елементи

абстрактно

Постоянството на зависимостта от наркотици се характеризира с повторната поява на поведение, търсещо наркотици, и свързани с наркотиците стимули, дори години след оттеглянето им. През последните години все повече доказателства показват, че механизмите на паметта вероятно са включени в този патологичен процес 1, 2, 3, 4. Известно е, че хипокампусът е критичен при формирането на няколко вида дългосрочна памет, включително пристрастяваща памет. Например, предишният ни доклад показа, че блокирането на хипокампалните глюкокортикоидни рецептори предотвратява поведението на предпочитаното място на морфин-5. Допълнителни образни изследвания показват, че излагането на опиоиди увеличава nucleus accumbens (NAc) и активирането на хипокампала при хора, които не са лекувани с наркотици 6. В допълнение, свързаната с кокаин памет се придобива чрез електрическа стимулация на хипокампалния път на NAc, предизвиквайки рецидив при плъхове дори след отнемане на кокаин 7, 8, 9 .

Зависима от дейността синаптична пластичност, особено дългосрочно потенциране (LTP) и дългосрочна депресия (LTD), е предложена като клетъчен механизъм, базиран на обучение и памет 10, 11. Излагането на единичен морфин индуцира подобна на LTP модификация и улеснява индукцията на LTD 12, но многократната експозиция на опиоиди постепенно премахва индукцията на LTP 13 и 4-дневно отнемане на опиоид след многократна експозиция на морфин стимулира повишената LTP в хипокампуса in vivo 14. Подобни адаптации на LTP се намират в хипокампалния път на NAc in vivo 15. Заедно тези доклади подкрепят, че синаптичната пластичност в хипокампуса участва в свързаното с наркотици патологично обучение и памет. Всички тези открития обаче разглеждат потенциалната роля на синаптичната пластичност при възбуждащите глутаматергични синапси в наркоманията. Корелациите между свързаната с лекарството памет и синаптичната пластичност в инхибиторните синапси в хипокампуса не са широко изследвани.

резултатът

Многократното излагане на морфин in vivo премахва I-LTD в хипокампуса

Предишно проучване показа, че високочестотната стимулация дава възможност да се индуцира I-LTD в хипокампалните СА1 инхибиторни синапси 24. В съответствие с този резултат установихме, че HFS предизвиква надежден I-LTD в участъци, взети от плъхове, третирани с единичен физиологичен разтвор (физиологичен разтвор, n = 7, 76, 6 ± 2, 2%, p

отнемане

(А) Високочестотна стимулация (HFS), комбинирана с постсинаптична деполяризация, индуцирана надеждна I-LTD във физиологичен разрез. (Б) Индуциран от HFS I-LTD в SM секции. (° С) HFS не може да индуцира I-LTD в RM секции. (Д) Стълбовидната диаграма обобщава средната процентна промяна в амплитудата на IPSC преди и 30 минути след HFS. ** стр

Взети заедно, тези открития демонстрират за първи път, че комбинаторната пластичност, включваща пресинаптични и LTCC-медиирани CB1R-медиирани постсинаптични компоненти, възниква по време на опиоидна зависимост и симптоми на отнемане.

дискусия

Основната констатация на това проучване е, че повтарящото се in vivo излагане на морфин в продължение на 12 дни отменя индуцирания от HFS I-LTD в хипокампални секции, докато последващото отнемане за 3-5 дни позволява на HFS да индуцира подобрен I-LTD. По-важното е, че нашите по-нататъшни експерименти показват, че I-LTD в участъци на плъхове, които са били изложени на едно in vivo излагане на морфин или последващо изтегляне, зависи от пресинаптичния CB1, докато I-LTD в участъци от плъхове, подложени на събиране, последвано от повторно in vivo излагането на морфин зависи както от пресинаптичния CB1, така и от постсинаптичния LTCC. В комбинация с предишни открития от LTP (E-LTP) и LTD (E-LTD) възбуждащо синаптично предаване в хипокампуса 13, 14, 30, тези резултати предполагат, че адаптации на възбуждащи и инхибиторни синапси се появяват в хипокампуса и от друга. може да допринесе за съхраняването на опиоидна/зависима от възнаграждението памет и постоянството на рецидив на опиати.

Патологична памет, свързана с хипокампуса

Комбинаторна пластичност на E-LTP и I-LTD в паметта на зависимостите

Повторното самоуправление на опиоиди увеличава пресинаптичната функция на канабиноидния рецептор 1 (CB1R) в мезолимбичните допаминови вериги, включително хипокампуса 34. Доказателствата показват, че повтарящите се блокове на излагане на опиати на E-LTP 13 и улесняват модификацията на E-LTD, подобна на 12, 30, но опиоидите за отнемане улесняват E-LTP 14 и блокират модификацията на E-LTD, подобна на 30 в хипокампуса. Последните открития показват, че повтарящите се блокове на излагане на опиоиди зависят от CB1-I-LTD, но последващото оттегляне улеснява I-LTD предимно с компоненти, зависими от CB1 и LTCC. По този начин, зависимата от опиоиди комбинаторна пластичност може да има поне три аспекта. Първо, подобната на E-LTP модификация настъпва 12, без да засяга I-LTD (фиг. 1В) след еднократно излагане на опиоиди; E-LTP 13 и I-LTD (фиг. 1C) са блокирани след многократно излагане на опиоиди. Второ, както E-LTP 14, така и I-LTD (фиг. 2C) се увеличават след остро отнемане за 3 до 5 дни. И накрая, острото въздържание значително увеличава I-LTD, който има както CB1R, така и LTCC медиирани компоненти.

Причинността между E-LTP и I-LTD е документирана в много възбуждащи синапси, включително хипокампус 16, 35, 36, и може да си сътрудничи в хипокампуса на мезолимбичните допаминови вериги и да доведе до много по-голяма реакция при многократно излагане на опиати. остро въздържание. Нашите предишни доклади предполагат, че комбинаторната пластичност 37 може да осигури на хипокампуса ефективно откриване и съхраняване на нова информация 38 или преживявания, свързани с опиоиди или събитие 12. Този възглед може да бъде допълнително подсилен от настоящите констатации. Може би при адаптациите към многократно излагане на опиоиди и синдром на острото отнемане динамиката на комбинаторния механизъм на синаптична пластичност, като E-LTP с E-LTD, E-LTP с I-LTD и CB1- с LTCC-зависим I -LTD, може да позволи зависимостта от паметта да бъде по-силна и трайна.

Взети заедно, тези открития показват за първи път, че механизмът на комбинаторната пластичност в инхибиторните хипокампални синапси възниква с опиоидна зависимост и впоследствие може да допринесе за постоянни аспекти на опиоидната зависимост.

методи

Мъжки плъхове Wistar (3-4 седмици) са получени от Центъра за грижа за животните в Медицинския университет в Кунминг и се поддържат в Института по зоология в Кунминг Център за грижа за животните в съответствие с насоките, установени от Китайската академия по науките за животните и Комитета за хуманно отношение към животните. Животните бяха настанени в пластмасови клетки в контролирана (21 ° C) стая за колонии в цикъл 12/12 h светлина/тъмнина. Храната и водата се предлагаха ad libitum. Полагат се всички усилия да се намали броят на използваните животни.

Лечение с морфин

Плъхове на възраст от 3 до 4 седмици се лекуват с единична доза (SM; 10 mg/kg, sc) или повторен морфин (RM; 10 mg/kg, sc, два пъти дневно на 12-часови интервали в продължение на 12 дни), подобно на тези, които са описани по-рано 12, 39, 40. Някои плъхове SM и RM бяха събрани допълнително за 3 до 5 дни (RMW), което предизвика очевидни симптоми на отнемане като грижи, диария и др. 14, 15. В контролните групи плъховете се инжектират със стерилен физиологичен разтвор (физиологичен разтвор; 0,6 ml/kg, ip). Всички експериментални протоколи бяха одобрени от Комитета за грижа и употреба на Китайската академия на науките.

Подготовка на секцията и електрофизиология

Заявление за лекарства

Всички лекарства са закупени от Sigma (Сейнт Луис, Мисури). Лекарства, различни от BAPTA, се прилагат в разтвора за баня 30 минути преди HFS и се държат немити при следните концентрации: антагонист на канабиноиден рецептор 1 (CB1) AM251 (2 μM), блокер на L-тип калциеви канали (LTCC), лантанов трихлорид (LaCl3) 20 μM). AM251 и LaCI3 се разтварят в ACSF. В експерименти, включващи постсинаптичен калциев буфер, CsCH 3 SO 3 (20 mM) беше заменен с BAPTA (20 mM) в пипетен разтвор.

Анализ на данни

Изходното ниво беше измерено като средна амплитуда на IPSC в 10-минутни записи (20 цикъла). LTD беше измерена като средна амплитуда на IPSC от последните 10-минутни записи (20 цикъла). Резултатите се отчитат като средно ± SEM% от изходната амплитуда на IPSC. Всяка точка в изображенията е средно два удара (1 мин). Сравнението между изходното ниво и LTD беше извършено с помощта на t-тест на Student. Сравнението между групите беше извършено чрез еднопосочен ANOVA, последван от post hoc турски тест. Нивото на значимост е зададено на p