PMC

Diskussion

Denne forsøgsserie blev designet til at undersøge en rottemodel af binge-lignende alkoholforbrug og de neurofarmakologiske mekanismer, der er involveret i denne type alkoholforbrug. Dyr frivilligt og oralt selvadministrerede mængder alkohol, der er tilstrækkelige til pålideligt at producere BAL’er større end 0,08 g% efter 30-minutters selvadministrationssessioner (to-flaskevalg og operante situationer) i fravær af mad- eller vandmangel. Opfyldelsen af disse kriterier kvalificerer denne dyremodel til at være en model, der har en vis validitet i forhold til binge drinking hos mennesker, som defineret af NIAAA. I den foreliggende undersøgelse indtog rotterne betydelige mængder alkohol og udviste farmakologisk relevante BAL’er efter sessionen efter en beskeden træningsperiode, hvilket er en pragmatisk fordel ved denne model.

Andre dyremodeller af binge-lignende alkoholeksponering er begrænset af en afhængighed af enten ikke-orale ruter af alkoholadministration, eksponering via tvungen alkoholadministration eller selektiv avl for høj alkoholpræference. Binge-alkoholeksponeringsprocedurer, der anvender tvungen alkoholadministration, der enten er passiv (f.eks. gentagne eksperimentator-administrerede intragastriske alkoholinfusioner; Crews et al., 2000; Crews og Braun, 2003) eller aktiv (f.eks. bout-drinkning via indtagelse af alkoholvæske-diæt som eneste næringskilde; Fidler et al., 2006; N.W. Gilpin og G.F. Koob, upublicerede resultater), producerer betydelige neurobiologiske forstyrrelser, der sandsynligvis er forbundet med afhængighedsinduceret drikkeri. Andre modeller af binge-lignende alkohol-selvadministration har anvendt vandmangel (f.eks. Hubbell et al., 1986; Reid et al., 1996; Gardell et al., 1997) eller fødevaremangel (f.eks. MacDonall og Marcucella, 1979; Falk og Tang, 1988) for at fremme ethanol-selvadministration i daglige perioder med begrænset adgang. Disse designs er imidlertid problematiske, fordi dyrene primært er motiveret af tørst under selvadministrationssessioner, og kropsvægttilvækst bremses eller blokeres helt med sådanne procedurer. Samlet set har disse modeller svag konstruktionsvaliditet for den menneskelige tilstand (dvs. mennesker indtager ikke ethanol, fordi de er sultne eller tørstige). Andre undersøgelser har frembragt frivilligt ethanolforbrug hos rotter under sessioner med begrænset adgang uden brug af nogen af disse manipulationer, men disse undersøgelser har enten ikke frembragt BAL (0,08 g%), som NIAAA har bestemt som den definerende faktor for binge-alkoholforbrug (f.eks. Stewart og Grupp, 1984; Gill et al., 1986; Linseman, 1987), eller de har ikke målt BAL (f.eks. Macdonall og Marcucella, 1979). Endelig er der blevet anvendt genetiske manipulationer til at producere rotter, der er selektivt avlet til høj alkoholpræference baseret på enten kontinuerlig adgang til ethanolindtag (f.eks. alkoholpræfererende P-rotter; Murphy et al., 1986) eller begrænset adgang til ethanolindtag (dvs. høj alkoholforbrugende HARF-rotter; Lê et al., 2001). P-rotter udviser binge-lignende mønstre af frivillig alkoholdrikkeadfærd og opnår BAL’er, der overstiger 0,08 g% under en række forskellige alkoholtilgangsbetingelser (Murphy et al., 1986) og er blevet brugt i vid udstrækning til undersøgelse af genetiske og neurobiologiske mekanismer for alkoholisme. HARF-rotter synes også at opnå ethanolindtagelsesniveauer, der er tilstrækkelige til at kvalificere sig som binge-lignende drikkeri (Lê et al., 2001).

I dette forsøg havde indtagelsen af både sødet alkohol og supersac en tendens til at være højere i situationen med valg af to flasker end i operant-situationen, en effekt, der kan tilskrives det øgede arbejde (tryk på håndtag i forhold til at drikke fra tud), der kræves af rotterne for at opnå disse løsninger under operant-sessioner. I begge eksperimenter var der en vis svingning i alkoholindtaget over tid; kontrolrotters sukkersygeindtag udviste imidlertid det samme mønster af ændringer over tid. I begge eksperimenter var der også en stærk korrelation mellem alkoholindtag og BAL’er, men det er mærkeligt, at denne funktion udviser en betydelig forskydning mod højre i to-flaske-valg-alkohol-binge rotter i forhold til operant-alkohol-binge rotter. Denne uoverensstemmelse kan skyldes forskellige bidrag fra fødeindtagelse til alkoholabsorptionshastigheder i de to eksperimenter. Ud fra et cirkadisk perspektiv indtager rotter typisk mest mad i løbet af de første 2-3 timer af den mørke cyklus og derefter igen lige før afslutningen af den mørke cyklus (Whishaw og Kolb, 2005). I eksperiment 1 og 2 i den nuværende undersøgelse fandt selvadministrationssessioner sted på forskellige tidspunkter i løbet af den mørke cyklus. Mere specifikt fandt selvadministrationssessionerne sted i midten af den mørke cyklus i forsøg 1, men i begyndelsen af den mørke cyklus i forsøg 2. Det kan formodes, at rotterne i eksperiment 1 (der drikker to flasker efter valg) indtog mere mad i timerne forud for selvadministrationssessionerne i forhold til rotterne i eksperiment 2 (operante respondenter). Derfor kan forskydningen mod højre i BAL versus indtagelsesfunktionen hos alkoholdrikkere med to flaskevalg i forhold til operante alkoholresponsorer skyldes den forsinkelse i alkoholabsorptionen, der opstår hos dyr med fuld mave (Goldberg, 1943).

Denne model kombinerer saccharin og lave glukosekoncentrationer i en opløsning, der har vist sig at have høj smagelighed hos rotter (Valenstein et al., 1967). Tilsætning af sødestoffer til ethanolopløsninger for at frembringe et højere ethanolindtag er ikke en ny eksperimentel strategi. Nogle af ulemperne ved tidligere procedurer er imidlertid omgået i den nuværende model, såsom behovet for fødevaremangel (f.eks. Macdonall og Marcucella, 1979) eller vandmangel (f.eks. Hubbell et al., 1986; Reid et al., 1996; Gardell et al., 1997), eller manglen på et defineret BAL-kriterium (f.eks. Stewart og Grupp, 1984; Gill et al., 1986; Linseman, 1987; Sinclair et al., 1992). Selv om der er blevet anvendt genetiske manipulationer til at frembringe dyr, der pålideligt og frivilligt indtager store mængder ethanol (f.eks. HARF-dyr, Lê et al., 2001; P-rotter, Murphy et al., 1986), er selektiv avl ikke en praktisk løsning for de fleste laboratorier. Desuden er der stor efterspørgsel efter eksisterende rottelinjer, og det kan være vanskeligt at skaffe dem. Den model, der præsenteres her, kombinerer en tidligere anvendt strategi til induktion af farmakologisk meningsfuld ethanoldrikning hos rotter med en sødningsprocedure (Valenstein et al., 1967), der synes at optimere ethanolforbruget hos ikke-alkoholafhængige rotter.

Udnyttelse af et aromatiseret medium (dvs. supersaccharin) med positive forstærkende egenskaber som en kontrolprocedure er en fordel ved den nuværende procedure. De fleste undersøgelser af ethanol-selvadministration giver rotterne mulighed for at vælge mellem en usødet ethanolopløsning og vand, hvor vand er den eneste alternative forstærker, der er tilgængelig for indtagssammenligninger. Et sådant eksperimentelt design har nogle begrænsninger med hensyn til at afprøve adfærdsspecificiteten af efterfølgende farmakologiske manipulationer, fordi vand har en lille forstærkende værdi hos vandsættede rotter. Det vil sige, at en lav vandrespons kan give en gulvvirkning og gøre det vanskeligt at diskutere den adfærdsmæssige specificitet af lægemiddelvirkningerne. Endvidere kompliceres analysen af data om vandrespons med begrænset adgang til vand af det faktum, at rotterne har kontinuerlig adgang til vand i de ikke-eksperimentelle perioder, hvilket formodentlig resulterer i en lavere forstærkende værdi for vand under eksperimentelle sessioner; faktisk har vandtilgængelighed komplekse virkninger på operant respons for en række forstærkere (Freed og Mendelson, 1977; Johnson et al., 1991). Den model, der anvendes her, er mere befordrende for farmakologiske manipulationer, der undertrykker ethanolindtagelse, fordi virkningerne på ethanolindtagelse kan sammenlignes med virkninger på indtagelse af en stærkt forstærkende alternativ løsning (dvs. ethanolbil). Således kan virkninger af farmakologiske manipulationer på indtagelsen af sødet ethanolopløsning i mangel af virkninger på supersaccharin mere passende kaldes “adfærdsmæssigt specifikke”. Behandlinger, der producerer generaliserede undertrykkende virkninger på forbruget, mangler specificitet for ethanol, selv om sådanne adfærdsændringer kan skyldes lægemiddelvirkninger på en forstærkningsvej, der er fælles for både ethanol og naturlige forstærkere.

Et andet vigtigt punkt at tage op er forskellen i indtagelsesniveauer mellem sødet ethanol og supersaccharin i denne undersøgelse. Rotter indtager betydeligt mere supersaccharin alene end supersaccharin plus ethanol. Dette aspekt af proceduren udviser imidlertid også face validity i forhold til den menneskelige tilstand. Når rotter og mennesker får valget mellem søde opløsninger, der indeholder og ikke indeholder ethanol, foretrækker de generelt opløsninger, der ikke indeholder ethanol, da ethanol har aversive smagsegenskaber hos begge arter (Myers og Ewing, 1980; Shoaib og Almeida, 1996). Dette mindsker imidlertid ikke betydningen af ethanolforbrug hos de samme mennesker og rotter, især når ethanol forbruges i et patologisk adfærdsmønster (f.eks. binge drinking). Det vil sige, at overdrevne eller skadelige forbrugsmønstre af sødet ethanol ikke bliver mindre relevante af, at rotter og mennesker forbruger mindre samlede mængder af disse opløsninger end de gør af sødede opløsninger, der ikke indeholder ethanol.

I forbindelse med dette punkt udviser P-rotter en øget præference for saccharinopløsninger i forhold til deres ikke-præfererende modstykker og også i forhold til outbred Wistar-rotter, hvilket giver støtte til en genetisk korrelation mellem ethanolpræference og saccharinpræference (Sinclair et al., 1992). På samme måde forbruger rotter, der er selektivt avlet til et højt saccharinforbrug, mere usødet ethanol end deres modstykker med et lavt saccharinforbrug (Dess et al., 1998). Det skal dog bemærkes, at outbred rotter, der viser en indledende lav præference for ethanol (i forhold til både vand og saccharin) til sidst, hvis de får længerevarende adgang, selvadministrerer mængder af ethanol, der er identiske med Wistar rotter, der viser en indledende høj præference for ethanol (Kampov-Polevoy et al., 1990).

Binge alkoholforbrug kan enten betragtes som en fase i udviklingen af alkoholisme, der går forud for fysisk og psykologisk afhængighed af alkohol (NIAAA, 2004), eller som en separat enhed. Som følge heraf udviser binge-alkoholdrikkere ofte ikke somatiske eller motivationelle tegn på alkoholafhængighed. En metode til at skelne mellem den adfærd og de neurale mekanismer, der er forbundet med binge-lignende alkoholdrikkeri og afhængighedsinduceret drikkeri, er at undersøge en profil af behandling med forskellige farmakologiske midler. Efter stabilisering af drikkeadfærd hos dyr i alkoholbinge-grupperne og supersac-kontroller blev grupperne testet for virkningerne af forskellige lægemidler på drikkeadfærd.

Duloxetin er en SSNRI, der anvendes hos mennesker til behandling af svær depression, smerter fra diabetisk perifer neuropati og stressurininkontinens (Westanmo et al., 2005). Selektive serotonin-genoptagelseshæmmere undertrykker ikke-afhængigt alkoholforbrug hos rotter (Gill og Amit, 1989) og problemforbrug på et tidligt stadium hos mennesker (Naranjo og Sellers, 1989), men ikke alkoholforbrug hos mennesker i et senere stadium af alkoholiker (Kabel og Petty, 1996). Desuden har lav serotoninfunktion hos mennesker længe været forbundet med impulsivitet og en disposition til alkoholafhængighed (Linnoila et al., 1994). I den nuværende undersøgelse udviste duloxetin differentielle virkninger baseret på drikkemodellen: i to-flaske-valg-situationen undertrykte duloxetin dosisafhængigt alkohol binge-lignende drikkeri, men påvirkede ikke supersac-drikkeri, mens duloxetin i en operant situation undertrykte responsering for både alkohol og supersac. Da nogle selektive serotonin-genoptagelseshæmmere er blevet rapporteret at have anorektiske virkninger hos rotter (Gill og Amit, 1989), kunne man hævde, at duloxetin undertrykte indtagelsen af alkohol på grund af dets kalorieværdi. Duloxetin påvirkede imidlertid ikke supersacindtagelse af to-flaske-valg-drikkere, hvilket indikerer, at dets virkninger sandsynligvis ikke kan tilskrives nogen potentielle anorektiske virkninger. Det er ikke klart, hvorfor duloxetin undertrykte supersac drikkeri i en operant situation og ikke i en situation med to flaskevalg, men en hypotese kunne være arbejdskravet for operant selvadministration. Denne effekt af arbejdskravet kan manifestere sig på grund af lokomotoriske eller motiverende egenskaber ved lægemidlet, selv om den lokomotoriske forklaring er usandsynlig, da duloxetin ikke synes at påvirke aktiviteten hos rotter (Brocco et al., 2002).

Naltrexon er en ikke-selektiv opioidantagonist, der anvendes klinisk til behandling af alkoholisme. Naltrexon har længe været kendt for at undertrykke alkoholindtagelse af rotter (f.eks. Altshuler et al., 1980; Reid og Hunter, 1984; Walker og Koob, 2007), og denne effekt er overdrevet i selektivt avlede Sardiniske alkoholpræfererende (sP Sabino et al., 2006 rotter. I den nuværende undersøgelse undertrykte en meget lav dosis (50 μg/kg) af naltrexon alkohol binge-lignende drikkeri, mens en tre gange højere dosis var nødvendig for at reducere supersacforbruget. Disse resultater er i overensstemmelse med tidligere fund, at høje doser naltrexon (5-10 mg/kg; Reid et al., 1996; Gardell et al., 1997) undertrykker forbruget af en sødet alkoholopløsning . Den øgede følsomhed af alkohol binge-lignende drikkeri til de undertrykkende virkninger af naltrexon er sammenlignelig med evnen af en meget lav naltrexondosis (50 μg/kg) til at undertrykke alkoholdrikkeri af sP rotter (Sabino et al., 2006). En lav naltrexondosis (100 μg/kg) undertrykker også operant respons for usødet alkohol hos ikke-afhængige Wistar-rotter, men naltrexon er betydeligt mindre effektivt hos alkoholafhængige rotter, da en betydeligt højere dosis (500 μg/kg) er nødvendig for at undertrykke operant alkoholrespons hos disse rotter (Walker og Koob, 2007). Tilsammen tyder disse resultater på, at naltrexon er mere effektivt til at undertrykke overdreven binge-lignende alkoholindtagelse end overdreven indtagelse relateret til alkoholafhængighed.

Naltrexons evne til at undertrykke supersacforbrug i den aktuelle undersøgelse er i overensstemmelse med andre rapporter, hvor naltrexon blokerede udviklingen af præference for en saccharose-diæt (Levine et al., 2002) og forbrug af saccharinopløsning (Goodwin et al., 2001). Disse resultater er i overensstemmelse med hypotesen om, at blokering af opioidreceptorer med naltrexon i højere doser blokerer de positive forstærkende virkninger af både naturlige og lægemiddelforstærkere.

Extra-hypothalamiske CRF-systemer menes at blive forstyrret under overgangen til alkoholafhængighed og at være en vigtig faktor i det efterfølgende tilbagefald af alkoholforbrug (Koob, 2003). MPZP er en CRF-antagonist, der effektivt blokerer CRF1-receptorer (George et al., 2007; Specio et al., 2007). Tidligere resultater fra dette laboratorium viser, at denne analog undertrykker operant alkoholrespons hos afhængige, men ikke ikke-afhængige Wistar-rotter (Richardson et al., 2007). I den nuværende undersøgelse påvirkede MPZP ikke alkohol binge-lignende drikkeri eller supersac drikkeri, men der var en signifikant opadgående lineær tendens af dosis på alkoholdrikkeri. Dette resultat er i overensstemmelse med hypotesen om, at aktivering af ekstra-hypothalamiske CRF-systemer er mere involveret i alkoholdrikkeri motiveret af stoffets negative forstærkende egenskaber (dvs. afhængighedsinduceret drikkeri), men ikke drikkeri motiveret af stoffets positive forstærkende virkninger (dvs. binge-lignende alkoholdrikkeri og ikke-afhængigt alkoholdrikkeri; Koob, 2003). I overensstemmelse med denne opfattelse er det blevet observeret, at ikke-afhængige CRF1-receptor knockout-mus drikker mere alkohol end vild-type kontrolpersoner (Sillaber et al., 2002), men CRF1-receptor knockout-mus udviser ikke de afhængighedsinducerede stigninger i alkoholdrikning, der er observeret hos vild-type kontrolpersoner (Chu et al., 2007). Det skal stadig bestemmes, om langvarigt binge-lignende drikkeri i en model som den, der er anvendt her, i sidste ende er i stand til at producere de motivationssymptomer, der er forbundet med alkoholafhængighed.

Det er usandsynligt, at de lægemiddelvirkninger, der er observeret i den foreliggende undersøgelse, skyldes uspecifikke lægemiddelvirkninger (f.eks. aktivitet, smagsfølsomhed, tørst, sult). Naltrexon undertrykker vandindtag induceret af angiotensin II-injektion ved doser svarende til dem, der blev anvendt i den foreliggende undersøgelse (Ruegg et al., 1994). Fraværet af virkninger af naltrexon på vandindtag i nogen gruppe i den foreliggende undersøgelse tyder imidlertid på, at den observerede undertrykkelse af eksperimentelle opløsninger ikke skyldtes uspecifikke tørstvirkninger. Systemisk administreret naltrexon undertrykker også fødeindtagelse (Hobbs et al., 1994), og opioidantagonister undertrykker typisk lokomotorisk aktivitet (Leventhal et al., 1996), men disse virkninger forekommer ved doser, der er betydeligt højere end dem, der blev anvendt i den foreliggende undersøgelse. Duloxetin undertrykker lokomotorisk aktivitet (Bymaster et al., 2005) og fødeindtagelse (Jackson et al., 1997) hos gnavere og kan også påvirke spytdannelsen (Katoh et al., 1995), men disse virkninger forekommer ved doser, der er meget højere (30-200 mg/kg) end dem, der er anvendt i den foreliggende undersøgelse. I forhold til naltrexon og duloxetin er der mindre viden om uspecifikke adfærdsmæssige virkninger af MPZP. MPZP undertrykker angstlignende adfærd og afhængighedsinduceret alkoholdrikkeri (Richardson et al., 2007). CRF-systemer i hjernen er involveret i fodringsadfærd (Zorrilla et al., 2003), men disse virkninger er sandsynligvis medieret af CRF2-receptorer (Ohata et al., 2002; Cottone et al., 2007). CRF1-receptorantagonister kan være i stand til at undertrykke lokomotorisk aktivitet (Ohata et al., 2002), men denne effekt ændrede sandsynligvis ikke adfærd i denne undersøgelse, fordi MPZP producerede enten stigninger eller ingen effekt på drikkeriet i de forskellige binge-grupper.

Sammenfattende, i fravær af mad- eller vandmangel, indtog rotter frivilligt og oralt alkohol i mængder, der er tilstrækkelige til at producere BAL’er, der definerer alkohol binge drikkeri hos mennesker. Denne binge-lignende model er meget følsom over for forbindelser, der undertrykker drikkeri via opioidergiske (naltrexon) og serotonergiske (duloxetin) mekanismer, men ikke følsom over for forbindelser, der undertrykker drikkeri via fald i CRF-aktivitet. Dyremodeller af binge-lignende alkoholdrikkeri vil være værdifulde til vurdering af de motiverende aspekter og neurale konsekvenser af præafhængighed af tung alkoholdrikkeradfærd. De forskellige profiler af forbindelser, der påvirker alkohol binge-lignende drikkeri i forhold til afhængighedsinduceret drikkeri, bør fremme bestræbelserne på at udvikle potentielle farmakoterapeutika til subpopulationer af alkoholmisbrugere og alkoholikere (Egli, 2005).