Διερεύνηση στοιχείων παθοφυσιολογίας/νευροψυχολογίας της ιδεοψυχαναγκαστικής διαταραχής μέσω του πειραματικού μοντέλου ενισχυόμενης εναλλαγής κατεύθυνσης

Abstract

Introduction: Obsessive- compulsive disorder (OCD) pathophysiology remains unclear, despite the considerable research effort invested in this field. There have been made many attempts to develop valid and reliable animal models of OCD in the hope that they may provide a route for furthering our understanding and treatment of this disorder. Accumulating evidence concerning OCD pathophysiology, implicates the contribution of the serotonergic system, especially 5-ΗΤ2Α and 5-ΗΤ2C receptors in maintaining OC symptoms. Recent research involving neuropsychological assessment of cognitive flexibility (executive function) and its connection with the disorder is also unclear.Objective: The study consisted of two parts: In Part 1 the aim was to examine the contribution of 5-HTA and 5HT2C receptors in persistent behavior, using the reinforced spatial alternation model of OCD (Tsaltas et al. 2005, Κόντης et al. 2008). Specifically, we examined the contribution of 5-HT2Α and 5-HT2C receptors (M100907 and SB242084 respectively) in the acute ‘pathogenic’ action of the non-specific 5HT agonist mCPP and the SSRI Fluoxetine (FLX). The hypothesis was that 5-HT2C antagonism, which reduces perseveration in spatial reversal learning (Boulougouris et al. 2007), should moderate mCPP/ FLX induced persistence, whereas 5-HT2A receptor antagonism should spare it.In Part 2 the aim was to examine the association between high and low spontaneous directional persistence (SDP) levels using the reinforced spatial alternation model of OCD and cognitive flexibility using a series of neuropsychological assessments for animals (Birrell and Brown 2000; Hatcher and Brown 2006, Tait et al. 2007). In a single test session, animals performed a series of discriminations that paralleled those used in the equivalent clinical tasks of cognitive flexibility (WCST, IED of CANTAB). The hypothesis was that high SDP animals would perform worst than low SDP animals, especially in the intra and extra dimensional set shifting tasks which specifically detect cognitive flexibility dysfunction.Materials-MethodsPart 1: 120 Wistar male rats were used in experiments 1-5. The dependent variable recorded on the reinforced spatial alternation model was a simple estimate of persistence towards one of the two response alternatives available (8 daily total trials, 4 on the right and 4 on the left). This Persistence Index in its daily form, is the absolute value of the difference of daily right and left success rates. Experiment 1 investigated the effects of specific 5-HT2A (M100907) and 5-HT2C (SB242084) receptor antagonists on spontaneously high and low directional persistence. Experiment 2. A comparison of three groups receiving either saline or M100907 vehicle or SB242084 vehicle was carried out. Experiment 3 replicated previous findings showing that mCPP and FLX act as a pharmacological challenge incrementing directional persistence in the model for 4–5 administration days (Tsaltas και συν. 2005). Experiment 4 examined the effects of 5ΗΤ2Α and 5ΗΤ2C receptor antagonism on FLX induced directional persistence. Experiment 5 examined the effects of 5ΗΤ2Α and 5ΗΤ2C receptor antagonism on mCPP induced directional persistence.Μερος 2: In Experiments 6-12, 30 Wistar male rats were assigned into three groups based on spontaneous directional persistence: (1) High SDP group (n=12), (2) moderate SDP group (n=6, excluded from experiments 6-12) και (3) Low SDP group (n=12). Experiment 6 Simple Discrimination (SD): In SD two bowls differed by odour. Experiment 7 Compound Discrimination (CD): For the CD a second dimension was introduced (digging media), but the correct and incorrect exemplars remained the same (odour). Experiment 8 Compound Discrimination-Reversal (CD- R): For the reversal the exemplars and relevant dimensions remained unchanged (odour), but the rat had to learn that the previously correct stimulus was now incorrect. Experiment 9 Intra - Dimensional Set Shift (ID). New exemplars were used for the ID shift of both the relevant (odour) and irrelevant (medium) dimensions.Experiment 10 Intra- Dimensional Set Shift (ID-R): In the ID-R the rat had to learn that the previously correct stimulus of the odour was now incorrect. Experiment 11 Extra- Dimensional Set shift (ED): For the ED shift the previously irrelevant parameter (i.e. medium) was now relevant. Experiment 12 Extra- Dimensional Set shift – Reversal (ED-R): In ED-R all exemplars remained the same but the rat had to learn that the previously correct stimulus of the medium was now incorrect. ResultsPart 1: Experiment 1: Blockade of 5-HT2A (Μ100907) or 5-HT2C (SB242084) receptors did not affect the spontaneous directional persistence noted in early reinforced alternation training. Experiment 2: The three groups receiving either saline or M100907 vehicle or SB242084 vehicle did not differ in comparisons and were therefore combined into a single vehicle-control group in each experiment. Experiment 3: Acute administration of FLX or mCPP induced persistence in the reinforced spatial alternation model 30’ later. Persistence rates were higher after mCPP administration. Experiment 4: FLX induced directional persistence was not affected by 5ΗΤ2Α and 5ΗΤ2C receptor antagonism. Experiment 5: 5HT2A antagonism did not reduce the impact of mCPP challenge on directional persistence. In contrast, 5-HT2C blockade offered partial protection from mCPP challenge. Part 2: Experiments 6-12 did not produce significant main effects between persistence index-18 days and (a) trials to criterion, and response latency of (b) correct (c) incorrect responses. Comparisons between High and Low SDP groups also did not yield significant main effects for the three dependent variables mentioned above. Conclusions: Part 1: In the reinforced spatial alternation model of OCD: (1) 5-ΗΤ2Α-2C receptor antagonism did not affect SDP. (2) Acute mCPP and FLX administration increased SDP. Persistence was higher with mCPP administration. (3) Neither 5-ΗΤ2Α nor 5-ΗΤ2C receptor antagonism reduced the acute directional persistence of FLX. (4) 5-ΗΤ2C but not 5-ΗΤ2Α receptor antagonism considerably reduced the acute directional persistence of mCPP. These findings suggest that 5-ΗΤ2C receptor is involved in the neurochemical basis of the acute persistence effect of mCPP. These findings may be relevant to the pathophysiology of OCD and suggest a potential role for 5-HT2C receptors in future treatment strategies for this disorder. Specifically, they could contribute to the delineation of the potential of these receptors as drug targets for future anti-compulsive drug treatments.Part 2: The contradicting results reported in the literature concerning the neuropsychological aspects of OCD indicate the need to formulate new hypothesis regarding the connection between OCD and executing functioning, specifically cognitive flexibility. The contribution of the current research could be critical for the formulation of new hypotheses concerning the cognitive dimension of OCD subtypes. These results lead to two conclusions: First, OCD is a heterogeneous disorder and the reinforced spatial alternation model may reflect a specific subtype or dimension of OCD, for example washers do not develop significant cognitive flexibility dysfunction. Secondly, it would be an immense contribution to our understanding and treatment of OCD if different animal models could be linked to specific subtypes or dimensions of OCD. Differences between models could be viewed as reflecting different aspects of OCD rather than arbitrary aspects of a model, which are not related to OCD (Albelda και Joel, 2012). This would be a significant approach since experimental models are important in the contribution of the etiopathogenesis of many disorders. In this perspective the research effort reflected in Part 2 of the study is not only practical but theoretically important in understanding the connection between experimental models and the dimensional approach which is the new trend in the classification of psychiatric disorders.

Εισαγωγή: Η αιτιοπαθογένεια της ιδεοψυχαναγκαστικής διαταραχής (ΙΨΔ) παραμένει εν πολλοίς άγνωστη, παρά την σημαντική ερευνητική προσπάθεια που έχει επενδυθεί στο πεδίο αυτό. Η παραγωγή αξιόπιστων και έγκυρων πειραματικών μοντέλων της ΙΨΔ έχει αποτελέσει αιχμή του δόρατος στη συνέχιση της προσπάθειας αυτής. Η ανασκόπηση των δεδομένων που αφορούν στην αιτιοπαθογένεια της ΙΨΔ εμπλέκει το σεροτονινεργικό σύστημα και ειδικά τους υποδοχείς 5-ΗΤ2Α και 5-ΗΤ2C στη συντήρηση των ΙΨ συμπτωμάτων. Η ανασκόπηση των νευροψυχολογικών δεδομένων σχετικά με την επιτελική λειτουργία της γνωστικής ευελιξίας, που επίσης συσχετίζεται με τους υποδοχείς 5-ΗΤ2Α και 5-ΗΤ2C στο πλαίσιο της λειτουργικότητας του προμετωπιαίου φλοιού επίσης εμφανίζει σημαντική ασάφεια σχετικά με τη σύνδεση ΙΨΔ και γνωστικής ευελιξίας. Σκοπός: Ο στόχος της παρούσας διατριβής ήταν διττός: Στο Μέρος 1 διερευνήθηκε η συμμετοχή των 5-ΗΤ2Α και 5-ΗΤ2C υποδοχέων στο βιολογικό υπόστρωμα της εμμονής (‘ψυχαναγκαστικόμορφης’ συμπεριφοράς), στο πειραματικό μοντέλο ΙΨΔ ‘Ενισχυόμενη Εναλλαγή Κατεύθυνση (ΕΕΚ)’ (Tsaltas και συν. 2005, Κόντης και συν. 2008). Συγκεκριμένα διερευνήθηκε η συνεισφορά των υποδοχέων 5-HT2Α και 5-HT2C (M100907 και SB242084 αντίστοιχα) στην οξεία, ‘παθογόνο’ (ή εμμονογόνο) δράση του μη ειδικού αγωνιστή 5ΗΤ mCPP και του SSRI Φλουοξετίνη (ΦΛΞ), μέσω οξείας συστεμικής χορήγησης mCPP ή Φλουοξετίνης 30’ μετά τη χορήγηση των ειδικών ανταγωνιστών ή των ανενεργών εκδοχών τους. Η υπόθεσή ήταν ότι ανταγωνισμός του 5-HT2C υποδοχέα θα αναχαίτιζε την εμμονογόνο δραση των mCPP / ΦΛΞ (που μειώνει την εμμονή σε άλλο μοντέλο ΙΨΔ: Boulougouris και συν. 2007). Αντίθετα, προ-θεραπεία με ανταγωνιστή του 5-HT2A υποδοχέα αναμενόταν να είναι ανενεργή.Στο Μέρος 2 στόχος ήταν να διερευνηθεί η σχέση μεταξύ ψηλών και χαμηλών επιπέδων αυθόρμητης τάσης εμμονής (ΑΤΕ) της ΕΕΚ με την επιτελική λειτουργία της γνωστικής ευελιξίας, εκτιμηθείσας μέσω μιας σειράς νευροψυχολογικών δοκιμασιών για επίμυες (Birrell και Brown 2000; Hatcher και Brown 2006, Tait και συν. 2007). Οι διαδικασίες αυτές προσφέρουν στενή αντιστοιχία προς τις κλινικές νευροψυχολογικές δοκιμασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται στη διερεύνηση της ευελιξίας στην ΙΨΔ (WCST, IED του CANTAB). Η υπόθεση ήταν ότι η επίδοση πειραματοζώων υψηλής ΑΤΕ θα ήταν ελλειμματική σε σχέση με την επίδοση ζώων χαμηλής ΑΤΕ, ιδιαίτερα στις δοκιμασίες μετατόπισης της προσοχής ΕΝΤΟΣ και ΕΚΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης, που θεωρούνται οι πλέον ειδικές στον εντοπισμό δυσλειτουργιών γνωστικής ευελιξίας.Υλικά-ΜέθοδοςΜέρος 1: Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 120 άρρενες επίμυες στα πειράματα 1-5. Η δοκιμασία ΕΕΚ περιλαμβάνει 8 ευκαιρίες επιλογής ημερησίως στον κλωβό Τ (δεξιάς ή αριστερής κατεύθυνσης, 4 εκατέρωθεν). Της κάθε ευκαιρίας προηγείται μια αναγκαστική «κατεύθυνση-δείγμα», απόρριψη της οποίας οδηγεί σε ενίσχυση τροφής ενώ επανάληψη της σε ματαίωση. Η απόλυτη τιμή της διαφοράς αριστερών και δεξιών λαθών αποτελεί δείκτη εμμονής ή ‘ψυχαναγκαστικής τάσης’ (δΨ). Πείραμα 1: Διερευνήθηκε η πρωτογενής δράση των M100900 και SB242084 επί της ΑΤΕ επί υποστρώματος υψηλής και χαμηλής ΑΤΕ. Πείραμα 2: Συγκρίθηκαν τρείς φαρμακολογικές παρεμβάσεις φαρμακολογικού ελέγχου (Ορός, έκδοχο M100900 και έκδοχο SB242084 με πρόθεση το συνδυασμό τους σε μια συνολική ομάδα ελέγχου. Πείραμα 3: Έγινε αναπαραγωγή προηγουμένων ευρημάτων του Εργαστηρίου μας προς επιβεβαίωση της οξείας εμμονογόνου δράσης mCPP και ΦΛΞ στο πλαίσιο της ΕΕΚ (Tsaltas και συν. 2005). Πείραμα 4: Διερευνήθηκε η επίδραση του ανταγωνισμού 5ΗΤ2Α και 5ΗΤ2C υποδοχέων επί της εμμονογόνου δράσης της ΦΛΞ. Πείραμα 5: Διερευνήθηκε η επίδραση του ανταγωνισμού 5ΗΤ2Α και 5ΗΤ2C υποδοχέων επί της εμμονογόνου δράσης του mCPP. Μερος 2: Χρησιμοποιήθηκαν 30 αρσενικοί επίμυες και διαχωρίστηκαν σε τρείς ομάδες βάσει της ΕΕΚ: (1) Ομάδα υψηλής ΑΤΕ (n=12), (2) μέσης ΑΤΕ (n=6) και (3) χαμηλής ΑΤΕ (n=12) και εξαιρέθηκε η ομάδα μέσης ΑΤΕ από τα πειράματα 6-12. Οι δύο ομάδες υποβλήθηκαν στις 7 πειραματικές συνθήκες του πειραματικού μοντέλου γνωστικής ευελιξίας στα Πειράματα 6-12. Πείραμα 6: Μάθηση Απλής Διαφοροποίησης (ΑΔ) με μια μόνο πληροφοριακά σημαντική διάσταση, συγκεκριμένα την οσμή του υλικού που περιείχαν δύο δοχεία, ένα εκ των οποίων περιείχε επίσης και την αμοιβή. Πείραμα 7: Σύνθετη διαφοροποίηση (ΣΔ) με δύο αντιληπτικές διαστάσεις, οσμή και υφή, εκ των οποίων η μία ήταν πληροφοριακά έγκυρη (σχετική) σε σχέση με τη θέση της αμοιβής, ή άλλη όχι (άσχετη). Πείραμα 8: Αντιστροφή Σύνθετης Διαφοροποίησης (Α-ΣΔ): Στη δοκιμασία αυτή η αντιληπτική διάσταση της οσμής διατήρησε σταθερό το ζεύγος δειγμάτων, αλλά η σχέση τους με την αμοιβή αντιστράφηκε. Πείραμα 9: Μετατόπιση προσοχής ΕΝΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης (ΜΕΝΔ). Διατηρήθηκε η ίδια σχετική και άσχετη αντιληπτική διάσταση αλλά χρησιμοποιήθηκε νέο ζεύγος ερεθισμών. Πείραμα 10: Αντιστροφή μετατόπισης ΕΝΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης (Α-ΜΕNΔ).Στο πείραμα αυτό διατηρήθηκαν οι δύο διαστάσεις (οσμή = σχετική, υφή = άσχετη) καθώς και οι τέσσερεις ερεθισμοί όπως στο προηγούμενο, όμως υπήρξε αντιστροφή στη ΣΩΣΤΗ και ΛΑΘΟΣ επιλογή στη διάσταση οσμής. Πείραμα 11: Μετατόπιση προσοχής ΕΚΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης (ΜΕKΔ) Στο πείραμα αυτό απαιτούνταν η μετάβαση της εστίασης της προσοχής του επίμυ στην προηγουμένως «άσχετη» αντιληπτική διάσταση της υφής. Πείραμα 12: Αντιστροφή μετατόπισης ΕΚΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης (Α-ΜΕKΔ). Στο πείραμα αντιστροφής διάκρισης ΕΚΤΟΣ αντιληπτικής διάστασης όλοι οι ερεθισμοί και οι συνδυασμοί τους ήταν όπως στο προηγούμενο πείραμα, με μόνη διαφορά ότι ο ενισχυόμενος με αμοιβή απτικός ερεθισμός αντιστράφηκε. Η αντιληπτική διάσταση της οσμής παρέμενε άσχετη ως προς την αμοιβή με τους δύο ερεθισμούς να ποικίλλουν ψευδοτυχαία ως προς την θέση της αμοιβής.ΑποτελέσματαΜέρος 1: Πείραμα 1: Χορήγηση των ανταγωνιστών 5-ΗΤ2Α (Μ100907) ή 5-ΗΤ2C (ΣΒ242084) δεν επηρέασε τα επίπεδα ΑΤΕ της ΕΕΚ, την ημέρα χορήγησης ή την επόμενη ημέρα. Πείραμα 2: Οι τρεις ομάδες φαρμακολογικού ελέγχου που συγκρίθηκαν δεν διέφεραν στατιστικά, επομένως συνδυάσθηκαν σε μια μόνη ομάδα φαρμακολογικού ελέγχου για τα πειράματα 3-5. Πείραμα 3: Χορήγηση ΦΛΞ ή mCPP προκάλεσε σημαντική αύξηση εμμονής στη δοκιμασία ΕΕΚ 30’ αργότερα. Η αύξηση εμμονής ήταν σημαντικά μεγαλύτερη μετά από πρόκληση με mCPP. Πείραμα 4: Χορήγηση ΦΛΞ προκάλεσε σημαντική αύξηση εμμονής στη δοκιμασία ΕΕΚ 30’ αργότερα. Η αύξηση δεν επηρεάσθηκε από την κατά 30’ προηγηθείσα χορήγηση ανταγωνιστού 5-ΗΤ2Α ή 5-ΗΤ2C υποδοχέων. Πείραμα 5: Χορήγηση mCPP προκάλεσε σημαντική αύξηση εμμονής στη δοκιμασία ΕΕΚ 30’ αργότερα που δεν επηρεάσθηκε από την κατά 30’ προηγηθείσα χορήγηση ανταγωνιστή 5-ΗΤ2Α υποδοχέων. Ωστόσο, αντίστοιχη προθεραπεία με ανταγωνιστή 5-ΗΤ2C μείωσε σημαντικά την ικανότητα πρόκλησης εμμονής του mCPP, χωρίς όμως να την απαλείψει πλήρως. Μέρος 2: Τα Πειράματα 6-12 δεν ανέδειξαν καμία σημαντική συσχέτιση του δΨ-18 ημερών με (α) τον αριθμό δοκιμασιών ως το κριτήριο, το λανθάνοντα χρόνο (β) σωστών και (γ) λάθος επιλογών. Συγκρίσεις μεταξύ ομάδων Ψηλής και Χαμηλής ΑΤΕ επίσης δεν έδειξαν καμιά σημαντική διαφοροποίηση στις 3 προαναφερθείσες εξαρτημένες μεταβλητές.Συμπεράσματα: Μερος 1: Στο πλαίσιο της δοκιμασίας της ΕΕΚ: (1) Ο ανταγωνισμός 5-ΗΤ2Α-2C υποδοχέων, τουλάχιστον υπό το καθεστώς χορήγησης που χρησιμοποιήθηκε, δεν επηρέασε την αυθόρμητη εμμονή. (2) Η οξεία χορήγηση ΦΛΞ προκάλεσε σημαντική αύξηση εμμονής, το mCPP σημαντικά μεγαλύτερη. (3) Ούτε ο ανταγωνισμός των 5-ΗΤ2Α ούτε των 5-ΗΤ2C υποδοχέων επηρέασε την οξεία εμμονογόνο δράση της ΦΛΞ. (4) Αντίθετα, ο ανταγωνισμός των 5-ΗΤ2C αλλά όχι των 5-ΗΤ2Α υποδοχέων μείωσε σημαντικά την πρόκληση εμμονής από το mCPP. Τα αποτελέσματα αυτά καταδεικνύουν ότι ο υποδοχέας 5-ΗΤ2Α δεν συμμετέχει στην εμφάνιση της οξείας εμμονογόνου δράσης των ΦΛΞ / mCPP. Αντίθετα, ο υποδοχέας 5-ΗΤ2C φαίνεται να συμμετέχει στο νευροχημικό υπόβαθρο της οξείας εμμονογόνου δράσης του mCPP αλλά όχι της αντίστοιχης δράσης της ΦΛΞ.Τα παραπάνω αποτελέσματα είναι έναυσμα για τη συνέχιση της διερεύνησης του ρόλου των υπότυπων σεροτονινεργικών υποδοχέων στην αιτιοπαθογένεια ΙΨΔ, η οποία θα ήταν γόνιμο να στραφεί και προς την θεραπευτική παρέμβαση της ΙΨΔ. Η καλύτερη κατανόηση των επιπτώσεων οξείας και χρόνιας χορήγησης ειδικών αγωνιστών και ανταγωνιστών σεροτονινεργικών υποδοχέων μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση φαρμακοθεραπευτικών παραγόντων με ιδιότητες αναστολής επαναπρόσληψης 5-ΗΤ2 σε συνδυασμό με παρεμβάσεις σε υπότυπους 5-ΗΤ υποδοχέων όπως οι 5-ΗΤ2 υποδοχείς.Μέρος 2: Η βιβλιογραφική τάση μετα-αναλυτικής συναξιολόγησης των αντιφατικών κλινικών δεδομένων σχετικά με τις νευροψυχολογικές προεκτάσεις της ΙΨΔ δείχνει την ανάγκη αναζήτησης νέων, πιο συγκεκριμένων υποθέσεων, σχετικά με τη σχέση της ΙΨΔ με τις επιτελικές λειτουργίες, ιδιαίτερα δε με την ικανότητα γνωστικής ευελιξίας. Η συνεισφορά της βασικής έρευνας, όπως η παρούσα, στην προσπάθεια αυτή μπορεί να είναι κρίσιμη για τη διαμόρφωση των νέων υποθέσεων σχετικά με τη γνωστική διάσταση υποτύπων ΙΨΔ. Η σαφήνεια των αρνητικών αποτελεσμάτων του μέρους αυτού της διατριβής οδηγεί σε δύο βασικά συμπεράσματα. Πρώτον, το μοντέλο ΕΕΚ μπορεί να αντικατοπτρίζει όχι τη διαταραχή στο σύνολό της, αλλά ειδικά την ΙΨΔ με καταναγκασμούς καθαριότητας, όπου δεν εμφανίζονται σημαντικές διαταραχές στη γνωστική ευελιξία.Δεύτερον, τα υπάρχοντα μοντέλα ΙΨΔ, πρέπει να επανεξετασθούν στο πλαίσιο της αναδυόμενης ‘τυπολογίας’ της ΙΨΔ και ενδεχομένως να συνδεθούν με συγκεκριμένα κλινικά προφίλ ΙΨ συμπτωματολογίας (Albelda και Joel, 2012). Το βήμα αυτό είναι πολύ σημαντικό καθώς τα πειραματικά μοντέλα παραμένουν μια από τις βασικές οδούς πρόσβασης στην αιτιοπαθογένεια ψυχικών διαταραχών. Υπό αυτή την οπτική γωνία θεωρούμε ότι η ερευνητική προσπάθεια που αποτυπώνεται στο Μέρος 2 της διατριβής είναι όχι μόνο πρακτικά αλλά και θεωρητικά σημαντική, καθώς συνδέει τα πειραματικά μοντέλα με τη διαστατική προσέγγιση η οποία είναι η νέα τάση στην ταξινόμηση των ψυχιατρικών διαταραχών.