Kartierung von Gehirnglutamat beim Menschen: Geschlechtsunterschiede bei Zigarettenrauchern
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Die glutamaterge Signalübertragung ist bei Süchten einschließlich der Tabakkonsumstörung (TUD) dysreguliert und stellt ein vielversprechendes Ziel für Raucherentwöhnungstherapien dar. Bei Nagetieren reduzieren NMDA-Typ-Glutamat(Glu)-Rezeptorantagonisten nikotinsuchendes Verhalten, während eine Vorbehandlung mit NMDA-Typ- und AMPA-Typ-Glu-Rezeptorantagonisten die Nikotinselbstverabreichung und die nikotininduzierte Dopaminfreisetzung abschwächt. Beim Menschen reduziert N-Acetylcystein, das Glu über den Cystein-Glutamat-Antiporter und den glialen Glu-Transporter reguliert, sowohl das Zigarettenrauchen9 als auch die kortikalen und subkortikalen Spiegel von Glu selbst, gemessen durch Magnetresonanzspektroskopie (MRS). Diese Beobachtungen legen nahe, dass Glu, analysiert durch MRS, einer sicheren und nicht-invasiven in-vivo-Metrik, bei der Verfolgung regionaler Effekte des Rauchens und von Anti-Rauchen-Interventionen helfen kann.
Bemerkenswerterweise wurde der Nachweis erbracht, dass Glu im dorsalen anterioren cingulären Kortex (dACC) mit rauchassoziierten Zuständen zusammenhängt, dass Glx (die Summe aus Glu und seinem primären Metaboliten Glutamin, Gln) im dACC bei Rauchern höher ist als bei Nichtrauchern und dass Glx in der Insula nach nächtlicher Abstinenz vom Rauchen höher ist als während der Sättigung. Darüber hinaus haben Studien bei Rauchern, die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) mit MRS kombinierten, dACC-Glu mit der Aktivierung des Default-Mode-Netzwerks während reizinduzierten Zigarettenverlangens in Verbindung gebracht und eine reduzierte dACC-Glx sowie eine veränderte dACC-zu-DMN-Konnektivität nach Vareniclin-Behandlung gezeigt. Frühere MRS-Studien zum Rauchen waren jedoch durch Einzelvoxel-Techniken eingeschränkt, die einzelne Hirnregionen mit begrenzter räumlicher Auflösung und Partialvolumeneffekten (d. h. Einschluss von mehr als einem Gewebetyp im Aufnahmevoxel) abtasten.
Wir werden die Echo-Planar-Spektroskopie-Bildgebung (EPSI)-Variante der MRS in einer hochdichten, anatomisch breiten Bewertung nutzen, um zu untersuchen, wie Geschlecht, akutes Rauchen und Ovarialhormone das Hirn-Glu beeinflussen. Unsere Pilotdaten zeigen, dass dACC-Glu bei rauchabstinenten Frauen niedriger ist als bei Männern und bei Frauen mit höherem Serumöstrogen noch niedriger. Nach dem Rauchen nimmt dACC-Glu bei Männern ab, nicht jedoch bei Frauen.
Wir werden EPSI verwenden, um festzustellen, ob unsere dACC-Glu-Pilotbefunde: 1) sich mit hoher räumlicher Auflösung replizieren lassen; 2) für die anteriore Insula und den Thalamus gelten, die ebenfalls in TUD involviert sind, und 3) auf explorativer Basis für andere Regionen im restlichen Gehirn gelten. Um dies zu erreichen, verwenden wir eine kürzlich entwickelte Kurz-Echozeit(TE=20 ms)-Variante der 3D-EPSI bei 3-Tesla. Mit dieser hochmodernen Technik erfassen wir typischerweise hochwertige Spektren gleichzeitig aus ~80% des Gehirns mit der sehr hohen räumlichen Auflösung von ~0,4 cm³. Kurz-TE verbessert zudem die Trennung von Glu vom überlappenden Gln-Signal.
Wir testeten erwachsene tägliche Raucher (Männer und Frauen) vor und nach ihrer ersten Zigarette des Tages nach ~12 h Abstinenz. Serumöstrogen und Progesteron bei Frauen wurden analysiert. Wir verfolgten zwei spezifische Ziele:
Ziel 1: Beziehungen zwischen Hirn-Glu, Geschlecht und zirkulierenden Ovarialhormonen bestimmen. Hypothese 1a: Unser Einzelvoxel-MRS-Befund, dass Männer nach nächtlicher Rauchabstinenz höheres Glu im dACC haben als Frauen, wird mit EPSI repliziert und auf die anteriore Insula und den Thalamus ausgeweitet. Hypothese 1b: EPSI wird unseren vorläufigen Befund replizieren, dass Glu im dACC bei Frauen negativ mit Serumöstrogen (und möglicherweise Progesteron) korreliert, und ähnliche Beziehungen von Ovarialhormonen mit der anterioren Insula und dem Thalamus zeigen.
Ziel 2: Geschlechtsunterschiede in den akuten Effekten des Rauchens auf Hirn-Glu bestimmen. Hypothese 2: Der vorläufige Befund, dass Glu nach akutem Rauchen im dACC bei Männern abnimmt, bei Frauen jedoch zunimmt oder unverändert bleibt, wird repliziert und auf andere Hirnregionen ausgeweitet.
Letztlich können Messungen von Geschlechtsunterschieden in Glu in spezifischen Hirnregionen und wie Glu sich mit Rauchen und Ovarialhormonen verändert, Biomarker definieren, die die Entwicklung neuartiger Behandlungen erleichtern und das therapeutische Ansprechen bei Männern und Frauen evaluieren.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Kontakte und Standorte
Studienorte
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California
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Los Angeles, California, Vereinigte Staaten, 90095
- UCLA Semel Institute
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Selbst identifiziert als nur männlich oder weiblich
- Alter 18-45 Jahre (Kinder unter 18 Jahren werden aufgrund der geringen Prävalenz des konventionellen Zigarettenrauchens ausgeschlossen; weibliche Teilnehmer über 45 Jahre werden ausgeschlossen, um Auswirkungen der Perimenopause und Menopause bei Frauen zu vermeiden; männliche Teilnehmer über 45 Jahre werden ausgeschlossen ebenfalls ausgeschlossen werden, um sicherzustellen, dass männliche und weibliche Gruppen altersmäßig übereinstimmen
- Englischkenntnisse, nachgewiesen durch verbale Fähigkeiten, die ausreichen, um an einem Gespräch teilzunehmen, einschließlich der Fähigkeit, Fragen auf einem Niveau zu stellen und zu beantworten, das ein angemessenes Verständnis der Studie gewährleistet (ein Verständnistest wird durchgeführt)
- Rechtshändigkeit (evaluiert mit dem Edinburgh Inventory)
- Im Allgemeinen bei guter Gesundheit ohne Herz-Kreislauf-, Leber-, Nieren- oder Autoimmunerkrankungen, Diabetes oder Krebs
- Muss ≥1 Jahr geraucht haben
- Muss das Einatmen beim Rauchen unterstützen
- Muss ≥10 Zigaretten pro Tag rauchen
- Muss CO > 10 ppm und Cotinin im Urin ≥ 100 ng / ml bei Screening / Einnahme abgelaufen sein
- Erfüllung der DSM-5-Kriterien für Tabakkonsumstörung
Ausschlusskriterien:
- Suche nach Behandlung wegen Nikotinabhängigkeit innerhalb von 3 Monaten nach dem Screening
- Medizinischer Zustand, der die Sicherheit beeinträchtigen kann (basierend auf Anamnese, körperlicher Untersuchung)
- Neurologische Störung, die die Compliance und/oder Einwilligung nach Aufklärung beeinträchtigen würde
- Schwere psychiatrische Störung (z. B. schwere Depression, Schizophrenie, bipolare Störung) gemäß DSM-5 MINI
- Aktuelle andere Drogenkonsumstörungen als Tabakkonsumstörungen (wie in DSM-5 definiert)
- Kürzlicher Konsum von Kokain, Opiaten, Benzodiazepinen oder Amphetaminen, wie durch Urintests bei Screening- oder Testsitzungen gezeigt
- Rauchen Sie Marihuana > 3x/Woche (Selbstbericht) oder positiver Marihuana-Urintest an einem Scan-Tag (positiv beim Screening erlaubt)
- Tabakkonsum in anderen Formen als Zigaretten (z. B. Schnupftabak, Kautabak, E-Zigaretten) > 10 Tage im Monat vor dem Screening
- Präferenz für Mentholzigaretten aufgrund geschlechtsspezifischer Unterschiede in der Wirkung von Menthol auf die Geschwindigkeit des Nikotineintritts in das Gehirn
- Schwangerschaft oder Stillzeit
- Vorhandensein von Metall im Körper, das die Sicherheit während der MRT beeinträchtigen würde
- Klaustrophobie
- Jede andere Bedingung, die die Sicherheit beeinträchtigen würde
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
Intervention / Behandlung |
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Männliche Erwachsene, die tägliches Rauchen befürworten
Die Teilnehmer, die für diese Studie rekrutiert werden, sind männliche Erwachsene (18-45 Jahre alt), die täglich Zigaretten rauchen und im Allgemeinen bei guter Gesundheit sind.
Sie werden keine anderen Drogen konsumieren, außer gelegentlichem Marihuana- oder Alkoholkonsum, und keine schwerwiegenden psychischen Störungen aufweisen.
Urin- und Atemtests werden verwendet, um festzustellen, ob die Teilnehmer die drogenbezogenen Kriterien erfüllen.
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Die Teilnehmer kamen nach einer nächtlichen Abstinenz vom Rauchen ins Labor und rauchten ihre erste Zigarette des Tages.
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Erwachsene Frauen, die tägliches Rauchen angeben
Die für diese Studie rekrutierten Teilnehmer werden weibliche Erwachsene (18-45 Jahre alt) sein, die täglich Zigaretten rauchen und im Allgemeinen bei guter Gesundheit sind.
Sie werden keinen anderen Drogenkonsum aufweisen, abgesehen von gelegentlichem Marihuana- oder Alkoholkonsum, und keine größeren psychiatrischen Störungen haben.
Urin- und Atemtest-Metriken werden verwendet, um festzustellen, ob die Teilnehmer die drogenbezogenen Kriterien erfüllen.
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Die Teilnehmer kamen nach einer nächtlichen Abstinenz vom Rauchen ins Labor und rauchten ihre erste Zigarette des Tages.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Glutamat im dorsalen anterioren cingulären Cortex
Zeitfenster: Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette von beiden Gruppen (Männer und Frauen). Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken im Generalisierten Linearen Gemischten Modell berichtet.
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Glutamatspiegel, gemessen mittels MRS, im dorsalen anterioren cingulären Cortex.
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Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette von beiden Gruppen (Männer und Frauen). Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken im Generalisierten Linearen Gemischten Modell berichtet.
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Glutamat im Inselkortex
Zeitfenster: Vor und nach dem Rauchen einer Zigarette bei beiden Gruppen (Männer und Frauen) gemessen. Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken des verallgemeinerten linearen gemischten Modells berichtet.
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Glutamatspiegel, gemessen mittels MRS, im Insellappen.
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Vor und nach dem Rauchen einer Zigarette bei beiden Gruppen (Männer und Frauen) gemessen. Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken des verallgemeinerten linearen gemischten Modells berichtet.
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Glutamat im gesamten Gehirn (Graue Substanz plus Weiße Substanz).
Zeitfenster: Vor und nach dem Rauchen einer Zigarette bei beiden Gruppen (Männer und Frauen) gemessen. Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken im verallgemeinerten linearen gemischten Modell berichtet.
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Glutamat gemessen mittels MRS echoplanarer spektroskopischer Bildgebung bei abstinenten Rauchern.
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Vor und nach dem Rauchen einer Zigarette bei beiden Gruppen (Männer und Frauen) gemessen. Die Gruppenmittelwerte unten spiegeln die Gesamtgruppenmittelwerte wider, die über die Zeitpunkte gemittelt wurden, wie aus den deskriptiven Statistiken im verallgemeinerten linearen gemischten Modell berichtet.
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Serum-Östrogen
Zeitfenster: Die Probennahme erfolgte am selben Tag wie die MRS (vor dem Rauchen).
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Östrogenkonzentration gemessen im Serum aus Blutproben, die vor der MRS entnommen wurden (nur Frauen).
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Die Probennahme erfolgte am selben Tag wie die MRS (vor dem Rauchen).
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Drang zum Rauchen Skala (UTS)
Zeitfenster: Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Dies ist ein 10-Punkte-Fragebogen zur Selbstauskunft, der das Verlangen nach Zigaretten misst
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Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Shiffman-Jarvik-Entzugsskala (SJWS)
Zeitfenster: Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Dies ist ein 25-Punkte-Fragebogen zur Selbstauskunft, der den psychischen Rückzug misst
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Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Zeitplan für positive und negative Auswirkungen (PANAS)
Zeitfenster: Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Dies ist ein 20-Punkte-Fragebogen zur Selbstauskunft, der positive und negative Affekte misst
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Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Spielberger State-Trait Angst (STAI)
Zeitfenster: Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Dies ist ein 20-Punkte-Fragebogen zur Selbstauskunft, der Angst misst
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Gemessen vor und nach dem Rauchen einer Zigarette über einen Zeitraum von 2 Stunden
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Mitarbeiter und Ermittler
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: Edythe London, PhD, University of California, Los Angeles
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- UCLA IRB 17-000387
- 5R03DA052719 (US NIH Stipendium/Vertrag)
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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