Orexin A role in mechanisms of reinforcement in the bed nucleus of stria terminalis


Cite item

Full Text

Abstract

The orexin family of hypothalamic neuropeptides has been implicated in reinforcement mechanisms relevant to both food and drug reward. Previous behavioral studies with antagonists at the orexin A-selective receptor OX(1), have demonstrated its involvement in behavioral sensitization, conditioned place-preference, self-administration and reinstatement of drugs abuse. There are dense concentrations of hypocretin receptors, in brain regions implicated in drug reinforcement processes, such as the nucleus accumbens, ventral tegmental area and bed nucleus of the stria terminalis Adult male Wistar rats were implanted the stimulating electrodes to the lateral hypothalamus. Simultaneously, the microcanules were implanted into the BNST to inject the OX(1) receptor antagonist. Rats were trained to perform intracranial self-stimulation. The effects of the OX(1)-selective antagonist SB-408124 on brain stimulation-reward (BSR) were measured. SB-408124 injected into the BNST (1µg/1 µl in volume for each injection.) alone had no effect on self-stimulation of lateral hypothalamus. Amphetamine (1 mg/kg i.p.) potentiated BSR, measured as lowering of BSR threshold and enhancing of BSR frequency. Amphetamine-induced stimulatory effects on intracranial self-stimulation was blocked by injections of SB-408124 into BNST. These data demonstrate that OX(1) play an important role in regulating the reinforcing and reward-enhancing properties of amphetamine and suggest that orexin transmission is likely essential for establishing and maintaining the amphetamine habit in human addicts. However, the observations that OX1 antagonism reduce brain reward and block stress- and cue-induced reinstatement of drug-seeking suggests that this class of compounds may be useful additions to stress-reduction and other behavioral therapies in the treatment of substance abuse disorders.

About the authors

Andrei Andreevich Lebedev

Institute of Experimental Medicine

Email: aalebedev-iem@rambler.ru
Dr. Biol. Sci. (Pharmacology), Professor, Leading Researcher, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Eugeny Grigorievich Shumilov

Institute of Experimental Medicine

Post-Graduate Student, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Eugeny Rudolfovich Bychkov

Institute of Experimental Medicine

Email: bychkov@mail.ru
PhD (Biochemistry), Senior Researcher, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Vitaly Ivanovich Morozov

Institute of Experimental Medicine

PhD (Therapy), Post-Doc Fellow, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Petr Dmitriyevich Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru
Doct. of Med. Sci. (Pharmacology), Professor and Head, S. V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

References

  1. Лебедев А. А., Шабанов П. Д. Сопоставление реакции самостимуляции и условного предпочтения места при введении фенамина у крыс. Журн. высш. нервн. деят. 1992; 42 (4): 692-8.
  2. Лебедев А. А., Любимов А. В., Шабанов П. Д. Механизмы срыва, или возобновления потребления психоактивных средств. Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. 2011; 9 (4): 3-17.
  3. Шабанов П. Д. Психофармакология. СПб.: Н-Л, 2008. 384 с.
  4. Шабанов П. Д., Лебедев А. А. Угнетение самостимуляции латерального гипоталамуса опиатами и опиоидами, вводимыми в центральное ядро миндалины у крыс. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2011; 97 (2): 180-8.
  5. Шабанов П. Д., Лебедев А. А. Участие ГАМК- и дофаминергических механизмов ядра ложа конечной полоски в подкрепляющих эффектах психотропных средств, реализуемых через латеральный гипоталамус. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 2011; 97 (8): 804-13.
  6. Шабанов П. Д., Лебедев А. А. Нейрохимические механизмы прилежащего ядра, реализующие подкрепляющие эффекты самостимуляции латерального гипоталамуса. Мед. акад. журн. 2012; 12 (2): 68-76.
  7. Шабанов П. Д., Лебедев А. А., Мещеров Ш. К. Дофамин и подкрепляющие системы мозга. СПб.: Лань, 2002, 208 с.
  8. Шабанов П. Д., Лебедев А. А., Стрельцов В. Ф. Гормональные механизмы подкрепления. СПб.: Н-Л, 2008, 278 с.
  9. Akanmu M. A., Honda K. Selective stimulation of orexin receptor type 2 promotes wakefulness in freely behaving rats. Brain Res. 2005; 1048: 138-45.
  10. Aston-Jones G., Smith R. J., Sartor H. et al. Lateral hypothalamic orexin/hypocretin neurons: A role in reward-seeking and addiction. Brain Res. 2010; 1314: 74-90.
  11. Borgland S. L., Chang S. J., Bowers M. S. et al. OrexinA/hypocretin-1 selectively promotes motivation for positive reinforcers. J. Neurosci. 2009; 29: 11215-25.
  12. Boutrel B., de Lecea L. Addiction and arousal: The hypocretin connection. Physiol. Behav. 2008; 93: 947-51.
  13. De Lecea L. Hypocretins and the neurobiology of sleep-wake mechanisms. Prog. Brain Res. 2012; 198: 234-48.
  14. Espana R. A., Oleson E. B., Locke J. L. et al. The hypocretin-orexin system regulates cocaine self-administration via actions on the mesolimbic dopamine system. Eur. J. Neurosci. 2010; 31: 336-48.
  15. Espana R. A., Melchior J. R., Roberts D. C., Jones S. R. Hypocretin 1/orexin A in the ventral tegmental area enhances dopamine responses to cocaine and promotes cocaine self-administration. Psychopharmacol. 2011; 214: 415-26.
  16. Estabrooke I. V., McCarthy M. T., Ko E. C. et al. Fos expressionin orexin neurons varies with behavioral state. J. Neuroscience. 2011; 21: 1656-62.
  17. Gotter A. L., Roecker A. J., Hargreaves R. et al. Orexin receptors as therapeutic drug targets. Prog. Brain Res. 2012; 198: 48-56.
  18. Hutcheson D. M., Quarta D., Halbout B. et al. Orexin-1 receptor antagonist SB-334867 reduces the acquisition and expressionof cocaine-conditioned reinforcement and the expression of amphetamine-conditioned reward. Behav. Pharmacol. 2011; 22: 173-181.
  19. König K. P., Klippel A. A. A stereotaxic atlas of the forebrain and lower parts of the brain stem. Baltimore, 1963. 214 p.
  20. Koob G. F. Dynamics of neuronal circuits in addiction: reward, antireward, and emotional memory. Pharmacopsychiatry. 2009; 42 (Suppl. 1): S32-S41.
  21. Lebedev A. A., Bychkov E. R., Shabanov P. D. Orexin A receptor antagonist SB-408124 attenuates the effect of amphetamine on the brain reward system. Eur. Neuropsychopharmacol. 2013; 23 (Suppl. 2): S244.
  22. Mahler S. V., Smith R. J., Moorman D. E. et al. Multiple roles for orexin/hypocretin in addiction. Progr. Brain Res. 2012; 198: 76-121.
  23. Mieda M., Sakurai T. Overview of orexin/hypocretin system. Progr. Brain Res. 2012; 198: 234-45.
  24. Morgan H. J., Jiann W. Y., Brett A. G., Dayas C. V. Insights for developing pharmacological treatments for psychostimulant relapse targeting hypothalamic peptide systems. J. Addict. Res. Ther. 2012; S.4: 2-13.
  25. Riday T. T., Fish E. W., Robinson J. E. Orexin-1 receptor antagonism does not reduce the rewarding potency of cocaine in Swiss-Webster mice. Brain Res. 2011; 1431: 53-61.
  26. Smith R. J., Aston-Jones G. Orexin/hypocretin 1receptor antagonist reduces heroin self-administration andcue-induced heroin seeking. Eur. J. Neurosci. 2012; 35: 798-804.
  27. Shabanov P. D., Lebedev A. A. Involvement of GABA and dopaminergic mechanisms of the bed nucleus of the stria terminalis in the reinforcing effects of psychotropic substances mediated via the lateral hypothalamus. Neurosci. Behav. Physiol. 2013; 43 (4): 485-91.
  28. Shabanov P. D., Lebedev A. A., Bychkov E. R. Influences of intrauteral ethanol on the maturation of the monoaminergic systems in the developing rat brain. Neurosci. Behav. Physiol. 2013; 43 (8): 951-6.
  29. Winrow C. J., Tanis K. Q., Reiss D. R. et al. Orexin receptorantagonism prevents transcriptional and behavioral plasticity resulting from stimulant exposure. Neuropharmacol. 2010; 58: 185-94.
  30. Wang B., You Z. B., Wise R. A. Reinstatement of cocaine seeking by hypocretin (orexin) in the ventral tegmental area: Independence from the local corticotropin releasing factor network. Biol. Psychiatry. 2009; 65: 857-62.

Copyright (c) 2015 Lebedev A.A., Shumilov E.G., Bychkov E.R., Morozov V.I., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».