PMC

Diskuze

Předkládaná série experimentů byla navržena s cílem prozkoumat model nárazového pití alkoholu u potkanů a neurofarmakologické mechanismy zapojené do tohoto typu pití alkoholu. Zvířata si dobrovolně a perorálně sama podávala množství alkoholu dostatečné k tomu, aby spolehlivě vyvolalo BAL vyšší než 0,08 g% po 30minutových sezeních samopodávání (volba dvou lahví a operantní situace) v nepřítomnosti deprivace potravy nebo vody. Splnění těchto kritérií kvalifikuje tento zvířecí model jako model s čelní validitou pro pití alkoholu u lidí podle definice NIAAA. V tomto šetření potkani konzumovali značné množství alkoholu a po skromné době tréninku vykazovali farmakologicky relevantní BAL po sezení, což je pragmatická výhoda tohoto modelu.

Jiné zvířecí modely binge-like expozice alkoholu jsou omezeny tím, že se spoléhají buď na neorální způsoby podání alkoholu, expozici prostřednictvím nuceného podání alkoholu, nebo na selektivní chov pro vysokou preferenci alkoholu. Postupy binge expozice alkoholu, které využívají nucené podávání alkoholu, které je buď pasivní (např. opakované intragastrické infuze alkoholu podávané experimentátorem; Crews et al., 2000; Crews a Braun, 2003), nebo aktivní (např. nárazové pití prostřednictvím konzumace alkoholové tekuté stravy jako jediného zdroje výživy; Fidler et al., 2006; N.W. Gilpin a G.F. Koob, nepublikovaná zjištění), vyvolávají významné neurobiologické poruchy, které pravděpodobně souvisejí s pitím vyvolaným závislostí. Jiné modely samopodávání alkoholu podobného binge využívají deprivaci vody (např. Hubbell et al., 1986; Reid et al., 1996; Gardell et al., 1997) nebo potravinovou deprivaci (např. MacDonall a Marcucella, 1979; Falk a Tang, 1988) k podpoře samopodávání etanolu během denních období s omezeným přístupem. Tyto návrhy jsou však problematické, protože zvířata jsou během sezení samopodávání motivována především žízní a přírůstek tělesné hmotnosti je při těchto postupech zpomalen nebo zcela zablokován. Dohromady mají tyto modely slabou konstrukční platnost pro lidský stav (tj. lidé nekonzumují etanol, protože mají hlad nebo žízeň). Jiné studie vytvořily dobrovolnou konzumaci ethanolu potkany během sezení s omezeným přístupem bez použití některé z těchto manipulací, ale tyto studie buď nevytvořily BAL (0,08 g%), které NIAAA určila jako určující faktor pro nárazové pití alkoholu (např. Stewart a Grupp, 1984; Gill et al., 1986; Linseman, 1987), nebo BAL neměřily (např. Macdonall a Marcucella, 1979). A konečně, genetické manipulace byly použity k produkci potkanů selektivně vyšlechtěných pro vysokou preferenci alkoholu na základě buď kontinuálního přístupu k příjmu etanolu (např. potkani P preferující alkohol; Murphy et al., 1986), nebo omezeného přístupu k příjmu etanolu (tj. potkani HARF s vysokou spotřebou alkoholu; Lê et al., 2001). Potkani P vykazují binge-like vzorce dobrovolného chování při pití alkoholu a dosahují BAL přesahující 0,08 g% za různých podmínek přístupu k alkoholu (Murphy et al., 1986) a byli hojně využíváni pro studium genetických a neurobiologických mechanismů alkoholismu. Zdá se, že potkani HARF také dosahují úrovně příjmu etanolu, která je dostatečná pro to, aby byla kvalifikována jako nárazové pití (Lê et al., 2001).

V tomto experimentu měl příjem slazeného alkoholu i supersaku tendenci být vyšší v situaci volby dvou lahví než v operantní situaci, což je účinek, který lze přičíst zvýšené práci (mačkání páky oproti pití z hubičky), kterou potkani potřebují k dosažení těchto řešení během operantních sezení. V obou experimentech došlo k určitému kolísání příjmu alkoholu v průběhu času; příjem supersaku kontrolními potkany však vykazoval stejný vzorec změn v čase. V obou experimentech také existovala silná korelace mezi příjmem alkoholu a BAL, je však zajímavé, že tato funkce vykazuje značný posun doprava u potkanů, kteří si vybírají alkohol ze dvou lahví, oproti potkanům, kteří si vybírají alkohol v operantech. Tento rozdíl by mohl být způsoben rozdílným příspěvkem příjmu potravy k rychlosti vstřebávání alkoholu v obou experimentech. Z cirkadiánního hlediska krysy obvykle konzumují nejvíce potravy během prvních 2-3 hodin temného cyklu a poté opět těsně před koncem temného cyklu (Whishaw a Kolb, 2005). V pokusech 1 a 2 tohoto šetření probíhaly seance samopodávání v různých časových bodech během cyklu tmy. Přesněji řečeno, v experimentu 1 se sezení samopodání uskutečnila v polovině tmavého cyklu, ale v experimentu 2 na začátku tmavého cyklu. Je pravděpodobné, že potkani v experimentu 1 (pijáci s volbou dvou lahví) konzumovali více potravy během hodin předcházejících sezením samosprávy ve srovnání s potkany v experimentu 2 (operantní respondenti). Proto může být posun funkce BAL versus příjem alkoholu u pijáků alkoholu s volbou dvou lahví oproti operantním respondérům alkoholu směrem doprava způsoben zpožděním ve vstřebávání alkoholu, ke kterému dochází u zvířat s plným žaludkem (Goldberg, 1943).

Tento model kombinuje sacharin a nízké koncentrace glukózy v roztoku, u kterého byla prokázána vysoká chutnost u potkanů (Valenstein et al., 1967). Přidávání sladidel do roztoků ethanolu za účelem dosažení vyššího příjmu ethanolu není novou experimentální strategií. Některé nevýhody dřívějších postupů jsou však v tomto modelu obejity, např. nutnost potravinové deprivace (např. Macdonall a Marcucella, 1979) nebo vodní deprivace (např. Hubbell a kol., 1986; Reid a kol., 1996; Gardell a kol., 1997) nebo absence definovaného kritéria BAL (např. Stewart a Grupp, 1984; Gill a kol., 1986; Linseman, 1987; Sinclair a kol., 1992). Ačkoli byly genetické manipulace použity k produkci zvířat, která spolehlivě a dobrovolně konzumují velké množství ethanolu (např. zvířata HARF, Lê et al., 2001; potkani P, Murphy et al., 1986), selektivní chov není pro většinu laboratoří praktickým řešením. Kromě toho je po stávajících liniích potkanů vysoká poptávka a může být obtížné je získat. Zde prezentovaný model kombinuje dříve používanou strategii pro navození farmakologicky významného pití ethanolu u potkanů s postupem slazení (Valenstein et al., 1967), který zřejmě optimalizuje konzumaci ethanolu potkany bez závislosti na alkoholu.

Výhodou tohoto postupu je použití ochuceného vehikula (tj. supersacharinu) s pozitivními posilujícími vlastnostmi jako kontrolního postupu. Většina studií samopodávání ethanolu umožňuje potkanům volbu mezi neslazeným roztokem ethanolu a vodou, přičemž voda je jediným alternativním posilovačem, který je k dispozici pro porovnání příjmu. Takový experimentální design má určitá omezení pro testování behaviorální specifičnosti následných farmakologických manipulací, protože voda má u potkanů nasycených vodou malou posilující hodnotu. To znamená, že nízká reakce na vodu může vyvolat podlahový efekt a ztížit diskusi o behaviorální specifičnosti účinků léčiv. Analýzu údajů o reakci na vodu s omezeným přístupem navíc komplikuje skutečnost, že potkani mají během neexperimentálních období nepřetržitý přístup k vodě, což pravděpodobně vede k nižší hodnotě posílení vody během experimentálních sezení; dostupnost vody má totiž komplexní účinky na operantní reakce pro různé posilovače (Freed a Mendelson, 1977; Johnson et al., 1991). Zde použitý model je příznivější pro farmakologické manipulace, které potlačují příjem etanolu, protože účinky na příjem etanolu lze porovnat s účinky na příjem vysoce posilujícího alternativního řešení (tj. vehikula etanolu). Účinky farmakologických manipulací na příjem slazeného roztoku ethanolu při absenci účinků na supersacharin lze tedy výstižněji nazvat „behaviorálně specifickými“. Ošetření, která vyvolávají generalizované potlačující účinky na spotřebu, postrádají specifičnost pro ethanol, ačkoli takové změny chování by mohly být důsledkem účinků léků na dráhu posilování společnou jak pro ethanol, tak pro přirozené posilovače.

Dalším důležitým bodem, kterým je třeba se zabývat, je rozdíl v úrovni příjmu mezi slazeným ethanolem a supersacharinem v tomto šetření. Potkani konzumují podstatně více samotného supersacharinu než supersacharinu plus ethanolu. Tento aspekt postupu však také vykazuje čelní validitu s lidským stavem. Potkani a lidé, kteří mají na výběr mezi sladkými roztoky obsahujícími a neobsahujícími ethanol, obecně dávají přednost roztokům neobsahujícím ethanol, protože ethanol má u obou druhů averzivní chuťové vlastnosti (Myers a Ewing, 1980; Shoaib a Almeida, 1996). To však nesnižuje význam konzumace etanolu stejnými lidmi a potkany, zejména pokud je etanol konzumován v rámci patologického chování (např. nárazové pití). To znamená, že nadměrné nebo škodlivé vzorce konzumace slazeného ethanolu nejsou méně významné tím, že krysy a lidé spotřebují menší celkový objem těchto roztoků než slazených roztoků, které ethanol neobsahují.

V souvislosti s tímto bodem vykazují potkani P zvýšenou preferenci sacharinových roztoků ve srovnání se svými protějšky, kteří je nepreferují, a také ve srovnání s outbredními potkany Wistar, což podporuje genetickou korelaci mezi preferencí etanolu a preferencí sacharinu (Sinclair et al., 1992). Podobně potkani selektivně chovaní na vysokou spotřebu sacharinu konzumují více neslazeného ethanolu než jejich protějšky s nízkou spotřebou sacharinu (Dess et al., 1998). Je však třeba poznamenat, že outbrední potkani, kteří vykazují počáteční nízkou preferenci etanolu (oproti vodě i sacharinu), si nakonec při delším přístupu sami podávají množství etanolu shodné s potkany kmene Wistar, kteří vykazují počáteční vysokou preferenci etanolu (Kampov-Polevoy et al., 1990).

Pití alkoholu lze považovat buď za fázi vývoje alkoholismu, která předchází fyzické a psychické závislosti na alkoholu (NIAAA, 2004), nebo za samostatnou entitu. V důsledku toho nárazové pití alkoholu často nevykazuje somatické ani motivační příznaky závislosti na alkoholu. Jedním z přístupů k rozlišení chování a nervových mechanismů spojených s nárazovým pitím alkoholu a pitím vyvolaným závislostí je zkoumání profilu léčby různými farmakologickými látkami. Po stabilizaci chování při pití alkoholu u zvířat ve skupinách s nárazovým pitím alkoholu a v kontrolních skupinách se supersakcí byly u těchto skupin testovány účinky různých léčiv na chování při pití

Duloxetin je SSNRI používaný u lidí k léčbě závažné deprese, bolesti při diabetické periferní neuropatii a stresové močové inkontinenci (Westanmo et al., 2005). Selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu potlačují nezávislé pití alkoholu u potkanů (Gill a Amit, 1989) a časné stadium problémového pití u lidí (Naranjo a Sellers, 1989), nikoli však pití u pozdějších stadií lidských alkoholiků (Kabel a Petty, 1996). Kromě toho je nízká funkčnost serotoninu u lidí dlouhodobě spojována s impulzivitou a predispozicí k závislosti na alkoholu (Linnoila et al., 1994). V současném šetření vykazoval duloxetin diferencované účinky na základě modelu pití: v situaci volby dvou lahví duloxetin v závislosti na dávce potlačoval pití podobné pití alkoholu, ale neovlivňoval pití supersaku, zatímco v operativní situaci duloxetin potlačoval reakce na alkohol i supersak. Vzhledem k tomu, že u některých selektivních inhibitorů zpětného vychytávání serotoninu byly zaznamenány anorektické účinky u potkanů (Gill a Amit, 1989), bylo by možné tvrdit, že duloxetin potlačil příjem alkoholu díky jeho kalorické hodnotě. Duloxetin však neovlivnil příjem supersaku pijáky, kteří si vybrali dvě láhve, což naznačuje, že jeho účinky pravděpodobně nelze přičítat žádným potenciálním anorektickým účinkům. Není jasné, proč duloxetin potlačil pití supersaku v operativní situaci, a ne v situaci volby dvou lahví, ale jednou z hypotéz by mohla být pracovní náročnost operativní samosprávy. Tento účinek požadavku na práci by se mohl projevit díky lokomotorickým nebo motivačním vlastnostem léku, i když lokomotorické vysvětlení je nepravděpodobné, protože se nezdá, že by duloxetin ovlivňoval aktivitu potkanů (Brocco et al., 2002).

Naltrexon je neselektivní opioidní antagonista používaný klinicky při léčbě alkoholismu. Již dlouho je známo, že naltrexon potlačuje pití alkoholu u potkanů (např. Altshuler et al., 1980; Reid a Hunter, 1984; Walker a Koob, 2007) a tento účinek je přehnaný u selektivně chovaných sardinských potkanů preferujících alkohol (sP Sabino et al., 2006). V současném šetření velmi nízká dávka (50 μg/kg) naltrexonu potlačila nárazové pití alkoholu, zatímco ke snížení konzumace supersaku byla nutná třikrát vyšší dávka. Tyto výsledky jsou v souladu s dřívějšími zjištěními, že vysoké dávky naltrexonu (5-10 mg/kg; Reid et al., 1996; Gardell et al., 1997) potlačují konzumaci slazeného roztoku alkoholu . Zvýšená citlivost nárazového pití alkoholu na supresivní účinky naltrexonu je srovnatelná se schopností velmi nízké dávky naltrexonu (50 μg/kg) potlačit pití alkoholu u sP potkanů (Sabino et al., 2006). Nízká dávka naltrexonu (100 μg/kg) rovněž potlačuje operativní reakci na neslazený alkohol u potkanů Wistar, kteří nejsou závislí na alkoholu, ale u potkanů závislých na alkoholu je naltrexon podstatně méně účinný, protože k potlačení operativní reakce na alkohol je u těchto potkanů nutná podstatně vyšší dávka (500 μg/kg) (Walker a Koob, 2007). Tato zjištění společně naznačují, že naltrexon je účinnější při potlačování nadměrného nárazového pití alkoholu než nadměrného pití souvisejícího se závislostí na alkoholu.

Schopnost naltrexonu potlačit konzumaci supersaku v současném šetření je v souladu s jinými zprávami, v nichž naltrexon blokoval rozvoj preference sacharózové stravy (Levine et al., 2002) a konzumaci roztoku sacharinu (Goodwin et al., 2001). Tyto výsledky jsou v souladu s hypotézou, že blokáda opioidních receptorů naltrexonem ve vyšších dávkách blokuje pozitivní posilující účinky přirozených i drogových posilovačů.

Předpokládá se, že extrahypotalamické systémy CRF jsou narušeny během přechodu k závislosti na alkoholu a jsou důležitým faktorem při následném relapsu pití alkoholu (Koob, 2003). MPZP je antagonista CRF, který účinně blokuje receptory CRF1 (George et al., 2007; Specio et al., 2007). Předchozí zjištění této laboratoře ukazují, že tento analog potlačuje operativní reakce na alkohol u závislých, ale nikoliv u nezávislých potkanů kmene Wistar (Richardson a kol., 2007). V současném šetření MPZP neovlivnil binge-like pití alkoholu ani supersac pití, ale byl zjištěn významný lineární vzestupný trend dávky na pití alkoholu. Tento výsledek je v souladu s hypotézou, že aktivace extra-hypotalamických systémů CRF se více podílí na pití alkoholu motivovaném negativními posilujícími vlastnostmi drogy (tj. pití vyvolané závislostí), ale ne na pití motivovaném pozitivními posilujícími účinky drogy (tj. pití alkoholu podobné nárazovému a pití alkoholu bez závislosti; Koob, 2003). V souladu s touto představou bylo u myší s vyřazeným CRF1-receptorem bez závislosti pozorováno, že pijí více alkoholu než kontroly divokého typu (Sillaber et al., 2002), ale myši s vyřazeným CRF1-receptorem nevykazují nárůst pití alkoholu vyvolaný závislostí pozorovaný u kontrol divokého typu (Chu et al., 2007). Zbývá určit, zda je dlouhodobé nárazové pití v modelu, jako je zde použitý, schopno nakonec vyvolat motivační příznaky spojené se závislostí na alkoholu.

Je nepravděpodobné, že by účinky léků pozorované v tomto šetření byly způsobeny nespecifickými účinky léků (např. aktivita, citlivost na chuť, žízeň, hlad). Naltrexon potlačuje příjem vody vyvolaný injekcí angiotenzinu II v dávkách podobných těm, které byly použity v tomto šetření (Ruegg et al., 1994). Absence účinků naltrexonu na příjem vody u žádné skupiny v tomto šetření však naznačuje, že pozorované potlačení experimentálních roztoků nebylo způsobeno nespecifickými účinky žízně. Systémově podávaný naltrexon také potlačuje příjem potravy (Hobbs et al., 1994) a antagonisté opioidů obvykle potlačují lokomotorickou aktivitu (Leventhal et al., 1996), ale tyto účinky se projevují při dávkách výrazně vyšších, než byly použity v tomto šetření. Duloxetin potlačuje lokomotorickou aktivitu (Bymaster et al., 2005) a příjem potravy (Jackson et al., 1997) u hlodavců a může také ovlivnit slinění (Katoh et al., 1995), ale tyto účinky se objevují při dávkách mnohem vyšších (30-200 mg/kg), než byly použity v tomto šetření. Ve srovnání s naltrexonem a duloxetinem je o nespecifických behaviorálních účincích MPZP známo méně. MPZP potlačuje úzkostné chování a pití alkoholu vyvolané závislostí (Richardson et al., 2007). Mozkové systémy CRF se podílejí na chování při krmení (Zorrilla et al., 2003), ale tyto účinky jsou pravděpodobně zprostředkovány receptory CRF2 (Ohata et al., 2002; Cottone et al., 2007). Antagonisté receptorů CRF1 mohou být schopni potlačit lokomotorickou aktivitu (Ohata et al., 2002), ale tento účinek pravděpodobně nezměnil chování v této studii, protože MPZP vyvolal buď zvýšení, nebo žádný účinek na pití v různých skupinách opilců.

Shrnem lze říci, že v nepřítomnosti deprivace potravy nebo vody konzumovali potkani alkohol dobrovolně a perorálně v množstvích dostatečných k vyvolání BAL, které definují opilství u lidí. Tento binge-like model je vysoce citlivý na sloučeniny, které potlačují pití prostřednictvím opioidergních (naltrexon) a serotoninergních (duloxetin) mechanismů, ale není citlivý na sloučeniny, které potlačují pití prostřednictvím snížení aktivity CRF. Zvířecí modely nárazového pití alkoholu budou cenné při posuzování motivačních aspektů a nervových důsledků chování před závislostí na těžkém pití alkoholu. Rozdílné profily sloučenin, které ovlivňují nárazové pití alkoholu oproti pití vyvolanému závislostí, by měly posunout snahu o vývoj potenciálních farmakoterapeutik pro subpopulace osob zneužívajících alkohol a alkoholiků (Egli, 2005).

.