Behavioral and brain functions : BBF, 2005; 1: 2-2 (más artículos en esta revista)

Prefrontal cortical metilfenidato mejora la función cognitiva a través de los receptores adrenérgicos α2 y acciones de los receptores de dopamina D1: Relación con efectos terapéuticos en el Trastorno de Déficit de Atención Hiperactiva

BioMed Central
Amy Arnsten FT (amy.arnsten @ yale.edu) [1], G Anne Dudley (anne.dudley @ yale.edu) [1]
[1] Department of Neurobiology, Yale Medical School, New Haven, CT 06510, USA

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Resumen
Antecedentes

Metilfenidato (MPH) es el tratamiento clásico para el Trastorno de Déficit de Atención Hiperactiva (ADHD) y, sin embargo, los mecanismos subyacentes a sus acciones terapéuticas siguen siendo poco claras. Estudios recientes han identificado una exposición oral, MPH régimen de dosis que cuando se administra a ratas de drogas produce niveles plasmáticos similares a las encontradas en los seres humanos. El actual estudio examinó los efectos de estas bajas, administrados por vía oral de dosis de MPH ratas en la realización de un retraso en la alternancia de tareas dependientes de la corteza prefrontal (PFC), una región del cerebro que es disfuncional en el TDAH, y es muy sensible a los niveles de catecolaminas. El receptor de los mecanismos subyacentes a los efectos de mejorar MPH fueron exploradas por el MSP desafiante respuesta con el antagonista de los receptores adrenérgicos α2 noradrenérgico, idazoxan, y el antagonista de la dopamina D1, SCH23390.

Resultados

MPH producido una U invertida dosis-respuesta en que dosis moderadas (1.0-2.0 mg / kg, po) mejoró significativamente retrasado alternancia de rendimiento, mientras que las dosis más altas (2.0-3.0 mg / kg, po) perseverative producido errores en muchos animales. El aumento de los efectos de MPH fueron bloqueadas por la co-administración de cualquiera de los antagonistas de los receptores adrenérgicos α2, idazoxan, o el antagonista de la dopamina D1, SCH23390, en dosis que no tuvo ningún efecto sobre los propios.

Conclusión

La administración de bajas, dosis orales de MPH a ratas tiene efectos sobre la función cognitiva PFC similares a las observadas en los seres humanos y los pacientes con ADHD. La rata por lo tanto, puede utilizarse como modelo para el examen de los mecanismos neuronales subyacentes a los efectos terapéuticos de MPH en funciones ejecutivas en los seres humanos. La eficacia de idazoxan y SCH23390 en revertir los efectos beneficiosos de la MSP indican que ambos noradrenérgico α2 adrenérgicos y estimulación de los receptores de dopamina D1 contribuir a la mejora de los efectos cognitivos de MPH.

Antecedentes

Metilfenidato (MPH) es líder en el tratamiento de Trastorno de Déficit de Atención Hiperactividad (TDAH). Aunque este compuesto ha sido utilizado por décadas, los mecanismos neurales subyacentes del MPH acciones terapéuticas son todavía desconocidas. Los avances recientes en nuestra comprensión de la neurobiología de ADHD, y la identificación de MPH dosis apropiadas para su uso en roedores, que ahora permiten el examen de las acciones terapéuticas en los animales.

La convergencia de las pruebas ha demostrado que ADHD síntomas surgen de una disregulación de la corteza prefrontal (PFC) / striatal y circuitos cerebelosos (revisado en [1]. El PFC utiliza memoria de trabajo para guiar la conducta y la atención, la inhibición de respuestas inadecuadas y mantener la atención durante largos retrasos, en particular En condiciones de la injerencia de distractors [2, 3]. Déficit en la función de PFC llevar a los pobres de control de impulsos, distractibility, hiperactividad, el olvido y la mala organización y planificación [4]. Hay acuerdo general en que el ADHD implica debilitado PFC funcionan, por ejemplo, [5] , Y la especulación de que los medicamentos podrían fortalecer las capacidades de PFC. Imaging estudios han demostrado que produce más eficiente MPH PFC función de los pacientes en ambos ADHD [6] y sujetos control [7], en consonancia con este punto de vista.

Muchos investigadores han asumido que los actos MPH, mediante el bloqueo de la dopamina (DA) transportistas (revisado en [8]]. De hecho, los estudios de imagen elegante PET transportador de DA en el cuerpo estriado de ocupación han demostrado que los actos MPH en este sitio [9]. Sin embargo, el cuerpo estriado contiene muy pocos noradrenérgico (NE) transportistas, y, por tanto, la importante acción de MPH sobre el sistema de NE han recibido mucha menos atención. En la actualidad, los estudios de imagen no son capaces de visualizar con fiabilidad los bajos niveles de NE y DA acciones en la corteza, aunque existe la sugerencia de que puede haber menos catecholamine terminales en el PFC de los adultos con ADHD [10]. Por lo tanto, los estudios en animales son de particular importancia para la comprensión de las acciones en PFC MPH.

Recientes estudios con animales por Kuzcenski y Segal [11] han determinado la baja, dosis orales de MPH que 1) los niveles plasmáticos de producir en las ratas similares a los observados en niños que tienen MPH, y 2) disminución en la actividad locomotora ratas al igual que en los seres humanos . La administración oral es clave, como la administración por inyección MPH produce mucho más altos en sangre y el cerebro MPH niveles [12]. Antes de reconocimiento de esta investigación, MPH dosis en la rata estudios fueron en general demasiado altos, y por lo general se administra por inyección, la cinética de la producción de drogas y los niveles de interés para el uso indebido de drogas para el ADHD, pero no por ejemplo, [13 - 15]. Estos inyectado, efectivamente dosis mayores producen hiperactividad locomotora hiperactividad tratamiento con estimulantes, por ejemplo [16, 17], y se ha supuesto que hay diferencias de las especies que obstaculicen la investigación. Así, la determinación de la dosis apropiada para el régimen de tratamiento en ratas MPH abre un nuevo campo de investigación que puede esclarecer más rápidamente MPH mecanismos terapéuticos.

Aunque la investigación se centró en anteriores MPH DA amplificación de las acciones más recientes estudios bioquímicos utilizando dosis bajas de MPH mostrar más potentes efectos en el hipocampo NE que en striatal DA [18], mientras que el aumento de ambos DA NE y en la liberación de PFC ([19] y Berridge CW, comunicación personal). Ambos NE y DA tiene una influencia crítica sobre PFC funcionamiento cognitivo. NE mejora la memoria de trabajo, la inhibición de respuesta y disminuye distractibility a través de acciones en post-sináptica α2 A adrenorreceptores en la PFC, mientras DA mejora la memoria de trabajo a través de la estimulación de los modestos receptores D1 en PFC (revisado en [20, 21]]. Aunque óptimo de los niveles de NE y DA son esenciales para la función adecuada de PFC, muy altos niveles de NE y DA liberación, por ejemplo, durante el estrés, a través de perjudicar PFC función α1, beta-1, D1 y posiblemente receptores D4 [22].

En el presente estudio se caracterizan los efectos de la baja, dosis orales de MPH PFC en función de las ratas. Las ratas fueron probados en una tarea de memoria de trabajo, la alternancia espacial demorada, un clásico ensayo de PFC en función de roedores [23]. MPH se encontró a tener efectos similares a los observados en los pacientes: la mejora de los resultados en dosis moderadas, pero la producción de perseverative errores a dosis altas. La segunda parte del estudio examinó si NE A los receptores adrenérgicos α2 y / o acciones de los receptores D1 DA contribuido a la mejora de los efectos de la MPH en función de PFC.

Resultados
MPH dosis / respuesta: Efectos sobre la demora en la alternancia de rendimiento

Los efectos de una aguda, la dosis oral de MPH se examinaron durante el intervalo de dosis de drogas para producir encontrado niveles plasmáticos en ratas similares a los del uso clínico en ADHD (0,5, 1,0, 1,5, 2,0 y 3,0 mg / kg, la administración oral de 30 minutos antes de la prueba ). MPH producido una U invertida la curva dosis-respuesta que la dosis media (1,0, 1,5, 2,0 mg / kg), en general un mejor desempeño, mientras que las dosis más altas (2,0, 3,0 mg / kg) a menudo limitada rendimiento. Representante de dosis / respuesta de las curvas se muestran en la Figura 1A. Hay diferencias individuales en MPH dosis de sensibilidad que puede ser el resultado de diferencias en MPH absorción en el tubo digestivo, y / o variaciones en los niveles endógenos catecholamine PFC en los circuitos. Para todos los animales, se encontró una dosis entre 1.0-2.0 mg / kg que mejoró significativamente retrasado alternancia de rendimiento (Figura 1B; vehículo vs MPH p = 0,002, df = 7). Sin cambios en el tiempo de respuesta se observó (media ± SEM vehículo: 191,2 ± 39,1 segundos, con una media ± SEM MPH: 179,3 ± 30,3 seg, p> 0,7, df = 7). Estos fueron el aumento de las dosis utilizadas en experimentos posteriores para examinar el receptor de las acciones que contribuyen a las acciones terapéuticas MPH.

Seis de los ocho ratas a prueba mostró deterioro en el rendimiento de retraso alternancia como la dosis se aumentó (1.5-3 mg / kg, sobre todo después de 2-3 mg / kg). El número de errores perseverative aumentado significativamente en estas dosis más altas, medida por el mayor número de entradas consecutivas en un solo brazo (Figura 1C, p <0,05, df = 5). Un patrón perseverative respuesta es coherente con disfunción PFC. No hay cambio en el tiempo de respuesta se observó mayor siguiente, alterar la dosis de MPH, a pesar de que algunos animales fueron más rápidas y algunos más lento que de costumbre (media ± SEM vehículo: 201,4 ± 46,2 segundos, con una media ± SEM MPH: 194,2 ± 107,2 seg; gama de vehículos: 91-398 seg; gama MPH: 50-675 seg). No comportamientos estereotipados, común en dosis mucho más altas, se observó en estos animales. Así, cognitivo opciones, pero no la conducta en sí misma, mostró un perfil perseverative.

El papel de los receptores adrenérgicos α2 mecanismos cognitivos en la mejora de los efectos de MPH

El antagonista de los receptores adrenérgicos α2, idazoxan, se co-administra con MSP para comprobar si mejora el rendimiento MPH, facilitando la estimulación endógena NE de α2 adrenorreceptores (n = 5). La dosis óptima de MPH fue seleccionado para cada animal; una dosis de idazoxan fue seleccionado (0,1 mg / kg), que no tiene efectos por sí mismo. Como se muestra en la Figura 2, idazoxan invertido significativamente el aumento de los efectos de MPH. Dos del análisis de varianza con medidas repetidas (ANOVA-2-R) mostró un efecto significativo de MPH (F (1,4) = 18,45, p = 0,01), una tendencia hacia un efecto significativo de idazoxan (F (1,4) = 6,63, p = 0,06) y una interacción significativa entre los dos fármacos (F (1,4) = 27,2, p = 0,006). Definida por el usuario mostró que contrasta MPH + vehículo significativamente mejor desempeño en comparación con el vehículo + vehículo (F (1,4) = 53,3, p = 0,002), mientras que idazoxan + vehículo no fue significativamente diferente de vehículo + vehículo (F (1,4) = 0,02 p = 0,90). Lo que es más importante, los animales realizaron significativamente menor sobre la demora en la alternancia de tareas siguientes MPH + idazoxan tratamiento que cuando se administra MPH + vehículo (F (1,4) = 43,4, p = 0,0028), y no fueron significativamente diferentes en el rendimiento de sus días En el que se administraron vehículo + vehículo (F (1,4) = 0,005 p = 0,95). Estos resultados son consistentes con los receptores adrenérgicos α2 acciones que contribuyan a la mejora de los efectos de los anticonceptivos orales MPH.

El papel de los receptores D1 DA mecanismos cognitivos en la mejora de los efectos de MPH

La DA antagonista de los receptores D1, SCH23390, se co-administra con MSP para comprobar si mejora el rendimiento MPH facilitando endógeno DA estimulación de los receptores D1 (n = 7). Una dosis de 0,1 mg / kg SCH23390 se utilizó, a menos que esta dosis deterioro producido por su propia cuenta. En estos casos, la dosis de SCH23390 se redujo a 0,01 mg / kg (n = 3). SCH23390 redujo significativamente el aumento de los efectos de MPH por el retraso en la alternancia de rendimiento (Figura 3]. 2-R-ANOVA mostró un efecto significativo de la MSP, un efecto significativo de SCH23390, y una importante interacción entre los dos fármacos (efecto de MPH: F (1,6) = 11,59, p = 0,014; efecto de SCH23390: F ( 1,6) = 9,3, p = 0,023; interacción entre MSP y SCH23390: F (1,6) = 9,3, p = 0,023). Definida por el usuario mostró que contrasta MPH + vehículo significativamente mejor desempeño en comparación con el vehículo + vehículo (F (1,6) = 61,45, p = 0,0002), mientras que SCH23390 + vehículo no fue significativamente diferente de vehículo + vehículo (F (1,6) = 0,0, p = 1,0). Animales realizaron significativamente peor en la demora en la alternancia de tareas siguientes MPH + SCH23390 tratamiento que cuando se administra MPH + vehículo (F (1,6) = 15,0, p = 0,008). Aunque el rendimiento se mantuvo un poco por encima de los niveles de respuesta del vehículo, el rendimiento siguientes MPH + SCH23390 tratamiento no fue significativamente diferente a la siguiente vehículo + vehículo (F (1,6) = 0,84, p = 0,4). Estos resultados son consistentes con los receptores D1 acciones que contribuyan a la mejora de los efectos de los anticonceptivos orales MPH.

Discusión

El actual estudio proporciona la primera evidencia de que la dosis oral de los niveles pertinentes de terapéuticamente MPH PFC mejora la función cognitiva en ratas. Este mismo régimen de dosis se ha encontrado para disminuir la actividad locomotora en ratas, lo que refuerza la idea de que las ratas pueden ser utilizados como un modelo animal adecuado para el examen de los medicamentos utilizados para tratar pacientes con ADHD.

Desempeño de la tarea de alternancia espacial demorada en un laberinto T es muy importante para muchos aspectos de ADHD. Óptimo desempeño de esta tarea requiere de la memoria espacial de trabajo (recordar que la mayor parte se ha celebrado recientemente), la inhibición de respuesta (inhibición de la tendencia a regresar al sitio donde el animal fue premiado) y la capacidad de mantener la atención y reprimir las distracciones de que se ponga En la casilla de inicio. Así, el retraso en la alternancia tarea evalúa PFC muchas de las operaciones que se sabe que son problemáticas en ADHD.

En el presente estudio se encontró que dosis moderadas de MPH producido una mejora muy significativa en el retraso en la alternancia de rendimiento. Esta mejora refleja una mayor probabilidad de PFC rendimiento cognitivo, como no se habían producido cambios en el tiempo de respuesta característica de los cambios de motor o de motivación. En efecto, dado que reduce MPH comer, es poco probable que unos simples cambios en la motivación para la alimentación recompensa podría ser responsable de la mejora en el rendimiento.

También cabe destacar que las dosis más altas de MPH alteración de retraso alternancia en el rendimiento de un gran subconjunto de los animales. Este deterioro se manifiesta en un perseverative perfil de los errores en los que las ratas continuación elegir el mismo brazo de la incorrecta laberinto. Perseveración también es visto con 1) PFC lesiones [23 - 26], 2) la infusión de una dosis alta de un DA D1 o NE α1 agonista en el PFC [27, 28], o 3) la exposición de estrés, que provoca elevados niveles de NE y DA liberación de PFC [29]. Futuros estudios serán necesarios para determinar si las dosis más altas de retraso en la alternancia MPH perjudicar el rendimiento debido a un exceso de liberación en catecholamine PFC y, de ser así, que los receptores (s) de la base de menoscabar estos actos.

Comparación de los efectos cognitivos de los seres humanos en MPH

El MSP perfil observado en ratas en el estudio actual es muy similar a la de ver en los seres humanos. La administración oral de dosis clínicas de MPH se han encontrado para mejorar la memoria espacial de trabajo, la inhibición de la respuesta, establecido por desplazamiento de PFC y otras funciones cognitivas en tanto los "normales" los estudiantes universitarios [30], y, en niños y adultos con ADHD [31 - 35] . Los estudios de imagen han demostrado más eficiente actividad de la CPF dorsolateral (BOLD) MPH siguientes dosis que mejorar la memoria espacial de trabajo, en consonancia con la mejora de la función cognitiva PFC [36]. Curiosamente, en adultos con TDAH, la infancia puntuaciones de ADHD (auto-reporte de calificaciones y informante) se correlacionan con la respuesta al metilfenidato espacial en la tarea de memoria de trabajo [35]. Así pues, los estudios de rendimiento de la memoria espacial de trabajo son probablemente muy pertinente a los efectos terapéuticos de los medicamentos ADHD.

En el estudio actual, el aumento de las dosis de MPH alteración de la memoria de trabajo espacial en el rendimiento de un gran número de animales. Estos resultados son consistentes con la original Lyon-Robbins estimulante análisis de las acciones en los roedores que se encuentra cada vez más perseverative respuestas con el aumento de la dosis de estimulantes de la administración [37]. Es de señalar que estos "mayores" dosis son todavía muy inferiores a las utilizadas en la mayoría de los estudios de roedores, que acentúa el hecho de que anteriores investigaciones en animales a menudo se ha centrado en MPH dosis que son demasiado altos. Similar a nuestros hallazgos en ratas, los médicos son a menudo preocupa el hecho de que dosis más altas de MPH perseverative puede inducir a pensar en los pacientes, por ejemplo [37, 38]. Por ejemplo, las mayores dosis de MPH (por ejemplo, 1,0 mg / kg) puede aumentar perseverative errores en la clasificación de Wisconsin Tarjeta de tareas cuando la prueba es nueva [39, 40]. Perseverative errores no se aumentaron, y, de hecho, se redujeron en MPH, cuando el Grupo de Clasificación de Cartas de Wisconsin se le dio en varias ocasiones [41], sin embargo, esta condición reduce al mínimo la necesidad de que el pensamiento flexible, ya que el cambio de estado es "descubierto" sólo durante el primer Experiencia de la tarea. Douglas et al. Asimismo, no encontró pruebas de perseveración en otras tareas, como la Senderos B, y llegó a la conclusión de que las dosis por debajo de 0,9 mg / kg dosis producidas relacionadas con la mejora de la flexibilidad cognitiva. Como repetidas dosis diarias puede añadir juntos, advirtió de que dosis superiores a 0,6 mg / kg no se recomienda. Así, en virtud de la dosificación óptima condiciones, MPH parece mejorar la flexibilidad de pensar en los pacientes, pero las dosis más altas puede producir un perseverative perfil similar a la observada en roedores.

PFC receptor de los mecanismos subyacentes a la mejora de los efectos cognitivos de MPH

La determinación de un régimen de dosis MPH PFC que mejora el funcionamiento cognitivo en ratas, brinda la oportunidad de examinar los mecanismos neurales subyacentes MPH acciones terapéuticas. El estudio actual se inició mediante el examen de la función de NE y DA α2 receptores D1, dada la importancia de estos receptores PFC a la función cognitiva. El estudio encontró que tanto la α2 antagonista, idazoxan, y el antagonista D1, SCH23390, revocó la de la mejora de los efectos cognitivos de MPH. Siempre que fue posible se utilizan antagonistas de dosis que no perjudicó el rendimiento de su cuenta; por lo tanto, efectos aditivos de tratamiento de drogas no pueden dar cuenta de la normalización de la respuesta. Más bien, los datos son consistentes con MPH mejorar el rendimiento mediante el aumento de la disponibilidad de NE y DA, que a su vez estimulan los receptores D1 y α2. Es interesante que, o bien idazoxan o SCH23390 es plenamente efectiva en la reversión de la respuesta MPH. Estos datos sugieren que puede haber interacciones beneficiosas entre estos receptores, un área que ha recibido muy poca investigación.

Futuros estudios serán necesarios para determinar si el aumento de los efectos de la MPH se producen en el PFC y / o en otras partes del cerebro. Low, MPH sistémica de dosis de anfetaminas y se sabe que aumentar tanto los niveles de NE y DA en la rata PFC tiempo que se tiene más sutiles efectos en striatal regiones ([19], y Berridge CW, comunicación personal). Hay niveles relativamente bajos de DA transportistas en el PFC [42], por lo tanto, el aumento de los niveles de DA y NE que se produce a través de bloqueo de los transportistas NE, que se cree que tanto el transporte NE y DA en el PFC [42].

La eficacia de idazoxan y SCH23390 invertir en el MSP respuesta en el estudio actual no es inesperado, dada la importancia de los receptores D1 y α2 acciones para PFC función cognitiva. Catecholamine PFC produce agotamiento en los déficit de memoria de trabajo tan graves como la ablación del tejido de la misma [43], y el bloqueo del receptor D1 debilita la memoria de trabajo de manera similar regulación de la conducta [44, 45]. En el estudio actual, D1 bloqueo no aparecen como totalmente eficaz como α2 bloqueo del receptor, aunque ambos antagonistas debilitado la mejora tal que fue estadísticamente insignificante de vehículo. Los efectos potencialmente más débiles con SCH23390 puede deberse a la dosis más baja utilizada en algunos animales, y las dificultades para hacer frente a una U invertida dosis-respuesta, cuando ya sea muy poca o demasiada estimulación de los receptores D1 puede perjudicar el rendimiento. En estas condiciones es difícil determinar la dosis correcta de antagonista perfectamente a normalizar el comportamiento. Variabilidad en la respuesta individual a SCH23390 puedan surgir de las diferencias en la estimulación endógena de los receptores D1 bajo condiciones basales. Por ejemplo, D1 agonistas han demostrado mejorar el control de Nueva York en ratas cuando se infunde en la PFC, pero sólo en los animales que fueron mal desempeño relativamente bajo condiciones basales [46]. D1 receptores también juegan un papel clave en striatal función, y es posible que estas acciones fuera de la PFC también contribuyó a la mejora de los efectos de MPH sobre la demora en la alternancia de tareas.

Con algunas notables excepciones [47, 48], gran parte de la ADHD campo se ha centrado en los mecanismos de DA en el TDAH [49]. A su vez, ha habido intensas se centran en acciones de la DA MPH, con algunos investigadores incluso refiriéndose al MPH como un bloqueador selectivo DA transportista. Los datos actuales, además de los últimos estudios bioquímicos [11, 18, 50] advertir que el NE acciones de estimulantes tales como MPH son tan importantes como los efectos DA. Este punto se ve acentuada por las conclusiones que se pueden recrear los síntomas de ADHD-el aumento de actividad locomotora, pobre control de impulsos memory/distractibility- de trabajo y debilitado por el bloqueo de los adrenorreceptores α2 con yohimbine infusiones en el mono PFC [51 - 53], respectivamente. Yohimbine también reduce las demoras relacionadas con la actividad de las neuronas de la PFC, los celulares medida de la memoria de trabajo y la inhibición de la respuesta [54]. Por el contrario, los agonistas α2, guanfacine, se ha demostrado que el fortalecimiento de la memoria de trabajo [55, 56], reducir distractibility [57], mejorar la respuesta de inhibición [58 - 60], y aumentar el flujo sanguíneo cerebral regional en el mono PFC [61]. Más recientemente, guanfacine ha demostrado reducir la hiperactividad y mejorar locomotor York en el control de ratas espontáneamente hipertensas, un ratón modelo de ADHD (T. Sagvolden, comunicación personal). Los experimentos están en curso para determinar si MPH pierde eficacia en ratones con un knockout funcional de los receptores adrenérgicos α2 A. Los resultados actuales con idazoxan indican que al menos algunos de los efectos beneficiosos de la NE MPH surgen de la estimulación de los adrenorreceptores α2.

Relevancia a los medicamentos utilizados para tratar el ADHD

Muchos de los medicamentos utilizados para tratar el ADHD aumento de la estimulación endógena NE α2 adrenorreceptores o imitar NE estimular directamente por estos receptores. Por ejemplo, como MPH, la atomoxetina (Strattera) y anfetaminas (Adderall) aumento NE DA, así como en el PFC de las ratas [19, 42]. NE reuptake bloqueadores han demostrado ser muy eficaces en el tratamiento de los síntomas del ADHD, aunque sus efectos secundarios cardíacos tienen limitada utilidad clínica en niños [47, 62]. Los estudios futuros deberán examinar si baja, dosis orales de la anfetamina y la atomoxetina, como MPH, puede mejorar el rendimiento retrasado alternancia en ratas. Guanfacine imita NE a adrenorreceptores α2, y ahora es de uso común para el tratamiento del ADHD, especialmente en pacientes con trastornos de tic o el uso indebido de drogas de responsabilidad que no pueden tomar medicamentos estimulantes [63]. Guanfacine ha demostrado mejorar la memoria espacial de trabajo en ratones [64], [65] las ratas, monos [55, 66] y en humanos [67]. Por lo tanto, es una excelente correspondencia entre los efectos de drogas en el laboratorio y la eficacia clínica de ADHD. La determinación de un régimen de dosis MPH apropiado para su uso en ratas debería ayudar en el desarrollo de los más seguros y más eficaces medicamentos para el tratamiento del ADHD.

Conclusión

Baja, administrados por vía oral de dosis de MPH mejorar el rendimiento de la memoria de trabajo espacial en ratas, mientras que las dosis más altas suelen afectar el rendimiento y perseverative inducir a errores. Ambos NE α2 adrenérgicos y estimulación de los receptores D1 DA contribuir a la mejora de los efectos de la MPH en la memoria de trabajo en los roedores. Los estudios futuros con baja, dosis orales de MPH pueden seguir para dilucidar los mecanismos subyacentes de las acciones terapéuticas en el tratamiento del ADHD MPH.

Métodos
Animales

Adultos jóvenes (240-260 g) las ratas macho se compraron de Taconic (Germantown, NY), y por separado-filtro alojados en jaulas. Los animales se mantuvieron en un 12 hr luz / oscuridad ciclo, y los experimentos se llevaron a cabo en la fase de luz. Las ratas fueron poco a poco habituado a una dieta restringida (16 gm / día por rata), de autoclave Purina (St. Louis, MO) rata chow durante las dos primeras semanas. Alimentaria se dio inmediatamente después de las pruebas de comportamiento y se dispone de agua ad libitum. Las ratas se pesaron semanalmente para confirmar el aumento de peso normal. Alimentación recompensas durante las pruebas cognitivas son muy apetecibles en miniatura de chocolate chips. Las ratas se les asignó un solo experimentador que se ocuparon de ellos ampliamente antes de las pruebas de comportamiento.

Evaluación cognitiva

Las ratas fueron habituado a un T-laberinto (dimensiones, 90 × 65 cm) hasta que fueron fáciles de comer chocolate chips colocados al final de cada brazo y fueron aclimatadas a la manipulación. Después de habituación, de las ratas recibieron formación sobre el retraso en la alternancia de tareas. En el primer ensayo, los animales fueron recompensados por entrar en el brazo. Posteriormente, para un total de 10 ensayos en cada período de sesiones, las ratas fueron recompensados sólo si entró en el laberinto brazo que no fue previamente elegido. La elección entre los ensayos fue el punto limpiarse con alcohol para eliminar cualquier olfativo pistas. El retraso entre los ensayos comenzaron a "0" segundos (es decir, alrededor de 1,5 segundos, el mínimo posible para el retraso en alternancia) y posteriormente se plantean en intervalos de 5 segundos, según sea necesario para mantener el rendimiento en alrededor de un 70% correcta. Los animales se anotó su exactitud (brazo elegido) y el tiempo de respuesta para cada ensayo.

La administración de fármacos

El experimentador pruebas que el animal no tenía conocimiento de las condiciones de tratamiento de drogas. Habida cuenta de la necesidad de que la administración oral de la droga, las ratas fueron habituado a comer un pequeño trozo de galleta. Todos los animales han aprendido a ingerir el cracker rápida y completamente antes de la iniciación de las pruebas de drogas.

MPH fue adquirido por el Instituto Nacional de Abuso de Drogas. Las dosis se basan en los identificados por Kuzcenski y Segal [11]. MPH fue disuelto en el agua y se inyecta en una pequeña pieza de Saladas cracker que se alimentó a la rata, 30 minutos antes de las pruebas cognitivas. La dosis examinados fueron los siguientes: 0 (sólo agua), 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, y 3,0 mg / kg). Por ejemplo, los 1,0 mg / kg dosis se hizo por disolución de 1 mg MPH in1 ml de agua y la inyección de un volumen equivalente al peso de la rata, por ejemplo, un 450 g rata recibiría 0,45 ml inyectado en el cracker. Los animales comían rápidamente el cracker una vez habituado al procedimiento. Las dosis se administraron en orden aleatorio, con la excepción de que ningún animal se inició con el 3,0 mg / kg dosis.

Idazoxan fue comprado a Sigma (St. Louis, MO) y administereed a una dosis de 0,1 mg / kg. Idazoxan se disolvió en solución salina, y como MPH, se inyecta en el cracker de la administración oral.

SCH23390 también fue comprado a Sigma y disueltos en solución salina. SCH23390 inicialmente fue administrada en una dosis de 0,1 mg / kg. Los animales que fueron perjudicados por esta dosis fueron administrados 0,01 mg / kg SCH23390 efectos aditivos para que no podía MPH cuenta de inversión.

El análisis de los datos

Las variables dependientes fueron correctas por ciento sobre el retraso en la alternancia de tareas (precisión), el tiempo de respuesta, y el mayor número de entradas consecutivas en un brazo incorrecta (perseveración Resultado). Las comparaciones estadísticas utilizadas dentro de los sujetos diseños; simples comparaciones apareadas utilizado (dependientes) T pruebas. Los efectos de idazoxan o SCH23390 en el MSP respuesta se analizaron con un análisis de dos vías de varianza con medidas repetidas con factores de 1) MSP y 2) antagonista, y definida por el usuario contrastes para probar comparaciones pairwise.

Contribuciones de los autores

A. Arnsten diseñó el estudio, analizaron los datos, cifras y señaló a la escribió el documento. A. Dudley, en colaboración con los técnicos de laboratorio, compuesto de drogas, prueba a los animales en la tarea de memoria de trabajo espacial, y ayudó con el análisis de datos y la redacción de este documento.

Agradecimientos

Nos gustaría agradecer a Tracy White Sadlon, Lisa Ciavarella, Sam Johnson y Jessica Thomas por su inestimable experiencia técnica, y el doctor Xavier Castellanos, por su constante interés y apoyo. Esta investigación fue financiada por R21 MH066393 y una beca de investigación de Shire Pharmaceuticals.We NIDA también las gracias por el don de metilfenidato