Neuroscience. 2010 augusti 11; 169(1): 182-194. Publicerad online 2010 May 7. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2010.04.056
Friedbert Weiss,Loren H. Parsons,Gery Schulteis,Petri Hyytiä,Marge T. Lorang,Floyd E. BloomochGeorge F. Koob
+ Författaranslutningar
Abstrakt
Basal framhjärnans dopamin (DA) och 5-HT-neurotransmission har varit inblandad i förmedlingen av de akuta förstärkande effekterna av etanol. Neuroadaptationsteorier förutsäger att kompenserande förändringar i neurokemiska system som aktiveras av alkohol akut kan ligga till grund för abstinenssymptom efter kronisk administrering. För att testa denna hypotes övervakades frisättningen av DA och 5-HT genom mikrodialys i kärnan hos beroende Wistar-hanråttor i slutet av en 3–5 veckors etanol (8.7% vikt / volym) flytande dietregime under 8 timmar av tillbakadragande och under förnyad tillgänglighet av etanol som involverar (1) möjligheten att operativt självadministrera etanol (10% vikt / volym) under 60 minuter, följt av (2) obegränsad tillgång till etanol-flytande diet. Resultaten jämfördes med kontrollgrupper som parades med etanolfri flytande diet och utbildades för att själv administrera antingen etanol eller vatten. Hos oberoende råttor ökade operant etanol självadministrering både DA- och 5-HT-frisättning i NAC. Uttag från den kroniska etanoldieten gav en progressiv undertryckning vid frisättningen av dessa sändare under 8-timmars uttagsperiod. Självadministrering av etanol återinfördes och upprätthöll DA-frisättning vid fördröjningsnivåer men misslyckades med att helt återställa 5-HT-utflödet. 5-HT-nivåer återhämtade sig dock snabbt inom 1 timme efter återexponering för etanolvätskefoder. Dessa fynd tyder på att underskott i frisläppande av monoamin kan bidra till de negativa affektiva konsekvenserna av etanolavdrag och därigenom motivera etanolsökande beteende hos beroende personer.
Beskrivning
Alkoholmissbruk och beroende av deras medicinska och sociala patologier är fortfarande de största missbruksproblemen i USA och i världen (Nelson och Stussman, 1994;Greenfield och Weisner, 1995; Ris och Harris, 1995). Alkohol har anxiolytiska och euforeniska åtgärder, och dessa egenskaper anses ha bidragit till alkoholens akuta förstärkande effekter som kan leda till fortsatt användning och slutligen allvarligt missbruk och beroende av mottagliga individer. Betydande framsteg har gjorts de senaste åren med avseende på identifiering av neurotransmittor och receptorsystem som deltar i förmedling av etanols akuta förstärkande effekter (för översyn, se Gianoulakis, 1989; Hoffman et al., 1990; Samson, 1992; Säljare m.fl., 1992; Froehlich och Li, 1993; Jakt, 1993; Grant, 1994; Tabakoff och Hoffman, 1996; Mihic och Harris, 1995).
Bland de många neurotransmittorsystem som är inblandade i alkoholens farmakologiska effekter har dopamin (DA) och 5-HT fått särskild uppmärksamhet på grund av deras förmodade roll i de motivativa effekterna av etanol (Cloninger, 1987; McBride et al., 1991;Engel et al., 1992; Samson, 1992; Säljare m.fl., 1992). I fallet med DA, övertygande elektrofysiologiska (Gessa et al., 1985; Brodie et al., 1990), neurokemiska (Imperato och DiChiara, 1986; Wozniak et al., 1991; Yoshimoto et al., 1991; Engel et al., 1992) och beteende (Imperato och DiChiara, 1986; Waller et al., 1986) bevis visar att beteendemässigt relevanta doser etanol aktiverar den mesolimbiska DA-belöningsbanan. Direkt bevis på en roll för DA i etanolbelöning kommer från funn som operativt självadministrerad etanol stimulerar DA-frisättning i NAC (Weiss et al., 1993), kommer de råttorna att själv administrera etanol direkt i den ventrala tegmentala cellkroppsregionen av meso-accumbens DA-belöningsbanan (Gatto et al., 1994) och den operant som svarar för etanol modifieras av farmakologiska medel som interagerar med DA-neurotransmission (McBride et al., 1990;Samson et al., 1991; Hodge et al., 1993; Rassnick et al., 1993). Slutligen har alkoholpreferensen i genetiska modeller av alkoholism kopplats till reducerat DA-innehåll i NAC (Murphy et al., 1982; Murphy et al., 1987; Gongwer et al., 1989) samt ökad känslighet för DA-frigöringsförstärkande och lokomotoriska aktiverande effekter av etanol (Waller et al., 1986; Cloninger, 1987; Fadda et al., 1989; Engel et al., 1992; Weiss et al., 1993).
Rikta bevis finns för att engagera 5-HT i etanol-sökande beteende också. Etanol ökar dosen beroende av 5-HT-frisättning i NAC (Yoshimoto et al., 1992), medan farmakologiska behandlingar som ökar synaptisk tillgänglighet av 5-HT eller direkt aktivering av 5-HT-överföring av receptoragonister undertrycker frivilligt etanolintag hos djur (för översyn, se Säljare m.fl., 1992; LeMarquand et al., 1994) och kan minska alkoholkonsumtionen hos människor (Naranjo et al., 1984, 1987, 1989, 1990; Gorelick, 1989; Monti och Alterwain, 1991). En serotonergisk roll vid missbruk av etanol stöds även av upptäckta brister i förekomstens 5-HT-innehåll, minskat 5-HT-innervering eller uppreglering av 5-HT1A-receptorer i genetiskt utvalda alkoholpreferenta gnagarlinjer (Murphy et al., 1982, 1987;Yoshimoto et al., 1985; Yoshimoto och Komura, 1987; Gongwer et al., 1989; McBride et al., 1990, 1994). Slutligen beror de subjektiva effekterna av etanol åtminstone delvis på 5-HT-neurotransmission eftersom agonister av 5-HT1A-receptorn ersätter (Tecken och Schechter, 1988; Grant och Colombo, 1993; Krystal et al., 1994), medan 5-HT3-antagonister blockerar de diskriminerande stimulansegenskaperna hos etanol (Grant och Barrett, 1991).
Hittills har den stora majoriteten av studierna på den neurofarmakologiska grunden för etanolhävd förstärkning utförts i oavhängiga djur. Men förståelse för mekanismerna som upprätthåller etanolmissbruk kräver också inblick i den biologiska grunden för etanolhärdad förstärkning i beroende ämnen. Det har föreslagits att utveckling av beroende beror på anpassningar på cellulär eller molekylär nivå som motsätter sig de farmakologiska verkningarna av missbruksämnen och därmed leder till uppkomsten av abstinenssymptom som kan motivera fortsatt konsumtion av läkemedlet (Koob och Bloom, 1988). Med tanke på tidigare bevis på att etanol stimulerar frisättningen av både DA och 5-HT i NAC (Imperato och DiChiara, 1986; Wozniak et al., 1991; Yoshimoto et al., 1992; Weiss et al., 1993), skulle denna hypotes förutspå en brist i frisättningen av dessa neurotransmittorer under etanoluttagning. I förlängning skulle denna hypotes också förutsäga en reversering av uttagsinducerade neurokemiska brister efter förnyad exponering för etanol. För att testa denna hypotes undersökte de föreliggande experimenten effekterna av kronisk etanolexponering och etanoluttag vid frisättning av DA och 5-HT i NAC med användning av intracerebral mikrodialys samt rollen av ackumulerande monoaminfrigöring i etanolhävd förstärkning i beroende råttor.
MATERIAL OCH METODER
Ämnen
Manliga Wistar-råttor (Charles River) som vägde mellan 400-600 gm vid tidpunkten för testning användes. Råttorna hölls i grupper om två eller tre i en kontrollerad vivarium med fuktighet och temperatur (22 ° C) i en 12 / 12 hr ljus / mörk cykel (på 05: 00, utanför 17: 00) med ad libitumåtkomst till mat och vatten. Alla förfaranden genomfördes i strikt överensstämmelse med National Institutes of Health Guide för vård och användning av laboratoriedjur.
Åtgärdstestningsapparat
Ethanol självadministrationsutbildning och mikrodialysprovning utfördes i standardoperativa kamrar (Coulbourn Instruments, Allentown, PA) modifierad såsom beskrivits tidigare (Weiss et al., 1993) för att möjliggöra samtidig presentation av två olika vätskeförstärkare och för att rymma komponenter i mikrodialysperfusionssystemet. Kortfattat var de operativa kamrarna utrustade med två infällbara spakar. Svar på lämplig operandum resulterade i presentation av antingen 0.1 ml etanollösning eller vatten i en av två behållare (volymkapacitet 0.15 ml) placerad 4 cm ovanför gallret och mellan spakarna i mitten av frontplattan i operatörskammaren. Operatorkamrarna lokaliserades i ett laboratoriumsprocedurrum fäst vid vivarium och var inneslutna i ljuddämpade, ventilerade miljöskåp (Coulbourn Instruments, Allentown, PA). Vätsketillförsel och beteendeinspelning styrdes av mikrodator.
Ethanol självförvaltningsträning
Råttor utbildades för att själv administrera etanol eller vattenpost i en operativ uppgift med två hävstångsoperationer med användning av en modifierad (Weiss och Koob, 1991) färglösning med sötlösning (Samson, 1986). Råttor placerades initialt på ett 22 timmars vattenberövningsschema (begränsat till två dagar i följd) och tränades i dagliga 30 minuters sessioner för att svara på någon av två spakar för en 0.2% (vikt / volym) sackarinlösning enligt ett schema för kontinuerlig förstärkning. Efter framgångsrikt förvärv av operatörssvar, gjordes vatten tillgängligt igen ad libitum i hemmaburen. För de kommande 6 dagarna resulterade svar på en enda tillgänglig spak i avgivning av en 0.1 ml etanol (5%) / sackarin (0.2%) lösning. Djuren utbildades därefter enligt ett schema samtidigt där varje tryckning vid en spak resulterade i tillförsel av etanol / sackarinlösningen medan svar vid den andra spaken resulterade i presentation av vatten i samma volym (0.1 ml). Under efterföljande träning höjdes etanolkoncentrationerna gradvis till 10% (vikt / volym) medan koncentrationen av sackarin sakta minskade, följt av fullständig eliminering av sötningsmedlet från drickslösningen. Efter avslutad detta blekningsfas som varade i 19 dagar fortsatte självadministrationssessionerna i ytterligare 16–21 dagar tills stabila nivåer av etanolintag (10% vikt / volym) observerades. All fritt valsträning och testning genomfördes utan mat eller vätskebegränsningar.
För att kontrollera effekterna av enkel exponering för operantboxen på frisättning av neurotransmittorer, bereddes också etanolnaiva råttor som var vana vid testmiljön. För att tillhandahålla operanthistorier som är jämförbara med de för etanol-självadministrerande råttor placerades dessa kontrolldjur initialt också på ett 22 timmars vätskerestriktionsschema (begränsat till två på varandra följande dagar), men utbildades för att bara trycka på för vatten. Efter förvärv av operant som svarade gjordes vatten tillgängligt igen i hemmaburen, men råttorna fortsatte att få dagligen 30 minuters tillgång till vatten i självadministrationskamrarna. Överensstämmer med tidigare resultat (Weiss et al., 1993) upphörde dessa djur att reagera på vatten vid märkbara hastigheter utan ytterligare deprivering, vilket således ger en lämplig "icke-motiverad" kontrollgrupp.
Stereotaxisk kirurgi
När väl stabila nivåer av etanol självadministrering erhölls, implanterades råttorna stereotaxiskt för vaken mikrodialys med en kronisk bostadskanyl av rostfritt stål riktad mot NAC under halotan (1.0-1.5%) anestesi. Styrkanylerna (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA) sänktes ensidigt till 2.0 mm över dialysställets ryggkant och fästes med rostfria stålskallskruvar och tandcement. Med hänvisning till bregma var koordinaterna främre +1.3, mediala ± 1.6 och ventrala −4.2 enligt atlas av (Paxinos och Watson, 1986). Med hjälp av mikrodialysprober med 2.0 mm aktiva membranspetsar (utskjutande bortom styrkanylen) var dialysställena belägna mellan ventrala koordinater -6.2 och -8.2.
Induktion av etanolberoende: flytande dieter
Från och med 4 d efter operationen verifierades återhämtningen av svaret på etanol genom att återuppta dagliga 30 minuters etanol-självadministrationssessioner. När stabila intagsnivåer återigen observerades gjordes råttor beroende av etanol med användning av den flytande dietmetoden (Lochry och Riley, 1980). Detaljer om det flytande kostförfarandet anpassat i detta laboratorium har tidigare rapporterats (Rassnick et al., 1992). Kortfattat framställdes etanoldiet friskt dagligen (9: 00 AM) genom att komplettera chokladfragmenterad Sustacal, en näringsrikt komplett flytande mat (Mead Johnson, Inc.) med etanol (10% vikt / volym), ett vitamin / mineralblandning (ICN-näringskemikalier) och vatten för att skapa en etanolhaltig flytande diet (00% vikt / volym) som ger ungefär 95% etanolhärledda kalorier (Lochry och Riley, 1980). Denna procedur har typiskt producerat blodetanolkoncentrationer (BAC) som sträcker sig från 80 till 180 mg% i liknande, tidigare arbete i vårt laboratorium (Merlo Pich et al., 1995; Schulteis et al., 1996). Kontrollrotter mottog en equicalorisk icke-etanolhaltig diet innehållande sackaros. För att hålla kaloriintag och kroppsvikt hos råttor som upprätthölls på kontrolldiet lika med de för etanolexponerade råttor, användes en parningsprocess, varigenom djur som fick etanoldiet fick obegränsad tillgång, medan kontrolldiet gavs i begränsade mängder varje dag ( för detaljer, se Schulteis et al., 1996).
Intrakraniell mikrodialys
Perfusionssystem. Ett tidigare beskrivet perfusionssystem (Weiss et al., 1993) modifierad för att tillgodose metoderna förParsons och Justice (1992) var använd. Kortfattat bestod dialysinlopps- och utloppsslang av smält kiseldioxid (40 μm id) och skyddades inuti det flexibla fjäderhöljet på en kanylanslutning (C313CS, Plastics One, Roanoke, VA). Dialysinloppsslangen leddes från perfusionspumpen till mikrodialys-sonden via en tvåkanals vätskesvivel (Instech, Plymouth Meeting, PA) placerad ovanför mitten av buren med hjälp av en balanseringsspak. Inloppsslangen anslöts via vätskesviveln till en 1 ml Hamilton-spruta innehållande konstgjord CSF (aCSF) som perfusionsmedium. Perfusionsmediet levererades med en pulslös sprutpump (CMA / 100; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN). Dialysat uppsamlades manuellt i 250 | il mikrofraktionsflaskor. Prover frystes omedelbart på torris och förvarades vid -70 ° C tills de analyserades.
Material och allmänna förfaranden. Intracerebrala styrkanyler och koncentriska mikrodialysprober (ytterdiameter: 300 | im; membranmaterial, regenererad cellulosa; längd, 2 mm) konstruerades som beskrivet av Parsons och Justice (1992). Sonderna perfunderades med aCSF med en hastighet av 0.2 | il / min och sades långsamt in under kort, grund halotananestesi (<5 min) 16 timmar före testets början och dialysatsamling. [Fem djur testades med kommersiellt tillgängliga mikrodialysprober (CMA / 10; Bioanalytical Systems, West Lafayette, IN) perfunderade med en flödeshastighet av 0.5 | il / min. inaktivt perfusionssystem (utan insättning av mikrodialysprober) i hemmaburen i ~ 2 veckor före testning.
Perfusionsmedium. ACSF bestående av 149 mm NaCl, 2.8 mm KCl, 1.2 mm CaCl2, 1.2 mm MgCl2 och 5.4 mm d-glukos (pH 7.2-7.4) användes. Askorbinsyra tillsattes som en antioxidant i en koncentration (0.25 mm) som liknar det som finns i striatal extracellulärt utrymme.
Experimentell design och procedurer
Effekter av kronisk etanolexponering (AFHÄNGD), tillbakadragande och efterföljande operant självadministrering på extracellulära nivåer av DA och 5-HT (som uppmätt med konventionell mikrodialys) jämfördes med två kontrollbetingelser bestående av (1) "etanol-acklimatiserade" råttor med samma historia av etanol-självadministrationsutbildning men inte beroende av etanol (NONDEPENDENT) och (2) nonetanol-exponerade råttor som utbildats för att själv administrera vatten (ETHANOL-NAIVE). För att säkerställa liknande fördelningar av etanolintag i de två etanoleksponerade experimentgrupperna, endast råttor med stabila etanolintag (± 10% under tre på varandra följande dagar i slutet av självadministrationsträning) på minst 0.5 g / kg / 30 min session inkluderades i experimentet. Råttor som uppfyller detta urvalskriterium matchades så mycket som möjligt med utgångspunkt från deras baseline etanolintag innan de tilldelades de oavsiktliga och avhängiga förhållandena. De tre grupperna av råttor bibehölls på etanolen (avhängigt) eller kontrollvätskedieter (NONDEPENDENT och ETHANOL-NAIVE) som den enda källan till näring och vätskor. Exponeringstiden för de flytande dieterna var 3–5 veckor (medelvärde ± SEM-antal dagar: 26.95 ± 2.19) för RYGGANDE och OBEROENDE råttor och 2-3 veckor (16.84 ± 1.65 d) i gruppen ETANOL-NAIVE. Under denna tid genomfördes inga operativa självadministrationssessioner och råttor förblev begränsade till sina hemburar. Övervakning av extracellulära DA- och 5-HT-koncentrationer i NAC genom mikrodialys påbörjades i råttornas hemburar under de sista två timmarna av exponering för etanolvätskedieten (eller motsvarande tidsperiod i oberoende och etanolnaiva råttor) och fortsatte under de efterföljande uttags- och självadministrationsstegen. Etanoluttag fälldes sedan ut genom att ersätta en flytande kontrolldiet med etanolinnehållande diet (40 ml) under 8 timmar. För att utjämna så mycket som möjligt de mängder kontrolldiet som konsumeras av de tre behandlingsgrupperna på testdagen, fick NONDEPENDENT och ETHANOL-NAIVE råttor en begränsad mängd diet till parallellt de mängder diet som konsumeras av avhängiga råttor. Specifikt, mellan tidpunkten för insättning av mikrodialysprober (på natten före experimentet) och början av "tillbakadragningsfasen" fick oavhängiga och ETHANOL-NAIVE-råttor 70 ml kontrolldiet, vilket motsvarar den genomsnittliga mängden konsumerad etanoldiet. av DE OBEROENDA råttorna. I början av uttagsfasen fick grupperna ETHANOL-NAIVE och OBEROENDE ytterligare 40 ml kontrolldiet motsvarande mängden som gavs till OBEROENDE råttor. Alla råttor hade konsumerat det mesta av kontrolldieten vid slutet av uttagningsfasen, och inga skillnader i mängderna av kosten som konsumeras var uppenbara bland grupper. Efter 4–6 timmars uttagning överfördes råttorna i sina hemburar från vivarium till laboratorierummet som innehöll självadministrationsstationerna där de stannade kvar i sina hemburar fram till 8 timmar efter etanol. Hunter et al., 1974; Rassnick et al., 1992; Schulteis et al., 1996). Vid denna tidpunkt placerades djuren i de operativa kamrarna och fick möjlighet att självadministrera 10% (vikt / volym) etanol (OBEROENDE och OBEROENDE) eller vatten (ETANOL-NAIV) under 60 minuter. Trettio minuter efter slutet av självadministrationssessionen återlämnades råttorna till sina hemburar där de fick obegränsad tillgång till sina respektive dieter. Testerna utfördes vid samma tid på dagen (6:00 till 10:00) i alla råttor. Under hela experimentet samlades dialysat in med 20 minuters intervall förutom under operativ etanol-självadministrering när provtagning utfördes med intervaller på 10 minuter.
HPLC-monoaminanalyser
DA- och 5-HT-dialysatkoncentrationer bestämdes samtidigt i varje prov med mikroborr omvänd-fas HPLC. Dialysat injicerades på en 5 μm ODS-2-kolonn (0.5 × 100 mm; förpackad i huset) via en VALCO-högtrycksventil utrustad med en 1.0 pl intern provslinga. Den mobila fasen bestod av en citronsyra (0.02 m) / natriumfosfat (monobasisk, 0.04 mbuffert innehållande 0.82 mm 1-dekansulfonsyra som ett jonparande reagens, 4.9 mm trietylamin, 0.2 mm Na2EDTA och 19% metanol (skenbart pH 5.4). Mobil fas pumpades genom kolonnen med en ISCO (modell 500) HPLC-sprutpump med en hastighet av 16 | il / min. Analyter detekterades elektrokemiskt med användning av en EG&G Princeton Applied Research [(PARC) modell 400] amperometrisk styrenhet, en glasartad kolarbetselektrod (PARC, modell MP 1304) och Ag / AgCl-referenselektrod (BAS, modell RE1). Den använda potentialen var 700 mV (vs Ag / AgCl). Detektionsgränser definierade av en signal: brusförhållande> 2 var 0.5 nm för både DA och 5-HT.
Bestämning av blodalkohol
BACs uppmättes en gång i varje råtta 3-4 d efter postexperimentell reexponering till etanoldiet. BAC bestämdesefter slutförandet av experimenten endast på grund av möjligheten att införa artefakter på frisättning av neurotransmittorer genom blodprovtagningsprocedurer under mikrodialystestning. Ett prov på 0.1 ml blod erhölls med svansblödningsmetoden mellan 12:00 och 2:00 Blod samlades in i förseglade Eppendorf-flaskor innehållande 4 | il heparin (1000 USp enheter / ml) som ett antikoagulerande medel och centrifugerades vid 3200 rpm . Serumet extraherades med triklorättiksyra och analyserades med avseende på etanolinnehåll med användning av NAD-NADH-enzymets spektrofotometriska metod (Sigma, St. Louis, MO).
Histologi
Mikrodialysställen undersöktes histologiskt efter avslutad experiment. Hjärnor avlägsnades efter avlivning med 5% halotan och lagrades i 10% formaldehyd. Sondplaceringar inom NAC verifierades därefter från 50 | im frysta, kresylviolet-färgade sektioner. I alla undersökta fall var minst 80% av den aktiva delen av dialysmembranet belägen inom de anatomiska gränserna för NAC (Fig. 1).
Anatomisk lokalisering av mikrodialysproberna.Vertikala märken representerar de "aktiva" regionerna i dialysmembranen. Alla sondplaceringar fördelades mellan 1.20 och 2.20 mm främre och 0.80-1.80 mm lateralt till bregma.
Dataanalys
Skillnader i dialysat-neurotransmittorkoncentrationer mellan de OBEROENDE, OAVHÄNGANDE och ETANOL-NAIV-grupperna analyserades med blandade faktoriella (Groups × Sampling Intervals) ANOVAs med användning av separata analyser för DA och 5-HT. Dialysatfraktioner som samlats in under den operativa självadministreringsfasen analyserades med avseende på skillnader i monoaminkoncentrationer i förhållande till de tre sista proverna av tillbakadragningsperioden, och med avseende på "procent av baslinje" -förändringar från genomsnittliga DA- och 5-HT-koncentrationer under den sista timmen för uttag . Efter bekräftelse av signifikanta huvudeffekter eller interaktioner i de totala ANOVA: erna bestämdes skillnaderna mellan individuella medel med Simple Effects ANOVA och Duncans Multiple Range post hoc-test. Data om självadministrering av etanol från DEPENDENT och OBEROENDE råttor analyserades med avseende på skillnader i etanolintag av tvåsidiga studenterst testet.
RESULTAT
Ethanol självadministration och beteendeobservationer
Operant självhanteringsträning
Fyrtio-tre råttor utsattes för sackarinfading-etanol-självadministrationsutbildningsförfarandet. Som i tidigare arbete (Weiss et al., 1990; Weiss et al., 1993), utvecklade majoriteten av djuren stabila hastigheter av självhaltig etanol med dagliga intag som var tillräckliga för att producera farmakologiskt relevanta BAC. Råttor som misslyckades med att utveckla antingen signifikant eller pålitligt dagligt etanolintag (n = 11) uteslöts från vidareutbildning och testning. Medel ± SEM 30 min etanolförbrukning vid slutet av självadministrationsträningen var 0.72 ± 0.10 g / kg hos råttor som därefter tilldelades DEPENDENT (n = 11) tillstånd och 0.68 ± 0.05 g / kg hos råttor som tilldelats OBEROENDE (n = 10) grupp. Förbrukningen av vatten var varierande men förblev i genomsnitt under 40% av etanolintaget. Alla råttor av ETHANOL-NAIVE (n = 11) kontrollgruppen fick framgångsrikt att svara för vatten men slutade svara i frånvaro av fortsatt vattenbrist under baslinjen.
Flytande föda
Den dagliga vätskekonsumtionen i början av den flytande dietregimen varierade från cirka 70 till 80 ml / dag, vilket motsvarar dagliga etanoldoser på 6.1–7.0 g. Dietintaget ökade under 3–5 veckors behandlingsperiod till 100–120 ml / dag (motsvarande 8.7–10.4 g etanol). Medelvärde ± SEM-alkoholkoncentrationer i blodet dag 3 eller 4 efter återexponering för etanoldieten, mätt mellan 2 och 3 timmar efter påfyllning av dricksflaskor med färsk flytande diet var 98.0 ± 21.7 mg%. Inga signifikanta skillnader i medelvärden ± SEM-kroppsvikt noterades vid slutet av exponeringen för de flytande dieterna bland DEPENDENT (549.9 ± 20.4 g), parmatade OBEROENDE (503.8 ± 5.4 g) och kontrolldiet-parmatade ETHANOL-NAIVE (463.5 ± 32.3 g) grupper (F (2,29) = 3.37; NS).
Etanoluttagning
Behavioral observation efter avlägsnande av etanoldiet bekräftade närvaron av ett lindrigt avdragssyndrom liknande det som beskrivits i annat arbete med användning av liknande flytande dietprocedurer för att inducera etanolberoende (Hunter et al., 1974; Merlo Pich et al., 1995; Schulteis et al., 1996). Även om inga specifika kvantitativa åtgärder användes, var tecken på uttag som observerades inkluderande hyperreaktivitet, tillfällig tremor eller svaghet i svansen.
Effekter av kronisk etanol på basala neurotransmittornivåer
Även om DA och 5-HT övervakades samtidigt i samma djur, kvarstod i vissa fall basala nivåer för en eller båda analyterna under detektionsgränserna. Följaktligen var data för DA inte tillgängliga för två råttor i var och en av de Oavhängiga, Oavsiktliga och ETHANOL-NAIVE-grupperna, medan 5-HT-data inte fanns tillgängliga för tre avhängiga, två icke-avhängiga och tre etanol-naiva djur. De resulterande provstorlekarna var n = 9/8 (DA / 5-HT) i DEPENDENT, n = 8/8 (DA / 5-HT) i OBEROENDE, ochn = 9/8 (DA / 5-HT) i ETHANOL-NAIVE-grupperna.
Medelvärdena ± SEM basala dialysat neurotransmittorkoncentrationer mätt under de sista 2 timmarna av exponering för kontrollvätskedieten i ETHANOL-NAIVE-råttor var 3.45 ± 0.64 nm för DA och 1.15 ± 0.22 nm för 5-HT. Jämfört med ETHANOL-NAIVE-kontrollgruppen var basala dialysat-DA-nivåer i stort sett oförändrade i OBEROENDE råttor med värden 3.90 ± 0.68 nm. Däremot höjdes dialysat 5-HT-koncentrationer markant hos dessa djur till 1.78 ± 0.28 nm (se fig. 3). Statistisk analys bekräftade att 5-HT-efflux i DEPENDENT-råttor var signifikant högre än i ETHANOL-NAIVE (p <0.05) och OBEROENDE (p <0.05) djur (Duncans efter ANOVA:F (2,21) = 3.98; p <0.03).
Dopamin (topp) och serotonin (botten) utflödet under den sista timmen med exponering för etanol flytande diet (OBEROENDE) eller likvärdig kontrolldiet (OBEROENDE och ETANOLNAV) och en efterföljande 8 timmars återkallningsperiod. Data presenteras som medelvärde ± SEM-procent av basvärden över uppsättningar av tre på varandra följande 20 min prover samlade med 2 timmars intervall [*p <0.01; skiljer sig från basala (tid 0) nivåer]. inläggningar, Medelvärde ± SEM DA (topp) och 5-HT (botten) dialysatkoncentrationer i avhängiga, icke-beroende och etanololiga råttor. Koncentrationsdata motsvarar utgångspunkterna för fördröjd baslinje (tid 0) och 7-8 hr från procent av baslinjedata ovan. Etanoluttaget associerades med en signifikant minskning av dialysatnivåerna av både DA och 5-HT [*F (1,23) = 23.02, p <0.001; **F (1,21) = 13.46, p <0.0001. Skiljer sig från respektive beroende av baslinje (BSL) före uttagning; enkla effekter ANOVAs]. Observera också den ihållande höjningen av basal DA-produktion i OAVHÄNGANDE, etanolacklimatiserade råttor [+ p <0.05; skiljer sig från både DEPENDENT och ETHANOL-NAIVE baslinje (BSL)].
Medan det inte fanns några skillnader i basala dialysat-DA-nivåer mellan OBEROENDE OCH ETANOLNAIVA råttor, förhöjdes DA-utflödet väsentligt hos råttor i den OBEROENDE gruppen till 6.21 ± 0.72 nm (F (2,23) = 4.76;p <0.02). Dialysat DA-nivåer i denna grupp var signifikant högre än i båda DEPENDENT (p <0.05) och ETHANOL-NAIVE (p <0.05) råttor. Inga skillnader från ETHANOL-NAIVE-kontroller hittades i den genomsnittliga ± SEM-basala 5-HT-koncentrationen av OBEROENDE råttor, vilket var 0.97 ± 0.11 nm (Fikon. 2).
★★★★, Medelvärde ± SEM-dialysatdopaminkoncentrationer övervakas av mikrodialys i kärnan hos DEPENDENT råttor efter exponering för kronisk etanol flytande diet, OBEROENDE men etanol-exponerade råttor och ETHANOL-NAIVE-kontrolldjur. Inga skillnader i basal dopaminproduktion från etanolnaiva råttor observerades hos beroende råttor. Basal dopaminfrisättning var emellertid väsentligt förhöjd hos oberoende råttor som hade fått begränsad tillgångsexponering för etanol under självadministrationsträning (*p <0.05; skiljer sig från ETHANOL-NAIVE och OBEROENDE grupper). Botten, Dialysera serotoninkoncentrationer i avhängande, icke-beroende, och etanol-naiva råttor. Basal 5-HT-efflux var signifikant förhöjd i etanolberoende råttor (*p <0.05; skiljer sig från etanol-naiva och oberoende råttor).
Återtagningsinducerade förändringar i DA- och 5-HT-nivåer
Etanoluttag var associerat med en progressiv minskning av dialysatnivåerna för både DA och 5-HT under hela tillbakadragningsperioden. Åtta timmar efter etanol minskade medelvärden ± SEM DA-nivåer från 3.9 ± 0.68 nm till 2.31 ± 0.48 nm eller 64.2 ± 8.4% av basalnivåerna före uttag. Ett liknande undertryckande inträffade i 5-HT-utflödet, vilket reducerades från 1.78 ± 0.26 nm till 0.89 ± 0.15 nm eller 55.1 ± 10.6% av koncentrationerna före uttag. Dessa data sammanfattas i figur 3, vilket också illustrerar att DA- och 5-HT-nivåer förblir oförändrade under denna period i ETHANOL-NAIVE och NONDEPENDENT-grupperna. Den uttagande inducerad undertryckningen av neurotransmittorfrisättning bekräftades genom signifikanta interaktioner mellan behandlingsgrupper och provtagningstid för dialysatkoncentrationer (DA:F (8,92) = 5.86; p <0.0001; 5-HT: F (8,84) = 9.02; p <0.00001) och procent av basvärden före uttagning (DA:F (8,92) = 5.93; p <0.0001; 5-HT: F (8,84) = 4.28; p <0.0002). Efterföljande analys av enkla effekter (Sampling Time) bekräftade signifikanta minskningar av dialysatkoncentrationer (DA)F (4,92) = 16.12; p <0.0001; 5-HT: F (4,84) = 23.38; p <0.0001) och procent av baslinjenivåer (DAF (4,92) = 16.03; p <0.0001; 5-HT: F (4,84) = 9.67; p <0.0001) över tiden i DEPENDENT men inte i OAVHÄNDIGA eller ETHANOL-NAIVE-grupperna.
Effekter av etanolens självbehandling på DA och 5-HT-frisättning
Operant självadministration
Medelvärdet ± SEM 60 min volymer och mängder av operativt självadministrerad etanol vid slutet av 8 timmars abstinensperiod var 5.55 ± 0.78 ml eller 0.95 ± 0.14 g / kg i beroende råttor. Etanolintaget i denna grupp översteg kraftigt det hos oberoende råttor i den etanolacklimatiserade, oberoende gruppen, som var 2.90 ± 0.55 ml eller 0.57 ± 0.10 g / kg (fig. 4). Den ökade etanolförbrukningen i avvikelsen över gruppen NONDEPENDENT bekräftades genom statistisk analys (t 19 = 2.25;p <0.05).
Alkoholintag under en 60 minuters operant självadministrationssession i (OBEROENDE, n = 10) och (OBEROENDE, n = 11) råttor mätt 8 timmar efter avlägsnande av etanol eller kontrollvätskefoder. Mängden självadministrerad alkohol under uttagstestet var signifikant större i beroende än hos oberoende råttor (*p <0.05; skiljer sig väsentligt från oberoende råttor, studentens t testa).
I vissa djur var endast en av de två neurotransmittorerna detekterbara vid början av självadministrering. Avhängig gruppen (originaln = 11) inkluderade tre råttor för vilka data på antingen DA eller 5-HT men inte båda analyterna var tillgängliga för statistisk jämförelse. Genomsnittlig alkoholkonsumtion i DA- och 5-HT-"grupper" som härrör från "asymmetri" i detekterbarheten hos de två sändarna var identisk under en timmes session (DA: 1 ± 0.93 g / kg; 0.44-HT: 5 ± 0.95 gram / kg) även om det var en skillnad i fördelningen av etanolintag över tiden (Fig. 5 E). I gruppen NONDEPENDENT (original n = 10), var DA-nivåerna under detektionsgränsen i tre och 5-HT-koncentrationer hos fyra djur. Bland ETHANOL-NAIVE-råttor (original n = 11), var DA inte detekterbar i två, medan 5-HT förblev omöjlig att upptäcka hos tre djur. De resulterande provstorlekarna för denna del av experimentet var som följer: AVHÄNGANDE (DA / 5-HT: n = 8/8), OBEROENDE (DA / 5-HT:n = 7/6), ETANOL-NAIV (DA / 5-HT: n = 9/8).
Effekter av självadministrering av alkohol i oberoende och oberoende råttor som genomgår etanoluttag på DA- och 5-HT-utflödet i kärnan. Dialysat neurotransmittornivåer jämförs med nivåerna i ETHANOL-NAIVE-råttor som tränats för att själv administrera vatten. Genomsnittligt vattenintag i denna grupp var försumbart (<0.8 ml) och visas inte. A, Förändringar i neurotransmittors output från nivåer registrerade under den sista timmen för tillbakadragande. Data uttrycks som procent av basvärden beräknade som medelvärdet av tre 20 min prover som samlats in under timme 8 av uttag som visas i B-D. De motsvarande dialysat-neurotransmittorkoncentrationerna visas i B (ETANOL-NAIVE), C (NONDEPENDENT), ochD (BEROENDE). För att illustrera förändringarna i neurotransmitterutflöde över de olika experimentfaserna, B-D visa också förutdragning (BSL) och återkallande (WD) dialysatkoncentrationer av DA och 5-HT under återtagningstid 8. Streckade linjer representerar medelvärde ± SEM förutdragningsdialysat DA- eller 5-HT-koncentrationer. EMängder av självadministrerad etanol (10% vikt / volym) under 10 minuters intervall för det OBEROENDE (fasta stänger) och NONDEPENDENT (öppna barer) grupper. Ethanol självadministrering i avhängiga råttor återställde DA-nivåer till fördröjningsvärden. Däremot misslyckades att självhantering av etanol inte återställde 5-HT-koncentrationerna till fördröjningsnivåer. Etanol återställde emellertid effektivt 5-HT-frisättning till nivåer som var jämförbara med dem i ETHANOL-NAIVE-kontrollgruppen (för statistiska jämförelser, se resultat).
Inga signifikanta förändringar i DA- eller 5-HT-koncentrationer noterades när som helst i dialysaten av ETHANOL-NAIVE-kontrollråttor som gavs möjlighet att reagera på vatten. Däremot ökade självadministrering av etanol tillförlitligt DA och 5-HT efflux (Fig. 5). Hos OBEROENDE råttor som genomgår tillbakadragande gav självadministrering av etanol en ökning av DA-utflödet med 200–250% över uttagsnivåerna. I själva verket återställde etanol DA-utflödet i dessa djur till förutdragningsnivåer inom de första 10 min av självadministrering. Vidare, efter att ha återställts, hölls extracellulära DA-koncentrationer vid dessa nivåer genom etanolintag under återstoden av 1 timmars test. Snabba ökningar på upp till 145% av abstinensnivåerna noterades också i 5-HT-utflödet efter starten av självadministrering hos beroende råttor. Emellertid lyckades etanol inte effektivt återställa extracellulära 5-HT-koncentrationer till värden som registrerades före uttag. Effekterna av självadministrering av alkohol på DA-frisättning bekräftades av signifikanta grupper × Samplingstidsinteraktioner för båda dialysatkoncentrationerna (F (20,210) = 2.45; p <0.001) och procent av baslinjenivåer (F (16,168) = 3.27; p <0.0001), och efterföljande enkla effekter ANOVAs av förändringar över provtagningstiden enbart i den OBEROENDE gruppen (dialysatkoncentrationer: F (10,210) = 5.28;p <0.0001; procent av basdata:F (10,210) = 4.32; p <0.0001). Alkoholinducerade ökningar av 5-HT-utflödet bekräftades på liknande sätt av signifikanta grupper × Sampling Time interactions (dialysate concentrations: F (20,190) = 1.67;p <0.05) eller en huvudeffekt av grupper (procent av förändringar vid baslinjen: F (8,152) = 3.9; p <0.0005) i den totala ANOVA, följt av analys av enkla effekter av samplingstid (dialysatkoncentrationer:F (10,190) = 3.27; p <0.001; procent av baslinjen: F (8,152) = 3.59;p <0.001) i Oberoende råttor.
Självadministrering av etanol producerade också en övergående ökning av medelvärdet ± SEM-utflödet av DA och 5-HT i den OBEROENDE gruppen och nådde 130 ± 4.0% (DA) och 141 ± 25.2% (5-HT) av basvärdena (Fig.5 C). Denna effekt bekräftades genom analyser av enkla effekter efter övergripande ANOVA (ovan), vilket visade tillförlitliga skillnader i antingen dialysatkoncentrationer (DA:F (2,210) = 4.32; p <0.0001) eller procent av basdata (5-HT: F (8,152) = 2.00; p <0.05) över provtagningstiden.
Återinförande av flytande dieter
Efter fullbordande av det operativa självadministreringstestet undersöktes effekterna av återexponering för de etanolinnehållande och kontrollvätskedieterna under en timmes period i flera slumpmässigt utvalda OBEROENDE (n = 5) och ETHANOL-NAIVE (n = 7) råttor. Under denna tid med förnyad tillgänglighet av etanolvätskedieten minskade DA-utflödet något från nivåerna som uppnåddes under operativ självadministrering som var något (men icke-signifikant) förhöjda i förhållande till baslinjen före uttagning (Fig. 6). Medelvärdet ± SEM-dialysat DA-koncentrationer under den första timmen efter tillträde till etanol-diet efter uttag (3.65 ± 0.71 nm) skilde sig signifikant från abstinensnivåer (2.24 ± 0.74 nm; planerad jämförelse efter övergripande ANOVA:F (3,39) = 5.24; p <0.01) men förblev statistiskt oskiljbar från basala nivåer registrerade hos dessa djur före etanoluttag (3.98 ± 0.97 nm) och från ETHANOL-NAIVE-råttor (4.14 ± 0.53).
Effekter av reexponering för etanol och kontroll av flytande dieter på DA- och 5-HT-nivåer i avhängigt (n = 5) och ETHANOL-NAIVE (n = 7) råttor. Som jämförelse inkluderas även monoaminnivåer under förutdragning, tillbakadragande (timme 8) och operativa självadministreringsförhållanden. All data representerar 1 timme i genomsnitt under respektive steg. [*DA, Till skillnad från Pre-Tillbakadragande (p <0.05) ochSjälv Administration (p <0.01) och skiljer sig från motsvarande tillstånd hos ETHANOL-NAIVE-råttor (p <0.05). 5-HT, Till skillnad frånTillbakadragande och Själv Administration(p <0.05) och skiljer sig från motsvarande ETHANOL-NAIV-tillstånd (p <0.001]).
Dialysat 5-HT-koncentrationer i den OBEROENDE gruppen ökade efter återexponering för etanolvätskedieten till nivåer över de som registrerades under operant självadministrering (1.25 ± 0.22 mot 1.46 ± 0.13 nm; Fikon. 6). Även om det genomsnittliga 5-HT-utflödet inte nådde förutdragningsnivåer (1.46 ± 0.13 vs 2.01 ± 0.41 nm) var statistiska skillnader mellan pre- och postutdrag 5-HT inte längre uppenbara efter åtkomst till etanolens flytande diet.
Inga skillnader från DA- och 5-HT-basnivåer registrerades i NONDEPENDENT-råttor som gav tillgång till kontrolldiet efter operant självförvaltning (data ej visad).
DISKUSSION
Resultaten bekräftar att självständig administrering av etanol ökar de extracellulära nivåerna av DA och 5-HT i NAC, två neurotransmittorer som har blivit implicerade i de akuta farmakologiska och förstärkande åtgärderna av etanol, medan etanoluttaget åtföljs av en signifikant undertryckning i frisättningen av dessa monoaminer. Resultaten indikerar också att beroende råttor kommer att "arbeta" under uttag för att erhålla etanol i en operativ självadministrationsuppgift och att etanolförbrukningen reverserar de uttagssammanhangande extraneuronala DA- och 5-HT-underskotten.
Av central intresse för denna studie var utforskningen av involvering av DA och 5-HT i förstärkande effekter av alkohol i beroende ämnen. Det har traditionellt varit svårt att påvisa att etanoluttag motiverar etanolsökande beteende hos djur (för översyn, se Cicero, 1980; Grant et al., 1990; Meisch och Stewart, 1994), även om positiva resultat har erhållits hos råttor som gav möjlighet att associera etanolintag med lindring av abstinenssymptom över flera episoder av tvungen abstinens (Hunter et al., 1974). Det har emellertid nyligen visats att råttor med lämpliga etanolinitieringsförfaranden själv administrerar signifikanta mängder etanol även under sin första uttagningsupplevelse (Schulteis et al., 1996). Nuvarande resultat bekräftar denna observation och ger en möjlig neurokemisk grund för armeringseffekterna av etanol i beroende råttor. I synnerhet indikerar data att råttorna reglerar deras etanolintag under både operant självadministrering och efterföljande flytande dietkonsumtion på ett sätt som återställde och upprätthöll DA-efflux vid fördröjningsnivåer. I en tidigare rapport visades en intragastrisk etanol-utmaningsdos för att återställa bristfällig DA-frisättning i ventralstriatum och att reversera etanol-abstinenssymptom (Rossetti et al., 1992). Den uppenbara beteende "titrering" av etanolintag för att återfå fördröjningsbetingelser i föreliggande experiment sträcker sig detta resultat genom att implicera ackumulerande DA-frisättning i etanolhäftad förstärkning i beroende ämnen och, i förlängning, i fortsatt missbruk och beroende.
Till skillnad från DA, återhämtade sig 5-HT-nivåer endast delvis under självadministrering av etanol. Flera förklaringar kan redogöra för denna upptäckt. Det är möjligt att i motsats till dess akuta effekter hos oberoende råttor, etanol utövar en mer gradvis eller fördröjd effekt på 5-HT-frisättning i beroende råttor, även om detta verkar osannolikt eftersom etanol producerade en snabb initial ökning av 5-HT-utflödet inom 10 minuter av självadministrationens början. Alternativt kan 5-HT-syntes- och / eller frisättningsmekanismer komma att äventyras under kronisk etanolexponering eller under tillbakadragande, vilket resulterar i en totalt sett minskad respons på effekterna av etanol såsom föreslås, till exempel genom försvagning av etanoleffekter på ackumala 5-HIAA-nivåer i etanoltoleranta P-råttor (Murphy et al., 1988). En tredje tolkning är relaterad till observationen att fördröjning av 5-HT-nivåer i den beroende gruppen var väsentligen förhöjd relativt etanol-naiva råttor. Om de adaptiva förändringar som ligger till grund för förbättringen av 5-HT-frisättning genom kronisk etanol är kortlivade och genomgår snabb återföring under återkallandet, skulle en fullständig återställning till förutdragningsnivåer inte förväntas. I själva verket kan i detta fall den "partiella" återställningen av 5-HT-utflöde belasta funktionellt till en "fullständig" restaurering.
Med tanke på konsekvenserna av 5-HT-data för de motivativa effekterna av etanoluttag, är det troligt att omkastningen av ett neurotransmittorsunderskott - även om det bara är partiellt - som ligger till grund för återkallande nöd, främjar etanolsökande beteende. Faktum är att vid granskning av litteraturen LeMarquand och kollegor (LeMarquand et al., 1994) slutsatsen att nedsatt funktionsaktivitet hos 5-HT-system som följer med etanoluttagning kan ge de biokemiska förhållandena för återupptagande av etanolintag. Den specifika rollen som ackumbal 5-HT i de affectiva förändringar som åtföljer etanoluttag återstår dock att fastställas. Alkoholpreferensen hos genetiskt valda råttor av Indiana P och HAD-linjerna har kopplats till reducerad funktionell aktivitet av 5-HT-neurotransmission i NAC (NAC)Murphy et al., 1982, 1987; Gongwer et al., 1989; McBride et al., 1990), och dessa råttor visar ett ökat anxiogent svar i en mängd beteendeåtgärder av ångest (Stewart et al., 1993). I den utsträckning att ackumbal serotonerga underskott ligger till grund för den ökade ångest hos dessa djur kan man spekulera att de affektiva förhållandena som motiverar etanoldryck i alkoholfria råttor och återupptagandet av drickning under uttag delar en gemensam neurokemisk grund.
Den progressiva nedgången i extracellulär DA och 5-HT under 8 timmars uttag av etanol före självadministrationssessionen utvidgar tidigare observationer av tillbakadragande minskningar i striatal DA-omsättning och hela vävnadsinnehåll (Gil et al., 1992) samt reduktioner av 5-HT-metabolism och innehållet i 5-HT eller dess metabolit, 5-hydroxindolättiksyra (5-HIAA), i hela hjärnan av gnagare, limbiska och striatala vävnader (Kahn och Scudder, 1976; Tabakoff et al., 1977; Badawy och Evans, 1983; Kempf et al., 1990; Wahlström et al., 1991; Yamamura et al., 1992). Ännu viktigare är att dessa resultat lokaliserar borttagningsrelaterade brister i monoaminfunktion till en hjärnbelöningsregion som har blivit implicerad i de akuta förstärkande effekterna av alkohol och andra missbruksämnen.
Med avseende på de mekanismer som reglerar frisättning eller extraneuronala koncentrationer av DA och 5-HT i NAC, tyder dessa data på utvecklingen av en "inom-systemanpassning" under den kroniska etanolexponeringen så att samma neurokemiska system som aktiveras av akut farmakologiska verkningar av etanol uppvisar ett funktionellt underskott i frånvaro av fortsatt stimulering av läkemedlet (Koob och Bloom, 1988). Alkohol ökar akut avfyrningshastigheten för A 10 ventrala tegmentala DA-nervceller (Gessa et al., 1985; Brodie et al., 1990) medan en neuronal aktivitet av 10 inhiberas drastiskt under etanoluttag (Diana et al., 1992, 1993). Således misslyckades det att observera en förhöjning av fördröjning DA-nivåer hos djur utsatta för etanolvätskediet över de i etanol-naiva råttor (Fig. 3) i kombination med det utfällda fallet i DA-utflöde när etanol avlägsnades kan det spegla en undertryckning i mesoaccumbens DA-aktivitet för att "balansera" kronisk stimulering med etanol. Adaptiva förändringar på den biokemiska nivån kan också fungera som mekanismer både för bristen på skillnader mellan beroende och etanol-naiva råttor vid fördröjning av DA-frisättning och minskningen av extraneuronal DA vid uttagning. Exempelvis undertrycker utsättning av kronisk etanol K+-stimulerad DA-frisättning (Darden och jaga, 1977) förmodligen via inhibering av Ca2+ tillströmning (Kim et al., 1994) eller genom urkoppling av kalciumintag och DA-frisättning (Leslie et al., 1986). Ännu viktigare, medan akut etanoladministration stimulerar DA-syntes, stannar denna effekt i kroniskt etanolbehandlade djur (Tabakoff och Hoffman, 1978;Fadda et al., 1980).
Ett neuroadaptivt konto kan vara mindre uppenbart när det gäller 5-HT, där fördröjning (dvs kronisk etanolstimulerad) nivåer höjdes relativt både etanol-naiva och oavhängiga råttor, ett resultat som bekräftar tidigare data som visar att kroniska etanolbehandlingar ökar förekomstvävnadsnivåer av 5-HT och 5-HIAA (Tytell och Myers, 1973; Mena och Herrera, 1980; Jakt och Majchrowicz, 1983; Morinan, 1987; Kaneyuki et al., 1991). Det är emellertid känt att ökningen i hjärnans 5-HIAA-innehåll som produceras genom en etanolutmaning reduceras i etanol-toleranta alkoholpreparat (P) råttor, särskilt i NAC (Murphy et al., 1988; McBride et al., 1990). Det är således möjligt att den ökade 5-HT-effluxen vid slutet av den kroniska etanolregimen reducerades (dvs. visade en adaptiv dämpning) i förhållande till det initiala serotonerga svaret på etanoldieten. Trots att denna hypotes väntar på bekräftelse var undertryckandet av 5-HT-frisättning under uttagningssteget tydligt förtydligande närvaron av neuroadaptiva förändringar i 5-HT-funktionen som svar på kronisk etanol.
De extracellulära monoaminunderskotten i NAC kan då ligga till grund för vissa alkoholavdragssymptom, i synnerhet affektiva förändringar som är motsatta de som produceras med etanol akut. Etanol kan förbättra hjärnstimuleringsbelöningen akut (ett fenomen beroende, åtminstone delvis, på den funktionella integriteten hos mesolimbisk DA-överföring) (Moolten och Kornetsky, 1990; Lewis, 1991), medan etanoluttag åtföljs av ett underskott av belöning, mätt av höjningar i intrakraniella självstimuleringsgränser (Schulteis et al., 1995). Det finns också några bevis på att 5-HT-aktivering kan stödja eller förstärka hjärnstimuleringsbelöning (Gibson et al., 1970;Miliaressis et al., 1975; Redgrave och Horrell, 1976). Sålunda kan ett extraneuronalt underskott hos denna sändare förväntas förvärra ett DA-beroende belöningsunderskott, särskilt i ljuset av nyligen visade bevis på en underlättande roll av 5-HT på DA-frisättning i NAC (NAC)Chen et al., 1991; Devaud och Hollingsworth, 1991; Yoshimoto och McBride, 1992; Parsons och Justice, 1993). I detta sammanhang är det intressant att notera att utvecklingen av de extracellulära underskotten i den föreliggande studien parallellt medgick i samband med uppkomsten och den tidsmässiga profilen av beteendemässiga abstinenssymptom i relaterat arbete, däribland underskott av hjärnstimuleringsbelöning, hyperirritabilitet, beteendehämning och anxiogena effekter (Baldwin et al., 1991; Rassnick et al., 1992;Schulteis et al., 1995). Sålunda kan den synkrona uppkomsten av dessa beteendemässiga och neurokemiska förändringar reflektera en roll för DA och 5-HT i de negativa affektiva tillstånd som följer med etanoluttagning.
Även om DA och 5-HT-rollen i etanolbelöning och beroendet var av största vikt i den föreliggande studien, är effekterna av etanolens självbehandling vid frisättningen av dessa sändare i oavhängiga råttor också intressanta. Ökningen av DA-utsläpp i den oavhängiga gruppen bekräftar en tidigare rapport (Weiss et al., 1993) och stöder vidare DA: s roll i de akuta förstärkande åtgärderna av etanol. Av särskild betydelse var emellertid observationen att självadministrering av etanol av oavhängiga råttor ökade 5-HT-effluxet eftersom dessa resultat förlänger fynden av ökad 5-HT-frisättning i NAC efter systemisk och lokal alkoholadministration (Yoshimoto et al., 1991, 1992) till en möjlig roll för 5-HT i de akuta förstärkande åtgärderna av etanol.
Fyndet att basal DA-produktion var väsentligt förhöjd hos OAVHÄNDIGA råttor, jämfört med både ETHANOL-NAIVE- och DEPENDENT-grupperna, var förvånande eftersom de oberoende djuren inte hade fått tillgång till etanol i 2-3 veckor - medan de placerades på kontrollvätskedieten - innan mikrodialystestet. En möjlighet att förklara denna observation är att intermittent tillgång till alkohol kan leda till en ihållande höjning av basal DA-frisättning. Alternativt kan denna upptäckt tillskrivas valet av försöks- och kontrolldjur. Etanolutbildade råttor tilldelades endast grupperna OBEROENDE eller OBEROENDE om de uppfyllde ett urvalskriterium (stabilt dagligt etanolintag på ≥ 0.5 g / kg etanolintag), medan alla ETHANOL-NAIVE-råttor testades utan åtskillnad. Om det antas att det finns en dopaminerg "abnormitet" som predisponerar råttor mot ökat etanolintag, kan denna urvalsprocess ha infört en "neurokemisk förspänning" mot förbättrad basal DA-frisättning i de OBEROENDE och OBEROENDE proverna. Av detta skede kan det förbättrade utflödet av DA i OBEROENDE råttor vara en konsekvens av urvalsförfarandet som gynnade inkludering av ämnen med denna neurokemiska egenskap. Med tanke på skillnaderna i basalt DA-utflöde mellan de OBEROENDE och OBEROENDA grupperna, skulle detta konto också åberopa slutsatsen att kronisk etanol leder till ett undertryckande av basal DA-frisättning i denna population av råttor.
Flera överväganden strider emellertid mot denna tolkning. Frånvaron av skillnader i extracellulär DA mellan ETHANOL-NAIVE och DEPENDENT råttdata är i god överenskommelse med tidigare vitro studier som har visat att kroniskt etanolbehandlade djur inte skiljer sig från obehandlade kontroller i striatal eller accumbal DA-syntes och DOPAC-nivåer (Tabakoff och Hoffman, 1978; Fadda et al., 1980; Patel och Pohorecky, 1989; Gil et al., 1992). Med tanke på konsistensen mellan nuvarande och dessa tidigare helvävnadsdata (som har använt någon form av tvungen etanoladministrering och därmed inte innebar en potentiell selektionsförskjutning) verkar det osannolikt att de nuvarande selektionsförfarandena ensamma kan redogöra för den förbättrade DA-släpp i gruppen OBEROENDE. Mer direkt stöd för möjligheten att denna effekt är relaterad till intermittent etanolkonsumtion, snarare än en selektionsförskjutning, kommer från det senaste arbetet i detta laboratorium som visar att slumpmässigt utvalda Wistar-råttor som utsattes för upprepade intraperitoneala etanolinjektioner kraftigt ökade basala extracellulära DA-koncentrationer i NAC mätt 24 timmar efter den sista etanolbehandlingen (AD Smith och F. Weiss, opublicerade observationer). Å andra sidan, även om dessa data stöder hypotesen att upprepad etanolexponering kan höja basalt DA-utflöde i NAC, ihållandeförbättring av basal DA-utflöde i gruppen NONDEPENDENT kräver klart bekräftelse och den potentiella betydelsen av detta resultat för etanol-sökande beteende återstår att förtydligas.
Sammanfattningsvis föreslår resultaten att två neurotransmittorsystem som menas att medleta alkoholens akuta förstärkningsegenskaper kan också spela en roll i alkoholens förstärkningsåtgärder i beroende ämnen. Dessa resultat låter stöd för neuroadaptationsteorier som betraktar uttag som resultat av fysiologiska förändringar inom hjärnbelöningskretsar som uppenbaras som läkemedelsmotsatta svar när exponering för läkemedlet avslutas.
fotnoter
- Mottagna November 2, 1995.
- Revision mottagen Februari 23, 1996.
- Godkända Februari 28, 1996.
Detta arbete stöddes av National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism Grants AA 08164 and AA 10531 (FW) och av National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism Specialised Center Grant AA 06420 (GK, FW; Director, GFK). PH var gästforskare från Biomedical Research Center, Alko Ltd., Helsingfors, Finland. Detta är publikationsnummer NP-8871 från The Scripps Research Institute.
Korrespondens bör riktas till Friedbert Weiss, avdelningen för neurofarmakologi (CVN-15), The Scripps Research Institute, 10666 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037.
- Copyright © 1996 Society for Neuroscience
;
