Thích ứng thần kinh hóa học và hành vi khác nhau với cocaine sau khi tiếp xúc phụ thuộc vào phản ứng và không phụ thuộc vào phản ứng ở chuột

Psychopharmacology - Tập 191 - Trang 653-667 - 2006
Daniele Lecca1,2, Fabio Cacciapaglia1, Valentina Valentini1,2, Elio Acquas1,2, Gaetano Di Chiara1,2,3
1Department of Toxicology, University of Cagliari, Cagliari, Italy
2Centre of Excellence for Studies on the Neurobiology of Addiction, University of Cagliari, Cagliari, Italy
3Institute of Neuroscience, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Section of Cagliari, Cagliari, Italy

Tóm tắt

Ở những con chuột ngây thơ, việc thuốc gây nghiện được tiêm một cách thụ động làm tăng một cách ưu tiên dopamine ngoại bào (DA) trong lớp vỏ nhân accumbens (NAc) so với lõi. Việc tiếp xúc lặp đi lặp lại với cùng một loại thuốc dẫn đến sự cảm ứng hành vi và sinh hóa đặc trưng bởi hoạt động giống như khuôn mẫu và tỷ lệ phản ứng DA giữa lớp vỏ/lõi bị giảm. Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát các tác động thần kinh hóa học và hành vi của việc quản lý thuốc phụ thuộc phản ứng so với không phụ thuộc phản ứng ở chuột, những con được cấy ghép ống dẫn chống lật mãn tính vào não và được huấn luyện tự tiêm cocaine qua việc chọc mũi vào lỗ hoạt động trong các phiên 1 giờ mỗi ngày trong 3 tuần (5 ngày/tuần). Hành động chọc mũi vào lỗ hoạt động của chuột chủ đã dẫn đến tiêm tĩnh mạch cocaine (0,25 mg/kg) cho cả chuột chủ và những chuột liên kết với chúng. Nồng độ DA trong dịch dialysate được theo dõi trước, trong và 30 phút sau khi cocaine có mặt vào các ngày xen kẽ bằng cách đưa đầu dò vào lớp vỏ và lõi NAc. Hành vi giống như khuôn mẫu và không giống như khuôn mẫu được ghi lại trong suốt các phiên. Ở chuột chủ, nồng độ DA trong dịch dialysate tăng lên một cách ưu tiên trong lớp vỏ NAc trong suốt 3 tuần tiếp xúc với cocaine. Ở những con chuột liên kết, nồng độ DA cũng tăng lên một cách ưu tiên trong lớp vỏ nhưng ở mức thấp hơn so với chuột chủ. Với việc tiếp tục tiếp xúc với cocaine, tỷ lệ DA giữa lớp vỏ/lõi đã giảm dần và vào tuần thứ ba, đã bị đảo ngược, khiến DA tăng nhiều hơn trong lõi so với lớp vỏ. Những con chuột liên kết cho thấy sự gia tăng về hành vi giống như khuôn mẫu một cách nhanh chóng và tiến bộ hơn so với chuột chủ. Việc quản lý cocaine không phụ thuộc phản ứng có khả năng gây ra sự cảm ứng hành vi và sinh hóa một cách đặc biệt hơn so với việc quản lý phụ thuộc phản ứng.

Từ khóa

#cocaine #dopamine #chuột #hành vi #cảm ứng sinh hóa

Tài liệu tham khảo

Bassareo V, Di Chiara G (1997) Differential influence of associative and nonassociative learning mechanisms on the responsiveness of prefrontal and accumbal dopamine transmission to food stimuli in rats fed ad libitum. J Neurosci 17:851–861 Bassareo V, Di Chiara G (1999) Differential responsiveness of dopamine transmission to food-stimuli in nucleus accumbens shell/core compartments. Neuroscience 89:637–641 Bassareo V, De Luca MA, Di Chiara G (2002) Differential expression of motivational stimulus properties by dopamine in nucleus accumbens shell versus core and prefrontal cortex. J Neurosci 22:4709–4719 Bordi F, Carr KD, Meller E (1989) Stereotypies elicited by injection of N-propylnorapomorphine into striatal subregions and nucleus accumbens. Brain Res 489:205–215 Bradberry CW, Barrett-Larimore RL, Jatlow P, Rubino SR (2000) Impact of self-administered cocaine and cocaine cues on extracellular dopamine in mesolimbic and sensorimotor striatum in rhesus monkeys. J Neurosci 20:3874–3883 Cadoni C, Solinas M, Di Chiara G (2000) Psychostimulant sensitization: differential changes in accumbal shell and core dopamine. Eur J Pharmacol 388:69–76 Cadoni C, Solinas M, Valentini V, Di Chiara G (2003) Selective psychostimulant sensitization by food restriction: differential changes in accumbens shell and core dopamine. Eur J Neurosci 18:2326–2334 Cameron DL, Crocker AD (1988) Alkylation of striatal dopamine receptors abolishes stereotyped behavior but has no effect on dopamine stimulated adenylate cyclase activity. Neurosci Lett 90:165–171 Camp DM, Robinson TE (1992) On the use of multiple probe insertions at the same site for repeated intracerebral microdialysis experiments in the nigrostriatal dopamine system of rats. J Neurochem 58:1706–1715 Carboni E, Acquas E, Frau R, Di Chiara G (1989) Differential inhibitory effects of a 5-HT3 antagonist on drug-induced stimulation of dopamine release. Eur J Pharmacol 164:515–519 Carboni E, Spielewoy C, Vacca C, Nosten-Bertrand M, Giros B, Di Chiara G (2001) Cocaine and amphetamine increase extracellular dopamine in the nucleus accumbens of mice lacking the dopamine transporter gene. J Neurosci 21:RC141–RC144 Cass WA, Gerhardt GA, Mayfield RD, Curella P, Zahniser NR (1992) Differences in dopamine clearance and diffusion in rat striatum and nucleus accumbens following systemic cocaine administration. J Neurochem 59:259–266 Deroche V, Marinelli M, Maccari S, Le Moal M, Simon H, Piazza PV (1995) Stress-induced sensitization and glucocorticoids. I. Sensitization of dopamine-dependent locomotor effects of amphetamine and morphine depends on stress-induced corticosterone secretion. J Neurosci 15:7181–7188 Di Chiara G (1998) A motivational learning hypothesis of the role of mesolimbic dopamine in compulsive drug use. J Psychopharmacol 12:54–67 Di Chiara G (2002a) Nucleus accumbens shell and core dopamine: differential role in behavior and addiction. Behav Brain Res 137:75–114 Di Chiara G (2002b) From rats to humans and return: testing addiction hypotheses by combined PET imaging and self-reported measures of psychostimulant effects. Commentary on Volkow et al. ‘Role of dopamine in drug reinforcement and addiction in humans: results from imaging studies’. Behav Pharmacol 13:371–377 Di Chiara G, Imperato A (1988) Drugs abused by humans preferentially increase synaptic dopamine concentrations in the mesolimbic system of freely moving rats. Proc Natl Acad Sci USA 85:5274–5278 Di Chiara G, Tanda G, Carboni E (1996) Estimation of in-vivo neurotransmitter release by brain microdialysis: the issue of validity. Behav Pharmacol 7:640–657 Di Chiara G, Bassareo V, Fenu S, De Luca MA, Spina L, Cadoni C, Acquas E, Carboni E, Valentini V, Lecca D (2004) Dopamine and drug addiction: the nucleus accumbens shell connection. Neuropharmacology 47:227–241 Dickinson A, Balleine B (1994) Motivational control of goal-directed action. Anim Learn Behav 22:1–18 Drevets WC, Gautier C, Price JC, Kupfer DJ, Kinahan PE, Grace AA, Price JL, Mathis CA (2001) Amphetamine-induced dopamine release in human ventral striatum correlates with euphoria. Biol Psychiatry 49:81–96 Dworkin SI, Mirkis S, Smith JE (1995) Response-dependent versus response-independent presentation of cocaine: differences in the lethal effects of the drug. Psychopharmacology (Berl) 117:262–266 Fumero B, Guadalupe T, Valladares F, Mora F, O’Neill RD, Mas M, Gonzalez-Mora JL (1994) Fixed versus removable microdialysis probes for in vivo neurochemical analysis: implications for behavioral studies. J Neurochem 63:1407–1415 Georgieva J, Luthman J, Mohringe B, Magnusson O (1993) Tissue and microdialysate changes after repeated and permanent probe implantation in the striatum of freely moving rats. Brain Res Bull 31:463–470 Hemby SE, Martin TJ, Co C, Dworkin SI, Smith JE (1995) The effects of intravenous heroin administration on extracellular nucleus accumbens dopamine concentrations as determined by in vivo microdialysis. J Pharmacol Exp Ther 273:591–598 Hemby SE, Co C, Koves TR, Smith JE, Dworkin SI (1997) Differences in extracellular dopamine concentrations in the nucleus accumbens during response-dependent and response-independent cocaine administration in the rat. Psychopharmacology (Berl) 133:7–16 Hooks MS, Duffy P, Striplin C, Kalivas PW (1994) Behavioral and neurochemical sensitization following cocaine self-administration. Psychopharmacology (Berl) 115:265–272 Ito R, Dalley JW, Howes SR, Robbins TW, Everitt BJ (2000) Dissociation in conditioned dopamine release in the nucleus accumbens core and shell in response to cocaine cues and during cocaine-seeking behavior in rats. J Neurosci 20:7489–7495 Jacobs EH, Smit AB, de Vries TJ, Schoffelmeer AN (2005) Long-term gene expression in the nucleus accumbens following heroin administration is subregion-specific and depends on the nature of drug administration. Addict Biol 10(1):91–100, Mar Kelly PH (1975) Unilateral 6-hydroxydopamine lesions of nigrostriatal or mesolimbic dopamine-containing terminals and the drug-induced rotation of rats. Brain Res 100:163–169 Lecca D, Cacciapaglia F, Valentini V, Gronli J, Spiga S, Di Chiara G (2006a) Preferential increase of extracellular dopamine in the rat nucleus accumbens shell as compared to that in the core during acquisition and maintenance of intravenous nicotine self-administration. Psychopharmacology (Berl) 184:435–446 Lecca D, Cacciapaglia F, Valentini V, Di Chiara G (2006b) Monitoring extracellular dopamine in the rat nucleus accumbens shell and core during acquisition and maintenance of intravenous WIN 55,212-2 self-administration. Psychopharmacology (Berl) DOI 10.1007/s00213-006-0475-3 Longoni R, Spina L, Mulas A, Carboni E, Garau L, Melchiorri P, Di Chiara G (1991) (D-Ala2)deltorphin II: D1-dependent stereotypies and stimulation of dopamine release in the nucleus accumbens. J Neurosci 11:1565–1576 Marshall JF, O’Dell SJ, Navarrete R, Rosenstein AJ (1990) Dopamine high-affinity transport site topography in rat brain: major differences between dorsal and ventral striatum. Neuroscience 37:11–21 Martin-Fardon R, Sandillon F, Thibault J, Privat A, Vignon J (1997) Long-term monitoring of extracellular dopamine concentration in the rat striatum by a repeated microdialysis procedure. J Neurosci Methods 72:123–135 Moore H, Stuckman S, Sarter M, Bruno JP (1995) Stimulation of cortical acetylcholine efflux by FG 7142 measured with repeated microdialysis sampling. Synapse 21:324–331 O’Brien (2001) In: Hardman JG, Gilman AG, Limbird LE (eds) Goodman & Gilman’s-the pharmacological basis of therapeutics. McGraw-Hill, New York Paxinos G, Watson C (1998) The rat brain in stereotaxic coordinates. Academic, Sydney Pettit HO, Justice JB Jr (1989) Dopamine in the nucleus accumbens during cocaine self-administration as studied by in vivo microdialysis. Pharmacol Biochem Behav 34:899–904 Pettit HO, Justice JB Jr (1991) Effect of dose on cocaine self-administration behavior and dopamine levels in the nucleus accumbens. Brain Res 539:94–102 Pontieri FE, Tanda G, Orzi F, Di Chiara G (1996) Effects of nicotine on the nucleus accumbens and similarity to those of addictive drugs. Nature 382:255–257 Reid MS, Ciplet D, O’Leary S, Branchey M, Buydens-Branchey L, Angrist B (2004) Sensitization to the psychosis-inducing effects of cocaine compared with measures of cocaine craving and cue reactivity. Am J Addict 13:305–315 Robinson TE, Camp DM (1991) The feasibility of repeated microdialysis for within-subjects design experiments: studies on mesostriatal dopamine system. In: Robinson TE and Justice JB (eds) Microdialysis in the Neurosciences. Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam pp 189–234 Rothman RB, Gorelick DA, Baumann MH, Guo XY, Herning RI, Pickworth WB, Gendron TM, Koeppl B, Thomson LE 3rd, Henningfield JE (1994) Lack of evidence for context-dependent cocaine-induced sensitization in humans: preliminary studies. Pharmacol Biochem Behav 49:583–588 Satel SL, Southwick SM, Gawin FH (1991) Clinical features of cocaine-induced paranoia. Am J Psych 148:495–498 Volkow ND, Fowler JS, Wang GJ (2002) Role of dopamine in drug reinforcement and addiction in humans: results from imaging studies. Behav Pharmacol 13:355–366 Wise RA, Newton P, Leeb K, Burnette B, Pocock D, Justice JB Jr (1995) Fluctuations in nucleus accumbens dopamine concentration during intravenous cocaine self-administration in rats. Psychopharmacology (Berl) 120:10–20 Wu Q, Reith ME, Kuhar MJ, Carroll FI, Garris PA (2001) Preferential increases in nucleus accumbens dopamine after systemic cocaine administration are caused by unique characteristics of dopamine neurotransmission. J Neurosci 21:6338–6347 Zapata A, Chefer VI, Ator R, Shippenberg TS, Rocha BA (2003) Behavioural sensitization and enhanced dopamine response in the nucleus accumbens after intravenous cocaine self-administration in mice. Eur J Neurosci 17:590–596