Methamphetamine is a potent and highly addictive psychostimulant, and one of the most widely used illicit drugs. Over recent years, its global usage and seizure have been on a rapid rise, with growing detrimental effects on mental and physical health, and devastating psychosocial impact pressing for intervention. Among the unwanted effects of methamphetamine, acute and long-term sleep impairments are of major concern, posing a significant therapeutic challenge, and a cause of addiction relapse. Unraveling mechanisms and functional correlates of methamphetamine-related sleep and circadian disruption are, therefore, of key relevance to translational and clinical psychiatry. In this article, we review the mounting evidence for the acute and long-term impairements of sleep-wake behavior and circadian activity caused by single or recurring methamphetamine usage and withdrawal. Factors contributing to the severity of sleep loss and related cognitive deficit, with risks of relapse are discussed. Key molecular players mediating methamphetamine-induced dopamine release and neuromodulation are considered, with wake-promoting effects in mesolimbic circuits. The effects on various sleep phases and related changes in dopamine levels in selected subcortical structures are reviewed and compared to other psychostimulants with similar action mechanisms. A critical appraisal is presented of the therapeutic use of modafinil, countering sleep, and circadian rhythm impairments. Finally, emerging knowledge gaps and methodical limitations are highlighted along with the areas for future research and therapeutic translation.
There is accumulating evidence that methamphetamine (MA) is a widely abused drug popular among pregnant women. MA exposure is associated with changes in the function of neurotransmitter systems, namely the dopaminergic, serotonergic and glutamatergic systems. Since N-methyl-D-aspartate receptors (NMDA) are affected by MA-induced glutamate release, we assessed the expression of NMDAR subunits (NR1, NR2A, and NR2B) and postsynaptic density protein 95 (PSD-95), which is connected with NMDAR. We measured the expression of these proteins in adolescent (30 days old) and adult (60 days old) rat males exposed to MA during the entire prenatal period and compared them with the same parameters in age matched saline-exposed rats. There was a significant increase in the NR1 and NR2B subunits in the hippocampus of adult males, but not in adolescent males. We identified a significant change in adult MA-induced rats when compared to adult controls for NR2A and NR2B, while in adolescent MA rats this change was close to the boundary of significance. In summary, our study suggests that prenatal MA exposure is connected with changes in NMDAR subunit expression in adult rats but not in adolescent rats.
- MeSH
- hipokampus účinky léků metabolismus MeSH
- methamfetamin toxicita MeSH
- novorozená zvířata MeSH
- podjednotky proteinů metabolismus MeSH
- potkani Sprague-Dawley MeSH
- receptory N-methyl-D-aspartátu metabolismus MeSH
- signální transdukce účinky léků MeSH
- stárnutí MeSH
- těhotenství MeSH
- zpožděný efekt prenatální expozice metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- mužské pohlaví MeSH
- těhotenství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Klíčová slova
- Biochemická lateralita mozku,
- MeSH
- 17-hydroxysteroidní dehydrogenasy izolace a purifikace škodlivé účinky MeSH
- Alzheimerova nemoc MeSH
- diagnostické techniky neurologické trendy využití MeSH
- hipokampus chemie patofyziologie patologie MeSH
- lidé MeSH
- metaanalýza jako téma MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- neurodegenerativní nemoci * diagnóza komplikace prevence a kontrola MeSH
- oxid dusnatý izolace a purifikace metabolismus škodlivé účinky MeSH
- oxidační stres fyziologie genetika imunologie MeSH
- potkani Long-Evans MeSH
- potkani Sprague-Dawley MeSH
- potkani Wistar MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- stárnutí MeSH
- statistika jako téma MeSH
- teoretické modely * MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- senioři nad 80 let MeSH
- senioři MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Methamfetamin (MA) je silný stimulant se schopností vyvolávat psychickou závislost a má neurotoxické vlastnosti. Kromě antagonistů N-methyl-D-aspartátových receptoru jsou amfetaminy jedinou známou skupinou návykových látek, která je spojena s deplecí dopaminu ve striatu. Výsledky animálních pokusů podporují koncept, který říká, že množství D2 receptoru je jednou z determinant souvisejících se závislostí na drogách. Muži a ženy se výrazně liší v užívání a v reakci na MA. Cílem této práce bylo zhodnotit vliv chronického prenatálního podání MA nebo stejného množství fyziologického roztoku (S) v kombinaci s postnatálním podáním MA nebo S u potkanů kmene Wistar (samců/ samic) na dopaminové receptory ve striatu.
Methamphetamine (MA) is a powerful stimulant with a potency to cause psychic addiction and with neurotoxic properties. Except for N-methyl-D-aspartate receptor antagonists, the amphetamines are the only class of addictive drugs known to be associated with striatal dopamine depletion. Animal experiments support the concept that the number of D2 receptors is one of the determinants of a response to drugs of abuse. Men and women differ markedly with regard to their use of, and responses to MA. The purpose of this study was to examine the effect of chronic prenatal exposure of MA or the same volume of saline (S) in combination with chronic administration of MA or S postnatal on Wistar rats (males/females) on dopamine receptors in striatum.
- Publikační typ
- abstrakt z konference MeSH
Metamfetamin (MA) je běžně zneužívaným psychostimulantem vyvolávajícím závislost. Tato závislost vykazuje pohlavní rozdíly, a to jak na úrovni chování, tak na úrovni biochemie. MA významně ovlivňuje dopaminergní neurotransmisi, způsobuje uvolnění monou, e y 1 opaminu, mění aktivitu dopaminového transportéru a vyvolává změnu v distribuci vezikulárního monoaminergního transportéru 2. Výsledkem těchto změn je ovlivnění dopaminergních neuronů. Na biochemické úrovni byly popsány pohlavní rozdíly dopaminergní neurotoxicity vyvolané MA jak u lidí, tak v animálních studiích. Opakovaně popsaným fenoménem je zvýšená toxicita MA u mužského pohlaví oproti ženskému, avšak výraznější míra závislosti na MA vzniká naopak u žen.
Methamphetamine (MA) is a commonly abused psychostimulant with potent addictive properties. This addiction has shown sex dif- ferences in behavior as well as in biochemical markers. MA significantly affects dopaminergic neurotransmission, causes monoami ne release namely dopamine, changes activity of dopamine transporter and causes distribution changes of vesicular monoamine transp orter 2. These changes result in alteration of dopaminergic neurons. On biochemical level sex differences in dopaminergic neurotr ansmission caused by MA both in human and in animal studies have been shown. Repeatedly described phenomenon is the increased to- xicity of MA in males than in females, but females appear more dependent on MA.
- Klíčová slova
- dopaminergní systém,
- MeSH
- lidé MeSH
- methamfetamin * aplikace a dávkování farmakologie metabolismus MeSH
- nervový přenos účinky léků MeSH
- poruchy spojené s užíváním amfetaminu diagnóza metabolismus MeSH
- receptory dopaminové * účinky léků MeSH
- sexuální faktory MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
N-methyl-D-aspartátový receptor je ve vztahu ke schizofrenii v posledních dvou dekádách značně studován. Ukazuje se, že dysfunkce glutamatergního systému je komplexním jevem, a tak je namístě zavzít do studia NMDAR také další molekuly spojené s těmito receptory, jako jsou proteiny postsynaptické density (PSD). V naší práci jsme u potkanů pomocí antisense oligodeoxynukleotidů (aODN) ovlivňovali expresi NRl, NR2A a NR2B podjednotek NMDAR, a to každou zvlášť, nebo v kombinacích. U takto ovlivněných zvířat jsme hodnotili prepulzní inhibici akustické úlekové reakce (PPI) a v hipokampech pak expresi jednotlivých podjednotek NMDAR a také expresi PSD proteinů. Mezi skupinami jsme našli signifikantní rozdíl v expresi PSD-95 a NRl. Aplikace aODN (NR2A, NR2B) byla spojena s významným poklesem PSD-95. PPI a exprese NR2A, NR2B a PSD-93 se v souvislosti s aplikací aÓDN významně nelišily.
N-methyl-D-aspartate receptor is widely examined in schizophrenia-related studies for last two decades. It has been shown that the glutamater- gic system dysfunction is a complex phenomenon and so it might be important to focus the studies not only on NMDAR but also on associated molecules like proteins of postsynaptic density (PSD). In our work, using it separately or in combination, antisense oligodeox ynucleotide (aODN) for NR1, NR2A and NR2B subunit of NMDAR, we affected expression of these proteins in rat hippocampus. We assessed prepulse inhi bition of acoustic startle reaction (PPI) in rats and protein expression of NMDAR subunits and expression of PSD proteins. There were significant differences in expression of PSD-95 and NR1 between groups. Application of aODN (NR2A, NR2B) was associated with a significant decrease of PSD-95. PPI and expression of NR2A, NR2B and PSD-93 were not changed after aODN application.
- Klíčová slova
- prepulzní inhibice akustického úleku, antisence oligodeoxynukleotidy pro NMDA-NR1/NR2 podjednotky, PSD proteiny, NMDA receptor,
- MeSH
- financování organizované MeSH
- hipokampus fyziologie patofyziologie účinky léků MeSH
- interakční proteinové domény a motivy genetika účinky léků MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- laboratorní zvířata MeSH
- modely u zvířat MeSH
- oligodeoxyribonukleotidy genetika MeSH
- potkani Wistar MeSH
- receptory N-methyl-D-aspartátu fyziologie genetika MeSH
- schizofrenie genetika patofyziologie MeSH
- statistika jako téma MeSH
- úleková reakce fyziologie genetika účinky léků MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- srovnávací studie MeSH
OBJECTIVE: The regulator of G-protein signaling (RGS) molecules represent a class of proteins that modulate the signaling activity of G-protein coupled receptors. Regulator of G-protein signaling 4 (RGS4) is of particular interest in schizophrenia due to reported downregulation of RGS4 transcripts in schizophrenia as well as a connection between RGS4 and a number of receptors implicated in schizophrenia. The mechanism of RGS4 involvement in the pathophysiology of this illness is not clear. METHODS: To elucidate thise role of RGS4 in pathophysiology of schizophrenia, we silenced RGS4 using siRNAs in human neuroblastoma cell lines and we studied the effects of differential RGS4 expression by microarray. RESULTS AND CONCLUSION: The cell lines with downregulated expression of RGS4 showed 67 genes with changed expression (30 underexpressed and 37 overexpressed). We have detected three subgroups of genes which might be implicated in schizophrenia pathophysiology: histone genes, which suggest epigenetic mechanisms of the disease; genes for transcription factors associated with other genes relevant to schizophrenia pathology (BDNF and DISCI1) and a heterogeneous group containing genes for G-proteins (GPR50 and GPR64) and calcium binding proteins.
- MeSH
- buněčné linie MeSH
- down regulace MeSH
- genetická transkripce MeSH
- genom lidský genetika MeSH
- histony genetika MeSH
- kultivované buňky MeSH
- lidé MeSH
- malá interferující RNA farmakologie MeSH
- mikročipová analýza MeSH
- mozkový neurotrofický faktor genetika MeSH
- neurony účinky léků metabolismus MeSH
- proteiny nervové tkáně genetika MeSH
- proteiny RGS genetika MeSH
- receptory spřažené s G-proteiny genetika MeSH
- schizofrenie genetika MeSH
- stanovení celkové genové exprese MeSH
- umlčování genů MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Zmeny exprese GluNl podjednotky N-methyl-D-aspartátového receptoru jsou opakovaně nacházeny u schizofrenie. GluNl c2 je jednou z variant teto podjednotky a konkrétně C2 kazeta je důležitým prvkem při kotvení GluNl do plazmatické membrány. V naší práci jsme hodnotili proteinovou expresi GluNl c2 post mortem v levých a pravých hipokampech pacientů se schizofrenií a kontrol. Výsledky ukázaly na interakci laterality s pohlavím, lateralita u mužů byla obrácená oproti ženám. Vztah hladiny exprese s diagnózou jsme neprokázali.
Changed expression of GluN1 subunit of N-methyl-D-aspartate receptor is repeatedly observed in schizophrenia. GluN1 C2 (C2 cassette), variant of this subunit, is important for insertion GluN1 into the plasma membrane. We have assessed protein expression of GluN1 C2 post mortem in left and right hippocampi of patients with schizophrenia and control. The results showed interaction of laterality and sex and the laterality in man was in reverse to laterality in women. Relation between expression levels and schizophrenia diagnosis was not proven.
- Klíčová slova
- GluNlC2 podjednotka NMDA receptoru,
- MeSH
- alternativní sestřih genetika MeSH
- financování organizované MeSH
- hipokampus metabolismus patofyziologie MeSH
- lidé MeSH
- messenger RNA biosyntéza genetika MeSH
- podjednotky proteinů biosyntéza genetika MeSH
- protein - isoformy biosyntéza genetika MeSH
- receptory N-methyl-D-aspartátu biosyntéza genetika MeSH
- schizofrenie farmakoterapie metabolismus MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
