(L) En klassisk instinkt - saltaptit - är kopplad till drogberoende (2011)

Kommentarer: Det är allmänt känt bland missbruksforskare att beteendemissbruk och substansmissbruk involverar samma vägar och liknande eller överlappande mekanismer. Detta är en annan studie som bekräftar detta paradigm. Missbruk kapar våra normala vägar i navet i belöningskretsen, varför de påverkar oss på så många sätt.


ARTIKEL

Durham, NC, USA och Melbourne, Australien - Ett team av Duke University Medical Center och australiska forskare har funnit att beroendeframkallande läkemedel kan ha kapat samma nervceller och kopplingar i hjärnan som tjänar en kraftfull, forntida instinkt: aptiten för salt.

Deras gnagareforskning visar hur vissa gener regleras i en del av hjärnan som styr jämvikt av salt, vatten, energi, reproduktion och andra rytmer - hypotalamusen. Forskarna fann att genmönstren som aktiverades genom att stimulera ett instinktivt beteende, salt aptit, var samma grupper av gener som reglerades av missbruk av kokain eller opiat (till exempel heroin).

"Vi blev förvånade och glada över att se att blockering av missbruksrelaterade vägar kraftigt kan störa natriumaptiten", säger medförfattare Wolfgang Liedtke, MD, Ph.D., biträdande professor i medicin och neurobiologi vid Duke University. "Våra resultat har djupgående och vidsträckta medicinska konsekvenser och kan leda till en ny förståelse för missbruk och de skadliga konsekvenserna när fetma-genererande livsmedel överbelastas med natrium."

Studien publicerades i Proceedings of National Academy of Sciences tidig utgåva online på juli 11.

"Även om instinkter som saltaptit i grunden är genetiska neurala program, kan de förändras väsentligt genom inlärning och kognition", säger medförfattare professor Derek Denton, vid University of Melbourne och Florey Neuroscience Institute, som är känd för sitt banbrytande arbete. inom instinktivt beteende. ”När det genetiska programmet är igång, upplevelser som ingår i genomförandet av programmet förkroppsligas i de övergripande mönstren för en individs beteende, och vissa forskare har teoretiserat att drogberoende kan använda instinktens nervvägar. I den här studien har vi visat att en klassisk instinkt, hunger efter salt, tillhandahåller en neural organisation som underkänner missbruk av opiater och kokain. ”

Djupt inbäddade vägar för en gammal instinkt kan förklara varför missbruksbehandling med det huvudsakliga målet för avhållsamhet är så svårt, säger Denton. Liedtke sa att detta kan vara relevant med tanke på den märkbara framgången med underhållsmetoder som inte innebär avhållsamhet, som att ersätta heroin med metadon och cigaretter med nikotintuggummi eller plåster.

"Arbetet öppnar nya vägar för experimentell inställning till missbruk", sa Denton.

Studien var den första som undersökte genreglering i hypothalamus för salt aptit. Teamet använde två tekniker för att inducera det instinktiva beteendet hos möss - de behöll salt för ett tag i kombination med ett diuretikum och de använde också stresshormonet ACTH för att öka saltbehoven.

Liedtke, som också är anslutet till Duke Center for Translational Neuroscience och Duke Pain Clinics, sa att forskarna var förvånade över att de kunde upptäcka att gener var "på" eller "avstängda" i saltaptit, dessa mönster var ofta väsentligt omvända inom tio minuter efter djurens dricksaltlösning, långt innan något signifikant salt kunde absorberas från tarmen till blodomloppet. Frågan om hur detta sker är förvirrande och öppnar ett helt nytt fält för utforskning, sa Liedtke.

När det gäller överlevnadsfördel av detta beteende är snabb tillfredsställelse av salt aptit meningsfull. Bland de vilda djuren kan förmågan att snabbt kompensera för saltbehov genom att vedergällt lappa en saltlösning medföra att utarmade djur kan dricka till tillfredsställelse och lämna snabbt och minska sårbarheten mot rovdjur.

Duke-Melbourne forskargrupp fann att när djuret har en robust natriumaptit, verkar en viss region i hypotalamus bli mottaglig för effekterna av dopamin, vilket är hjärnans interna valuta för belöning. Det antyder att tillståndet för det instinktiva behovet, det natriumutarmade tillståndet, "fjäderbelastar" hypotalamusen för den subjektiva belöningsupplevelsen som följer när djur tillfredsställer behovet - en nöjd känsla. Detta koncept underbyggs av deras upptäckt att de lokala åtgärderna av dopamin på en delregion av hypotalamus är kritiska för djurens instinktiva beteende.


 

Relation av beroendegener till hypotalamiska genförändringar underkastar genesis och tillfredsställelse av en klassisk instinkt, natrium aptit

Abstrakt

Natriumaptit är en instinkt som involverar ivrig specifik avsikt. Det framkallas av natriumbrist, stressframkallat adrenokortikotropiskt hormon (ACTH) och reproduktion. Genomomfattande mikroarrayer i natriumbristade möss eller efter ACTH-infusion visade uppreglering av hypotalamiska gener, inklusive dopamin- och cAMP-reglerad neuronal fosfoprotein 32 kDa (DARPP-32), dopaminreceptorer-1 och -2, α-2C- adrenoceptor och striatalt anrikat proteintyrosinfosfatas (STEP). Både DARPP-32 och neuralt plasticitetsreglerande aktivitetsreglerat cytoskelet-associerat protein (ARC) uppreglerades i laterala hypotalamus-orexinerga neuroner genom natriumbrist. Administrering av dopamin D1 (SCH23390) och D2-receptor (racloprid) antagonister minskade tillfredsställelse av natriumaptit utlöst av natriumbrist. SCH23390 var specifik, utan att ha någon effekt på osmotiskt inducerat dricksvatten, medan racloprid också minskade vattenintaget. D1-receptom KO-möss hade normal natriumaptit, vilket indikerar kompenserande reglering. Aptiten var okänslig för SCH23390, vilket bekräftade frånvaron av effekter utanför målet. Bilateral mikroinjektion av SCH23390 (100 nM i 200 nL) i råttors laterala hypotalamus minskade kraftigt natriumaptiten. Genanalysanrikningsanalys i hypothalami hos möss med natriumaptit visade signifikant anrikning av genuppsättningar som tidigare var kopplade till missbruk (opiater och kokain). Denna upptäckt av samordnad genreglering dämpades vid tillfredsställelse med förvirrande snabb kinetik på endast 10 minuter, vilket förutsåg signifikant absorption av salt från tarmen. Salt aptit och hedonisk smak av salt smak har utvecklats över> 100 miljoner y (t.ex. att vara närvarande i Metatheria). Läkemedel som orsakar nöje och missbruk är jämförelsevis nyligen och speglar sannolikt användningen av evolutionära forntida system med högt överlevnadsvärde genom tillfredsställelse av samtida hedoniska avlats. Våra resultat beskriver en molekylär logik för instinktivt beteende som kodas av hjärnan med möjliga viktiga translationell-medicinska konsekvenser.