmaščeni stekelček VS je bil pritrjen približno na 5 cm na steno na nasprotnih straneh steklenega akvarija (51 × 26 × 31.5 cm) v postopku, ki je bil prilagojen (36, 37). Lokacija vonja je bila uravnotežena med skupinami in znotraj živali.
Na dan 1 in 5 so živali pred injiciranjem injicirali intraperitonealni propilenglikol 30. V danih 2 do 4 smo živalim injicirali 0.05, 0.15 ali 0.45 mg / kg haloperidola v uravnovešenem zaporedju. Živali so ostale v svoji sobi kolonij do tik pred preskusom. Za začetek testiranja so bili hrčki postavljeni na sredi akvarija, njihovo vedenje pa je bilo zabeleženo v živo in video posnetki so bili posneti za 5 minut. Po končanem testu so hrčke vrnili v svojo kolonijo, odstranili so diapozitive in očistili akvarije z 75% etanolom. Dolžino časa, ko je hrček, ki je preiskoval vsako stekelce, z nosom, ki je bil manj kot 0.5 cm od drsnika, kvantificiran iz video posnetkov, ki ga je snemalec snemal do lokacije cevi VS. Za vsako žival smo izračunali točko privlačnosti (čas z VS diapozitivom - čas z drsenjem olja).
Statistična analiza
Za potrditev, da so imele vse kontrolne in eksperimentalne skupine podobne začetne prednostne in razlike v rezultatih, je bila uporabljena enosmerna ANOVA. Da bi ocenili, ali so dražljaji v poskusih 1 do 3 sprožili CPP ali CPA, so bile analizirane spremembe v preferencah in razlikah rezultatov, kot je bilo predhodno sporočeno (7). Spremembe rezultatov preferenc in razlik so bile določene z odštevanjem meritev predtestova od testnih meritev za vsakega hrčka. Pri kontrolnih živalih so bile določene povprečne mere spremembe za prednostni rezultat in za razliko razlike, da se zagotovi standard za brezpogojno spremembo. Nato so bili od rezultatov vsake poskusne živali odšteti meritve kontrolnih sprememb pri preferencah in razlikah, da se popravijo morebitne brezpogojne spremembe. Zato nadzorni ukrepi niso prikazani na slikah. Nato so bile v 1 vzorcu uporabljene popravljene spremembe ocen preferenc in razlik t testov znotraj vsake skupine, pri čemer se vrednost primerja z ničlo, da se ocenijo pomembne razlike od naključne preference. Ti statistični postopki so podobni tistim iz prejšnjih študij, ki so bile uporabljene v paru t testi za določitev sprememb v preferencah in razlikah v skupini (6, 38-43). Poleg tega popravljanje nespremenjenih sprememb, opaženih pri kontrolnih živalih, zmanjšuje možnosti za lažno pozitivne rezultate, saj se lahko začetne preference za zunanji predel včasih zmanjšajo po ponavljajoči se izpostavljenosti tem komoram (6, 7). Za ugotovitev, da je bil CPP vzpostavljen, so bile potrebne pomembne spremembe tako v preferencialnih kot razlikah. Za oceno učinkov haloperidola na fiziološke spremenljivke v eksperimentu 3 se primerjajo parni vzorci t testi so bili uporabljeni za primerjavo gibanja in izločanja fekalnih bolijev v haloperidolne in nosilne komore, znotraj vsake skupine za doziranje haloperidola.
Da bi ocenili, ali je antagonist dopaminskih receptorjev haloperidol vplival na brezpogojno privlačnost VS v eksperimentu 4, smo uporabili ponavljajoče se meritve ANOVA za testiranje učinka odmerka haloperidola na oceno privlačnosti. t testiranje in Bonferronijevi popravki. Poleg tega je vzorec 1 t testi so bili uporabljeni za ugotavljanje, ali se rezultati preferenc in razlik med posameznimi skupinami odmerkov bistveno razlikujejo od naključnosti, polovice oziroma nič. Ukrepi z injekcijami v vozilo na prvi in zadnji dan testiranja se niso razlikovali in so bili povprečno izračunani na žival. Ponovljeni ukrepi ANOVA so bili uporabljeni za določanje učinkov zdravila na število prehodov črte, da bi pokazali učinke zdravila na gibalno aktivnost. V vseh analizah P <.05 se je zdelo pomembno in vse statistične analize so bile narejene s programsko opremo SPSS (PASW Statistics 20; SPSS, An IBM Company, Chicago, Illinois).
Rezultati
Poskus 1: Ali so hormoni testisov potrebni za tvorbo CPP pri VS pri odraslih hrčkih?
Dolgoročni odrasli hrčki GDX niso uspeli oblikovati CPP za VS (Slika 1). Nobene spremembe v preferenci ali rezultatih razlike skupine GDX + 0 niso bile ocenjene kot posledica kondicioniranja z VS, saj je 1-vzorec t testi pokazali, da niti popravljena sprememba preferenc (t(9) = −1.98, NS) ali razlika (t(9) = 1.19, NS) se rezultati bistveno razlikujejo od nič. V nasprotju s tem pa je skupina GDX + T pokazala CPP na VS kot način 1 t testi pokazali, da je popravljena sprememba preferenc (t(9) = 4.06, P <.01) in razlika (t(9) = −4.23, P Rezultati <.01) so se bistveno razlikovali od nič. Skupine se niso razlikovale po začetni oceni preferenc (F(2,29) = 2.17, NS) ali rezultat razlike (F(2,29) = 1.95, NS). Zato je nedavna izpostavljenost hormonom testisov potrebna za CPP, ki jo povzroči VS.
Eksperiment 2: Ali sta testosterona in aktiviranje dopaminskega receptorja potrebna za CPP pri mladostnih hrčkih?
Testosteron je bil zadosten za spodbujanje CPP za VS pri nedoraslih hrčkih (Slika 2). Skupina GDX + T VS, ki je prejela vbrizgavanje vozila, je pokazala CPP na VS kot 1-način t testi ugotovili, da je popravljena sprememba v preferencah (t(5) = 3.11, P <.05) in razlika (t(5) = −2.77, P Rezultati <.05) so se bistveno razlikovali od nič. Skupina GDX + 0 VS ni pokazala pomembne popravljene spremembe bodisi v preferenci bodisi v razliki zaradi kondicioniranja (t(6) = 0.09 [NS] in t(6) = −1.74 [NS]), podvojene učinke, ki so jih opazili pri nedoraslih gonadah s podobno koncentracijo krožečega hormona (7). Poleg tega je antagonizem dopaminskih receptorjev blokiral CPP za VS pri mladičih, ki so jih zdravili s T,Slika 2). CPP je bil blokiran s haloperidolom v vseh odmerkih 3: skupine 0.05-, 0.15- in 0.45-mg / kg GDX + T VS niso pokazale popravljenih sprememb v preferenčnih ocenah (t(7) = 0.35 [NS], t(6) = 0.52 [NS] in t(7) = −0.10 [NS] oz.t(7) = −0.44 [NS], t(6) = −0.18 [NS] in t(7) = 0.31 [NS], ki so se zaradi kondicioniranja bistveno razlikovali od nič. Skupine se v začetni oceni preferenc niso razlikovale (F(5,47) = 0.27, NS) ali rezultat razlike (F(5,47) = 0.26, NS).
Eksperiment 3: Ali sam antagonizem dopaminskih receptorjev spremeni prednost krajev pri mladičih?
Nižji odmerki haloperidola 2 niso bili averzivni (Slika 3). Niti skupina 0.05 niti 0.15 mg / kg ni pokazala CPA haloperidolu kot 1 t testi pokazali, da niti popravljena sprememba preferenc (t(7) = −0.23 [NS] in t(8) = 0.55 [NS] oziroma razlika (t(7) = −0.02 [NS] in t(9) = −0.54 [NS], ocene so se bistveno razlikovale od nič. Zaznali smo CPA najvišjega odmerka haloperidola. Ena smer t preizkusi so pokazali, da se je popravljena sprememba preferenčne ocene bistveno razlikovala od nič (t(7) = 2.55, P <.05), popravljena sprememba razlike pa ni (t(7) = −1.88, NS). Skupine se v začetni oceni preferenc niso razlikovale (F(3,32) = 0.01, NS) ali rezultat razlike (F(3,32) = 0.14, NS). Haloperidol je slabo vplival na lokomotorno aktivnost in število fekalnih bolijev (Slika 4). Seznanjeni vzorci t testi so pokazali, da pri odmerkih 0.00, 0.05-, 0.15- ali 0.45 mg / kg na gibanje ni vplival haloperidol (t(8) = −0.26 [NS], t(8) = 0.28, [NS], t(8) = 0.26 [NS] in t(8) = 1.21 [NS]). Izmerek fekalnega bolija se je povečal pri odmerku 0.45 mg / kg (t(8) = −2.67, P <.05), vendar ne pri odmerkih 0.00-, 0.05- ali 0.15 mg / kg (t(8) = −1.10 [NS], t(8) = −0.59 [NS] in t(8) = –1.74 [NS]).
Eksperiment 4: Ali antagonizem dopaminskih receptorjev vpliva na privlačnost VS pri mladičih hrčkih?
Antagonizem dopaminskih receptorjev je vplival na privlačnost VS odvisno od odmerka (Slika 5). Pri ponovljeni analizi meritev so opazili pomemben učinek odmerka na oceno privlačnosti s korekcijo Greenhouse-Geisserja, F(1.42,11.38) = 9.802, P <.01, tako kot pri nadaljnjem ukrepanju t testi, ocene vozil so se bistveno razlikovali od ocen odmerkov 0.05-, 0.15- in 0.45 mg / kg (t(8) = −4.74, −3.46 in −3.80, vse P <.01). Vendar pa testa 1 vzorca, ki primerjajo ocene razlike z naključnimi preferencami med diapozitivi (nič), kažejo, da je bila privlačnost za VS še vedno nedotaknjena v skupini z 0.15 mg / kg, tako kot v skupini vozil: 0.00- in 0.15- Rezultati privlačnosti odmerka mg / kg so se bistveno razlikovali od naključnosti (t(8) = 4.22, P <.01 in t(8) = 2.81, P <05), medtem ko se rezultati odmerkov 0.05 in 0.45 mg / kg niso razlikovali od naključja (t(8) = 1.72 in –0.11, oba NS). Pri ponovljenih ukrepih ANOVA niso ugotovili učinkov odmerka na število prehodov črte.F(3,24) = 0.11, NS), podatki niso prikazani. Tako je haloperidol v nekaterih odmerkih znatno zmanjšal privlačnost za VS.
Fiziološki ukrepi
Fiziološki ukrepi so prikazani v Tabela 1 in potrjujejo učinkovitost testosteronskih kapsul pri povečanju krožečega testosterona v obeh starosti. Skupine iste starosti se niso razlikovale po telesni teži.
Razprava
Te študije kažejo, da je zaznavanje kemosenzoričnega dražljaja za vrsto kot koristno odvisno od testosterona in vključuje aktivacijo dopaminskih receptorjev. Konkretno smo ugotovili, da dolgoročni hrčki za odrasle moške GDX ne tvorijo CPP proti VS, medtem ko zdravljenje mladoletnic s testosteronom zadostuje, da jim omogoči oblikovanje CPP proti VS. Poleg tega je haloperidol primarnega antagonista receptorja D2 preprečil izražanje CPP v VS pri mladoletnih hrčkih, zdravljenih s testosteronom. Iz teh ugotovitev sklepamo, da je mladostniško zorenje obdelave družbenih informacij rezultat pubertalnega povečanja krožečega testosterona, ki s še neznanimi vplivi na dopaminergična vezja povzroči, da ženske kemosenzorične dražljaje in okolja, povezana s temi dražljaji, dojemajo kot koristne.
Testosteron in socialna nagrada
Glede na nujnost testosterona v nagradi VS v odrasli dobi in zmožnost testosterona, da spodbuja nagrado VS pri mladoletnih živalih, predvidevamo, da je 1) odrasli podobni nagrajevalni odzivi na VS običajno nastanejo zaradi pubertalnega povečanja kroženja testosterona in 2 ) za nagrado VS niso potrebni nobeni drugi hormonsko odvisni ali neodvisni mladostniški razvojni procesi. Dejansko organizacijski učinki testosterona med puberteto niso potrebni za nagrado VS, saj živali, ki so med puberteto prikrajšane za gonadne hormone in jih v odrasli dobi zdravijo s testosteronom, kažejo močan CPP na VS (35). Aktivacijski učinki testosterona v VS CPP zrcalijo tiste, ki so jih opazili v študijah privlačnosti za VS pri mladoletnikih in odraslih ter vedenja spolnega odziva, ki se običajno odraščajo v mladostništvu (5, 9, 44). Čeprav mehanizem, s katerim testosteron olajša odzive na VS, ni bil natančno opredeljen, predlagamo, da spodbuja dopaminergični ton z aktivacijo D2 receptorjev.
Dopamin in socialna nagrada
Naša raziskava kaže vlogo aktivacije D2 receptorjev v nagrajevalni interpretaciji VS, saj je primarni antagonist receptorja haloperidola D2 blokiral CPP v VS. Ta blokada je posledica zmanjšanja privlačnih in koristnih lastnosti VS, kar dokazuje test brezpogojne privlačnosti. Čeprav bi te učinke teoretično lahko pripisali zmanjšanju olfaktornih sposobnosti, ki jih povzroči haloperidol (45), Se je že pokazalo, da aktiviranje receptorjev D2 zmanjšuje občutljivost in diskriminacijo želodca (46-48). Poleg tega so v pilotnih študijah hrčki, ki so bili izpostavljeni celo najvišjemu odmerku haloperidola, še vedno zlahka zaznali prehranske vonjave (49). Še več, blokade CPP ni mogoče pripisati averzivnim lastnostim haloperidola, zaradi katerih se je žival izognila oddelku CPP, povezanim s haloperidolom, ker je poskus 3 pokazal, da nižji odmerki haloperidola, 2 in 0.05 mg / kg 0.15 niso bili proti. Poleg tega haloperidol ni vplival na gibanje in vplival na fekalni boli le pri najvišjem odmerku. Ker se fekalni boli klasično uporablja kot pokazatelj tesnobe in averzije (50), te ugotovitve so vzporedne s tvorbo CPA do najvišjega odmerka haloperidola, čeprav je ena ugotovitev, da aktivacija D2 receptorja zavira gibanje črevesja v črevesnem živčnem sistemu (51). Skupaj ni verjetno, da bi haloperidol motil senzorično odkrivanje VS ali da je sam po sebi manjši odmerek, uporabljen v tej študiji; zato sklepamo, da je za zaznavanje VS potrebno, da se VS zazna kot aktivacijo, aktiviranje D2 receptorjev.
Prej je bil dopamin vpleten v več vidikov spolnega vedenja, vključno z anticipativnim ali apetitnim vedenjem (52), kopulacijsko ali konzumacijsko vedenje (53) in okrepljene odzive na spolno interakcijo (23). Poleg tega je dopaminergično delovanje na receptorjih D2 verjetno pomembno za povezovanje socialno-spolnih dražljajev z okoljskimi ali drugimi znaki. Sistemski nizki odmerki nespecifičnega dopaminskega antagonista blokirajo pogojeno prednost mate pri samicah podgan (54), in agonist D2 med sožitjem z dišečim istospolnim partnerjem povzroči istospolno partnerstvo za moške podgane podobno kot pri samcih podgan (55). Delo pri monogamnih prerijskih volovcih nadalje podpira pomen D2 receptorja pri povezovanju spolnega nagrajevanja z dražljaji ali posamezniki, saj sistemske injekcije D2a, ne pa D1, receptorskega agonista in antagonista, olajšajo in motijo prednost partnerjev pri moških volih (56). Sedanja študija podpira vlogo aktivacije D2 receptorjev pri krepitvi odzivov na brezpogojne socialne znake pri spolno naivnih živalih in primerja učinke haloperidola pri zmanjševanju motivacije za primarne ženske vizualne, slušne in kemosenzorične znake pri spolno naivnih samcih podgan (57).
Ker smo ugotovili, da so več dopaminsko občutljivih regij možganov, vključno z amigdalo, MPOA in Acb, vključene v vedenjske odzive na VS (7, 18), je bila sistemska intervencija uporabljena za antagonizacijo receptorjev dopamina na več domnevnih mestih delovanja. Čeprav mesta (-ov) delovanja dopamina ni mogoče določiti iz te študije, obstaja več verjetnih kandidatov. Agonisti in antagonisti dopamina v MPOA olajšajo in zmanjšajo učinkovitost spolnega vedenja pri samcih in samicah podgan (58-61). Poleg tega je MPOA vpletena v predhodno spolno vedenje in ženske preference (62, 63). Zdi se, da mezolimbični sistem ni vključen v izvajanje obnašanja kopulatorjev, razen pri splošnih motoričnih sposobnostih (63, 64). Vendar pa je dopaminergično delovanje zdravila Acb lahko vključeno v predhodno spolno vedenje, kot je povečana lokomotorna aktivnost in erekcije kot odziv na ženske znake, neodvisno od motoričnih učinkov (62, 65). Poleg tega je Acb pomemben pri povezovanju v parih in pri povezovanju mate-cue, kar dokazuje delo v volah (66, 67). Tako je lahko delovanje dopamina v MPOA, Acb ali obeh regijah pomembno za CPP za VS.
Testosteronska modulacija dopaminergičnih sistemov
Prejšnje raziskave kažejo na spremembe v dopaminu, povezane s puberteto, transporterje, receptorje in sinaptične odzive v Acb (68-73). Ali so te spremembe odvisne od pubertetskega zvišanja testosterona, niso proučevali, z izjemno izjemo, da se adolescentni vzorec začetne prekomerne proizvodnje in nadaljnje obrezovanje receptorjev D1 in D2 v Acb podgane pojavita neodvisno od prisotnosti ali odsotnosti gonadnih hormonov (74). Čeprav so bile razvojne spremembe MPOA dopamina dobro raziskane pri ženskah glodalcev (75), manj je znanih o adolescentskih spremembah dopaminergičnega tona pri moških MPOA. Vendar pa je hormonska občutljivost odraslega zdravila MPOA dobro uveljavljena. Več študij je pokazalo, da dolgoročna gonadektomija (2-8 wk) povzroči povečanje števila dopaminergičnih tonov v MPOA, vključno z vsebnostjo tkiva in sproščanjem dopamina, povzročenim z amfetaminom, vendar zmanjšanje izvenceličnega dopamina pri podganah v mirovanju (27, 76-79). Pomembno je, da MPOA dopaminergični odzivi na ženske dražljaje pri odraslih samcih podganh podobno moduliramo s testosteronom (11, 28). Čeprav so učinki kastracije v ventralnem striatumu manj dosledni od tistih v MPOA, gonadektomija 28 d običajno zmanjša koncentracije dopamina in DOPAC v tkivu Acb (27, 80, 81). Zato je verjetno, da normativno povečanje kroženja testosterona med adolescenco spodbuja dopaminergično sproščanje kot odziv na VS, v MPOA, Acb ali oboje in s tem spodbuja VS nagrado. Vendar pa je bilo veliko teh študij izvedenih pri odraslih živalih, zato je potrebno več dela za potrditev te hipoteze pri razvoju možganov, ker so lahko učinki izpostavljenosti testosterona pri mladičih različni od tistih pri odraslih (34).
Te študije skupaj prikazujejo pomen testosterona in dopamina pri nagrajevanju odzivov na brezpogojne družbene spodbude. Oba testosterona in dopaminskih sistemov dozorevata v adolescenci, ko se običajno pridobi nagrajena kakovost VS. Opozoriti je treba, da bi lahko dopaminergični krog pri mladih živalih deloval kot posrednik za CPP pri VS, vendar je za nagrado VS potrebno tudi, da je aktivacija nekaterih drugih nevronskih vezij odvisna od testosterona. Vendar pa je glede na podporne dokaze najbolj neprijetna razlaga, da zdravljenje testosterona pri nedoraslih živalih posnema normativno povišanje v pubertetnem testosteronu, kar pa vpliva na dopaminergični sistem, ki omogoča nagrado VS.
Priznanja
Avtorji se zahvaljujejo Jane Venier, Andrewu Kneynsbergu, Elaine Sinclair, Susie Sonnenschein, Joshua Paaseweju, Jennifer Lampen in Shannon O'Connell za njihovo veliko urno pomoč pri CPP. Poleg tega avtorji cenijo koristne povratne informacije o eksperimentalnem oblikovanju in pisanju Kayle De Lorme in Maggie Mohr.
To delo so podprli nacionalni inštituti za zdravstveno varstvo R01-MH068764 (do CS), T32-MH070343 (do MB) in T32-NS44928 (do MB).
Razkritje Povzetek: Avtorji nimajo ničesar razkriti.
Opombe
Okrajšave:
- Acb
- nucleus accumbens
- CPA
- izogibanje pogojem
- CPP
- želeno mesto
- Gdx
- gonadektomijo
- MPOA
- medialno preoptično območje
- VS
- vaginalni izločki.
Reference