Effect of dopaminergic system on psychostimulant – induced neural plasticity

Dopaminski nagrađujući put je evolucijski očuvana struktura mozga čija je uloga procesuiranje primarnih bioloških nagrada kao što su hrana, reprodukcija, socijalne interakcije te stvaranje percepcije zadovoljstva. Kratkoročna stimulacija psihostimulansima zadržava dopamin u sinaptičkoj pukotini i remeti homeostatske mehanizme što onemogućuje normalnu funkciju dopaminskog sustava. Dugoročna stimulacija potiče dugotrajne promjene na molekularnoj razini uključujući promjene u ekspresiji gena te u funkciji i morfologiji neurona. Neuralna plastičnost je proces reorganizacije neurona koji se javlja kao posljedica dugoročne stimulacije dopaminskih receptora. Promjene koje se odvijaju prilikom kronične izloženosti psihostimulansima su smanjena ekspresija D2 dopaminskih receptora i transportera te promjene u biokemijskom sastavu neurona. Takve promjene mogu se pratiti i mjeriti eksperimentalnim metodama poput uvjetovane preferencije mjesta, samoadministracije i bihevioralne senzitizacije. Ulogu u funkcionalnoj plastičnosti imaju transkripcijski faktori CREB (engl. cAMP response element binding protein) i ΔFosB (engl. DeltaFosB) koji posreduju stvaranju tolerancije i senzitizacije vezanih uz povećanu samoadministraciju droge. Smanjenjem transmisije dopamina u NAc (engl. nucleus accumbens) CREB smanjuje senzitizaciju i potiče samoadministraciju droge negativnim potkrepljenjem. Aktivacija ΔFosB povećava senzitizaciju i potiče samoadministraciju droge i primarnih nagrada pozitivnim potkrjepljenjem. Ulogu u morfološkoj plastičnosti imaju neurotrofični faktori kao što je BDNF (engl. brain derived neurotrophic factor), ali i mala nekodirajuća miRNA (engl. micro ribonucleic acid) gdje miRNA-212 utječe na proizvodnju neurotrofičnih faktora i signalizaciju cAMP-a čime indirektno regulira administraciju kokaina.The dopamine reward pathway is an evolutionarily conserved brain structure that has a role in processing primary biological rewards such as food, reproduction, social interactions and creating perception of pleasure. Short-term stimulation with psychostimulants retains dopamine in the synaptic cleft and disrupts homeostatic mechanisms, which impairs normal function of the dopamine system. Long-term stimulation promotes longlasting changes at the molecular level, including changes in gene expression and neuronal function and morphology. Neural plasticity is a process of neuronal reorganization that occurs as a consequence of a long-term stimulation of dopamine receptors. Changes that occur during chronic exposure to psychostimulants are decreased expression of D2 dopamine receptors and transporters as well as changes in the biochemical composition of neurons. Those changes can be monitored and measured by experimental methods such as conditioned place preference, self-administration and behavioral senzitization. Transcriptional factors CREB (cAMP response element binding protein) and ΔFosB (DeltaFosB) play a role in functional plasticity and mediate tolerance and senzitization related to increased drug self-administration. By reducing dopamine transmission to the NAc (nucleus accumbens), CREB reduces senzitization and promotes drug self-administration by negative reinforcement. Activation of ΔFosB enhances senzitization and promotes self-administration of drugs and primary rewards by postitive reinforcement. Neurotrophic factors, such as BDNF (brain-derived neurotrophic factor), but also small non-coding miRNA (micro ribonucleic acid) play a role in morphological plasticity. miRNA-212 has also been shown to influence the production of neurotrophic factors and signalization of cAMP, that indirectly regulates cocaine administration