Коментарі: Норадреналін (норадреналін) вивільняється під час шокуючих або тривожних подій, таких як шокуючі сцени порно в Інтернеті. Користувачі можуть тяжіти до більш шокуючого або тривожного (до них) матеріалу, тому що він сильніше стимулює схему винагороди.
J Neurosci. 2003 Mar 1;23(5):1879-85.
Ventura R1, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S.
абстрактний
Зростаючі докази вказують на значне залучення коркових ділянок у механізми звикання. Показано, що норадренергічна передача в медіальній префронтальній корі (mpFC) впливає на моторні ефекти амфетаміну, хоча немає жодних доказів його залучення до корисних ефектів цього психостимулятора.
Дані експерименти були спрямовані на вивчення можливості селективного залучення префронтального кортикального норепінефрину (НЕ) в коригуючу-підсилюючу дію амфетаміну. Щоб зробити це, ми оцінили ефекти селективного виснаження mpFC NE у мишей інбредного штаму C57BL / 6J, фон, що зазвичай використовується в молекулярних підходах, який, як відомо, дуже сприйнятливий до корисних ефектів психостимулятора. У першому наборі експериментів ми продемонстрували відсутність амфетамін-індукованих кондиційних місцевих переваг у мишей, що несуть префронтальне виснаження НЕ. У другій серії експериментів ми продемонстрували, що одне і те саме ураження різко знизило вивільнення дофаміну, викликане амфетаміном, як було виміряно за допомогою внутрішньомозкового мікродіалізу.
Ці результати вказують на те, що норадренергічна префронтальна передача, що дозволяє підвищити вивільнення дофаміну в ядрі accumbens, індукована амфетаміном, є критичним фактором для корисного посилення ефекту цього препарату.
Вступ
Препарати зловживання, що належать до різних класів, хоча і мають різні первинні молекулярні мішені, все збільшують передачу допаміну (DA) в nucleus accumbens (NAc) (Ді Кьяра і Імперато, 1988; Мудрий і ромп, 1989; Weiss et al., 1992; Pontieri et al., 1995; Koob et al., 1998; Роббінс і Еверітт, 1999). Крім того, вважається, що і ефекти, що сприяють підвищенню ефективності, і активація, що викликає звикання, залежить від підвищеного вивільнення DA в межах NAc (Мудрий і ромп, 1989; Ді Кьяра, 1995; Koob et al., 1998).
З іншого боку, є все більше доказів великого залучення норепінефрину в мозок (NE) в поведінкові та центральні ефекти наркотиків. Таким чином, було показано, що миші, у яких відсутня транспортер норадреналіну, є поведінково гіперчутливими до психостимуляторів (Xu et al., 2000). На відміну від цього, миші, які не мають α1b-адренергічних рецепторів, є гіпочутливими до поведінкових ефектів психостимуляторів і опіоїдів (Drouin et al., 2002b) та посилення впливу амфетаміну (Amph) на вивільнення дофамінуAuclair et al., 2002). Крім того, показано, що празозин, α1-адренергічний антагоніст, який вводиться або системно, або локально, в префронтальну кору, зменшує локомоторну гіперактивність, індуковану d-амфетаміном (Snoddy і Tessel, 1985; Dickinson et al., 1988; Blanc et al., 1994; Darracq et al., 1998). Нарешті, незалежні дослідження підтверджують роль α1-адренорецепторів у вивільненому в мезоаккумбені DA вивільнення амфетаміну (Pan et al., 1996; Darracq et al., 1998; Shi et al., 2000).
Коркова NE може мати критичну роль у цих ефектах. Дійсно, норадренергічні проекції дифундують через кору головного мозку, а концентрації НЕ перевищують також концентрації DA в медіальній префронтальній корі (mpFC). Більше того, велика кількість даних свідчить про те, що mpFC бере участь у посередництві корисних та мотор-стимулюючих ефектів наркотичних засобів, що викликають звикання, у гризунів (Картер і Пікок, 1980 ; Bubser і Schmidt, 1990; Tzschentke і Schmidt, 1998a,b). Нарешті, все більше доказів великого залучення коркових ділянок у механізми звикання. Дійсно, візуалізаційні дослідження на людях свідчать про те, що орбітофронтальна кора, специфічна область префронтального кори, бере участь у посилених поведінках, обумовлених реакціях і закономірностях компульсивного споживання наркотиків (Volkow і Fowler, 2000).
Амфетамін є сильно звикаючим психостимулятором, який сильно стимулює рухову активність і має сильні підсилювальні ефекти, виміряні за умовним місцем (СРР) (Vezina, 1993; Cabib et al., 2000; Робінсон і Беррідж, 2001). Психостимулятор вивільняє НЕ більш сильно, ніж ДА (Кученський і Сегал, 1997; Rothman et al., 2001). Однак, незважаючи на те, що ряд останніх повідомлень вказує на залучення mpFC NE в амф-індуковану гіперлокомоцію і вивільнення DA mesoaccumbens (Blanc et al., 1994;Darracq et al., 1998) немає даних про роль mpFC NE у корисному ефекті цього психостимулятора.
Ми досліджували вплив вибіркового виснаження НПМ на вплив амфетаміну, що вимірюється CPP у мишей інбредного штаму C57BL / 6J. ефекти амфетаміну (Puglisi-Allegra і Cabib, 1997; Cabib et al., 2000). Більше того, ми оцінювали вплив префронтального виснаження НЕ на Amph-індуковане вивільнення DA мезоаккумбен. Дійсно, існують переконливі докази основної ролі вивільнення мезоаккумбенів DA в СРР, індукованого амфетаміном (Carr і White, 1986;Олмстед і Франклін, 1996; Schildein et al., 1998).
Матеріали та методи
Звірята
Чоловічі миші інбредного штаму C57BL / 6JIco (C57) (Charles River, Calco, Італія), 8 – 9 тижнів на момент проведення експериментів розміщувалися, як описано раніше (Ventura et al., 2001). Кожна експериментальна група складалася з тварин 5 – 12. Всі експерименти проводилися згідно з італійським національним законодавством (DLM. 116 / 92) про використання тварин для дослідження.
Наркотики
d-Амфетамін сульфат, хлоралгідрат, 6-гідроксидопамін (6-OHDA) і GBR 12909 (GBR) були придбані у Sigma (Мілан, Італія). Amph (2.5 мг / кг), хлоралгідрат (450 мг / кг) і GBR (15 мг / кг) розчиняли в сольовому розчині (0.9% NaCl) і вводили внутрішньочеревно в обсязі 10 мл / кг. 6-OHDA розчиняли в сольовому розчині, що містить Na-метабисульфит (0.1m).
Умовні переваги місця
Поведінкові експерименти виконували за допомогою апарату СРР (Cabib et al., 1996, 2000). Апарат складався з двох сірих камер плексигласу (15 × 15 × 20 см) і центральної алеї (15 × 5 × 20 см). Дві розсувні двері (4 × 4 см) з'єднали алею з камерами. У кожній камері в якості умовних стимулів використовувалися два трикутних паралелепіпеда (5 × 5 × 20 см), виготовлені з чорного оргскла і розташовані в різних візерунках (завжди покриваючи одну і ту ж поверхню камери). Процедура підготовки до кондиціонування місць була описана раніше Cabib et al. (1996, 2000). Коротко на день 0 (претест), миші були вільні досліджувати весь апарат для 15 хв. Протягом наступної 9 d (кондиціонуюча фаза) миші були обмежені щодня протягом 40 хв альтернативно в одній з двох камер. Для кожної тварини, під час фази кондиціонування, одна з моделей була послідовно сполучена з фізіологічним розчином, а інша - з фізіологічним розчином або Amph (2.5 мг / кг). Пару були збалансовані так, що для однієї половини кожної експериментальної групи Амф був з'єднаний з однією з моделей, а половина - з іншою. Тестування проводили на день 10 як для процедури попереднього тестування.
Поведінкові дані були зібрані та проаналізовані «EthoVision» (Інформаційні технології Noldus, Wageningen, Нідерланди), повністю автоматизована система відеоспостереження (Spink et al., 2001). Коротко, відеокамера ПЗЗ записує експериментальну систему. Потім сигнал оцифровується (за допомогою апаратного пристрою, який називається граббер кадру) і передається в пам'ять комп'ютера. Пізніше цифрові дані аналізуються за допомогою програмного забезпечення EthoVision для отримання «відстані» (у міліметрах), що використовується як показник руху, та «витраченого часу» (у секундах), що використовується як необроблені дані для переважних балів, у кожному сектор апарату кожним суб'єктом.
Мікродіаліз
Тварин анестезировали хлоралгідратом, встановленим в стереотаксичному каркасі (David Kopf Instruments, Tujunga, CA), оснащений адаптером для миші, і імплантували в односторонньому порядку з орієнтованою канюлею (нержавіюча сталь; зовнішній діаметр вала, 0.38 мм; Metalant, Stockholm, Sweden). ,) в mpFC або в NAc. Довжина направляючої канюлі становила 1 мм для mpFC і 4.5 мм для NAc. Направляючу канюлю фіксували епоксидним клеєм, і додавали зубний цемент для додаткової стабілізації. Координати з брегми [виміряні згідно атласу Росії Франклін і Паксінос (1998)] були наступними (в мм): + 2.52 передньо-задній і 0.6 латеральний для mpFC; та + 1.60 передньо-задній та 0.6 латеральний для NAc [включаючи в основному підрозділ оболонки (Франклін і Паксінос, 1998)]. Зонд (довжина діалізної мембрани, 2 мм для mpFC і 1 мм для NAc; зовнішній діаметр 0.24 мм; зонд MAB 4 для мікродиалізату мембрани; Metalant) вводили 24 год після імплантації направляючої канюлі. Тварини були злегка анестезовані для полегшення ручного внесення зонда мікродіалізу в направляючу канюлю. На мембрани тестували пробірці відновлення DA і NE на добу перед використанням для перевірки відновлення.
Зонд мікродіалізу був з'єднаний з насосом CMA / 100 (Carnegie Medicine, Стокгольм, Швеція), через трубку з поліетелену-20 і двоканальним поворотом рідини ультранизькому моменту (модель 375 / D / 22QM; лабораторії Instech, Plymouth Meeting, PA), щоб дозволити вільний рух. Штучний CSF (в мм: 147 NaCl, 2.2 CaCl2і 4 KCl) (Pontieri et al., 1995) прокачували через діалізний зонд при постійній швидкості потоку 2 мкл / хв. Експерименти виконували ХНУМХ – ХНУМХ hr після розміщення зонда. Кожну тварину поміщали в кругову клітку, оснащену обладнанням для мікродіалізу (Instech Laboratories), а також на підлозі з домашньої клітиною. Перфузія діалізу почалася пізніше 22 год. Після початку перфузії діалізу, мишей залишали непорушеним протягом N24 год перед збором зразків базової лінії. Діалізат збирали кожні 1 хв за 2 хв. Збирали три зразки базової лінії перед медикаментозним лікуванням. Повідомлялося лише про даних мишей з правильно розміщеною канюлею. Розміщення оцінювали по фарбуванню метиленовим синім. На малюнку 1 представлено розташування зондів для мікродіалізу в mpFC і NAc. Двадцять мікролітрів зразків діалізату аналізували за допомогою ВЕРХ. Решту 20 мкл зберігали для можливого подальшого аналізу. Концентрації (пг / 20 мкл) не коригували для відновлення зонда. Середню концентрацію трьох зразків, зібраних безпосередньо перед лікуванням (варіація <10%), приймали за базальну концентрацію.
Розташування зондів мікродіалізу в медіальній префронтальній корі і ядрі accumbens. Силуети зондових доріжок були намальовані на репрезентативні ділянки мозку миші і діапазон місць імплантації. Круги представляють області, пробиті для аналізу тканин. Докладніше див. "Матеріали та методи". The номера вказують міліметри ростраля на брегму відповідно до Франклін і Паксінос (1998).
Система ВЕРХ складалася з системи Alliance (Waters Corporation, Milford, MA) і кулонометрического детектора (модель 5200A Coulochem II; ESA, Chelmsford, MA), забезпечена клітиною для кондиціонування (M 5021) і аналітичною коміркою (M 5011). Кондиціонуючу клітину встановлювали на 400 mV, електрод 1 у 200 mV і електрод 2 при -250 mV. Використовували колонку Nova-Pack C18 (3.9 × 150, Waters Corporation), яка підтримувалася на рівні 33 ° C. Швидкість потоку становила 1.1 мл / хв. Мобільна фаза була, як описано раніше (Westerink et al., 1998). Межа виявлення аналізу була 0.1 pg.
NE виснаження в mpFC
Анестезія та хірургічний набір описані в попередньому абзаці. Тваринам вводили GBR (15 мг / кг) 30 хв до мікроін'єкції 6-OHDA для захисту допамінергічних нейронів. Двосторонню ін'єкцію 6-OHDA (1.5 мкг / 0.1 мкл / 2 хв для кожної сторони) вносили в mpFC [координати: + 2.52 передньозадній, ± 0.6 латеральний; −2.0 вентрально відносно брегми (Франклін і Паксінос, 1998)], через канюлю з нержавіючої сталі (зовнішній діаметр 0.15 мм; UIMED, Лозанна, Швейцарія), з'єднаний з шприцом 1 мкл поліетиленовою трубкою і приводиться в рух насосом CMA / 100. Канюлю залишали на місці протягом додаткових 2 хв після закінчення інфузії. Фіктивні тварини (Sham) піддавалися такому ж лікуванню, але отримували внутрішньомозковий транспортний засіб. Тварин використовували для мікродіалізу або поведінкових експериментів 7 d після операції.
Рівні тканин NE і DA в mpFC, а також в NAc оцінювали, як описано раніше (Ventura et al., 2001) оцінити обсяг і ступінь виснаження. Мозок фіксували вертикально на пластині заморожування мікротому. Пуансони обох півкуль були отримані з зрізів головного мозку (корональних зрізів) не товщі, ніж 300 мкм. Використовували труби з нержавіючої сталі внутрішнього діаметра 0.8 (NAc) або 2.3 (mpFC). Координати вимірювали за атласом Росії Франклін і Паксінос (1998) наступним чином (корональні зрізи в мм від брегми): mpFC, дві скибочки від 2.96 до 2.34; NAc, три скибочки від 1.70 до 0.98. На малюнку 1 представлена штампувальна локалізація. Пуансони зберігали в рідкому азоті до дня аналізу.
DA і NE визначали одночасно з використанням процедури зворотної фази ВЕРХ, пов'язаної з електрохімічним детектуванням Кулохема. У день аналізу заморожені зразки зважували і гомогенізували в 0.1N HClO4 містять 6 ммНа-метабисульфит і 1 мм ЕДТА. Гомогенати центрифугували при 10,000 × g для 20 хв при 4 ° C. Аликвоти супернатанту переносили в систему ВЕРХ.
Система ВЕРХ була описана в попередньому параграфі, при цьому потенціали встановлювалися на + 450 і + 100 mV на аналітичних і кондиціонуючих клітинах, відповідно. Колонку, фен-колонку Nova-Pack (3.9 × 150 мм) і передколонку Sentry Guard Nova-Pack (3.9 × 20 мм), придбали у корпорації Waters. Швидкість потоку становила 1 мл / хв. Рухома фаза складалася з 3% метанолу в 0.1 mNa-фосфатному буфері, pH 3, 0.1 мМ Na2 EDTA і 0.5 мМ 1-октан сульфоновой кислоти Na солі (Aldrich, Milwaukee, WI).
Статистика
Виснаження НЕ. Вплив префронтального виснаження NE на тканинні рівні DA і NE в mpFC і в NAc аналізували двостороннім ANOVA, з факторами наступні: ураження (два рівні: Sham і NE виснажені); і експеримент (три рівні: поведінковий експеримент, мікродіаліз в NAc і мікродіаліз в mpFC) (n = 85). Індивідуальні порівняння між групами, коли це було доречно, виконували Постфактум тест (багаторазовий тест Дункана).
Умовні переваги місця. Для експериментів по СРР статистичний аналіз проводили за бальними перевагами, оцінювали шляхом обчислення часу, проведеного в Amph (парних) і соляно-парних (непарних) відділеннях в день випробування мінус час, проведений в тих самих відділеннях на попередньому сеансі. У випадку тварин, які отримують сольове сполучення з обома відділеннями, парний відділ ідентифікували як перший, до якого вони піддавалися. Дані експериментів CPP (n = 23) були проаналізовані за допомогою ANOVA повторних вимірювань, один з факторів (ураження, два рівні: Sham і NE виснажений) і один в межах фактора (спарювання, два рівні: парні і непарні) для обох мишей, які отримували фізіологічний розчин і Amph. Локомоторну активність аналізували за допомогою тристороннього ANOVA, причому фактори, що підлягають лікуванню (два рівні: фізіологічний і Amph), ураження (два рівні: Sham і NE виснажені), і день [два рівні: перший день (перше спарювання) і останній день (останнє сполучення)]. Прості ефекти оцінювали за допомогою одностороннього ANOVA.
Мікродіаліз. Статистичні аналізи проводили на необроблених даних (концентрації, пг / 20 мкл). Ефекти Amph на рівні позаклітинного NE в mpFC аналізували методом повторних вимірювань ANOVA з одним між фактором (лікування, два рівні: сольовий і Amph) і один в межах фактора (хвилини, сім рівнів: 0, 20, 40, 60, 80, 100, 120, XNUMX і XNUMX) (n = 18). Вплив префронтального виснаження NE на вивільнення DA в NAc тварин (\ tn = 47), інфікованих Amph, були проаналізовані методом повторних вимірювань ANOVA, з двома між факторами (лікування, два рівні: сольовий і Amph; і ураження, два рівні: Sham і NE виснажені) і один в межах фактора (хвилини, сім рівнів: 0) , 20, 40, 60, 80, 100 і 120). Вплив префронтального виснаження НЕ на вивільнення NE і DA в mpFC тварин (\ tn = 15), інфікованих Amph, були проаналізовані методом повторних вимірювань ANOVA, один з факторів (ураження, два рівні: Sham і NE виснажений) і один в межах фактора (хвилини, дев'ять рівнів: -40, -20, 0, 20, 40, 60, 80, 100 , 120, XNUMX, XNUMX і XNUMX). Прості ефекти оцінювали за допомогою одностороннього ANOVA для кожної часової точки. Індивідуальні порівняння між групами, коли це було доречно, виконували Постфактум тест (багаторазовий тест Дункана).
результати
Виснаження НЕ
Статистичний аналіз ефектів префронтального виснаження НЕ на рівні тканин DA і NE у mpFC не показав істотного ефекту експерименту і значного ефекту ураження (F (2,79) = 7.08; p <0.0005) лише для значень NE, тоді як рівні дофаміну суттєво не відрізнялись. Жодного суттєвого експерименту або ефекту ураження не було виявлено ні для NE, ні для DA у NAc (табл1).
Рівні тканин NE і DA (нг / гм сирої маси) у mpFC і NAc у фіксованих і NE-збіднених мишах
Умовні переваги місця
Ефекти виснаження НЕ в медіальній префронтальній корі на АМФ-індукованому кондиціонуванні показані на малюнку2. Результати показали відсутність переваги для будь-якого компартменту у тварин, які пережили сольове сполучення з обома компартментами, незалежно від стану ураження (Sham або NE виснажені) (рис. 2 A). Що стосується тварин з груп, оброблених Amph, то ANOVA виявила значну взаємодію × взаємодії з поразкою (F (1,11) = 6.3;p <0.05). Тварини фіктивних груп виявляли значну перевагу до парного відділення з амфами (F (1,12) = 7.6; p <0.05), але Amph не зумів викликати жодної переваги до спареного з наркотиками відділення в групі, що виснажена NE. 2 B).
Вплив префронтального виснаження норепінефрину на переважні показники (для деталей, див. Матеріали та методи)A) і амфетамін (B) -оброблені групи в умовах умовного тесту. Всі дані виражені як середнє ± SE. *p <0.05 порівняно з непарним відсіком.
Ефекти АМФ-індукованої рухової активності показано на малюнку3. ANOVA показала значне ураження (F (1,38) = 8.58; p <0.01) та основні ефекти лікування (F (1,38) = 122.2; p <0.0005) та значну взаємодію × день взаємодії (F (1,38) = 17.7; p <0.0005). Простий аналіз ефекту виявив суттєві наслідки ураження та доби лише в групах, які отримували Амфу. Тварини, які отримували лікування амфою, як із групи, що виснажували Sham, так і з NE, демонстрували суттєво підвищену опорно-рухову активність в останній день порівняно з тією, що проявлялася при першому спарюванні ліків. Більше того, порівняння між групами показали, що індукована Амфом рухова активність у мишей, виснажених NE, була вищою, ніж індукована у мишей Sham останнього дня (рис. 3 B).
Вплив префронтального виснаження норепінефрину на локомоторну активність, викликану фізіологічним розчином (A) і амфетамін (B) в перший день (перше сполучення) або в останній день (останнє спарювання) секції сполучення. Всі дані виражені як середнє ± SE. *p <0.05 порівняно з першим днем. #p <0.05 порівняно з групою Шам.
Мікродіаліз
Ефекти Amph на вивільнення NE в mpFC показано на малюнку4. Статистичний аналіз виявив значне взаємодія × хв.F (1,96) = 9.52; p <0.0005). Простий аналіз ефекту виявив значний ефект хвилин лише для Амфи та значну різницю між фізіологічним розчином та Амфою в усі моменти часу. Amph дав чітке збільшення NE в порівнянні з фізіологічним розчином протягом 120 хв після ін’єкції, досягнувши максимуму на ~ 400% збільшення через 40 хв після ін’єкції. Значного ефекту у мишей, яким вводили фізіологічний розчин, не виявлено.
Позаклітинний норадреналін в медіальній префронтальній корі тварин, які отримують фізіологічний розчин (сіль) або амфетамін (2.5 мг / кг, ip) (amph). Результати виражаються у вигляді процентних змін (середнє значення ± SE) від базових значень (1.16 ± 0.12 pg / 20 μl). Статистичні аналізи проводили на необроблених даних. *p<0.01 порівняно з фізіологічним розчином.
Вплив префронтального виснаження NE на вивільнення DA, індуковане системним амфом в NAc, показано на малюнку5. Статистичний аналіз виявив значне лікування × поразки × хвилини взаємодії (\ tF (1,258) = 5.63; p <0.0005). Простий аналіз ефекту виявив значний ефект хвилин лише для Амфи та значну різницю між фізіологічним розчином та Амфою. Amph спричиняв значне збільшення вивільнення DA у NAc мишей Sham порівняно із сольовим розчином протягом 100 хв після ін’єкції, досягаючи пікового значення (350% від базових значень) через 40 хв після ін’єкції. Більше того, Amph не зумів підвищити вивільнення DA у NAc мишей, виснажених префронтальною NE. Базальний відтік DA не суттєво відрізнявся між групами.
Вплив префронтального виснаження кортикального норадреналіну на позаклітинний дофамін в ядрі акуменів тварин, які отримують фізіологічний розчин (сіль) або амфетамін (2.5 мг / кг, ip) (amph). Результати виражаються у вигляді процентних змін (середнє значення ± SE) від базових значень (1.30 ± 0.16 pg / 20 μl). Статистичні аналізи проводили на необроблених даних. *p <0.01 порівняно з фізіологічним розчином.
Щоб оцінити, чи вибіркове виснаження НЕ в mpFC впливало на позаклітинний NE і DA, ми виміряли вплив Amph на префронтальний відтік аміну. Вплив префронтального виснаження NE на вивільнення NE і DA, індуковане системним Amph в mpFC, показано на малюнку6. Статистичний аналіз виявив значне ураження × хв.F (1,104) = 33.72; p<0.0005) лише для СВ. Простий аналіз ефекту виявив значний ефект хвилин лише для групи Sham та значну різницю між групами Sham та виснаженнями NE у всі часові моменти після ін’єкції Amph. Не виявлено суттєвих відмінностей у базальному позаклітинному NE між тваринами Sham та NE. Однак суттєвих змін у виснаженій NE структурі кори після виклику Амфи. Не було виявлено суттєвих відмінностей між Шам та виснаженими СВ тваринами як в базальному, так і в індукованому Амфом позаклітинному DA.
Обговорення
Перша велика знахідка в даному дослідженні полягає в тому, що префронтальне виснаження NE блокує СРР, індуковане системним Amph. Фактично, в той час як миші Sham демонстрували значну перевагу для Amph-спареного компартмента, жодна перевага не була очевидною в групі, збідненій NE. Якщо що-небудь, остання група проявила незначну перевагу для сольового відділення. Перевага для відсіку, не пов'язаного з Amph, пояснюється збільшенням часу, проведеного в цьому відділенні в день випробування. У тварин, що страждають від NE, це, можливо, вказує на злегка аверсивну реакцію на компартмент, що знаходиться в парі з наркотиками (Cabib et al., 1996, 2000). У чергуванні, а також, крім того, збільшення часу, проведеного у відсіку, пов'язаному раніше з транспортним засобом, може свідчити про ретельне вивчення середовища, сприйнятого як нове, через порушення пам'яті, спричинене виснаженням PFC NE (Kobayashi et al., 2000; Гіббс і Саммерс, 2002.). Amph, можливо, полегшила запам'ятовування компартмента, сполученого з лікарським засобом, у мишей, які страждають від NE, шляхом його дії на іншу область мозку (Mattay et al., 1996; Hsu et al., 2002) або на іншому нейромедіаторі (Castellano et al., 1996), що приводить до випробувального дня зниження розвідки відомої і злегка аверсної середовища. Ця ймовірність вимагає майбутніх специфічних експериментальних випробувань, оскільки вона додатково підтримує наслідки селективного зменшення позитивного підсилюючого ефекту Amph у групі, виснаженій NE. Тим часом дані про рухову активність опосередковано підтверджують гіпотезу про те, що префронтальне виснаження кісткового НЕ вибірково впливає на позитивне посилення ефекту Amph. Дійсно, група, що була збіднена NE, демонструвала чіткі докази поведінкової сенсибілізації до рухового стимулюючого впливу Amph в останній день сполучення. Слід зазначити, що миші штаму C57 характеризуються низькою схильністю до контекстно-незалежної і високої схильності до контекстно-залежної сенсибілізації (для перегляду див. Puglisi-Allegra і Cabib, 1997) явище, яке сильно залежить від здатності зв'язувати контекст з ефектами лікарського засобу. Таким чином, виснаження mpFC-НЕ не заважає асоціативним процесам у тварин, оброблених Amph.
Ефекти вибіркового виснаження НЕ на корисні ефекти Amph, про які повідомлялося тут, можуть з'являтися в протиріччі з попередніми повідомленнями про відсутність будь-якого ефекту екзототоксичних уражень pFC на АМФ-індукованому СРР (Tzschentke і Schmidt 1998a). Тим не менш, це невідповідність не дивно з огляду на суперечливі результати, отримані різними маніпуляціями з pFC на поведінкові реакції на психостимулятора. Таким чином, хоча, як повідомлялося, екситотоксичні ураження, а також абляція pFC сприяють посиленню опорно-рухового відповіді на Amph (Whishaw et al., 1992;Dalley et al., 1999; Roffman et al., 2000), в деяких дослідженнях не було виявлено жодного ефекту ураження pFC на амфо-індукованому русі.Burns et al., 1993; Tzschentke і Schmidt, 1998a). Більше того, екситотоксичні ураження не завжди відтворюють ефекти кортикального амінергічного виснаження (Collins et al., 1998). Ми виявили, що префронтальне виснаження НЕ блокувало СРР, але не зменшувало мотор-активуючих ефектів, індукованих Amph. Наші результати узгоджуються з низкою досліджень, які вказують лише дуже слабку або відсутність кореляції між руховим стимулюючим та корисним-підсилюючим ефектом наркотиків (для перегляду, див.Тсшентек, 1998). Проте попередні дослідження повідомляли, що зменшення передачі NE запобігає гіперактивності опорно-рухового апарату, індукованого внутрішньо-NAc-ін'єкцією Amph (Blanc et al., 1994) і знижує гострий руховий ефект системного Amph (Drouin et al., 2002a). Більш того, було показано, що миші, у яких відсутні адренергічні рецептори α1-підтипу, виявляють більш низьку амфо-індуковану рухову активність, ніж дикий тип (Drouin et al., 2002b).
Розбіжності між цими попередніми і справжніми результатами можуть залежати від відмінностей в умовах тестування. Таким чином, відрізняються від експериментальних процедур, спеціально спрямованих на оцінку рухових ефектів психостимуляторів (Cabib et al., 2000; Auclair et al., 2002), ми не використовували тривалу звикання до тестуючих клітин перед викликом препарату, щоб уникнути ризику прихованого пригнічення асоціації між ефектами лікарського засобу та екологічними стимулами. Проте, дослідження з виснаженням NE показали збережений руховий відповідь на Amph (Archer et al., 1986; Geyer et al., 1986; Mohammed et al., 1986). Отже, може бути, що маніпуляції передачею NE сприяють комплексним ефектам, які залежать від ступеня та / або селективності змін кортикального функціонування.
Варто зазначити, що ми використовували оригінальну експериментальну процедуру для індукування масивного, але селективного виснаження префронтальної NE (> 90%), виробляючи лише слабке, незначне зниження рівня DA в тканинах (~ 7%), не впливаючи ні на DA, ні на NE тканину рівні в NAc. Наскільки нам відомо, це перший звіт про наслідки селективного нейротоксичного ураження префронтальної НЕ. Хоча виснаження NE викликало різке зниження рівня нейромедіаторних тканин у mpFC, базальні позаклітинні значення NE в діалізаті не відрізнялися від значень тварин-шам. Ці результати дозволяють припустити, що пощаджені норадренергічні афференти розвивають компенсаторну реакцію, що призводить до позаклітинного відтоку НЕ, подібного до відтоку шамських тварин, за погодженням з попередніми дослідженнями, заснованими на неселективному виснаженні НЕAbercrombie і Zigmond, 1989; Хьюз і Стенфорд, 1998). Чи залежить цей компенсаторний відповідь від посилення синтезу нейромедіаторів або інших механізмів, залишається з'ясувати. Однак виснаження НЕ скасувало норадренергічну відповідь на виклик Amph в mpFC, можливо, вказуючи на те, що компенсаторний відповідь не дозволяє додатково збільшити відтік NE після виклику Amph.
Другою важливою знахідкою цього дослідження є різке зниження індукованого амфетаміном вивільнення DA в NAc мишей, що мають префронтальний NE. Таким чином, у групі Sham системна Amph виробляла значне і значне збільшення відтоку DA в NAc (максимальне збільшення ∼350%), яке досягло пікового значення при 40 хв після ін'єкції. І навпаки, значного збільшення не спостерігалося в NAc тварин, що мають виснажену NE, що вказує на інтактну норадренергічну передачу в mpFC, що є необхідною умовою для Amph-стимульованого вивільнення DA в NAc. Дуже недавні результати показують, що Amph не в змозі збільшити позаклітинний DA в NAc мишей, позбавлених α1b-адренергічних рецепторів (Auclair et al., 2002) підтримують цю точку зору.
Наведені результати не можуть бути приписані зниженим рівням тканини DA або NE в NAc, які не були порушені префронтальним виснаженням NE, таким чином виключаючи, що 6-OHDA розсіюється в NAc.
Коркова NE може брати участь у АМФ-промотованому вивільненні DA в межах NAc за допомогою різних механізмів. По-перше, він може активувати збуджувальну предфронтокортикальную проекцію до вентральної тегментальної області (VTA). Дійсно, останні результати виявили NE-залежне збудження VTA DA нейронів у тварин, оброблених Amph (Shi et al., 2000), тим самим підтримуючи думку, що функціональна кількість Amph-індукованого мезоаккумленного вивільнення DA є імпульсним потоком залежнимDarracq et al., 1998; Shi et al., 2000; Paladini et al., 2001). По-друге, він може активувати кортико-акумуляторні глутаматергічні проекції, які стимулюють пресинаптичні рецептори AMPA – каїнат NMDA, розташовані на термінальних нервах DA, що полегшують вивільнення (Darracq et al., 2001). По-третє, вона може сприяти активації опосередкованої іонотропним рецептором еферентних інгібуючих GABAergic нейронів. Ці нейрони беруть участь у циклі подвійного інгібування, що бере участь у контролі активності DA клітин місцевими GABAergic нейронами (Darracq et al., 2001). Виражений ефект погіршення коркового NE на індукованому амфом акумулянтному вивільненні DA в наших експериментах вказує на залучення всіх трьох механізмів. Таким чином, усунення NE-опосередкованого збуджуючого введення до нейронів VTA DA, полегшення вивільнення DA за допомогою NMDA-рецептора в межах accumbens, і інгібуючого контролю GABAergic-тонічного інгібування DA-клітин може сприяти сильному зниженню психостимуляторного ефекту на звільнення DA в межах accumbens. Варто зауважити, що виснаження NE не впливало на префронтальний відповідь DA на Amph, що може сприяти інгібуванню вивільнення НАК через активацію D1 рецептори, розташовані на кортикальних глутаматергічних \ tТассін, 1998). Роль D4 Рецептори DA в ефектах NE повинні бути враховані з урахуванням спорідненості NE для цього підтипу рецептора та їх можливого залучення до впливу Amph (Newman-Tancredi et al., 1997;Feldpausch et al., 1998).
Разом, порушення цих різних механізмів виснаженням mpFC-НЕ може сходитися, щоб пригнічувати активність нейронів DA. Блокада DA нейронів може знижувати АМФ-індукований реверс мембранного DA транспортера (Darracq et al., 2001), забезпечуючи пояснення віртуальної відсутності Amph-індукованого мезоаккумленного DA вивільнення в префронтальних коркових NE-збіднених тваринах. Нарешті, різке зниження АМФ-індукованого мезоаккумленного вивільнення DA у мишей з виснаженим NE зміцнює поведінкові дані, що вказує на блокаду підсилюючого ефекту психостимулятора. Дійсно, є переконливі докази, які підтверджують велику роль вивільнення мезоаккумбенів DA в СРР, індукованому амфетаміном (Carr і White, 1986; Олмстед і Франклін, 1996;Schildein et al., 1998).
На закінчення, наші результати вперше демонструють критичну роль префронтальної передачі НЕ при посередництві підсилювально-корисного ефекту амфетаміну через модуляцію вивільнення DA в NAc.
Виноски
- Отримано серпня 2, 2002.
- Редакція отримала грудень 2, 2002.
- Прийнято грудень 9, 2002.
Ця робота була підтримана Міністерським департаментом наукових досліджень (COFIN 2000-2001) та Ateneo 60% (1999 – 2000).
Листування слід направляти до Стефано Пуглісі-Аллегра, Діпартіменто з Психології, Університету «Сап'єнца», через ді-Марсі 78, 00185 Рим, Італія. Електронна пошта:[захищено електронною поштою].
- Авторське право © 2003 Товариство неврології
посилання
- ↵
- Abercrombie ED,
- Zigmond MJ
(1989) Часткова травма центральних норадренергічних нейронів: зниження вмісту тканинних норепінефринів більше, ніж зменшення позаклітинного норадреналіну, виміряне мікродіалізом. J Neurosci 9: 4062-4067.
- ↵
- ↵
- Auclair A,
- Cotecchia S,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(2002) d-амфетамін не в змозі збільшити рівні позаклітинного дофаміну у мишей, у яких відсутні α1b-адренергічні рецептори: зв'язок між функціональним і нефункціональним вивільненням дофаміну. J Neurosci 22: 9150-9154.
- ↵
- Blanc G,
- Trovero F,
- Vezina D,
- Hervè AM,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(1994) Блокада префронто-кортикальних α-1-адренергічних рецепторів запобігає гиперактивности опорно-рухового апарату, індукованого підкоркової ін'єкцією d-амфетаміну. J Neurosci 6: 293-298.
- ↵
- ↵
- Бернс ЛГ,
- Роббінс Т.В.,
- Everitt BJ
(1993) Диференціальні ефекти екситотоксичних уражень базолатеральної мигдалини, вентрального субцикулу і медіальної префронтальної кори при реагуванні на умовне посилення і локомоторну активність підсилюються інфузіями d-амфетаміну. Behav Brain Res 55: 167-183.
- ↵
- ↵
- Cabib S,
- Orsini C,
- Le Moal M,
- Piazza PV
(2000) Скасування та зміна відмінностей у деформаціях поведінкових реакцій на наркотики після короткого досвіду. наука 289: 463-465.
- ↵
- Carr GD,
- Білий Н.М.
(1986) Анатомічна дисоціація корисних та аверсивних ефектів амфетаміну: дослідження внутрішньочерепних мікроін’єкцій. Психофармакология 89: 340-346.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Darracq L,
- Blanc G,
- Glowinski J,
- Tassin JP
(1998) Важливість зв'язування норадреналіну з дофаміном у руховому активаційному ефекті d-амфетаміну. J Neurosci 18: 2729-2739.
- ↵
- ↵
- ↵
- Di Chiara G,
- Imperato A
(1988) Препарати, які зловживають люди, переважно підвищують концентрацію синаптичних дофаміну в мезолімбічної системі вільно рухаються щурів. Proc Natl Acad Sci США 85: 5274-5278.
- ↵
- ↵
- ↵
- Drouin C,
- Darracq L,
- Trovero F,
- Blanc G,
- Glowinski J,
- Cotecchia S,
- Tassin JP
(2002b) α-1b-адренергічні рецептори контролюють рухове і корисне вплив психостимуляторів і опіатів. J Neurosci 22: 2873-2884.
- ↵
- Feldpausch DL,
- Needham LM,
- Stone MP,
- Althaus JS,
- Yamamoto BK,
- Svensson KA,
- Торговельний KM
(1998) Роль рецептора D4 допаміну в індукції поведінкової сенсибілізації до амфетаміну та супутніх біохімічних і молекулярних адаптаціях. J Pharmacol Exp Ther 286: 497-508.
- ↵
- Franklin KBJ,
- Paxinos G
(1998) Мозок миші в стереотаксичних координатах. (Академік, Сан-Дієго).
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Hughes ZA,
- Стенфорд СК
(1998) Часткове норадренергічне ураження, індуковане DSP-4, підвищує концентрацію екстрацелюлярнарадреналіну в лобовій корі щура: дослідження мікродіалізу in vivo. Психофармакология 36: 299-303.
- ↵
- Кобаясі К,
- Нода Y,
- Matsushita N,
- Nishii K,
- Sawada H,
- Nagatsu T,
- Nakahara D,
- Fukabori R,
- Yasoshima Y,
- Ямамото Т,
- Міура М,
- Кано М,
- Mamiya T,
- Міямото Я,
- Nabeshima T
(2000) Скромний нейропсихологічний дефіцит, викликаний зниженням метаболізму норадреналіну у мишей, гетерозиготних для мутантного гена тирозин гідроксилази. J Neurosci 20: 2418-2426.
- ↵
- ↵
- Kuczenski R,
- Segal DS
(1997) Вплив метилфенидата на позаклітинний дофамін, серотонін і норадреналін: порівняння з амфетаміном. J Neurochem 68: 2032-2037.
- ↵
- Mattay VS,
- Берман К.Ф.
- Ostrem JL,
- Еспозіто Г,
- Van Horn JD,
- Bigelow LB,
- Weinberger DR
(1996) Декстроамфетамін підсилює фізіологічні сигнали, специфічні для нейронної мережі: дослідження позитронно-емісійної томографії rCBF. J Neurosci 16: 4816-4822.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Пан WH,
- Sung JC,
- Fuh SM
(1996) Місцеве застосування амфетаміну в вентральній тегментальной області підвищує вивільнення дофаміну в nucleus accumbens і медіальну префронтальную кору через норадренергічну нейротрансмісію. J Pharmacol Exp Ther 278: 725-731.
- ↵
- Pontieri FE,
- Tanda G,
- Di Chiara G
(1995) Внутрішньовенний кокаїн, морфін і амфетамін переважно збільшують позаклітинний допамін в «оболонці» порівняно з «ядром» щурячого ядра accumbens. Proc Natl Acad Sci США 92: 12304-12308.
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- ↵
- Ши WX,
- Pun CL,
- Чжан XX,
- Jones MD,
- Bunney BS
(2000) Подвійні ефекти d-амфетаміну на дофамінові нейрони, опосередковані дофаміновими і недепамінними рецепторами. J Neurosci 20: 3504-3511.
- ↵
- ↵
- ↵
- Tassin JP
(1998) Норепінефрін-дофамінові взаємодії в префронтальній корі та вентральній тегментальній ділянці: значення для психічних захворювань. Adv Pharmacol 42: 712-716.
- ↵
- ↵
- Tzschentke ТМ,
- Шмідт WJ
(1998a) Дискретні ураження хінолінової кислоти передлімпійної медіальної префронтальної кори щурів впливають на кокаїн та МК-ННУМХ-, але не на індуковану морфіном і амфетаміном винагороду та психомоторну активацію, як це вимірюється парадигмою кондиціонування місцевих переваг. Behav Brain Res 97: 115-127.
- ↵
- Tzschentke ТМ,
- Шмідт WJ
(1998b) Вплив дискретних уражень хінолінової кислоти на медіальну префронтальну кору головного мозку щура на інфлімбічній щурі на медикаментозно спричинене переважне місце. Behav Pharmacol 9 [Suppl 1] S87.
- ↵
- ↵
- ↵
- Volkow ND,
- Fowler JS
(ХНУМХ) Наркоманія, хвороба примусу і приводу: залучення орбітрофронтальної кори. Cereb Cortex 10: 318-325.
- ↵
- Weiss F,
- Hurd YL,
- Ungerstedt U,
- Markou A,
- Плоцький П.М.,
- Koob GF
(1992) Нейрохімічні кореляти самоконтролю кокаїну та етанолу. Енн Нью-Йорк Acad Sci 654: 220-241.
- ↵
- Westerink BHC,
- Енріко П,
- Feimann J,
- De Vries JB
(1998) Фармакологія мезокортикальних нейронів допаміну. Дослідження мікродиалізу з двома зондами у вентральній тегментальній ділянці та префронтальній корі головного мозку щура. J Pharmacol Exp Ther 285: 143-154.
- ↵
- ↵
- Мудрий РА,
- Ромп ПП
(1989) Мозковий допамін і винагорода. Annu Rev Psychol 40: 194-225.
- ↵
Статті з посиланням на цю статтю
- Постнатальний аверсивний досвід погіршує чутливість до природних винагород і підвищує сприйнятливість до негативних подій у дорослому житті Кортекс головного мозку, 1 липень 2013, 23 (7): 1606-1617
- Нейробіологічна дисоціація вилучення та реконсолідації асоційованої кокаїну Журнал неврології, 16 Січень 2013, 33 (3): 1271-1281
- Дофамін Nucleus accumbens опосередковує індуковане амфетаміном порушення соціальних зв'язків у моногамних видах гризунів PNAS, 19 Січень 2010, 107 (3): 1217-1222
- Вплив метилфенидата на мишей Knockin з метилфенидат-стійким допаміновим транспортером \ t Журнал фармакології та експериментальної терапії, 1 листопад 2008, 327 (2): 554-560
- Медіальна префронтальна кора визначає реакцію дофаміну на стрес через протилежні впливи норадреналіну і дофаміну Кортекс головного мозку, 1 грудень 2007, 17 (12): 2796-2804
- Норадренергічні механізми при відновленні індукованого кокаїном наркотиків в білках Журнал фармакології та експериментальної терапії, 1 серпня 2007, 322 (2): 894-902
- Функціональна зв'язок між префронтальною корою та нейронами дофаміну в вентральній області сегментації Журнал неврології, 16 травня 2007, 27 (20): 5414-5421
- Система префронтального / приливного катехоламіну визначає приналежність мотиваційного відзначення як стимулів, пов'язаних із винагородою, так і відхиленням PNAS, 20, 2007, 104 (12): 5181-5186
- Поведінкова сенсибілізація до амфетаміну є результатом роз'єднання між норадренергічними і серотонінергічними нейронами PNAS, 9 травня 2006, 103 (19): 7476-7481
- Вивільнення префронтальної кортенальної норадреналіну є критичним для морфін-індукованої винагороди, відновлення та вивільнення дофаміну в ядрах Кортекс головного мозку, 1 грудень 2005, 15 (12): 1877-1886
- Норадреналін і дофамінова ефлюкс в префронтальній корі відносно до апетитного класичного кондиціонування Журнал неврології, 10, березень 2004, 24 (10): 2475-2480
- Сегрегація винагороди амфетаміну та стимулювання локомотора між медіальною оболонкою ядра і ядром Журнал неврології, 16 липень 2003, 23 (15): 6295-6303