Neurotoxicol Teratol. Författarens manuskript; tillgänglig i PMC 2009 September 1.
Publicerad i slutredigerad form som:
Publicerad online 2008 April 22. doi: 10.1016 / j.ntt.2008.04.002
Förlagets slutredigerade version av denna artikel finns tillgänglig på Neurotoxicol Teratol
Se andra artiklar i PMC som citerar den publicerade artikeln.
Abstrakt
De neurala mekanismer som är ansvariga för den ökade ungdomssårbarheten för att inleda drogmissbruk är oklara. Vi undersökte huruvida åldersskillnaderna i dopaminneurotransmission skulle kunna förklara kokainens förbättrade psykomotoriska effekter i periadolescerande råtta. Elstimulering av mediala förhöjningsbunt av bedövade efterkommande ålder 28-dagar (PN28) och PN65-råttor framkallade dopaminfrigöring i caudatkärnan och kärnkomplexkärnan före och efter 15 mg / kg kokain ip Extracellulära dopaminkoncentrationer var större i PN65 än PN28 caudate efter 20- och 60Hz-stimulans och i PN65-kärnan accumbens efter 60Hz-stimuleringar. Kokain ökade dopaminkoncentrationer framkallade av 20 Hz-stimulans 3-vik i vuxen, men nästan 9-vik i periadolescent caudat. Utsläppshastigheten för dopamin var lägre i periadolescent caudat, fastän totalt dopaminutrymme liknade det hos vuxna. Periadolescent caudate uppnådde vuxna nivåer av clearance genom att kompensera för en lägre Vmax med högre upptagsaffinitet. Stramare reglering av extracellulär dopamin vid högre upptag / frisättning i periadolescents ledde till ökade ökar efter kokain. I kärnan accumbens, dopaminfrisättning och Vmax var lägre i periadolescents än vuxna, men upptagsaffinitet och kokaineffekter var liknande. Immaturitet av dopamin-neurotransmission i dorsalstriatum kan ligga till grund för förbättrade akuta svar på psykostimulantia hos ungdomar och föreslår en mekanism för ungdomars ökad utsatthet för narkotikamissbruk.
Nyckelord: Utveckling, missbruk, voltammetri, dopamin neurotransmission, kokain, ungdomar
Förkortningar
- PN
- post-natal (ålder)
- [DA]p
- koncentration av dopamin frisatt per stimuluspuls
- [DA]max
- maximal framkallad dopaminkoncentration
fotnoter
Ansvarsfriskrivning för förlag: Detta är en PDF-fil av ett oediterat manuskript som har godkänts för publicering. Som en tjänst till våra kunder tillhandahåller vi denna tidiga version av manuskriptet. Manuskriptet kommer att genomgå copyediting, uppsättning och granskning av det resulterande beviset innan det publiceras i sin slutliga formulär. Observera att under tillverkningsprocessen kan det upptäckas fel som kan påverka innehållet och alla juridiska ansvarsfrister som gäller för tidskriften avser.
Referensprojekt
1. Adriani W, Chiarotti F, Laviola G. Förhöjd nyhetssökning och märkbar d-amphetamin sensibilisering hos periadolescenta möss jämfört med vuxna möss. Behav.Neurosci. 1998;112: 1152-1166. [PubMed]
2. Andersen SL, Gazzara RA. Den ontogeni av apomorfininducerade förändringar av neostriatal dopaminfrisättning: effekter på spontan frisättning. J. Neurochem. 1993;61: 2247-2255. [PubMed]
3. Andersen SL, Thompson AP, Krenzel E, Teicher MH. Pubertal förändringar i gonadala hormoner ligger inte bakom adolescent dopaminreceptors överproduktion. Psychon. 2002;27: 683-691. [PubMed]
4. Belluzzi JD, Lee AG, Oliff HS, Leslie FM. Ålderberoende effekter av nikotin på lokomotorisk aktivitet och konditionerad platsprevention hos råttor. Psykofarmakologi (Berl) 2004;174: 389-395. [PubMed]
5. Belluzzi JD, Wang RH, Leslie FM. Acetaldehyd ökar förvärv av nikotin självadministration hos ungdomar. Neuropsychopharmacology. 2005;30: 705-712. [PubMed]
6. Bergstrom BP, Garris PA. 'Passiv stabilisering' av striatal extracellulär dopamin över lesionsspektrumet som omfattar den presymptomatiska fasen av Parkinsons sjukdom: en voltammetrisk studie i 6-OHDA-lesionerad råtta. J. Neurochem. 2003;87: 1224-1236. [PubMed]
7. Bjork JM, Knutson B, Fong GW, Caggiano DM, Bennett SM, Hommer DW. Incitament-framkallad hjärnaktivering hos ungdomar: Likheter och skillnader från unga vuxna. J. Neurosci. 2004;24: 1793-1802. [PubMed]
8. Bolanos CA, Glatt SJ, Jackson D. Underkänslighet mot dopaminerge läkemedel i periadoljande råttor: En beteendemässig och neurokemisk analys. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;111: 25-33. [PubMed]
9. Cahill PS, Walker QD, Finnegan JM, Mickelson GE, Travis ER, Wightman RM. Mikroelektroder för mätning av katekolaminer i biologiska system. Anal.Chem. 1996;68: 3180-3186. [PubMed]
10. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Förhöjt beteenderespons på kokain med upprepade doser hos ungdomar. Psykofarmakologi (Berl) 2005;183: 218-225. [PubMed]
11. Caster JM, Walker QD, Kuhn CM. Förhöjt beteenderespons på kokain med upprepade doser hos ungdomar. Psychopharmacology. 2005;183: 218-225. [PubMed]
12. Catlow BJ, Kirstein CL. Förhöjd kokaininducerad lokomotorisk aktivitet hos ungdomar jämfört med vuxna kvinnliga råttor. J.Psychopharmacol. 2005;19: 443-447. [PMC gratis artikel] [PubMed]
13. Chambers RA, Taylor JR, Potenza MN. Utvecklingsneurokretsen av motivation i ungdomar: En kritisk period av missbrukssårbarhet. Am.J.Psychiatry. 2003;160: 1041-1052. [PMC gratis artikel] [PubMed]
14. Chen K, Kandel DB, Davies M. Förhållandet mellan frekvens och mängd marihuana användning och förra året beroende av proxy bland ungdomar och vuxna i USA. Drogalkohol Beroende. 1997;46: 53-67. [PubMed]
15. Clark DB, Kirisci L, Tarter RE. Ungdom kontra vuxen inverkan och utveckling av substansanvändningsstörningar hos män. Drogalkohol Beroende. 1998;49: 115-121. [PubMed]
16. Collins SL, Izenwasser S. Kronisk nikotin förändrar differentiellt kokaininducerad lokomotorisk aktivitet hos ungdomar vuxna han- och honrotter. Neuro. 2004;46: 349-362. [PubMed]
17. Costall B, Naylor RJ. En jämförelse av förmågan hos typiska neuroleptiska medel och av tioridazin, klozapin, sulpirid och metoklopramid för att motverka hyperaktiviteten inducerad av dopamin applicerad intracerebralt till områden av extrapyramidala och mesolimbiska system. Eur. 1976;40: 9-19. [PubMed]
18. Creese I, Iverson SD. Blockering av amfetamininducerad motorstimulering och stereotypi hos vuxna råttor efter neonatal behandling med 6-hydroxydopamin. Brain Res. 1973;55: 369-382. [PubMed]
19. Cunningham MG, Bhattacharyya S, Benes FM. Amygdalo-cortical sprouting fortsätter i tidig vuxen ålder: Inverkan på utvecklingen av normal och abnorm funktion under tonåren. J.Comp.Neurol. 2002;453: 116-130. [PubMed]
20. Estroff TW, Schwartz RH, Hoffmann NG. Ungdomskokainmissbruk - beroendeframkallande potentiella, beteendemässiga och psykiatriska effekter. Klinisk pediatrik. 1989;28: 550-555. [PubMed]
21. Everitt BJ, Dickinson A, Robbins TW. Den neuropsykologiska grunden för beroendeframkallande beteende. Brain Res Brain Res Rev. 2001;36: 129-138. [PubMed]
22. Frantz KJ, O'Dell LE, Parsons LH. Beteende och neurokemiska reaktioner på kokain hos periadolescenta och vuxna råttor. Neuropsychopharmacology. 2007;32: 625-637. [PubMed]
23. Garris PA, Walker QD, Wightman RM. Dopaminfrisättning och upptagningshastigheter minskar både den partiellt designade striatumen i proportion till förlusten av dopaminterminaler. Brain Res. 1997;753: 225-234. [PubMed]
24. Giedd JN, Blumenthal J, Jeffries NO, Castellanos FX, Liu H, Zijdenbos A, Paus T, Evans AC, Rapoport JL. Hjärnutveckling under barndom och ungdom: En longitudinell MR-studie. Natur Neurosci. 1999;2: 861-863. [PubMed]
25. Haycock W, Becker L, Ang L, Furukawa Y, Hornykiewicz O, Kish SJ. Markerad skillnad mellan åldersrelaterade förändringar i dopamin och andra presynaptiska dopaminerga markörer i humant striatum. J. Neurochem. 2003;87: 574-585. [PubMed]
26. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Neurala mekanismer för missbruk: Rollen av belöningsrelaterat lärande och minne. Årlig granskning av neurovetenskap. 2006;29: 565-598. [PubMed]
27. Ito R, Robbins TW, Everitt BJ. Differentiell kontroll över kokain-sökande beteende av kärnan accumbens kärna och skal. Natur Neurovetenskap. 2004;7: 389-397. [PubMed]
28. Jones SR, Garris PA, Wightman RM. Olika effekter av kokain och nomifensin på upptag av dopamin i caudat-putamen och nucleus accumbens. J.Pharmacol.Exp.Ther. 1995;274: 396-403. [PubMed]
29. Kantak KM, Goodrich CM, Uribe V. Påverkan av kön, östrocykeln och åldern som uppkommer vid kokain självadministration hos råttor (Rattus norvegicus) Exp.Clin.Psychopharmacol. 2007;15: 37-47. [PubMed]
30. Kelley AE, Schochet T, Landry CF. Risktagande och nyhetssökning i tonåren - Introduktion till del I. Ungdomshormonutveckling: Sårbarheter och möjligheter. 2004;1021: 27-32. [PubMed]
31. Kelly PH. Droginducerat motoriskt beteende. I: Iverson LL, Iversen SD, Snyder SH, redaktörer. Handbok i psykofarmakologi. New York: Plenum Press; 1977. pp. 295-332.
32. Kelly PH, Seviour PW, Iverson SD. Amfetamin och apomorfinrespons i råtta efter 6-OHDA-lesioner av kärnan accumbens septi och corpus striatum. Brain Res. 1975;94: 507-522. [PubMed]
33. Kerstetter KA, Kantak KM. Differentiella effekter av självadministrerad kokain hos ungdomar och vuxna råttor på stimulansbelöning. Psychopharmacology. 2007;194: 403-411. [PubMed]
34. Lanier LP, Isaacson RL. Tidiga utvecklingsförändringar i det lokomotoriska svaret på amfetamin och deras relation till hippocampal funktion. Brain Res. 1977;126: 567-575. [PubMed]
35. Laviola G, Dellomo G, Alleva E, Bignami G. Ontogeny of Cocaine Hyperactivity and Conditioned Place Preference In Mice. Psychopharmacology. 1992;107: 221-228. [PubMed]
36. Laviola G, Pascucci T, Pieretti S. Striatal dopamin sensibilisering till D-amfetamin i periadolescent men inte hos vuxna råttor. Pharmacol.Biochem.Behav. 2001;68: 115-124. [PubMed]
37. Le Moal M, Simon H. Mesocorticolimbic Dopaminergic Network - Funktionella och reglerande roller. Fysiologiska recensioner. 1991;71: 155-234. [PubMed]
38. Leslie FM, Loughlin SE, Wang RH, Perez L, Lotfipour S, Belluzzi JD. Ungdomars utveckling av respons för framhjärnans stimulerande medel - Insikter från djurstudier. Ungdomshormonutveckling: Sårbarheter och möjligheter. 2004;1021: 148-159. [PubMed]
39. Lew R, Patel A, Vaughan RA, Wilson A, Kuhar MJ. Mikroheterogenitet av dopamintransportörer i Rat Striatum och Nucleus-Accumbens. Brain Res. 1992;584: 266-271. [PubMed]
40. Li LB, Chen N, Ramamoorthy S, Chi L, Cui XN, Wang LC, Reith ME. N-glykosyleringens roll i funktion och ythandel med den humana dopamintransportören. J.Biol.Chem. 2004;279: 21012-21020. [PubMed]
41. Maldonado AM, Kirstein CL. Kokaininducerad lokomotorisk aktivitet ökas genom tidigare hantering hos ungdomar men inte vuxna honungar. Physiol.Behav. 2005;86: 568-572. [PubMed]
42. Masse LC, Tremblay RE. Beteende hos pojkar i dagis och början av substansanvändning under ungdomar. Arch.Gen.Psychiatry. 1997;54: 62-68. [PubMed]
43. Maj LJ, Kuhr WG, Wightman RM. Differentiering av dopaminflöde och upptagsprocesser i den extracellulära vätskan i råtta-caudatkärnan med snabb-skanning in vivo-voltammetri. J Neurochem. 1988;51: 1060-1069. [PubMed]
44. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S. Utvecklings- och åldersrelaterade förändringar av dopamintransportörer och dopamin D1- och D2-receptorer i humana basala ganglier. Brain Res. 1999;843: 136-144. [PubMed]
45. Michael J, Joseph JD, Kilpatrick MR, Travis ER, Wightman RM. Förbättra datainsamling för snabbscanning cyklisk voltammetri. Anal.Chem. 1999;71: 3941-3947. [PubMed]
46. Millar J, Stamford JA, Kruk ZL, Wightman RM. Elektrokemiska, farmakologiska och elektrofysiologiska bevis på snabb dopaminfrisättning och avlägsnande i råtta-caudatkärnan efter elektrisk stimulering av median-förrådsknippet. Eur J Pharmacol. 1985;109: 341-348. [PubMed]
47. Montague DM, Lawler CP, Mailman RB, Gilmore JH. Utvecklingsreglering av dopamin D-1-receptorn i humant caudat och putamen. Neuropsychopharmacology. 1999;21: 641-649. [PubMed]
48. Palacios JM, Camps M, Cortes R, Probst A. Kartläggning av dopaminreceptorer i den mänskliga hjärnan. J.Neural Transm. 1988 Suppl, 27: 227-235. [PubMed]
49. Patel AP, Cerruti C, Vaughan RA, Kuhar MJ. Utvecklingsreglerad glykosylering av dopamintransportör. Brain Res., Developmental Brain. 1994: 53-58. [PubMed]
50. Paus T, Zijdenbos A, Worsley K, Collins DL, Blumenthal J, Giedd JN, Rapoport JL, Evans AC. Strukturell mognad av neurala vägar hos barn och ungdomar: In vivo-studie. Science. 1999;283: 1908-1911. [PubMed]
51. Paxinos G, Watson C. Råttahjärnan i stereotaxiska koordinater. New York: Academic Press; 1986.
52. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Antagonism av apomorfin- och d-amfetamininducerat stereotypt beteende genom injektion av låga doser av haloperidol i kaudatkärnan och kärnan accumbens. Psychopharmacologia. 1975;45: 65-71.
53. Pijnenburg AJJ, Honig WMM, Van Rossum JM. Inhibering av d-amfetamininducerad lokomotorisk aktivitet genom injektion av haloperidol i råttans nukleinsubstans. Psychopharmacologia. 1975;41: 87-95. [PubMed]
54. Robbins TW, Everitt BJ. Narkotikamissbruk: dåliga vanor lägger till. Nature. 1999;398: 567-570. [PubMed]
55. Robins LN, Przybeck TR. Ålder då läkemedelsanvändningen startade som en faktor i drog och andra sjukdomar. Nida Res Monogr. 1995;56: 178-192. [PubMed]
56. Robinson TE, Berridge KC. Narkotikas psykologi och neurobiologi: en incitament-sensibiliseringsvy. Missbruk. 2000;95 Suppl 2: S91-S117. [PubMed]
57. Seeman P. Bilder i neurovetenskap. Hjärnutveckling, X: beskärning under utveckling. Am.J.Psychiatry. 1999;156: 168. [PubMed]
58. Seeman P, Bzowej NH, Guan HC, Bergeron C, Becker LE, Reynolds GP, Bird ED, Riederer P, Jellinger K, Watanabe S. Mänskliga hjärndopaminreceptorer hos barn och åldrande vuxna. Synapse. 1987;1: 399-404. [PubMed]
59. Sharp T, Zetterstrom T, Ljungberg T, Ungerstedt U. En direkt jämförelse av amfetamininducerade beteenden och regional hjärndopaminfrisättning i råtta med användning av intrakerebral dialys. Brain Res. 1987;401: 322-330. [PubMed]
60. Sowell ER, Thompson PM, Holmes CJ, Jernigan TL, Toga AW. In vivo bevis för post-adolescent hjärnmognad i frontala och striatala regioner. Natur Neurosci. 1999;2: 859-861. [PubMed]
61. Spanagel R, Weiss F. Dopaminhypotesen av belöning: tidigare och nuvarande status. Trender Neurosci. 1999;22: 521-527. [PubMed]
62. Spjut LP. Den ungdomliga hjärnan och åldersrelaterade beteendemässiga manifestationer. Neurosci Biobehav Rev. 2000;24: 417-463. [PubMed]
63. Spjut LP, Brick J. Cocaine-inducerat beteende i utvecklingsroten. Behav.Neural Biol. 1979;26: 401-415. [PubMed]
64. Stamford JA. Utveckling och åldrande av råtta Nigrostriataldopamin-systemet studerat med snabb cyklisk voltammetri. J. Neurochem. 1989;52: 1582-1589. [PubMed]
65. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Postnatal utveckling av dopamin D4-liknande receptorer i råtthämmande regioner: jämförelse med D2-liknande receptorer. Brain Res Dev.Brain Res. 1998;110: 227-233. [PubMed]
66. Tarazi FI, Tomasini EC, Baldessarini RJ. Postnatal utveckling av dopamin D1-liknande receptorer i råttcortikala och striatolimbiska hjärnregioner: En autoradiografisk studie. Dev.Neurosci. 1999;21: 43-49. [PubMed]
67. Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC. Bevis för dopaminreceptor beskärning mellan adolescens och vuxenliv i Striatum men inte Nucleus-Accumbens. Dev.Brain Res. 1995;89: 167-172. [PubMed]
68. Thompson PM, Giedd JN, Woods RP, MacDonald D, Evans AC, Toga AW. Tillväxtmönster i den utvecklande hjärnan detekteras genom att använda kontinuerliga mekaniska tensorkartor. Nature. 2000;404: 190-193. [PubMed]
69. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Inblandning av dorsalstriatum i cue-kontrollerad kokainsökning. J. Neurosci. 2005;25: 8665-8670. [PubMed]
70. Vasilev V, Veskov R, Janac B, Rakic L, Stojiljkovic M. Åldersrelaterade skillnader i MK-801- och amfetamininducerad lokomotorisk och stereotyp aktivitet hos råttor. Neurobiol.Aging. 2003;24: 715-723. [PubMed]
71. Walker QD, Morris S, Caster JM, Nagel J, Kuhn CM. Överdrivna beteendemässiga reaktioner på stimulansmedel hos ungdomar. Soc.Neurosci.Abst. 2005: 1026.4.
72. Walker QD, Ray R, Kuhn CM. Sexskillnader i neurokemiska effekter av dopaminerga läkemedel i råttstriatum. Neuropsychopharmacology. 2006;31: 1193-1202. [PubMed]
73. Walker QD, Rooney MB, Wightman RM, Kuhn CM. Dopaminfrigöring och upptagning är större hos kvinnlig än manuell råttastriatum, mätt genom snabb cyklisk voltammetri. Neuroscience. 2000;95: 1061-1070. [PubMed]
74. Wightman RM, Amatore C, Engström RC, Hale PD, Kristensen EW, Kuhr WG, maj LJ. Realtids karaktärisering av dopaminflöde och upptag i råtta striatum. Neuroscience. 1988;25: 513-523. [PubMed]
75. Wightman RM, Zimmerman JB. Kontroll av extracellulär koncentration av dopamin i Rat Striatum med impulsström och upptag. Brain Res.Rev. 1990;15: 135-144. [PubMed]
76. Wills TA, Vaccaro D, McNamara G. Nyhet som söker, risktagande och relaterade konstruktioner som prediktorer för ungdomsmissbruk: en tillämpning av Cloningers teori. J.Substance Abuse. 1994;6: 1-20. [PubMed]
77. Wu Q, Reith ME, Wightman RM, Kawagoe KT, Garris PA. Bestämning av frisättnings- och upptagsparametrar från elektriskt framkallad dopamindynamik uppmätt genom realtids voltammetri. J.Neurosci.Methods. 2001;112: 119-133. [PubMed]
78. Zuckerman M. Sensation-sökande och den endogena underskottsteorin om drogmissbruk. NIDA.Res.Monogr. 1986;74: 59-70. [PubMed]
;