Curr Neuropharmacol. 2011 Mar; 9 (1): 63 – 67.
Хісацугу Міята,a,* Мічіо Ітасака,b Наофумі Кімура,c та Казухіко Накаямаa
Ця стаття була цитується інші статті в PMC.
абстрактний
Мета даного дослідження полягала в дослідженні того, чи знижується функція винагороди мозку під час вилучення з нікотину та метамфетаміну, і чи зменшена функція винагороди пов'язана з відхиленням під час відмови від цих препаратів. З цією метою, самців щурів Sprague-Dawley хронічно вводили підшкірно з 9 мг / кг на день нікотину, або з 6 мг / кг на день метамфетаміну з використанням осмотичних міні-насосів. В парадигмі внутрішньочерепної самостимуляції (ICSS) хронічна інфузія нікотину і метамфетаміну знижувала порогові значення для латеральної гіпоталамічної ICSS, тоді як їх антагоністи, мекамиламін і галоперидол збільшували порогові значення ICSS у щурів, які отримували нікотин і метамфетамин відповідно. У парадигмі відхилення від умовного місця мекамиламін і галоперидол виробляли неприйняття місця у щурів, інфікованих нікотином і метамфетаміном, відповідно. Цікаво, що підвищення граничних значень нагороди ICSS і відхилення місця під час виведення нікотину з осадженого мекамиламіну були майже однаковими за величиною, як ті, які спостерігалися під час виведення метамфетаміну з осадженого галоперидолом. Дане дослідження вказує, що 1) функція винагороди мозку зменшувалася під час виведення нікотину та метамфетаміну, а 2) зниження функції винагороди може відображати негативне афективне стан (неприязнь) під час виведення з нікотину та метамфетаміну.
1. ВСТУП
Клінічні дані вказують на те, що афективні ознаки абстинентного синдрому можуть бути більш релевантними до потягу до наркотиків та рецидиву до компульсивного вживання наркотиків, ніж соматичні ознаки відміни [1-3]. З цієї причини афективні аспекти наркотичної залежності широко досліджувалися за допомогою різних видів експериментальних парадигм. Серед них методика внутрішньочерепної самостимуляції (ICSS) широко використовується для вимірювання функції нагородження мозку. У дослідженнях на тваринах, гострий прийом лікарського засобу знижує пороги нагороди ICSS4, 5], і ця підвищена чутливість до стимуляції вважається мірою індукованої наркотиками ейфорії [6]. Крім того, висунуто гіпотезу, що винагорода ICSS може бути послаблена після повторного введення наркотичного засобу, що виникає внаслідок нейроадаптованих змін систем нагородження головного мозку, і відображає дисфорію під час виведення з препарату [7, 8]. Багато досліджень продемонстрували підвищені межі нагороди ICSS під час вилучення з різних видів наркотичних засобів, включаючи амфетамін [9], кокаїн [6], опіати [10], етанол [11], і нікотин [12], які підтримують вищезгадану гіпотезу. Таким чином, дане дослідження було розроблене для того, щоб з'ясувати, чи пов'язані підвищені пороги ICSS-винагороди з негативним афективним станом відміни, особливо фокусуючись на двох різних типах психостимуляторів, нікотину та метамфетаміну.
2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
2.1. Тварини
Сімдесяти двох самців щурів Sprague-Dawley (332-396 g), отриманих від Clea Japan Inc. (Токіо), індивідуально розміщувалися в кімнаті для тварин при регульованій температурі (22 ± 2 ºC) з циклом світла / темряви 12 / 12 годин (світло на 8: 00 AM). Кожен щур годували 15 г їжі в день (вода вільно доступна) протягом всього експерименту, за винятком періоду 3 днів до і 7 днів після операції. Цей експеримент був виконаний у відповідності з Принципами догляду за лабораторними тваринами в медичній школі університету Jikei.
2.2. Наркотики
(-) - нітратний водневий тартрат (Sigma, St. Louis, MO, США), гидрохлорид мекамиламина (Sigma), (-) гідрохлорид метамфетаміну (Dainipponn Seiyaku, Японія) і галоперидол гідрохлорид (Sigma) розчиняли в сольовому розчині і вводили об'єм 1.0 мл / кг.
2.3. Внутрішньочерепна самостимуляція
2.3.1. Апарат
Стандартна оперантна камера 29.5 (W) x 23.5 (L) x 28.7 (H) см (ENV-008; Med Associates, Inc., Сент-Олбанс, VT, США) обладнана одним важелем і світловим сигналом над важелем на передній стінці і домівки на задній стінці. Бічні стіни були зроблені з прозорого оргскла.
2.3.2. Хірургія
Щурів анестезировали пентобарбіталом натрію (50mg / кг, ip) і готували з біполярним електродом з нержавіючої сталі (Neuroscience, Японія) в латеральному гіпоталамусі (координати 3.8mm позаду від брегми; 1.4mm латерально до середньої лінії; до атласу Паксинос і Уотсона [13]. Щоб урівноважити можливу асиметрію мозку, половина щурів отримувала імплантати з правого боку головного мозку, а інша - з лівого боку.
2.3.3. Процедура
На тренувальних сесіях ICSS було включено світло будинку та світловий сигнал, і електричні стимули були введені кожного разу відразу після того, як щур натиснув на важіль. Стимули складалися з прямокутних катодних імпульсів 1.5 мсек, доставлених 100 Hz для 150 мсек з фіксованим струмом 120 μA. Кожна сесія тривала протягом 15 хв. Навчання ICSS проводилося принаймні протягом 6 днів і продовжувалося до тих пір, поки кількість натискань на важіль не перевищувала 30 за хв.
Для вимірювання базової лінії ICSS-відповіді було проведено базове випробування за 15 хв перед кожним пороговим тестом ICSS. Процедура базового тесту була такою ж, як і в процесі навчання ICSS. Пороговий тест ICSS складався з 11 часових бункерів 3 хв, розділених тайм-аутом 1 хв. Під час тайм-ауту світло будинку і лампа були відключені. У кожному тестовому стенді ці вогні включалися і щури отримували електричну стимуляцію після кожної важільної преси. По всьому бункеру струм електричної стимуляції зменшувався 10 μA з 120 μA до 20 μA у порядку убування.
Стабільну базову лінію ICSS-відповіді встановлювали для всіх щурів перед імплантацією міні-насосів. На день 1 осмотичний міні-насос (Alzet 2001, Alza Corporation, CA, США) зі швидкістю потоку 1.03 мкл / год, наповненої нікотином або метамфетаміном у фізіологічному розчині, підшкірно імплантували щурам, які були анестезовані діетиловим ефіром. Концентрація нікотину і метамфетаміну була скоригована на відмінності в масі тіла, але була приблизно 116 і 77.3 мг / мл, що призвело до безперервної підшкірної інфузії з розрахунку 9 мг / кг на добу нікотину і з розрахунку 6 мг / кг. за день метамфетаміну за методом попереднього дослідження [14]. Порогове випробування ICSS проводили на день 2, 4 і 6 після імплантації міні-насосів.
На день 7 після імплантації міні-насоса щури отримували мекамиламин (0.0, 0.1, 0.5, 1.0 мг / кг, sc) у групах, які вводили нікотин і фізіологічний розчин, або галоперидол (0.0, 0.1, 0.25, 0.5 мг / кг, sc) у групах, що вводяться метамфетамін та фізіологічний розчин, 15 min перед початком тестової сесії ICSS, використовуючи внутрішньо-предметну латинську квадратну конструкцію. Тварини повинні були повернутися до вихідних порогових рівнів ICSS для принаймні одного сеансу ICSS перед наступними ін'єкціями антагоністів або транспортного засобу.
2.3.4. Гістологія
Щурів забивали глибоким наркозом пентобарбіталом натрію. Мозок видаляли і зберігали в розчині 10% формальдегіду. Мозок нарізали на товщині 100 мкм, а наконечник електрода досліджували мікроскопічно.
2.4. Стан Неприйняття місця
2.4.1. Appatarus
Місце кондиціонування проводили за методом Сузукі та інші [15, 16]. Апарат складався з човникового ящика (30 × 60 × 30 cm: w × l × h), який був розділений на два відділення однакового розміру. Один відсік був білим з текстурованим підлогою, а інший був чорним з гладким підлогою.
2.4.2. Процедура
На день 1 щурів готували з осмотичними міні-насосами, що містять нікотин, метамфетамин або фізіологічний розчин, при тих же умовах, що описані для дослідження ICSS.
Вранці (9: 00) на день 7 вливання нікотину або метамфетаміну щурам підшкірно вводили антагоніст досліджуваного препарату (мекамиламін або галоперидол), або фізіологічний розчин (1.0 мл / кг) і негайно обмежувалися одним компартментом тест-апарат для 60 хв. Увечері (21: 00) в той же день щурів потім обробляли фізіологічним розчином або антагоністом (мекамиламин або галоперидол), відповідно, і обмежувалися іншим компартментом за 60 хв. Парування ін'єкцій (антагоніст або фізіологічний розчин) і компартмент (білий або чорний) були врівноважені у всіх суб'єктах. Контрольним щурам у групах, в яких вводили нікотин, метамфетамин і фізіологічний розчин, вводили фізіологічний розчин замість мекамиламіну або галоперидолу в сеансі кондиціонування. Після ін'єкцій сольового розчину щурів утримували в одному відділенні вранці і в іншому відділенні увечері.
Вранці на день 8, тести кондиціонування виконувалися наступним чином: перегородка, яка розділяла два відділення, була піднята до 12 см над підлогою, і нейтральна платформа була вставлена вздовж шва, що розділяє відсіки. Час, проведений у кожному відділенні під час сеансу 900, вимірювався автоматично інфрачервоним датчиком променя (kn-80, Natsyme Seisakusho, Tokyo, Japan).
2.5. Оцінка соматичних ознак відміни
В експерименті ICSS кожна щура помістили в циліндричну пластичну камеру спостереження відразу після закінчення порогової сесії ICSS-винагороди після введення мекамиламіну або галоперидолу, а також спостерігалися соматичні відмінні ознаки протягом 10 хв. Під час оцінки ознак соматичного відміни частота симптомів абстиненції реєстрували за допомогою шкали опіативної абстиненції, модифікованої для оцінки абстиненції нікотину або метамфетаміну.1]. Експериментатори були сліпими до лікування кожної щури. У експерименті CPP спостерігалися соматичні відмінні ознаки так само, як і в ICSS-експерименті, за винятком того, що в апараті CPP проводилося спостереження за ознаками соматичної абстиненції.
2.6. Аналіз даних
Для вимірювання відповіді ICSS в якості міри використовувалася кількість армування в хв у кожному бункері. У тестові дні кількість підкріплень при кожному електричному струмі перетворювалася у відсоток від базової лінії, отриманої в цей день. Для визначення порогу ICSS крива S-форми індивідуально встановлювалася відповідно до моделі сигмоїдно-гомперц. Використовуючи цю модель, електричний струм, який індукує 50% базової лінії, визначали як поріг ICSS. Всі дані були проаналізовані з використанням двостороннього внутрішньо-предметного аналізу повторних заходів дисперсії (ANOVA), за яким слідував метод Tukey's Studentized Range після спостереження статистично значущого впливу умов лікування в ANOVA.
Оцінки кондиціонування являють собою час, проведений у місці, де утворюється ліки, за вирахуванням часу, проведеного в місці сполучення з транспортним засобом, і виражені як середнє значення ± SEM. ефекти лікування на індуковане антагоністом місце кондиціонування. Коли ANOVA вказувала на наявність значного ефекту, подальший аналіз проводили за методом Tukey's Studentized Range.
3. РЕЗУЛЬТАТИ
3.1. Пороги ICSS
Під час хронічного введення нікотину (F (2, 35) = 5.28, P<0.01) та метамфетаміну (F (2, 35) = 7.62, P<0.01) суттєво знизили пороги винагороди ICSS. Порівняння індивідуальних показників виявило значний вплив на 4 та 5 день вливання нікотину (P<0.05), а на 2, 4 та 5 день інфузії метамфетаміну (P
Як показано на фіг.11), у хронічних щурах, інфікованих нікотином, та метамфетаміну,F (1, 47) = 9.59, P<0.01) та галоперидол (F (1, 47) = 10.64, P<0.01) призвели до значного підвищення порогових значень винагороди ICSS відповідно. Порівняння середніх показників виявило значні ефекти при 1.0 мг / кг мекаміламіну (P<0.05) та при 0.25 та 0.5 мг / кг галоперидолу (P<0.05). Ніякого значного ефекту дози не було у щурів, інфузованих нікотином (F (3, 47) = 1.87, P> 0.05) або у щурів, інфузованих метамфетаміном (F (3, 47) = 2.24, P> 0.05), або взаємодія × доза дозування у щурів, інфузованих нікотином (F (3, 47) = 1.56, P> 0.05) або у щурів, інфузованих метамфетаміном (F(3, 47) = 1.77, P> 0.05).
3.2. Відхилення від умов (CPA)
Як показано на фіг.22), щури, які контролювали фізіологічний розчин, не мали переваги для будь-якого відділення. Мекаміламін і галоперидол не давали ні значного переваги місця, ні відвернення місця у щурів, що вводяться фізіологічним розчином. З іншого боку, mecamtlamine (F (1, 47) = 8.62, P<0.01) та галоперидол (F (1, 47) = 11.28, P<0.01) спричинив протидію місцям у хронічних, інфузованих нікотином та метамфетаміном щурів, відповідно. Значне відраження місця спостерігалося при 1.0 мг / кг мекаміламіну (P<0.01) та при 0.25 та 0.5 мг / кг галоперидолу (Р <0.05 та Р <0.01). Ніякого значного ефекту дози не було у щурів, інфузованих нікотином (F (3, 47) = 1.98, P> 0.05) або у щурів, інфузованих метамфетаміном (F (3, 47) = 2.56, P> 0.05), або взаємодія × доза дозування у щурів, інфузованих нікотином (F (3, 47) = 1.74, P> 0.05) або у щурів, інфузованих метамфетаміном (F (3, 47) = 2.28, P> 0.05).
3.3. Соматичні ознаки
Загальна кількість соматичних ознак не відрізнялася між щурами, які отримували нікотин і фізіологічний розчин, під час введення мекамиламіну або в експерименті ICSS (F (1, 47) = 2.02, P> 0.05) або в експерименті CPA (F (1, 47) = 1.87, P> 0.05). Крім того, вони не відрізнялися між обробленими метамфетаміном та сольовим розчином щурами під час введення галоперидолу ні в експерименті ICSS (F (1, 47) = 1.53, P> 0.05) або в експерименті CPA (F (1, 47) = 2.33, P> 0.05).
3.4. Гістологічний аналіз
Результати гістологічного аналізу показали, що наконечники електродів розташовувалися в області латерального гіпоталамуса, в передньому / задньому діапазоні від -3.84 мм до -4.20 мм від брегми. Не було виявлено ніяких відмінностей між розташуванням електродів контрольних і експериментальних тварин (рис. 33).
4. ДИСКУСІЯ
Результати нинішнього дослідження показують, що хронічне введення нікотину та метамфетаміну знижує пороги нагороди ICSS, тоді як їх антагоністи, мекамиламін та галоперидол збільшують пороги ICSS-винагороди та індукують CPA у щурів, які отримували відповідно нікотин та метамфетамин. Що стосується змін у схемі винагороди мозку під час вилучення, то стверджується, що, як розвивається залежність, нейроадаптації відбуваються в межах тих самих мозкових ланцюгів, які опосередковують посилення або користь від наркотичних засобів після гострого введення, що призводить до вираження негативних афективних ознаки відміни при абстиненції наркотиків [7, 8]. У відповідності з цим поняттям, у цьому дослідженні було показано, що нікотин, а також метамфетамин показують зниження порогів винагороди ICSS під час гострого введення, і збільшується під час припинення антагоністів. Інші наркотичні засоби, такі як кокаїн [6], опіати [10], і етанол [11] також повідомлялося, що вони спричиняють подібну картину впливу на пороги винагороди ICSS. Досліджено питання про те, чи є такі зміни в схемі винагороди мозку достатньою для врахування негативних афективних наслідків відмови. Парадигма CPA є корисним і чутливим поведінковим індексом для виявлення відхилення відміни, як повідомлялося в попередніх дослідженнях, що стосуються нікотину [15, 16] та опіати [17, 10]. У цьому дослідженні мекамиламин і галоперидол індукували СРА у дозах, які показують підвищення порогів винагороди ICSS, що свідчить про те, що підвищення порогу нагороди ICSS може опосередковувати відхилення від нікотину та метамфетаміну. З іншого боку, мекаміламін і галоперидол не змогли індукувати симптоми соматичного відміни. Як відомо, соматичні ознаки відміни від психостимуляторів слабші, ніж ті, що походять від опіатів, барбітуратів і алкоголю. Крім того, більш важко спостерігати ознаки соматичного відміни, які осідають антагоністи нікотину, ніж ті, які викликані спонтанним відходом [12]. Цікаво, що в даному дослідженні підвищення рівня порогів ICSS і відхилення місця під час відміни нікотину були майже однаковими за величиною, що спостерігається під час виведення метамфетаміну, що може свідчити про те, що зниження функції винагороди мозку, що призводить до неприйняття відміни, може істотно не відрізнятися. по інтенсивності між нікотином і метамфетаміном, незалежно від гострої дії цих препаратів на систему винагороди. Іншими словами, висунуто гіпотезу про те, що нейроадаптації в схемі винагороди мозку розвиваються майже до тих же рівнів між нікотином і метамфетаміном, хоча вони стимулюють систему винагороди в різній мірі, коли гострий метамфетамін сильніше, ніж гострий нікотин. Однак для подальшого роз'яснення цього питання необхідні подальші дослідження, використовуючи більш широкий спектр доз лікарських засобів або інші види експериментальних парадигм.
На закінчення, даний дослідження показує, що 1) функція винагороди мозку зменшувалася під час виведення нікотину і метамфетаміну, а 2) зниження функції винагороди може відображати негативне афективне стан (неприязнь) під час виведення з нікотину і метамфетаміну.
Автори
Це дослідження частково було підтримано грантами Міністерства освіти, культури, спорту, науки та технологій Японії (№ 16591166) та Фонду досліджень куріння.
Посилання
;