Ендогенна опіоїд-індукована нейропластичність дофамінергічних нейронів у вентральній тегементній області впливає на природну та опіатну винагороду (2014)

КОМЕНТАРІ: Команда Дослідження DeltaFosB ми часто цитуємо всі зосереджені на nucleus accumbens (центр винагород), і виявив, що секс в значній мірі відключає ті самі мозкові механізми, що і мет та кокаїн. З визначного дослідження того самого дослідника (Закон про природні та наркотичні нагороди на загальних механізмах нейропластичності з ΔFosB як ключовим посередником (2013)):

Таким чином, природні та лікарські винагороди сходяться не тільки за одним і тим же нервовим шляхом, вони сходяться за одними й тими ж молекулярними медіаторами, і, ймовірно, в одних і тих же нейронах в Nucleus Accumbens, щоб вплинути на виокремлювальну стимулюючу здатність та „бажання” обох типів винагород.

Забирають: мет, кокаїн і секс все роблять ті ж фундаментальні речі до тих самих нервових клітин у центрі винагороди (nucleus accumbens), що б вони не робили по-іншому в інших місцях мозку. Це розібрало звичайну точку розмови, що природні нагороди і ліки відрізняються механізмами і ефектами.

У цьому новому дослідженні вивчалося, що секс робить з VTA. VTA - це місце, де починаються нервові клітини, що продукують дофамін, - і вони розгалужуються до ядра, передньої кори та мигдалини. В основному VTA є джерелом (джерелом джерел) більшості нашого дофаміну. Дивіться ці 2 фотографії схеми винагород: Pic1, Pic2

Дослідники виявили, що секс (клімакс) призводить до тимчасового зменшення клітинних тіл у ВТА (у чоловіків). Тіла клітин і їх дендрити містять сіру речовину мозку. Це саме те, що героїнова залежність робить з VTA (Не одноразове використання героїну, але хронічне використання героїну). Зауважимо, що це ж усадка клітин ВТА клітин зустрічається у героїнових наркоманів.

Індукована статтю усадка клітин триває принаймні протягом 7 днів. Зміни, викликані статтю, повернулися до нормального стану в 30 днів, але дослідники оцінювали лише дні 1, 7 і 30.

Зменшення клітинних тіл при героїновій залежності призводить до зниження дофаміну в ядрі accumbens - або того, що ми називаємо десенсибілізація. Дослідники вводили щурам морфій, щоб оцінити їх реакцію (після сексу), але нічого не сталося. Зазвичай щурам дуже подобається морфій, але тут їх тимчасово десенсибілізували. Коротше кажучи, схема винагороди щурів після еякуляції не реагувала на низький рівень героїну. Дослідники припустили, що для отримання "нормальної" реакції щурів будуть потрібні більш високі дози.

Підводячи підсумок - Секс (тимчасово) робить у ВТА саме те саме, що і наркоманія до героїну: усадка дофаміну, що виробляє тіла нервових клітин. Це призводить до зниження рівня дофаміну в центрі винагороди та меншої реакції на наркотики - і для того, щоб мозок щурів відновився, потрібно не менше 7 днів.

 

J Neurosci. 2014 Jun 25;34(26):8825-36. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.0133-14.2014.

Глечики KK1, Coppens CM2, Белоате LN3, Фуллер Дж2, Ван S2, Frohmader KS2, Laviolette SR2, Lehman MN4, Coolen LM5.

абстрактний

Природні винагороди і наркотичні засоби сходяться на мезолімбічному шляху і активують спільний механізм нейропластики в nucleus accumbens. Хронічний вплив на опіати індукує пластичність дофамінергічних нейронів вентрального тегментального ділянки (VTA), що регулює толерантність до морфіну.

Тут ми перевіряємо гіпотези про те, що спароване індуковане вивільнення ендогенних опіоїдів у ВТА викликає морфологічні зміни дофамінових клітин VTA у самців щурів, які регулюють довгострокове вираження індукованого досвідом посилення сексуальної поведінки.

По-перше, сексуальний досвід зменшив розмір VTA допамінових сом 1 та 7 днів, але не 30 днів після останнього спарювання. Цей ефект блокували налоксоном перед кожним сеансом спарювання; таким чином, пластичність клітин VTA дофаміну залежала від дії ендогенних опіоїдів.

У свою чергу VTA пластичність була пов'язана зі зміненою нагородою за опіатами, оскільки сексуально досвідчені чоловіки не утворювали умовне місце переваги для 0.5 мг / кг морфіну.

Далі було визначено, чи ендогенна опіоїдна дія опосередковує сексуальну винагороду і пам'ять у самців щурів, які отримували налоксон під час досвіду спарювання, або системно, або внутрішньо-VTA. Налоксон не перешкоджав первинному спонукуванню статевого поведінки через повторні сеанси спарювання або обумовлене переважання місця для спарювання. Проте, лікування налоксоном послаблює довгострокову експресію індукованої досвідом фасилітації статевої поведінки і нервової активації в мезолімбічних областях, індукованих обумовленими зв'язуваннями умовних сигналів..

Разом ці дані показують, що ендогенні опіоїди під час спарювання індукують нейронну пластичність у дофамінових нейронах VTA, що виявляється критично важливим для нагороди морфіну та довготривалої пам'яті для природного винагородження.

 

Вступ

Природна поведінка винагороди опосередкована мезокортиколімбічною системою (Мейсел і Маллінс, 2006; Hoebel et al., 2009; Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a; Young et al., 2011; Blum et al., 2012). Ліки від зловживання спричиняють зміни нервової системи в цій системі, що, в свою чергу, сприяє розвитку та прояву зловживання наркотичними речовинами (Hyman et al., 2006; Nestler, 2012). Раніше ми визначили, що досвід з природною поведінкою винагороди, тобто сексуальний досвід у самців щурів, також викликає нейронну пластичність у nucleus accumbens (NAc), включаючи збільшені дендритні шипи (Pitchers et al., 2010a) і deltaFosB (Pitchers et al., 2013). У свою чергу, ця пластика, індукована статтю, є критичною для впливу статевого досвіду на подальше спаровування, що проявляється як полегшення ініціації та виконання сексуальної поведінки (Pitchers et al., 2010b, 2012, 2013). Крім того, статевий досвід змінює чуйність на психостимулятори, включаючи сенсибілізацію рухової активності та підвищену винагороду (Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a, 2013).

NAc є однією низхідною ціллю дофамінергічних нейронів в вентральній тегментальной області (VTA). Нейрони дофамінів VTA активуються під час спарювання і після впливу умовних сигналів, що передбачають сексуальну винагороду (Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010a) через зв'язування ендогенного опіоїдного пептиду (EOP) в м-опіоїдних рецепторах (MORs; Matthews і німецька, 1984; Джонсон і Північ, 1992; Klitenick et al., 1992; Ikemoto et al., 1997; Balfour et al., 2004). Отже, вплив умовних сигналів, що передбачають сексуальну поведінку, призводить до вивільнення активації допамінових клітин EOP і VTA, що полегшує сексуальну мотивацію (Мітчелл і Стюарт, 1990; van Furth et al., 1995; Ван Фюрт і ван Рі, 1996) і вивільнення дофаміну в NAc (Fiorino et al., 1997).

Повторне вплив екзогенних опіатів викликає морфологічні зміни у ВТА (Mazei-Robison et al., 2011; Mazei-Robison і Nestler, 2012), знижений розмір соми VTA дофамінових нейронів (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Chu et al., 2007; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011), зниження рівня нейрофиламентних білків (Beitner-Johnson et al., 1992), підвищена збудливість клітин дофаміну, а також знижений аксоплазматичний транспорт і вихід допаміну в NAc (Beitner-Johnson et al., 1992; Mazei-Robison et al., 2011). Ці зміни дози дофаміну ВТА викликають толерантність до винагороди морфіну і є тимчасовими, оскільки вони розсіюються протягом місяця абстиненції препарату (Russo et al., 2007). В даний час незрозуміло, чи є пластичність VTA дофамінових нейронів унікальною для дій опіатів або якщо вони також виробляються шляхом вивільнення EOP під час природної корисної поведінки.

Тут ми перевіряємо гіпотезу, що природний досвід винагороджування викликає нейропластичність, подібну до тієї, що викликається опіатами, і, отже, опіати сходяться на механізмі пластичності, що є критичним для природного винагороди та пам'яті. Ми перевіряємо, чи знижує статевий досвід у самців щурів розмір соми VTA дофамінових нейронів через процес, залежний від дії EOP у VTA. Крім того, ми досліджуємо, чи пов'язані з EOP-індуковані зміни в VTA-допамінових нейронах з посиленням природної корисної поведінки і приписуванням стимулюючої відмінності до сигналів, пов'язаних з природною винагородою, при цьому викликаючи перехресну толерантність до морфіну.

Матеріали та методи

Звірята

У дорослих самців щурів Sprague-Dawley (200 – 225 g) були отримані з Charles River і розміщені парами в штучно освітлених приміщеннях на циклі світла / темноти 12 h у всіх експериментах (вимикання світла при 10: 00 AM, за винятком експерименту толерантності до морфіну , світло вимикається при 5: 00 PM). Харчування та вода були доступні ad libitum окрім під час поведінкового тестування. Самки стимуляторів овариэктомировали і підшкірно імплантували капсули 5% 17-β-естрадіол бензоат SILASTIC (внутрішній діаметр 1.98 мм, довжина 0.5 см, Dow-Corning). Ін'єкції прогестерону (підшкірно, 500 мкг в 0.1 мл кунжутного масла) вводили 3 – 6 год до тестування для індукування сексуальної сприйнятливості. Всі процедури були схвалені Університетом Західного Онтаріо та Комітетами з догляду за тваринами Університету Мічигану та відповідали Канадській Раді з догляду за тваринами та Національними Інститутами Здоров'я.

Змінюється часовий хід дофамінових сом

Щоденні сеанси спарювання.

Для вивчення часу зміни розміру сома дофамінових нейронів у ВТА, досвідчені статеві особи і наївні тварини були вбиті в 1, 7 або 31 d (n = 5 – 8 на групу) після останнього дня спарювання (досвідченого) або обробки (наївного). Групи, які мають досвід сексуальної поведінки, були підібрані для сексуальної поведінки під час заключного сеансу спарювання, а також загальної кількості еякуляцій протягом п'яти сеансів (середня 5 для кожної групи), і не відрізнялися в жодному параметрі сексуальної поведінки.

Спарову сесію.

Статеві наївні чоловіки були призначені для однієї з двох експериментальних умов: сексуально наївно або статевого життя. Статевим тваринам дозволяли спарювати п'ять разів у послідовні дні з сприйнятливими самок у прямокутних тест-клітинах (60 × 45 × 50 cm) до появи еякуляції або до 1 h (в залежності від того, що настав першим). Клітини були ретельно очищені розчином етанолу 70%, а між сеансами спарювання додавали свіжу постільну білизну. Статеву поведінку проводили під час темної фази (2 – 6 h після настання темряви). Тільки тварини, які еякулювали протягом щонайменше чотирьох з п'яти сеансів спарювання, вважалися досвідченими статевим шляхом і включалися в експерименти. Всі сеанси спарювання спостерігалися і реєструвалася сексуальна поведінка. Кількість монтажів (М), латентність монтування (ML; час від введення жінки до першого монтування), затримка втручання (IL; час від введення жінки до першого втручання) і затримка еякуляції (EL; час від першого вторгнення до еякуляції)Agmo, 1997). Наївні тварини були поміщені в чисту тестову клітку для 1 h одночасно з чоловіками, що відчувають статевий контакт, що спаровуються в одній кімнаті, таким чином, що вони піддавалися віддаленим жіночим запахам, і аналогічні рівні порушення і новизна навколишнього середовища як досвідчені чоловіки.

Імунофлуоресцентне маркування.

Тварини були глибоко анестезовані з використанням пентобарбіталу натрію (270 мг / кг, ip) і перфузіровані внутрішньосердечно з 50 мл 0.9% фізіологічного розчину, потім 500 мл 4% параформальдегіду в натрій фосфатному буфері 0.1 (PB). Мозок видаляли і постфіксували для 1 h при кімнатній температурі (RT) в тому ж фіксаторі, а потім занурювали в 20% сахарозу і 0.01% азиду натрію в 0.1 m PB для зберігання при 4 ° C. Корональні зрізи були розрізані на 35 мкм на заморожувальному мікротомі (H400R, Microm) і були зібрані в чотири паралельні серії в розчині кріопротектора (30% сахарози, 30% етиленгліколю в 0.1 м PB), потім зберігалися при 20 ° C. Всі інкубації проводили при КТ при дрібному перемішуванні і рясних промиваннях з допомогою 0.1 m PBS, рН 7.35, між інкубаціями. Секції піддавалися впливу 1% H2O2 для 10 хв для руйнування ендогенних пероксидаз, потім блокували протягом 1 год в інкубаційному розчині (PBS +: PBS, що містить 0.4% Triton X-100; Sigma-Aldrich) і 0.1% бичачого сироваткового альбуміну (Jackson Immuno Research Laboratories). Далі, зрізи інкубували протягом ночі при RT в мишачому тирозин гідроксилазі (TH) -антитіло (1: 20 000; Millipore). Після первинної інкубації антитіл, зрізи інкубували в AlexaFluor 555-кон'югованому козячому анти-мишачому антитілі (1: 100; Invitrogen, Eugene, OR) для 30 хв. Нарешті, зрізи промивали 0.1 m PB, змонтованих на предметних стеклах Superfrost Plus, висушували і покривали гельватолом, що містить антизам'ящающее агент 1,4-діазабіцикло (2,2) октан (DABCO; 50 mg / ml, Sigma-Aldrich; Lennette, 1978).

Аналіз даних: розмір нейронів соми.

Зображення TH-імунореактивних (IR) нейронів у VTA були взяті при збільшенні 40 × на трьох ростральних до каудальних рівнях (Balfour et al., 2004). Відмінностей між клітинами на різних рівнях не виявлено. Розмір соми TH-IR нейронів аналізували за допомогою ImageJ (Національні інститути здоров'я). Середню площу, периметр і круговість вимірювали, як описано Sklair-Tavron et al. (1996). Проаналізовано середню кількість клітин 25 на одну тварину (об'єднані всі рівні VTA 3 VTA) і включені тільки клітини з чітко видною ядром. Для кожної тварини обчислювали середню площу, периметр і круговість. Для статистичного аналізу використовували двосторонній ANOVA [фактори: статевий досвід (статевий досвід або статевий наїв) і час (1, 7, або 31 d)] Постфактум порівняння з використанням методу Холма – Сідака з рівнем значимості 0.05.

VTA не допамінові зміни

Щотижневі сеанси спарювання.

Щоб перевірити, чи необхідний сексуальний досвід під час щоденних спарових сеансів для зниження розміру соматичних нейронів TH-IR, проаналізовано VTA-дофамінові нейрони тварин, які були пов'язані протягом п'яти разів в два тижні. Шляхи спарювання були описані вище, але протягом періоду 2.5 тижнів. Мозок збирали 7 d після останнього спарювання або обробки.

Маркування імунопероксидази.

Крім того, було перевірено, чи використовують чутливі методи фарбування з виявленням імунопероксидази та хромогену, також дозволяють візуалізувати зміни розміру соми TH-IR. Перфузію і обробку тканин проводили, як описано вище. Після лікування 1% H2O2 і PBS +, зрізи інкубували протягом ночі при RT в мишачому поліклональному тирозин гідроксилазі (TH) -антитіла (1: 20 000; Millipore). Після первинної інкубації антитіл зрізи інкубували з козячим анти-кролячим IgG (1 h, 1: 500 в PBS +; Vector Laboratories), пероксидазою авідін-біотин-хрін (1 h, ABC еліта; 1: 1 000 в PBS Vector Laboratories) і тетрагідрохлорид 3,3′-диаминобензидина (10 min, 0.02%, DAB; Sigma-Aldrich), посилений сульфатом нікелю (0.02% у 0.1 m PB) з перекисом водню (0.015%). Розрізи ретельно промивали в 0.1 м PB для припинення реакції і встановлювали на кодовані слайди Superfrost плюс скла (Fisher) з 0.3% желатину в ddH2Після дегідратації всі слайди покривали з допомогою DPX (дибутилфталат ксилол; Sigma-Aldrich).

Аналіз даних: розмір нейронів соми.

TH-ІЧ-клітини аналізували на площу, периметр та окружність, як описано вище. Крім того, були проаналізовані TH-ІЧ-клітини in substantia nigra (SN), в тих же розділах, які використовувались для аналізу клітин VTA TH-IR. Нарешті, після аналізу клітин VTA та SN TH-IR секції протиставляли за допомогою крезилових фіолетових та не-TH-ІЧ клітин аналізували, використовуючи ті ж методи, що описані вище. Відмінності між наївними та досвідченими групами порівнювали за допомогою двостулкового студента t тести з рівнем значимості 0.05.

Вплив налоксону на зниження розміру дофамінової соми, викликаної досвідом

Щоб визначити, чи MORs відігравали роль в індукованих статевим досвідом змінах у величині соми дофамінового нейрона, MOR були блоковані під час сексуальної поведінки. Половина тварин набула сексуального досвіду, тоді як інша половина оброблялася, але залишалася сексуальною наївністю. Досвідченим статевим тваринам дозволяли спарюватися протягом 5 послідовних днів. У сексуально досвідчених і наївних групах тварин обробляли неселективним MOR антагоністом налоксоном (10 мг / кг, sc; Sigma-Aldrich, розчиненим у 0.9% фізіологічному розчині) або фізіологічним розчином 30 хв. (наївний); таким чином, створюючи чотири експериментальні групи: сексуальний наївний сольовий розчин (Naive Sal), сексуально наївний налоксон (Naive NLX), досвідчений статевим шляхом сольовий розчин (Exp Sal) і налоксон, досвідчений сексом (Exp NLX; n = 5 – 8 на групу). Лікування налоксоном не мало статистично значущого впливу на будь-який параметр сексуальної поведінки, на будь-яку з 5 d, і групи, що отримували налоксон і фізіологічний розчин, були ідентичними в сексуальному досвіді. Всі тварини були вбиті шляхом внутрішньосерцевої перфузії 7 d після останнього сеансу спарювання. Розділення, імуногістохімію та аналіз даних (двосторонній ANOVA; фактори: статевий досвід і лікування лікарськими засобами) для розміру сома дофаміну проводили, як описано вище.

Морфін обумовлює місце переваги

Експериментальний дизайн.

Раніше, Russo et al. (2007) показали хронічний морфін, індукує толерантність до морфіну. Оскільки статевий досвід і хронічний морфін викликають подібне зменшення розміру соми нейронів дофаміну у ВТА, функціональна значимість індукованих статтю морфологічних змін була перевірена на нагороду морфіну. Статеві і наївні тварини були розділені на шість різних експериментальних груп (n = 9 – 13 на групу) на основі сексуальної поведінки (сексуально наївною або досвідченої) і дози морфіну (0.5, 5.0, або 10.0 мг / кг, ip) і були перевірені на морфін-обумовлене кондиційне місце (CPP).

Морфін-CPP.

Кондиціювання відбувалося 1 d після останнього сеансу спарювання, і групи були підібрані для сексуальної діяльності під час останнього спарювання. Використовувана парадигма CPP складалася з попереднього тестування, кондиціонування днів і пост-тестування, на основі якого використовувався апарат Tenk et al. (2009). Коротко кажучи, апарат CPP (MED Associates) складався з трьох окремих палат. Між кожним сеансом апарат ретельно очищали 70% -ним розчином етанолу, щоб мінімізувати затяжні нюхові сигнали. Для визначення індивідуальних уподобань було проведено попередній тест, під час якого тваринам надавали вільний доступ до всього апарату протягом 15 хв. Як група, тварини не виявляли значної переваги до певної камери, але кожна тварина мала незначні початкові переваги. Щури, які продемонстрували значну перевагу одній із камер (> 200 с різниця між часом, проведеним у кожній із камер; <5% тварин) під час попереднього тестування, були виключені з дослідження. Під час кондиціонування лікарський засіб поєднувався з спочатку переважною або небажаною камерою з використанням неупередженої парадигми (Тсшентек, 2007) і тварини були приурочені до камер за 30 хв. Тваринам вводили фізіологічний розчин (ip) вранці (9: 00 AM до 12: 00 PM) і прилипали до соляно-парній камері (контроль). У другій половині дня (1: 00 – 4: 00 PM), тваринам вводили морфін (ip, 0.5 мг / кг, 5.0 мг / кг або 10.0 мг / кг; сульфат морфіну, розчинений у 0.9% фізіологічному розчині, Johnson Matthey) і обмежений до морфино-парної камери. Тварин піддавали двох кондиціонуючих днів. Наступного дня (3 d після останнього дня спарювання) було проведено пост-тест, процедурно ідентичний попередньому тестуванню. Для статистичного аналізу час, проведений в морфино-спареній камері під час пост-тесту, порівнювався з часом, проведеним у соляно-парній камері під час пост-тесту на сексуально наївні або досвідчені чоловіки в кожній дозі з використанням парних t тест. p <0.05 вважали статистично значущим. Додаткові контрольні групи сексуально наївних та досвідчених тварин отримували фізіологічний розчин як у спарених, так і в непарних камерах, що служило негативним контролем. Жодної групи не виявлено різниці у витратах часу між камерами.

Вплив системного налоксону на індуковане досвідом полегшення сексуальної поведінки

Експериментальний дизайн.

Статевий досвід призводить до полегшення сексуальної поведінки, що зберігається протягом щонайменше 1 місяця (Pitchers et al., 2012). Щоб проаналізувати вплив блокування МОР на індуковане досвідом полегшення статевої поведінки, тварини, що мають досвід сексу, отримували або налоксон, або фізіологічний розчин до п'яти послідовних сеансів спарювання (n = 12 кожен), як описано вище. Через тиждень після останнього сеансу спарювання було проведено остаточний тест на спарювання, в ході якого всім тваринам дозволяли парнитися до однієї еякуляції або до 1 год. Жодного лікування налоксоном або фізіологічним розчином не проводили перед спаровуванням у кінцевий день випробування. Параметри спарювання порівнювали, щоб визначити, чи вплинув налоксон або на індуковане статевим досвідом полегшення спарювання (день 1 проти дня 5) або підтримання цього полегшення (день 5 проти тесту) з використанням двостороннього ANOVA [фактори: лікування (фізіологічний розчин проти налоксону] ) і денний (день 1, день 5, або тест)] і метод Холма – Сідака для Постфактум порівняння. Для всіх статистичних випробувань, p <0.05 вважали статистично значущим.

Додаткові контрольні експерименти

Системний налоксон на день тестування.

Щоб показати, що змінена сексуальна поведінка на кінцевий день тестування спарювання не пояснювалася відсутністю налоксону, ми вводили або налоксон, або фізіологічний розчин на останній день тестування на спарювання тваринам, які отримували спаровування в парі з налоксоном, коли вони отримували сексуальний досвід. Зокрема, всі тварини отримували ін'єкцію налоксону (10 мг / кг, sc) 30 хв, попередньо спаровуючись до однієї еякуляції протягом 5 послідовних днів. На день тестування 7 d пізніше приблизно половина тварин отримували ін'єкцію налоксону (10 мг / кг, n = 7) або сольовий розчин (n = 6) 30 хв до введення рецептивної жінки. Статеве поведінку спостерігалося і реєструвалося. Параметри спарювання порівнювали, щоб визначити, чи вплинув налоксон або на індуковане статевим досвідом полегшення спарювання (день 1 проти дня 5) або підтримання цього полегшення (день 5 проти тесту) з використанням двостороннього ANOVA [фактори: лікування (фізіологічний розчин проти налоксону] ) і день (день 1, день 5, або тест)] і метод Holm-Sidak для Постфактум порівняння. Для всіх статистичних випробувань, p <5% вважали статистично значущими.

Вплив налоксону на короткочасне вираження полегшеної сексуальної поведінки.

Ефекти лікування налоксоном (10 мг / кг, sc) під час спарювання тестували на подальшій статевій поведінці під час остаточного дня тестування на спарювання, яке проводилося тільки 1 d після останнього спарювання (фізіологічний розчин, n = 5; налоксон, n = 4).

Системна попередня обробка налоксоном.

Для того, щоб визначити, чи тільки повторна обробка налоксоном викликає погіршення статевої поведінки 7 d після останньої терапії, статеві наївні тварини отримували п'ять щоденних налоксонів (10 мг / кг, sc) або ін'єкції фізіологічним розчином послідовно днів перед тестом на спарювання 7 d після остаточного налоксона або ін'єкції сольового розчину. У цей заключний день випробування тварини не отримували ін'єкції. Статеву поведінку спостерігали і реєстрували, як описано вище. Параметри спарювання порівнювали між групами з використанням непарних t тести. Для всіх статистичних випробувань, p <5% вважали статистично значущими.

Системний налоксон і секс-винагорода.

Однією з можливостей послаблення ефекту налоксону на прояв збереження полегшеної сексуальної поведінки є те, що налоксон блокує корисні ефекти сексуальної поведінки. Щоб перевірити цю можливість, парадигма СРЗ була проведена щодо сексуальної поведінки відразу після введення налоксону або фізіологічного розчину у чоловіків без попереднього сексуального досвіду. Процедура CPP була аналогічною описаній вище для морфіну-CPP, включаючи претест, кондиціонуючі дні та після тесту.

Статева поведінка поєднувалася з первинно неприйнятою камерою. Урівноваженим чином кожна тварина отримувала ін'єкцію налоксону (n = 12) або сольовий розчин (n = 11) 30 хв до отримання доступу до сприйнятливої ​​жінки. Середня тривалість сеансу спарювання склала N13 min. Через одну хвилину після еякуляції тварину поміщали в парну камеру протягом 30 хв. На інший день кондиціонування тварини отримували ін'єкцію або налоксону, або фізіологічного розчину (в залежності від того, що вони отримали до спарювання) і поміщали в непарну камеру за 30 хв. Далі проводили посттест, ідентичний передтестуванню. Для визначення переваги камери порівнювали час, проведений у парній камері під час попереднього тестування та після тесту. Для статистичного аналізу спарені t тести використовували для порівняння оцінок переваг і різниці, а також часу в парній камері під час попереднього тестування і після тесту, щоб визначити, чи була сформована значна CPP для сексуальної поведінки. p <0.05 вважали значущим.

Вплив внутрішньо-VTA налоксона на індуковане досвідом полегшення сексуальної поведінки

Експериментальний дизайн.

Щоб визначити, чи відповідає дія ЕОП конкретно в VTA, вплив на сексуальний досвід, індукований сексуальним досвідом, тварини піддавали місцевій інфузії налоксону або фізіологічного розчину до VTA до п'яти щоденних сеансів спарювання. Поведінкова парадигма була схожа на системний експеримент налоксону. Досвідченим статевим тваринам дозволяли спарюватися протягом 5 послідовних днів до однієї еякуляції або до 1 h. За 15 хвилин до введення сприйнятливої ​​жінки самці щурів отримували двосторонні інфузії або налоксону (10 мкг / мкл на півсферу; об'єм 0.5 мкл, розчиненого в 0.9% фізіологічному розчині) або фізіологічного розчину (0.5 мкл на півсферу). Двосторонні мікроін'єкції вводили зі швидкістю потоку 0.5 мкл / хв протягом інтервалу ХНУМХ хв, після чого додатково ХНУМХ хв з ін'єкційною канюлею залишали на місці для дифузії. Потім ін'єкційну канюлю замінювали манекенною канюлею і пиловим ковпачком. Через тиждень після останнього дня спарювання (день випробування) всі тварини спарювали ще раз до еякуляції без вливання налоксону або фізіологічного розчину. малюнок 3A окреслює експериментальний дизайн. Аналіз даних проводили, як описано в системному експерименті налоксону.

Канюляційна хірургія.

Самців щурів анестезировали внутрішньочеревно ін'єкцією (0.1 мл / кг) кетаміну (0.87 мг / мл) і ксилазину (0.13 мг / мл) і поміщали в стереотаксичний апарат (Kopf Instruments). Двосторонні канюлі керівництва 21-калібру (пластмаси One) були опущені через дрібні свердловини в черепі в головний мозок у напрямку до VTA при −4.8 мм AP, ± 0.75 мм ML від bregma і −7.8 мм DV від верхньої частини черепа Паксинос і Уотсон (2013). Канюлі закріплювали зубним акрилом, який прилипав до трьох гвинтів, встановлених у черепі. Тваринам давали 2-тижневий період відновлення, і щодня їх обробляли для пристосування до процедур обробки та ін'єкцій, які використовувалися під час поведінкового тестування.

Перевірка місця розташування канюлі.

Розміщення канюлі досліджували за допомогою ТГ-імуноокрашивания, щоб підтвердити, що ВТА ​​була точно націлена. Тільки тварини з належним розміщенням були включені в аналізи (кінцеві розміри групи: досвідчений сольовий розчин) n = 8; досвідчений налоксон n = 6). Три додаткових тварини, які отримували ін'єкції внутрішньо-VTA налоксону, спрямовані за межами VTA, були згруповані разом у «пропущені» ін'єкційні групи. Пропущену групу аналізували окремо для того, щоб служити анатомічним контролем і Манна – Уітні U випробування використовували для порівняння поведінки на останньому тестовому дні з налоксоном і досвідченими чоловіками, які отримували фізіологічний розчин.

Зв'язане з в'язкою контекстне вираження pERK

Експериментальний дизайн.

Показано, що вплив клітини, в якій набутий досвід самців, викликає MOR-активацію в VTA і нейронної активності в VTA і NAc (Balfour et al., 2004). Отже, середовище спарювання служить умовною кийкою, що передбачає сексуальну винагороду. Нинішнє дослідження перевірило, чи активація MOR під час сексуального досвіду потрібна для подальшої кондиційної індукованої cue нейронної активації. Налоксон або фізіологічний розчин вводили системно (ip) 30 хв перед розміщенням в спарову арену і введенням сприйнятливої ​​жінки для спаровування (досвідченої) або перед контрольною маніпуляцією, яка полягала в розміщенні в обробній клітці без пред'явлення жінки (нейтральна). навколишнього середовища; Так, було створено чотири експериментальні групи: Naive Sal, Naive NLX, Exp Sal, Exp NLX. Через тиждень після остаточного сеансу шлюбу половина тварин у кожній групі піддавалися спарюванню клітини (чоловіки-екс-чоловіки: пов'язані з статтю умовні сигнали) або обробкою клітини (наївні чоловіки: ненасичені / нейтральні сигнали), тоді як інша половина не була піддана впливу будь-які сигнали і замість цього залишилися в домашніх клітках (для визначення базової лінії pERK). Ця експериментальна парадигма створила групи 8: Наївний Сал-Ні Кью, Наївний Сал + Кью, Наївний НЛХ-Ні Кью, Наївний НЛХ + Кью, Експрес Сал-Ні Кью, Екс Сал + Кью, Експерт NLX-No Cue, Exp NLX + Cue (n = 4, за винятком наївного NLX-No Cue, n = 3). Тварини перфузировали 10 – 15 хв після експозиції cue. Контрольних тварин витягували з домашніх клітин і одночасно перфузували.

Імуногістохімія.

Розділення та імуногістохімія проводили, як описано вище. Тут ми використовували кроляче поліклональне антитіло проти p42 і p44 MAP кіназ ERK1 і ERK2 (pERK; 1: 4 000; технологія клітинної сигналізації). Первинне антитіло було широко описано в літературі (Ру і Бленіс, 2004; Мерфі і Бленіс, 2006; Frohmader et al., 2010b). Більш того, опущення первинного антитіла запобігало всю імунореактивність і Вестерн-блот-аналіз тканини мозку щурів виявив дві смуги при відповідних молекулярних масах.

Аналіз даних.

pERK-імунореактивні (-IR) клітини підраховували в ряді областей головного мозку з використанням трубки для малювання lucida камери, приєднаної до Leica Мікроскоп DMRD: NAc [ядро (C) і оболонка (S); 400 × 600 мкм; медіальна префронтальна кора; mPFC; передня поясна зона (ACA); prelimbic cortex (PL); инфлибимная кора (ІЛ); 600 × 800 мкм кожен], хвостатий-путамен (CP; 800 × 800 мкм), і базалотеральна мигдалина (BLA; 900 × 1200 мкм; Balfour et al., 2004; Frohmader et al., 2010b; Pitchers et al., 2010b). Дві секції підраховували в кожній області мозку і кількість клітин у стандартних областях аналізів потім обчислювали як числа клітин на мм2. Два розрахунки були усереднені на одну тварину для обчислення групових засобів. Середні середні показники в групах, які мали досвід сексуальної поведінки або наївні групи, порівнювали за допомогою двостороннього ANOVA [фактори: лікування лікарськими засобами (NLX або Sal) і cue (cue або no cue)], Постфактум порівняння з використанням тестів Сумми Холма – Сідака або Манна – Уїтні, де це доцільно, з рівнем значущості p <0.05. У оболонці NAc у сексуально досвідчених тварин спостерігалася сильна тенденція до значущості факторів, і, таким чином, проводилося парне порівняння для порівняння лише груп сольових розчинів (Sal-No Cue) та сольових київ (Sal + Cue).

Зображення

Цифрові зображення були зняті за допомогою камери CCD (Macrofire, Optronics), приєднаної до a Leica мікроскоп (DM5000B) з фіксованими настройками камери. Зображення імпортовано в програмне забезпечення Adobe Photoshop 9.0. Зображення не змінювались жодним чином, крім налаштування яскравості та контрастності.

Результати

Індуковані статевим досвідом зміни в VTA-клітинах дофаміну

Статевий досвід призвів до зниження розміру VTA допаміну (Рис. 1A – C). Статевий досвід значно знизив площу і периметр соми клітин VTA TH-IR (площа: F(1,31) = 23.068, p <0.001; периметр, F(1,31) = 18.225, p <0.001). Також спостерігався основний значущий ефект часу (площа: F(2,31) = 6.377, p = 0.005; периметр, F(2,31) = 4.389, p = 0.021) і значну взаємодію між досвідом і часом (область: F(2,31) = 5.284, p = 0.011; периметр, F(2,31) = 4.347, p = 0.022). Парні порівняння показали, що площа і периметр клітин TH-IR значно зменшили 1 і 7 d після останнього дня сексуальної поведінки у досвідчених тварин, порівняно з сексуально наївними контролями [Рис. 1B, область: p = 0.002 (1 d), p <0.001 (7 д); C, периметр: p = 0.009 (1 d), p <0.001 (7 д)]. Ефект сексуальної поведінки розсіявся після наступного періоду утримання від винагороди, оскільки розмір соми нейронів TH-IR повернувся до вихідного рівня через 31 д після останнього шлюбного сеансу (Рис. 1B, область: p = 0.798; C, периметр: p = 0.785). Зміни, викликані статевим досвідом, не були виявлені в циркулярності в будь-який час (Рис. 1D). Зменшення розміру VTA дофамінової соми не залежало від щоденних сеансів спарювання, оскільки досвід спарювання протягом п'яти сеансів спарювання в два тижні також призвів до зменшення розміру VTA допаміну (Рис. 2A,B, E – H, область: p = 0.004; периметр: p <0.001). На відміну від цього, статевий досвід не впливав на розмір TH-IR соми в чорній субстанції (Рис. 2C, I – J, область: p = 0.13; периметр: p = 0.16), або змінений розмір соми в сусідніх не-TH-IR нейронах VTA (Рис. 2D, E – H, область: p = 0.46; периметр: p = 0.45).

Малюнок 1. 

Ендогенні індуковані опіоїдами зміни розміру соми VTA дофамінових нейронів. A, Репрезентативні зображення VTA-допамінових нейронів від статевих наївних і досвідчених тварин, що показують зниження розміру соми 7 d після завершення сеансу спарювання. Масштаб бар, 5 мкм. Кількісні дані, які показують, що сексуальний досвід (досвід, чорні смуги) призвели до значного скорочення площі (B; в мкм2) і периметр (C; в мкм) клітин VTA дофаміну, 1 d (Naive, Exp; n = 6) і 7 d (Наївний, n = 5; Екс. n = 6), але не 31 d (Наївний, n = 6; Екс. n = 8) після остаточного спарювання, порівняно з сексуально наївним контролем (Naive, white bars). Площа була зменшена до 84% у досвідчених чоловіків порівняно з наївним контролем на 1 або 7 d. Периметр зменшувався до 91.6 та 90% у досвідчених групах порівняно з контролем на 1 та 7 d відповідно. Вплив на циркулярність не було (D). Пластичність дофамінових клітин в області (E) і периметр (F) запобігали налоксоном (NLX, n = 8), але не сольовий (Сал, n = 7) лікування під час спарювання, 7 d після завершення сеансу спарювання порівняно з сексуально наївними контролями (Sal, n = 5; NLX, n = 6). Дані являють собою середнє значення ± SEM; * вказує на значну різницю в порівнянні з сексуально наївними контролями того ж дня (B, C) або у порівнянні з сексуально-наивним контролем, що обробляється фізіологічним розчином, і самцями, досвідченими сексуально \ tE, F).

Малюнок 2. 

Статевий досвід не зменшував розмір соми в сульфатних нейронах дофамінових нейронів або нейтронах недепаміну ВТА. VTA TH-IR-зона нейронівA; в мкм2) і периметр (B; в мкм) у статевих наївних (білих) і досвідчених (чорних) тварин, які отримували досвід шляхом спарювання два рази на тиждень, а не протягом послідовних днів. Площа соматичних субстанцій Substantia nigra TH-IR (C) і VTA без TH-IR зони соми (D) у статевих наївних (білих) і досвідчених (чорних) тварин. Дані являють собою середнє значення ± SEM; * вказує на значну різницю порівняно з сексуально наївними контролями. Репрезентативні зображення, що показують TH-IR (коричневі) нейрони у VTA сексуально наївно (E), та досвідчені (F) самців. G, H, Зображення більшого збільшення нейрона, позначеного стрілкою в E та F відповідно. Nissl-забарвлені нейрони показані синім кольором на цих зображеннях. Репрезентативні зображення, що показують TH-IR нейрони в SN від сексуально наївного (I) і досвідчених (J) самців. Смуги масштабування: E-J, 20 мкм.

Зниження розміру соми, індукованого статевим досвідом, доменних нейронів VTA залежить від активації опіоїдних рецепторів

Зниження розміру соматичних нейронів VTA дофаміну, викликане сексуальним досвідом, блокувалося неселективним MOR-антагоністом налоксоном, введеним перед кожним сеансом спарювання. Лікування налоксоном перед спаровуванням мало значний вплив на область (F(1,22) = 4.738, p = 0.041) і має тенденцію до значного впливу на периметр (F(1,22) = 2.892, p = 0.052). Значна взаємодія між досвідом та налоксоном було виявлено для області (F(1,22) = 5.578, p = 0.027) і периметр (F(1,22) = 8.167, p = 0.009). Попарні порівняння показали, що статевий досвід у тварин, оброблених фізіологічним розчином, значно знизив площу і периметр нейронів дофамінів VTA 7 d після останнього сеансу спарювання порівняно з чоловіками, які отримували сексуальний напій, які не отримували фізіологічний розчин (Рис. 1E, область: p = 0.018; F, периметр: p = 0.007). Навпаки, статево досвідчені тварини, що отримували налоксон, не відрізнялися від наївсон-оброблених наївних чоловіків (Рис. 1E, область: p = 0.483; F, периметр: p = 0.330). Крім того, розмір соми досвідчених фізіологічних тварин значно знизився порівняно з досвідченими тваринами налоксону (Рис. 1E, область: p = 0.002; F, периметр: p = 0.002). Цей вплив налоксону був специфічним для сексуального досвіду, оскільки лікування самою налоксоном не впливало на розмір сом TH-IR у чоловіків, які отримували сексуальну наївність, у порівнянні з обробленими фізіологічним розчином контролями (Рис. 1E,F). Більш того, цей вплив налоксону на зниження розміру соми, викликаного досвідом, не було обумовлено ефектами налоксону на сексуальну поведінку, оскільки поведінка спарювання істотно не відрізнялася між чоловіками, які отримували лікування налоксоном та фізіологічним розчином, за винятком більш тривалого часу для ініціації спарювання після еякуляції (інтервал після еякуляції) у чоловіків, які отримували налоксон, протягом першого і п'ятого сеансу спарювання (p = 0.03 і p = 0.004, відповідно). І чоловіки, оброблені фізіологічним розчином, і налоксон, копулювали до еякуляції під час кожного з п'яти сеансів спарювання.

Сексуальний досвід, викликаний морфіном, винагороджує толерантність

Вплив сексуального досвіду на розмір соматичних дофамінових солей дією ЕОП у ВТА подібний до тих, що описані для екзогенних опіатів (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007). Таким чином, було перевірено, чи впливає природне індуковане винагородою VTA пластика дофамінових клітин нагороду за опіатний морфін. Дійсно, сексуальний досвід викликав толерантність до морфіну, подібний до ефектів хронічних опіатів (Russo et al., 2007). Статево досвідчені чоловіки не змогли розробити CPP для дози морфіну 0.5 мг / кг; тоді як сексуально наївні чоловіки утворювали СРР для цієї дози, як це було показано, проводячи більшу кількість часу в морфіно-спареній камері порівняно з соляно-парною камерою під час пост-тесту (Рис. 3; p = 0.039). Як сексуально наївні, так і досвідчені групи витрачали значно більшу кількість часу в морфіно-спареній камері порівняно з сольовою парі з більш високими дозами морфіну: 5.0 мг / кг (Рис. 3; Наївний: p = 0.029; Досвід: p = 0.012) і 10.0 мг / кг (Рис. 3; Наївний: p <0.001; Досвід: p = 0.002).

Малюнок 3. 

Вплив сексуального досвіду на нагороду морфіну. Часи, проведені в соляних (Sal) або морфіно-парних (Mor; 0.5, 5 або 10 мг / кг вагах тіла) камер під час пост-тесту в сексуально наївному (Naive, n = 10 – 13) або досвідчений (Exp, n = 9 – 13) самців. Дані представлені як середнє ± SEM; * вказує на значну різницю в порівнянні з Sal-парною камерою в межах однієї тварини. NS, Незначний.

Індуковане статевим досвідом полегшення спарювання залежить від активації опіоїдних рецепторів

На сьогоднішній день результати дослідження показують, що EOP, що діє у VTA під час щоденних короткочасних сеансів 5, викликає пластичність нейронів дофаміну VTA, подібних до ефектів хронічного морфіну або героїнуRusso et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Ми висунули гіпотезу, що зниження розміру соматичних дофамінових сом має вирішальне значення для навчання винагороди і, зокрема, для стимулювання статевої поведінки, викликаної статевим досвідом, з точки зору мотивації та продуктивності. Ця гіпотеза була протестована шляхом блокування MOR з використанням налоксону під час спарювання та вивчення впливу на полегшення сексуальної поведінки, викликаного сексуальним досвідом під час п'яти сеансів щоденного спарювання. Дані представлені в малюнок 4 лише для першого та п'ятого сеансів спарювання, оскільки це дані, які найкраще ілюструють спрощення поведінки, пов'язане з досвідом. Більш того, довгострокові ефекти лікування налоксоном під час сеансів спарювання перевіряються на підтримку індукованого досвідом фасилітаційного поведінки під час остаточного тесту на спарювання 1 тиждень пізніше. малюнок 4A показує експериментальний дизайн. Існував значний основний ефект сеансу спарювання на всі параметри поведінки статі (затримка монтування: F(2,55) = 11.286, p <0.001; затримка інтромісії: F(2,55) = 8.767, p <0.001; затримка еякуляції: F(2,55) = 10.368, p <0.001) та лікування налоксоном при затримках для встановлення (F(1,55) = 6.585, p = 0.013) і вступ (F(1,55) = 7.863, p = 0.007). Парні порівняння показали, що лікування налоксоном вплинуло на статеву поведінку під час першого сеансу спарювання, оскільки тварини налоксону мали значно більш тривалі латентності до першого згортання (p = 0.002) і вступ (p = 0.002) порівняно з фізіологічним контролем в перший день спарювання. Вплив налоксону на початкову статеву поведінку знижувався на сексуальному досвіді і не спостерігався під час будь-яких наступних сеансів спарювання (Таблиця 1). Більше того, введення налоксону перед кожним з п'яти сеансів спарювання не перешкоджало первинному сприянню сексуальній поведінці з сексуальним досвідом. Відповідно до посилюючих ефектів сексуального досвіду, чоловіки, які отримували сольовий розчин, демонстрували зменшену затримку (Рис. 4B; p = 0.032) вступ (Рис. 4C; p = 0.033) і еякуляція (Рис. 4D; p <0.001) під час п'ятого шлюбного сеансу порівняно з першим шлюбним сеансом, який вказував на полегшення сексуальної поведінки. Подібним чином, у самців, які отримували налоксон, виявлялися значно коротші затримки для встановлення (Рис. 4B; p <0.001), інтромісія (Рис. 4C; p <0.001) та еякуляція (Рис. 4D; p = 0.017) на п'ятому в порівнянні з першим днем. Більше того, чоловіки, які отримували налоксон, не відрізнялися від контрольних сольових розчинів у будь-якій латентності під час п'ятого сеансу спарювання.

Малюнок 4. 

Ендогенні опіоїди відіграють важливу роль у спрощеному ставленні до статевої поведінки. A, Експериментальний дизайн. B-D, Параметри сексуальної поведінки для чоловіків, які отримували сольовий розчин (Сал, білі смуги, n = 11) або налоксон (NLX; чорні смуги, n = 12) при системному введенні. Показані дані - це затримка для монтування (B; секунд), вступ (C; секунд), і еякуляція (D; секунд) у дні 1 і 5 п'яти днів поспіль спарювання. Крім того, дані показані для остаточного тесту спарювання, 7 d після п'ятого сеансу спарювання. Дані представлені як середнє ± SEM; + вказує на значну різницю між днями 1 і 5 в межах лікування; * вказує на значну різницю між днем ​​тестування і днем ​​5 в межах лікування; # вказує на значну різницю між налоксоном і сольовими групами протягом доби.

Переглянути цю таблицю: 

Таблиця 1. 

Прийом налоксону до спарювання збільшував затримки до моменту і втручання лише в перший день спарювання

Навпаки, лікування налоксоном під час сеансу сексуального досвіду порушило підтримку індукованої досвідом фасилітації сексуальної поведінки в останній день тестування спарювання. День випробування проводили 7 d після завершення сеансу спарювання у відсутності ін'єкції налоксону. У контрольних чоловіків, які отримували фізіологічний розчин, спостерігали очікуваний фактор спрощення сексуальної поведінки. Зокрема, затримки для монтування, втручання та еякуляція не відрізнялися між п'ятою сесією спарювання і кінцевим днем ​​тестування (Рис. 4B – D). Беручи до уваги, що оброблені налоксоном чоловіки показали значне збільшення латентності (Рис. 4B; p = 0.033), вступ (Рис. 4C; p = 0.036) і еякуляція (Рис. 4D; p = 0.049) на тестовий день порівняно з п'ятим сеансом спарювання. Крім того, на день випробування виявили, що тварини налоксону значно повільніше, ніж чоловіки, які отримували сольовий розчин, як показано на більш тривалих затримках (Рис. 4B; p = 0.017) і вступ (Рис. 4C; p = 0.043). Таким чином, лікування налоксоном блокувало підтримку, але не початкове, розвиток індукованої досвідом полегшення сексуальної поведінки. Ці висновки свідчать про критичну роль пластики нейронів дофаміну ВТА, індукованого ВОР, при довгостроковому вираженні посилення природної поведінки винагороди.

Було проведено кілька додаткових контрольних експериментів, щоб визначити, що вплив блокади опіоїдних рецепторів на втрату довготривалого посилення сексуальної поведінки відбувався незалежно від відсутності введення налоксону на остаточний день тестування спарювання (Рис. 5A,B), були специфічними для втрати тривалого, але не короткочасного підтримання \ tРис. 5E,F), не були викликані щоденним опроміненням налоксономРис. 5C,D), і не були викликані втратою сексуальної винагороди у чоловіків, які отримували налоксон (Рис. 5G,H). По-перше, щоб показати, що змінена сексуальна поведінка на кінцевому тесті спарювання не була обумовлена ​​відсутністю налоксону, або налоксон, або фізіологічний розчин вводили на останній день тестування спарювання тваринам, які отримували спаровування в парі з налоксоном, коли вони отримували сексуальний досвід (Рис. 5A). Існував значний головний ефект спарювання дня на затримки для монтування (Рис. 5B; F(2,27) = 30.031, p = 0.038) і вступ (Таблиця 2; F(2,27) = 10.686, p = 0.048). Головного ефекту спарювання на латентність до еякуляції не було (Таблиця 2; F(2,27) = 2.388, p = 0.109) Подібно до описаного вище, лікування налоксоном під час спарювання не впливало на полегшення сексуальної поведінки під час перших п'яти сесій сексуального досвіду. Обидві групи (групи, оброблені фізіологічним розчином та налоксоном, як було визначено шляхом лікування, отриманого під час остаточного тесту спарювання; обидва отримали налоксон під час спарювання) показали полегшену сексуальну поведінку на день 5 порівняно з 1 дня і показали значно коротші затримки до першого монтування (Рис. 5B; сольовий розчин: p = 0.033; налоксон: p = 0.014) і вступ (Таблиця 2; сольовий розчин: p = 0.034; налоксон: p = 0.026). Тварини, які отримували або налоксон, або фізіологічний розчин на кінцевому дні тестування на спарювання, мали більш тривалий час затримки (Рис. 5B; сольовий розчин: p = 0.018; налоксон: p = 0.029) і вступ (Таблиця 2; сольовий розчин: p = 0.019; налоксон: p = 0.020) у порівнянні з п'ятим днем ​​досвіду спарювання. Таким чином, введення налоксону або фізіологічного розчину в день тестування безпосередньо перед спаровуванням не впливало на вплив лікування налоксоном під час сеансів сексуального досвіду і послаблення тривалої фасилітації сексуальної поведінки було ідентичним показаному у тварин, які не отримували жодних ін'єкцій на останньому тестовому дні (Рис. 4).

Малюнок 5. 

Ендогенні опіоїди важливі в довгостроковому вираженні індукованої досвідом фасилітації сексуальної поведінки. A, Експериментальна конструкція для експерименту щодо впливу лікування NLX на день випробування. B, Підіймайте латентність на дні 1 і 5 п'яти послідовних днів спаровування і кінцевого дня тестування (тестування) після сольового (сірого) або налоксону (чорного) введення. Дані являють собою середнє значення ± SEM. * вказує на значну різницю між днем ​​1 і днем ​​5 в межах лікування. # вказує на значну різницю між Днем тестування та Днем 5 в межах лікування. C, Експериментальна конструкція для експерименту для випробування ефекту попередньої обробки налоксону без сексуального досвіду на поведінку спарювання. D, Латентний пристрій на кінцевий день тестування спарювання, 7 днів після 5 днів або сольового розчину, або ін'єкції налоксону за відсутності спарювання. Дані являють собою середнє значення ± SEM. E, Експериментальна конструкція для експерименту для перевірки впливу лікування налоксоном на короткочасне відображення полегшеної сексуальної поведінки у досвідчених тварин. F, Латентний приплив на день 1 і день 5 п'яти послідовних днів спарювання і кінцевий день тестування, 1 день за днем ​​5 в присутності сольового (сірого) або налоксону (чорна) ін'єкції. Дані являють собою середнє значення ± SEM. * вказує на значну різницю між днем ​​1 і днем ​​5 в межах лікування. GЕкспериментальна конструкція для експерименту для перевірки того, чи лікування налоксоном блокувало корисні ефекти сексуальної поведінки. HЧас, проведений у спарюванні спареної камери (в секундах) під час попереднього тестування (білий) і після тесту (чорний) для тварин, які отримували або налоксон, або фізіологічний розчин до спарювання. Дані являють собою середнє значення ± SEM; * вказує на значну різницю в порівнянні з передтест.

Переглянути цю таблицю: 

Таблиця 2. 

Показані дані є затримками до втручання та еякуляції (секунди) від контрольних експериментів, проведених з метою визначення того, що вплив блокади MOR на втрату довготривалого посилення сексуальної поведінки відбувався незалежно від відсутності введення налоксону на останній день тестування спарювання

Щоб визначити, чи було це лікування налоксоном у поєднанні з сексуальним досвідом і не повторювалося з налоксоном per se, що викликало порушення сексуальної поведінки 7 після останнього лікування, статеві наївні тварини отримували або п'ять щоденних ін'єкцій налоксону або ін'єкції фізіологічного розчину перед кінцевим тестом на спарювання 7 d пізніше (Рис. 5C). Не було виявлено суттєвих відмінностей для будь-якого параметру спарювання між групами, які попередньо оброблялися фізіологічним розчином і налоксономРис. 5D; затримка монтування; латентність втручання: фізіологічний розчин 139.7 ± 40.3 проти налоксону 121.83 ± 42.55; латентність еякуляції: фізіологічний розчин 887.9 ± 70.0 проти налоксону 1050.8 ± 327.31). Ці результати вказують на те, що налоксон сам по собі не є достатнім для зміни подальшої сексуальної поведінки, подібної відсутності ефекту налоксону поодинці на VTA-дофамінової нейронної пластичності.

Ми припускаємо, що лікування налоксоном під час придбання сексуального досвіду порушує довготривалий прояв полегшення сексуальної поведінки, викликане статевим досвідом. Для подальшого тестування ефекти лікування налоксоном під час спарювання були перевірені на подальшу сексуальну поведінку під час остаточного тесту на спарювання, яке проводилося тільки після останнього спарювання (експериментальний дизайн; Рис. 5E). Існував значний основний ефект спарювання день на гора (Рис. 5F; F(2,20) = 19.780, p <0.001) та затримки інтромісії (Таблиця 2; F(2,20) = 19.041, p <0.001). Не було значного основного впливу дня на затримку еякуляції (Таблиця 2; F(2,20) = 3.042, p = 0.070). Подібно до описаного вище, всі чоловіки (незважаючи на лікування сольовим розчином або налоксоном) показали полегшення сексуальної поведінки під час п'яти сеансів сексуального досвіду, які вказували на значно коротші затримки (Рис. 5F; сольовий розчин: p = 0.002; налоксон: p = 0.018) і вступ (Таблиця 2; сольовий розчин: p = 0.006; налоксон: p = 0.009) на день 5 в порівнянні з днем ​​1. Аналогічно, полегшену сексуальну поведінку було продемонстровано на день тесту порівняно з днем ​​1, що вказується на значно коротші затримки для монтування (Рис. 5F; сольовий розчин: p = 0.001; налоксон: p = 0.020) і вступ (Таблиця 2; сольовий розчин: p = 0.004; налоксон: p = 0.009). Більш важливим є те, що лікування налоксоном під час спарювання не вплинуло значною мірою на полегшення статевої поведінки, викликане статевим досвідом, під час тестування 1 d після статевого досвіду, незалежно від лікування налоксоном у цей заключний день тестування.

Нарешті, ми перевірили можливість, що ослаблення впливу налоксону на тривалу експресію полегшеної сексуальної поведінки пояснюється блокуючим впливом налоксону на корисні властивості сексуальної поведінки. Однак налоксон, що вводиться безпосередньо перед спаровуванням, не змінював утворення CPP для спаровування (Рис. 5G), що свідчить про те, що лікування налоксоном не змінювало сексуальної винагороди. І групи, оброблені фізіологічним розчином і налоксоном, утворили значну СРР для сексуальної поведінки, що вказує на значно збільшений час, проведений в палаточной палаті (Рис. 5H; сольовий розчин: p = 0.038; налоксон: p = 0.002) під час пост-тесту в порівнянні з претест. Таким чином, налоксон не робить свого згубного впливу на підтримку полегшеної сексуальної поведінки, блокуючи нагороду, пов'язану з сексуальною поведінкою.

Сприяння сексуальній поведінці залежить від дії ЄОП у VTA

Щоб підтвердити, що ЕОП діє конкретно у VTA, щоб викликати довготривале полегшення сексуальної поведінки, експериментальний дизайн, викладений у малюнок 3A повторювали з внутрішньо-VTA налоксоном, а не системними ін'єкціями. Результати були ідентичні системному введенню, описаному вище. Існував значний головний ефект спарювання на всі параметри статевої поведінки (Рис. 6A, затримка монтування: F(2,33) = 4.494, p = 0.019; B, затримка вступу: F(2,33) = 4.042, p = 0.027; C, затримка еякуляції: F(2,33) = 5.309, p = 0.010) і внутрішньо-VTA лікування налоксоном на затримках для монтування (F(1,33) = 7.345, p = 0.011) і вступ (F(1,33) = 6.126, p = 0.019). Налоксон Intra-VTA не перешкоджав спочатку індукованому досвідом фасилітації сексуальної поведінки під час спаровування 5 d, оскільки чоловіки, які отримували лікування налоксоном, демонстрували зменшену затримку (Рис. 6A; p = 0.001), вступ (Рис. 6B; p <0.001) та еякуляція (Рис. 6C; p = 0.001) на день 5 в порівнянні з днем ​​1. Чоловіки, які отримували налоксон, не відрізнялися від чоловіків, які лікувалися фізіологічним розчином, на п'ятий день спаровування в будь-якій латентності. Лікування налоксоном Intra-VTA, як і системне введення, призвело до значного посиленняРис. 6A; p <0.001) та затримки інтромісії (Рис. 6B; p <0.001) у перший день спарювання порівняно з чоловіками, які отримували фізіологічний розчин, чого не спостерігалося під час наступних шлюбних сеансів (під час яких чоловіки, оброблені налоксоном та фізіологічним розчином, не відрізнялись). Одним несподіваним спостереженням було те, що в цьому експерименті чоловіки, оброблені фізіологічним розчином, не виявляли статистично значущого сприяння затримкам монтажу або інтромісії (як було показано у всіх експериментах, описаних вище), і лише затримка еякуляції була коротшою на п'ятий день порівняно з першим днем (фізіологічний розчин: p = 0.001).

Малюнок 6. 

Ендогенні опіоїди в VTA опосередковують спрощення індукції статевої поведінки та її тривалого обслуговування. Параметри статевої поведінки чоловіків, які отримували фізіологічний розчин (Сал, білі смуги, n = 8) або NLX (чорні смуги, n = 6) з внутрішньо-VTA-адміністрацією. Показані дані - це затримка для монтування (A), вступ (B), і еякуляція (C) у дні 1 і 5 п'яти днів поспіль спарювання. Крім того, дані показані для остаточного дня тестування спарювання, 7 d наступного дня 5 у відсутності сольового розчину або налоксону. Дані являють собою середнє значення ± SEM; + вказує на значну різницю між днями 1 і 5 в межах лікування; * вказує на значну різницю між днем ​​тестування і днем ​​5 в межах лікування; # вказує на значну різницю між групами налоксона і Sal протягом доби. Схематичні креслення корональних ділянок VTA (H, UM4.60; I, X5.00; J, bre5.25 з bregma), що вказують місця ін'єкції внутрішньо-VTA для всіх тварин у експерименті 5 (фізіологічний розчин; білий; налоксон, чорний; пропущений, сірий), використовуючи креслення шаблонів від Swanson Brain Maps (Суонсон, 2004). Канюлі були двосторонніми, але ін'єкційні ділянки представлені в односторонньому порядку для зручності подання. fr, Fasciculus retroflexus; ML, Medial lemniscus; SN, substantia nigra.

Внутрішньо-VTA лікування наксолоном блокувало підтримку полегшеної сексуальної поведінки, що спостерігається у чоловіків, досвідчених сексуально, подібно до ефектів системного налоксону. Зокрема, в останній день випробування у чоловіків, які отримували налоксон, тривало більш тривалий час затримки (Рис. 6A; p = 0.011), вступ (Рис. 6B; p = 0.010), і еякуляція (Рис. 6C; p = 0.015) порівняно з їх п'ятим сеансом спарювання і порівняно з чоловіками, які отримували фізіологічний розчин, на останньому тестовому дні (Рис. 6A, p = 0.006; B, p = 0.008). На відміну від цього, тварини, які отримували фізіологічний розчин, не відрізнялися в латентності для монтування і вторгнення між кінцевим днем ​​тестування і днем ​​5 спаровування. Ці ефекти були специфічними для доставки налоксону у ВТА, як чоловіки з ділянками канюлізації поблизу, але не орієнтованими на ВТА (Рис. 6D; n = 3) показали тривале полегшення сексуальної поведінки, подібне до оброблених засобами засоби контролю (ML, IL = 53 ± 6.245, EL = 389 ± 299.5 і значно відрізнялися в порівнянні з внутрішньо-VTA тваринами налоксону в кінцевий день тестування (ML, IL: p = 0.029; EL: p = 0.0395).

Дія ЕОП необхідна для пов'язаної з статтю умовної нервової активації

На підставі отриманих на сьогоднішній день висновків ми висунули гіпотезу, що активація ЕОП у VTA під час досвіду спарювання та подальше зменшення розміру соматичних дофамінів VTA є критично важливими для віднесення стимулюючої відмінності до подразників, пов'язаних із винагородою, і, отже, підтримання сексуальної поведінки. Для перевірки цієї гіпотези досліджено вплив блокування опіоїдних рецепторів під час досвіду спарювання на нейронну активність, викликану подальшим опроміненням обумовлених контекстуальних сигналів, що передбачають сексуальну винагороду (пов'язані з сексом контекстні сигнали). Статеві наївні тварини також піддавалися впливу на навколишнє середовище, але вони не були пов'язані з попереднім досвідом спарювання, отже, були нейтральними сигналами. Нарешті, вихідні рівні ПЕРК були визначені у статевих та наївних контрольних групах, які залишилися в домашніх клітинах і не піддавалися жодним сигналам (-No Cue). Підтвердження та розширення попередніх результатів (Balfour et al., 2004), вплив на контекстні ознаки, пов'язані з попередньою нагородою за статтю, значно підвищило експресію pERK у чоловіків, які мають досвід сексуалції в NAc (Рис. 7) і mPFC (Рис. 8A – C), але не викликали активацію нейронів у BLA (Рис. 8D) або CPu (дані не показані). Були основні ефекти впливу кия в ядрі NAc (F(1,12) = 12.1941, p = 0.004), ACA (F(1,12) = 5.541, p = 0.038) і PL (F(1,12) = 5.241, p = 0.041), і обробка налоксоном в ядрі NAc (F(1,12) = 6.511, p = 0.025), ACA (F(1,12) = 15.242, p = 0.002) і PL (F(1,12) = 7.336, p = 0.019). Існувала значна взаємодія в ядрі NAc (F(1,12) = 10.107, p = 0.008), ACA (F(1,12) = 16.060, p = 0.002), PL (F(1,12) = 8.235, p = 0.014) і IL ((F(1,12) = 6.965, p = 0.022). По-перше, пов'язане з впливом Cue вплив значно збільшило pERK у статево досвідчених тварин, які отримували фізіологічний розчин (Exp Sal ​​+ Cue), порівняно з контрольними засобами, які не піддавалися жодним сигналам і були взяті з домашньої клітки (Exp Sal-No Cue) в ядрі NAc (Рис. 7A; p <0.001) та mPFC субрегіони ACA (Рис. 8A; p = 0.001), PL (Рис. 8B; p = 0.003), а IL (Рис. 8C; p = 0.029). Навпаки, у статевих наївних тварин, які отримували фізіологічний розчин, вплив на контекстні сигнали, які не були пов'язані з сексуальною винагородою, не викликали pERK в жодній з областей мозку (Naive Sal + Cue порівняно з наївним Sal-No Cue; Фіг. 7, 8), демонструючи, що індукція pERK є специфічною для експонування пов'язаних із сексуальним досвідом сигналів. Більш того, статевий досвід сам по собі не змінював вихідну експресію pERK в жодній з областей мозку, оскільки не було відмінностей між групами, які були взяті з домашніх клітин, незалежно від того, є вони сексуально наївними чи досвідченими, і оброблені сольовим розчином або налоксоном.

Малюнок 7. 

Ендогенна опіоїдна дія необхідна для нейронної активації в NAc, індукованої пов'язаними з статтю умовними сигналами. Кількість клітин pERK-IR на мм2 в ядрі nucleus accumbens (A) і оболонки (B) у статевих наївних (білих) і досвідчених (досвідчених, чорних) тварин, які попередньо обробляли системним NLX або фізіологічним розчином (Sal) під час сеансів спарювання (чоловіки-випускники) або сеансів обробки (наївні чоловіки). Групи або піддавалися контекстуальним сигналам (Cue), які були пов'язані з шлюбами у чоловіків і нейтральних сигналів у наївних тварин, або взяті з домашніх кліток (No Cue, відзначається відсутністю мітки Cue). Дані представлені як середнє ± SEM; * вказує на значну різницю в порівнянні з попередньо не підданими лікуванню фізіологічним розчином контролем (Наївний Сал-Ні-Кью та Екс-Сал-Ні Кью); # вказує на значну різницю в порівнянні з Sal-обробленою Cue-експонованою групою Exp (Exp Sal ​​+ Cue). Репрезентативні зображення клітин pERK-IR на мм2 в ядрі NAc чоловіків, що мають досвід сексу, з Sal (C, D) або NLX (E, F) які були взяті з домашньої клітки (No Cue, C, E) або піддані впливу контекстних сигналів, пов'язаних із спаровуванням (Cue; D, F). N = 4 кожної групи, за винятком наївного NLX (без Cue), n = 3. ac, передня коміссура. Масштаб бар, 100 мкм.

Малюнок 8. 

Вплив налоксону на спарову ки-індуковану експресію pERK в інших цільових областях VTA. Кількість клітин pERK-IR на мм2 у статевих наївних (білих) і досвідчених (досвідчених, чорних) тварин, які попередньо обробляли системним NLX або фізіологічним розчином (Sal) під час сеансів спарювання і піддавалися контекстуальним сигналам (Cue) або домашній клітці (без сигналів) в ACA (A), PL (B), IL (C) і BLA (D). Дані являють собою середнє ± SEM; * вказує на значну різницю в порівнянні з попередньо не підданими лікуванню фізіологічним розчином контролем (Наївний Сал-Ні-Кью та Екс-Сал-Ні Кью); # вказує на значну різницю в порівнянні з Sal-обробленими cue-експонованими сексуально наївними контролями (Naive Sal + Cue).

На підтримку нашої гіпотези лікування налоксоном під час сексуального досвіду суттєво послаблює індукцію pERK залежними від статі умовними сигналами. Експресія pERK у цих досвідчених самців, одержуваних налоксоном, (досвід NLX + Cue) не відрізнялася від вихідної експресії pERK у будь-якій з сексуально наївних або досвідчених контрольних груп, взятих з домашніх клітин (Naive Sal-No Cue або Naive NLX- Ні Cue). Більш того, експресія pERK у досвідчених самців, одержуваних налоксоном (досвід NLX + Cue), була значно нижчою у порівнянні з дослідженими тваринами, які отримували cue-експоновані фізіологічний розчин (Exp Sal ​​+ Cue) в ядрі NAc (Рис. 7A; p = 0.002) і субрегіони mPFC (Рис. 8A, ACA: p <0.001; B, PL: p = 0.002; C, IL: p = 0.015).

У оболонці NAc двосторонній аналіз ANOVA не давав статистично значущого впливу впливу факторів і лікування налоксоном. Однак порівнювання попар показало, що експозиція cue індукувала pERK в групі, що отримувала сексуальну допомогу, що отримувала фізіологічний розчин (Exp SAL + Cue), у порівнянні з групою контрольної групи без сольового солевого нагляду (Рис. 7B; Наївний SAL-No Cue: p = 0.0163).

Обговорення

Нинішнє дослідження демонструє, що EOP, що діє у VTA під час сексуальної поведінки, природної поведінки винагороди, викликало стійке, але тимчасове зменшення розміру соми VTA дофамінових клітин. Зниження розміру соми не спостерігалося у не-допамінових нейронах VTA, а також у нейронах дофаміну в сусідній нігері субстанції, що свідчило про те, що ця зміна була специфічною для клітин дофаміну VTA. Така пластика VTA дофаміну виявляється подібною до такої, що викликається хронічним опроміненням опіатів (Sklair-Tavron et al., 1996; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011) і викликали подібну толерантність до екзогенної опіатної (морфінової) винагороди. Ми продемонстрували, що VTA дофамінова пластичність є критичною для тривалого (підтримання), але не короткочасної (розвитку), підкріплення сексуальної поведінки і пов'язаної з винагородою нейронної активності (pERK) у цільових областях VTA: NAc і mPFC. Ці висновки свідчать про роль VTA дофамінової пластичності в довгостроковому вираженні стимулюючої відмінності природних винагороджують прогностичні сигнали або винагороду пам'яті.

Було добре задокументовано, що сексуальний досвід призводить до полегшення подальшої сексуальної поведінки, включаючи більш швидкий початок спарювання та підвищення продуктивності (Balfour et al., 2004; Pitchers et al., 2010a,b, 2012). Це полегшення або посилення сексуальної поведінки зберігається принаймні протягом 28 d після спарювання (Pitchers et al., 2012). Крім того, було показано, що статева поведінка і обумовлені сигнали прогнозування винагороди статі викликають інтерналізацію MOR у VTA і індукують активацію нейронів у всій мезолімбічної системи, включаючи VTA (нейрони дофаміну і недепапаміну), NAc, PFC і BLA (Balfour et al., 2004, 2006). Добре відомо, що нейрони дофамінів VTA відіграють важливу роль у вивченні та атрибуції стимулюючої відмінності стимулів, пов'язаних з винагородою (Berridge і Robinson, 1998; Berridge et al., 2009; Flagel et al., 2011) і є критичними для прогнозування винагороди (Шульц, 2010). Нинішні висновки розширюють наші сучасні знання, демонструючи, що індукована винагородою нейропластичність VTA є критичною для цих функцій і залежить від активації MOR за допомогою EOP у VTA. В даний час невідомо, який ЕОП є лігандом MOR, який діє у VTA під час чоловічої сексуальної поведінки. Хоча як β-ендорфін, так і енкефалін були залучені до стимулюючої мотивації для харчових підсилювачів (Hayward et al., 2002), це ще залишається для чоловічої сексуальної поведінки. Ми раніше показали, що нейрони β-ендорфінів не активуються під час спарювання, а також не зростає мРНК POMC; таким чином, припускаючи, що β ендорфін не може бути критичним EOP, що діє у VTA під час спарювання (Davis et al., 2007). Ця VTA дофамінова пластичність була важливою для нейронної активності в mPFC, NAc і VTA після впливу на сексуальну винагороду, що передбачає вплив на навколишнє середовище. Більш того, пластика VTA допаміну була критичною для довгострокового вираження підвищеної ініціації та виконання сексуальної поведінки. Навпаки, нейропластичність VTA, викликана сексуальним досвідом, не була необхідною для гедонічної відповіді, оскільки секс-винагорода (визначається CPP) і короткочасне полегшення сексуальної мотивації та продуктивності (під час статевого досвіду чи 1 d) залишалися незмінними, незважаючи на блокаду MOR під час спарювання (Mehrara і Baum, 1990). Навпаки, дані свідчать про те, що нейропластичність дофаміну VTA опосередковує більш тривалий термін (7 d після останнього статевого досвіду; Pitchers et al., 2012) вираження «бажань» винагороди за статеві стосунки та підвищених мотивованих відповідей на спаровуванняМіллер і Баум, 1987; Berridge і Robinson, 1998).

Статево досвідчені тварини продемонстрували перехресну толерантність до морфіну, подібно до впливу колеса на мишей, іншої природної корисної поведінки, ефекту, блокованого при лікуванні налоксоном (Lett et al., 2001, 2002) і визначається залежністю від VTA пластики дофамінових клітин (поточні висновки). Як і природні винагороди, повторне опромінення морфіном або героїном призводить до тимчасового зменшення розміру VTA допаміну (Sklair-Tavron et al., 1996; Spiga et al., 2003; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Крім того, вплив опіату з коротким періодом відміни викликає толерантність до винагороди, що обумовлено високими дозами препарату, необхідними для формування винагороди.Shippenberg et al., 1987; Russo et al., 2007), і викликає самостійне введення тваринAhmed et al., 2000; Walker et al., 2003). Отже, ЕОП і опіати діють на загальні нейральні субстрати, щоб викликати толерантність до винагороди під час раннього відміни, що може відображати компенсаторний гомеостатичний механізм для протидії стимуляції повторним опроміненням (Koob і Le Moal, 2005). Навпаки, під час тривалого утримання від наркотичних засобів, толерантність змінюється на чутливість до корисних властивостей препарату (Харріс і Астон-Джонс, 2003; Aston-Jones і Harris, 2004; Harris і Gewirtz, 2004). Цікаво, що сексуальний досвід, який слідував період секс-стримування 7 – 28 d, викликав перехресну сенсибілізацію на користь психостимулятора (Pitchers et al., 2010a), яка залежить від індукованої спарову експресією deltaFosB і активації 1 рецептора дофаміну в NAc (Pitchers et al., 2013). Таким чином, досвід сексуальної винагороди спричиняє одночасну толерантність до опійної винагороди і сенсибілізацію заохочення до психостимуляції, хоча тривалий період статевого стримування на толерантність до винагороди за морфіном залишається випробуваним. Ми стверджуємо, що ці протилежні ефекти на винагороду лікарського засобу можуть бути опосередковані різними формами нейропластики в різних областях мезолімбічної системи: дію ВОП та пластика дофаміну опосередковують толерантність до опіатів (поточне дослідження), тоді як NAc deltaFosB експресія контролює сенсибілізацію психостимулятора (Pitchers et al., 2013). Обидва ці події можуть сприяти зростанню прийому наркотиків (Ахмед і Кооб, 1998, 1999; Ahmed et al., 2000, 2002, 2003; Walker et al., 2003).

Молекулярні механізми, за допомогою яких ЕОП впливає на дофамінові нейрони ВТА під час природної поведінки, залишаються невідомими. Шлях IRS2-Akt-mTORC2 є основним медіатором зменшеного розміру соми у ВТА, викликаному повторним морфіном (Jaworski et al., 2005; Russo et al., 2007; Mazei-Robison et al., 2011). Повторне введення морфіну індукувало зміни розміру нейронів дофаміну у VTA, що може бути попереджено шляхом внутрішньо-VTA-інфузій нейротрофічного фактора, отриманого з головного мозку (BDNF; Sklair-Tavron і Nestler, 1995). BDNF активує цей шлях через сигналізацію TrkB (Russo et al., 2007), кіназа рецептора з високою спорідненістю до BDNF і частиною шляху IRS2-Akt (Серологія і Галл, 1993; Numan і Seroogy, 1999), і виражені на дофамінових і ГАМК-нейронах у ВТА. Регулювання різних компонентів шляху IRS2-Akt з використанням технології передачі генів вірусного вектора імітує ефекти хронічного впливу опіатів. Крім того, ефекти впливу опіату можуть бути врятовані шляхом відновлення цього сигнального шляху (Russo et al., 2007) і надекспресія компонента mTORC2 запобігає індукованню морфіну зниження VMA дофамінової соми (Mazei-Robison et al., 2011). Таким чином, попередня робота, що досліджує вплив хронічних опіатів на розмір VMA дофаміну, показує, що індукована морфіном регуляція шляху IRS2-Akt-mTOR є достатньою і необхідною для цього ефекту (Mazei-Robison і Nestler, 2012). Таким чином, спокусливо спекулювати, що вплив сексуального досвіду на нейропластичність VTA дофаміну аналогічно опосередковано BDNF та IRS2-Akt-mTORC2 шляху.

На закінчення, нинішнє дослідження показало, що нейропластичність VTA обумовлена ​​досвідом з природною корисною поведінкою, зокрема повторною чоловічою сексуальною поведінкою. Зокрема, EOP діють у VTA для зменшення розміру сома дофаміну, який, як передбачається, пов'язаний з підвищеною нервовою збудливістю і меншою продуктивністю допаміну, що призводить до гіподопамінергічної системи, і змінює функціонування мезолімбічної системи у відповідь на сигнали, які передбачають сексуальну винагороду. Крім того, нейропластичність VTA має вирішальне значення для стимулюючої мотивації та винагороди пам'яті, але не для гедонічного впливу сексуальної поведінки. Нарешті, нейропластичність VTA, викликана природною винагородою, яка слідує за коротким періодом утримання від впливу, впливає на опіатні винагороди і, отже, може впливати на вразливість до розвитку наркоманії.

Виноски

  • Отримано січень 12, 2014.
  • Редакція отримала травня 17, 2014.
  • Прийнято травня 20, 2014.

  • Це дослідження було підтримано грантами від Канадського Інституту Досліджень Здоров'я до ЗМК та Ради природничих та інженерних досліджень ККП.

  • Автори заявляють про відсутність конкуруючих фінансових інтересів.

  • Кореспонденція повинна бути адресована докторові Ліке М. Кулену, медичному центру Університету Міссісіпі, відділу фізіології та біофізики, 2500 North State Street, Джексону, MS 39216-4505. [захищено електронною поштою]

Посилання

  1. ↵
    1. Agmo A

    (1997) Статева поведінка чоловічого щура. Brain Res Brain Res Protoc 1: 203-209.

  2. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1998) Перехід від помірного до надмірного споживання наркотиків: зміна в гедонічній точці. наука 282: 298-300.

  3. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Koob GF

    (1999) Тривале збільшення заданого значення для самоконтролю кокаїну після ескалації у щурів. Психофармакология 146: 303-312.

  4. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Walker JR,
    3. Koob GF

    (2000) Постійне підвищення мотивації до прийому героїну у щурів з історією ескалації наркотиків. Нейропсіхофармакологіі 22: 413-421.

  5. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Kenny PJ,
    3. Koob GF,
    4. Markou A

    (2002) Нейробіологічні дані про гедонічний аллостаз, пов'язані з посиленням вживання кокаїну. Nat Neurosci 5: 625-626.

  6. ↵
    1. Ahmed SH,
    2. Lin D,
    3. Koob GF,
    4. Парсонс Л.Г.

    (2003) Ескалація самостійного застосування кокаїну не залежить від змінених рівнів дофаміну, викликаних кокаїном. J Neurochem 86: 102-113.

  7. ↵
    1. Aston-Jones G,
    2. Harris GC

    (2004) Субстрати мозку для збільшення кількості наркотиків під час тривалого виведення. Нейрофармакологія 47: 167-179.

  8. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Ю Л,
    3. Coolen LM

    (2004) Сексуальна поведінка та пов'язані з статтю екологічні сигнали активізують мезолімбічну систему у самців щурів. Нейропсіхофармакологіі 29: 718-730.

  9. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Brown JL,
    3. Ю Л,
    4. Coolen LM

    (2006) Потенційний внесок еферентів з медіальної префронтальної кори до нейронної активації після сексуальної поведінки у самців щура. Неврологія 137: 1259-1276.

  10. ↵
    1. Beitner-Johnson D,
    2. Guitart X,
    3. Nestler EJ

    (1992) Нейрофіламентні білки і мезолімбічна дофамінова система: загальна регуляція хронічним морфіном і хронічним кокаїном у вентральній зоні щурів. J Neurosci 12: 2165-2176.

  11. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Робінсон Т.Е.

    (1998) Яка роль допаміну в нагороді: гедонічний вплив, нагорода навчання або стимулююче відзначення? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  12. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE,
    3. Олдрідж JW

    (2009) Розчленування компонентів винагороди: «пристрасть», «бажання» і навчання. Curr Opin Pharmacol 9: 65-73.

  13. ↵
    1. Blum K,
    2. Вернер Т,
    3. Carnes S,
    4. Carnes P,
    5. Bowirrat A,
    6. Джордано J,
    7. Оскар-Берман М,
    8. Золото М

    Секс, наркотики та рок-н-рол: гіпотеза про спільну мезолімбічну активацію як функцію поліморфізму винагороджуваного гена. J Психоактивні наркотики 44: 38-55.

  14. ↵
    1. Chu NN,
    2. Zuo YF,
    3. Meng L,
    4. Lee DY,
    5. Han JS,
    6. Cui CL

    (2007) Периферична електрична стимуляція змінила зменшення розміру клітини і збільшила рівень BDNF у вентральній тегментальной області у хронічних щурів, оброблених морфіном. Brain Res 1182: 90-98.

  15. ↵
    1. Davis BA,
    2. Fitzgerald ME,
    3. Brown JL,
    4. Amstalden KA,
    5. Coolen LM

    (2007) Активація нейронів POMC під час загального збудження, але не сексуальної поведінки у самців щурів. Behav Neurosci 121: 1012-1022.

  16. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Динамічні зміни витікання дофаміну nucleus accumbens під час ефекту Кулідж у самців щурів. J Neurosci 17: 4849-4855.

  17. ↵
    1. Flagel SB,
    2. Clark JJ,
    3. Robinson TE,
    4. Mayo L,
    5. Czuj A,
    6. Willuhn I,
    7. Akers CA,
    8. Клінтон С.М.
    9. Phillips PE,
    10. Akil H

    (2011) Селективна роль допаміну в навчанні стимул-нагорода. Nature 469: 53-57.

  18. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Глечики KK,
    3. Balfour ME,
    4. Coolen LM

    (2010a) Змішування задоволень: огляд впливу препаратів на статеву поведінку людей і тварин. Horm Behav 58: 149-162.

  19. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Мудрий РА,
    4. Lehman MN,
    5. Coolen LM

    (2010b) Метамфетамін діє на субпопуляції нейронів, що регулюють сексуальну поведінку у щурів-самців. Неврологія 166: 771-784.

  20. ↵
    1. Harris AC,
    2. Gewirtz JC

    (2004) Підвищений запаморочення під час відмови від гострого морфіну: модель відміни опіатів і тривоги. Психофармакология 171: 140-147.

  21. ↵
    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2003) Змінена мотивація та навчання після відміни опіатів: докази тривалого порушення регулювання обробки винагороди. Нейропсіхофармакологіі 28: 865-871.

  22. ↵
    1. Hayward MD,
    2. Pintar JE,
    3. Низький MJ

    (2002) Селективний дефіцит винагороди у мишей, у яких бракує бета-ендорфін і енкефалін. J Neurosci 22: 8251-8258.

  23. ↵
    1. Hoebel BG,
    2. Avena NM,
    3. Bocarsly ME,
    4. Рада П

    (2009) Натуральна залежність: поведінкова і ланцюгова модель, заснована на цукровій залежності від щурів. J Addict Med 3: 33-41.

  24. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Нейронні механізми наркоманії: роль, пов'язана з винагородою, навчання і пам'ять. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  25. ↵
    1. Ikemoto S,
    2. Коль RR,
    3. McBride WJ

    (ХНУМКС) БАК рецептора ГАМК (А) в передній вентральній тегментальной області збільшує позаклітинний рівень дофаміну в ядрі акуменів щурів. J Neurochem 69: 137-143.

  26. ↵
    1. Jaworski J,
    2. Spangler S,
    3. Seeburg DP,
    4. Hoogenraad CC,
    5. Sheng M

    (2005) Контроль дендритної альтронізації за допомогою мішені фосфоінозитид-3'-кінази Akt-ссавця шляху рапамицина. J Neurosci 25: 11300-11312.

  27. ↵
    1. Johnson SW,
    2. Північний РА

    (1992) Опіоїди збуджують дофамінові нейрони шляхом гіперполяризації місцевих інтернейронів. J Neurosci 12: 483-488.

  28. ↵
    1. Klitenick MA,
    2. DeWitte P,
    3. Kalivas PW

    (1992) Регулювання соматодендритного вивільнення дофаміну в вентральній тегментальній ділянці опіоїдами і ГАМК: in vivo дослідження мікродіалізу. J Neurosci 12: 2623-2632.

  29. ↵
    1. Koob GF,
    2. Le Moal M

    (2005) Пластичність нейроциклу нагородження і «темна сторона» наркоманії. Nat Neurosci 8: 1442-1444.

  30. ↵
    1. Леннет Д.А.

    (1978) Покращена установка для імунофлуоресцентної мікроскопії. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  31. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT

    (2001) Налоксон послаблює переваги умовного місця, індукованого колесом, що біжить у щурів. Фізіол Беав 72: 355-358.

  32. ↵
    1. Lett BT,
    2. Grant VL,
    3. Koh MT,
    4. Flynn G

    (2002) Попередній досвід роботи з колесом дає перехресну толерантність до корисного ефекту морфіну. Pharmacol Biochem Behav 72: 101-105.

  33. ↵
    1. Matthews RT,
    2. Німецький DC

    (1984) Електрофізіологічні дані для порушення дофамінових нейронів щурячих вентральних тегментальних ділянок морфіном. Неврологія 11: 617-625.

  34. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Koo JW,
    3. Фрідман А.К.
    4. Lansink CS,
    5. Robison AJ,
    6. Vinish M,
    7. Krishnan V,
    8. Kim S,
    9. Siuta MA,
    10. Galli A,
    11. Niswender KD,
    12. Appasani R,
    13. Horvath MC,
    14. Neve RL,
    15. Worley PF,
    16. Snyder SH,
    17. Hurd YL,
    18. Вітайте JF,
    19. Han MH,
    20. Russo SJ,
    21. та інші

    (2011) Роль для сигналізації mTOR і нейрональної активності в морфіно-індукованих адаптаціях в вентральних сегментах дофамінових нейронів. Нейрон 72: 977-990.

  35. ↵
    1. Mazei-Robison MS,
    2. Nestler EJ

    (2012) Індукована опіатом молекулярна і клітинна пластичність вентрального тегментального ділянки і нейронів катехоламіну локусу coeruleus. Холодний весняний Харб Perspect Med 2: a012070.

  36. ↵
    1. Mehrara BJ,
    2. Baum MJ

    (1990) Налоксон порушує експресію, але не набуває у самців щурів умовний відповідь на місце для еструсної жінки. Психофармакология 101: 118-125.

  37. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Статевий досвід у жінок-гризунів: клітинні механізми та функціональні наслідки. Brain Res 1126: 56-65.

  38. ↵
    1. Miller RL,
    2. Baum MJ

    (1987) Налоксон інгібує спаровування і сприятливе місце переваги еструсної жінки у самців щурів незабаром після кастрації. Pharmacol Biochem Behav 26: 781-789.

  39. ↵
    1. Mitchell JB,
    2. Стюарт Дж

    (1990) Спрощення статевої поведінки у самців щурів, пов'язане з ін'єкціями опіатів у межах VTA. Pharmacol Biochem Behav 35: 643-650.

  40. ↵
    1. Murphy LO,
    2. Бленіс Дж

    (2006) Специфіка сигналу MAPK: правильне місце в потрібний час. Тенденції Biochem Sci 31: 268-275.

  41. ↵
    1. Nestler EJ

    (2012) Транскрипційні механізми наркоманії. Clin Psychopharmacol Neurosci 10: 136-143.

  42. ↵
  • ↵
    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (2013) Мозок щура в стереотаксичних координатах (Академік, Бостон), Ed 7.

  • ↵
    1. Глечики KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Ю Л,
    6. Coolen LM

    (2010a) Нейропластичність в мезолімбічної системі, індукована природним винагородою і наступною винагородою за стриманість. Біол Психіатрія 67: 872-879.

  • ↵
    1. Глечики KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Музон Е,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2010b) DeltaFosB в nucleus accumbens є критичним для посилення ефекту сексуальної винагороди. Гени Brain Behav 9: 831-840.

  • ↵
    1. Глечики KK,
    2. Schmid S,
    3. Ді Себастіано АР,
    4. Ван Х,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2012) Досвід природного винагороди змінює розподіл і функцію AMPA і NMDA рецепторів в nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

  • ↵
    1. Глечики KK,
    2. Vialou V,
    3. Nestler EJ,
    4. Laviolette SR,
    5. Lehman MN,
    6. Coolen LM

    (2013) Натуральні і лікарські винагороди діють на загальні механізми нейронної пластичності, де DeltaFosB є ключовим посередником. J Neurosci 33: 3434-3442.

  • ↵
    1. Roux PP,
    2. Бленіс Дж

    (2004) ERK і p38 MAPK-активовані протеїнкінази: сімейство протеїнкіназ з різноманітними біологічними функціями. Microbiol Mol Biol Rev 68: 320-344.

  • ↵
    1. Russo SJ,
    2. Bolanos CA,
    3. Theobald DE,
    4. DeCarolis NA,
    5. Renthal W,
    6. Кумар А,
    7. Winstanley CA,
    8. Renthal NE,
    9. Wiley MD,
    10. Self DW,
    11. Russell DS,
    12. Neve RL,
    13. Eisch AJ,
    14. Nestler EJ

    (2007) Шляхи IRS2-Akt у нейронах дофаміну середнього мозку регулюють поведінкові та клітинні відповіді на опіати. Nat Neurosci 10: 93-99.

  • ↵
    1. Schultz W

    (2010) Кілька функцій нейронів дофаміну. F1000 Biol Rep 2:2.

  • ↵
    1. Seroogy KB,
    2. Gall Gall

    (1993) Експресія нейротрофінів дофамінергічними нейронами середнього мозку. Досвід Neurol 124: 119-128.

  • ↵
    1. Shippenberg TS,
    2. Bals-Kubik R,
    3. Herz A

    (1987) Мотиваційні властивості опіоїдів: свідчення того, що активація дельта-рецепторів опосередковує процеси підкріплення. Brain Res 436: 234-239.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Nestler EJ

    (1995) Протилежні ефекти морфіну і нейротрофінів, NT-3, NT-4 і BDNF, на нейронах locus coeruleus in vitro. Brain Res 702: 117-125.

  • ↵
    1. Sklair-Tavron L,
    2. Ши WX,
    3. Lane SB,
    4. Harris HW,
    5. Bunney BS,
    6. Nestler EJ

    (ХНУМХ) Хронічний морфін індукує видимі зміни в морфології мезолімбічних нейронів дофаміну. Proc Natl Acad Sci США 93: 11202-11207.

  • ↵
    1. Spiga S,
    2. Serra GP,
    3. Puddu MC,
    4. Foddai M,
    5. Діана М

    (2003) Відхилення від морфіну, викликані абстиненцією, в VTA: конфокальна лазерна скануюча мікроскопія. Eur J Neurosci 17: 605-612.

  • ↵
    1. Swanson LW

    (2004) Карти мозку: структура головного мозку щура (Academic, San Diego), Ed 3.

  • ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Чжан Q,
    4. Глечики KK,
    5. Coolen LM

    (2009) Статева винагорода у щурів-самців: вплив сексуального досвіду на перевагу, обумовлене еякуляцією та втручанням. Horm Behav 55: 93-97.

  • ↵
    1. Tzschentke ТМ

    (2007) Вимірювальна винагорода з парадигмою умовного місця (CPP): оновлення останнього десятиліття. Addict Biol 12: 227-462.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. van Ree JM

    (1996) Статева мотивація: залучення ендогенних опіоїдів до вентральної області. Brain Res 729: 20-28.

  • ↵
    1. van Furth WR,
    2. Wolterink G,
    3. van Ree JM

    (1995) Регулювання чоловічої сексуальної поведінки: залучення опіоїдів головного мозку та дофаміну. Brain Res Brain Res Rev 21: 162-184.

  • ↵
    1. Walker JR,
    2. Chen SA,
    3. Moffitt H,
    4. Inturrisi CE,
    5. Koob GF

    (ХНУМКС) Хронічне опіоїдне вплив призводить до збільшення самозастосування героїну у щурів. Pharmacol Biochem Behav 75: 349-354.

  • ↵
    1. Young KA,
    2. Gobrogge KL,
    3. Лю Y,
    4. Wang Z

    (2011) Нейробіологія парних зв'язків: розуміння соціально-моногамного гризуна. Передній нейроендокринол 32: 53-69.

    •