Caffeine increases striatal dopamine D2D3 receptor availability in the human brain

Dopamine receptors, Caffeine, Adenosine, Striatum  

Caffeine increases striatal dopamine D2/D3 receptor availability in the human brain

קפאין מגביר את פעילות קולטן דופמין D2/D3 במוח האנושי

אבסטרקט

קפאין הוא החומר הפסיכואקטיבי הנפוץ ביותר בעולם. השימוש בו נעשה למטרות שמירה על ערנות. כמו תרופות נוספות המעודדות ערות, קפאין מגביר אותות דופמין (DA) במוח בעיקר על ידי דיכוי קולטני אדנוסין (A2AR). למרות זאת, נותר לא ברור האם מינוני הDA הנצרכים על ידי בני אדם מגבירים את שחרור הDA או האם הם משנים, באמצעות תקשורת עם קולטני אדנוזין, את הפונקציות הפוסט-סינפטיות של קולטני DA. השתמשנו בטומוגרפיית פליטת פוזיטרון ו[11C]raclopride  (קולטן DA D2/D3  רדיוליגנד רגיש ל DA אנדוגני) על מנת להעריך האם קפאין הגביר שחרור DA בסטריאטום של 20 נבדקים בריאים. קפאין (300mg p.o.) הגביר באופן משמעותי את פעילות קולטני D2/D3 בפוטמן (PUTAMEN)   ובסטריאטום  הגחוני (ventral) אבל לא בגרעין הזנבי (caudate) בהשוואה עם פלצבו. בנוסף, פעילות מוגברת בקולטני D2/D3  בסטריאטום הגחוני נקשרה עם ערנות מוגברת עקב צריכת קפאין. הממצאים שלנו מצביעים על כך שמינונים שכיחים של קפאין מגבירם את פעילות קולטני ה D2/D3 במוח, מה שמצביע על כך שקפאין אינו מגביר DA בסטריאטום, שכן זה היה מפחית את פעילות קולטני ה D2/D3.  במקום זאת, אנו מפרשים את ממצאנו כמשקפים את התגברות פעילות קולטני ה D2/D3 בסטריאטום הגחוני, בעוד שעליה בערנות רומזת לכך שיתכן וקפאין מגביר גירויים, באופן חלקי, על ידי ויסות קולטני ה D2/D3.  

מבוא

קפאין הוא החומר הפסיכואקטיבי הנצרך ביותר בעולם. השפעותיו התרופתיות המעוררות דומות לאלה של תרופות ממריצות (אמפטמין ומתילפנידאט) ומודפיניל, שהן תרופות המגבירות את איתות הדופמין (DA) על ידי חסימת מובילי DA ו / או שיפור שחרור DA מהמסופים. השפעות מגבירות שחרור DA אלו עומדות בבסיס השפעות הגירוי והערנות המוגברת. לעומת זאת, מחקרים פרה-קליניים מצביעים על כך שההשפעות הפרמקולוגיות של קפאין מתווכות על ידי האנטגוניזם שלו לקולטני אדנוזין (A1 ו- A2A.) במיוחד, האנטגוניזם שלו לקולטני A2A (A2AR) בסטריאטום היה מעורב בהשפעות הדופמינרגיות שלו. באופן דומה, נראה כי גידול המושרה על ידי קפאין בפעילות התנועה והגירוי מתווכים על ידי A2AR מכיוון שהם נעדרים בעכברי נוקאאוט A2A R, ומכיוון שדיכוי הביטוי של A2AR עם RNA התערבותי קצר בגרעין האקומבנס מפריע להשפעות הקפאין על הערנות.

הסטריאטום מבטא רמות גבוהות של A2AR המקבלות ביטוי אצל קולטני D2 פוסט-סינפטיים (D2R) היוצרים A2AR-D2R הטרומרים. באמצעות אינטראקציות אלוסטריות ושליח-שניוני, אדנוזין מעכב איתות D2R. כך, בנוירונים סטריאטלים, אגוניסטים A2AR מפחיתים את קשירת אגוניסטים D2R. באמצעות חסימת A2AR קפאין עשוי להגביר את איתות ה- DA בהתחשב בחוסר ההתנגדות של ה D2R. אם כי בתחילה הניחו כי האנטגוניזם של קפאין לקולטני אדנוזין A1  הביא לעלייה ב- DA בגרעין האקומבנס, ממצא זה הושג רק לאחר מינונים גבוהים מאוד של קפאין ולא אושרו על ידי אחרים. יתר על כן, מחקר הדמיה מוחית עם [11C]raclopride, שהוא רדיגליגנד שמתחרה עם  DA אנדוגני על קשירה לקולטני D2 ו-D 3 (D2 / D3R), הראה כי קפאין הנצרך אוראלית  (200 מ”ג) הגדיל את קשירתו בסטריאטום, מה שלא עולה בקנה אחד עם התגברות DA. עם זאת, גודל המדגם הקטן מהמחקר (n = 8) מונע את הכללתו. לפיכך, השאלה אם קפאין מגביר את ה- DA הסטריאטלי ואת מנגנון (או מנגנוני) הפעולה להשפעות המעוררות של קפאין במוח האנושי נותרת ללא מענה ברור.

כדי להעריך אם קפאין מגביר DA במוח האנושי, השתמשו בטומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים (PET) ו- [11C]raclopride ובדקנו 20 נבדקים בריאים, פעם אחת עם פלצבו ופעם אחת עם קפאין דרך הפה. מינון של 300 מ”ג של קפאין נבחר לשקף הכמות הממוצעת של קפאין ב 2-3 כוסות קפה. שיערנו כי קפאין לא יגביר את ה- DA בסטריאטום אלא במקום זאת ישפר את איתות ה- DA הסטריאטלי על ידי הגברת D2R.

חומרים ושיטות

נבדקים

מחקר זה כלל 20 נבדקים בריאים, זכרים (38 ± 8 שנים, מדד מסת הגוף 26 ± 3, שנות השכלה 14 ± 2) שגויסו באמצעות פרסומות בעיתונים המקומיים. קריטריונים לתנאי סף כללו צריכה של יותר משני משקאות קפאין ביום, מחלה פסיכיאטרית נוכחית או בעבר לפי   DSM IV  כולל כל הפרעת שימוש בחומרים (מעשנים לא נכללו); היסטוריה של מחלות נוירולוגיות, לב וכלי דם או אנדוקרינולוגיות; היסטוריה של טראומת ראש עם אובדן הכרה גדול מ- 30 דקות; ומחלות רפואית נוכחיות. 17 מהמשתתפים דיווחו כי הם לא שותים קפה (או משקאות המכילים קפאין), אחד דיווח על כוס אחת ביום ושניים דיווחו על שתי כוסות ביום. הסכמה מודעת בכתב התקבלה מכל הנבדקים והמחקרים נבדקו ואושרו על ידי המועצה לבדיקה מוסדית (Institutional Review Boards) במרכז הרפואי באוניברסיטת סטוני ברוק (Stony Brook).

דיווחים עצמיים ומדידות לב וכלי דם

כדי לחקור את ההשפעות ההתנהגותיות של קפאין, הערכנו דיווחים עצמיים על תפיסה סובייקטיבית של ‘ערנות’, ‘עייפות’, ‘ישנוניות’ ו’מצב רוח ‘באמצעות סולמות אנלוגיים (מדורגים בין 1 ל -10) שהושגו לפני 30 וב- 30 ו- 120 דקות לאחר מתן פלצבו או קפאין, כפי שתואר לעיל. הוכח כי השימוש בסולמות אנלוגיים להערכת דיווחים עצמיים על השפעות התרופות ניתן לשחזור באמצעותו ניתן לחזות תגובות מצריכת תרופות. לצורך ניתוח המתאם השתמשנו במדדים שהושגו 120 דקות לאחר מתן קפאין (בסוף סריקת  [11C]raclopride) שנמצא בתוך מסגרת הזמן להשפעות השיא של קפאין (60–120 דקות). דופק ולחץ הדם נלקחו שלוש פעמים במרווחים של חמש דקות לפני מתן פלצבו או קפאין ולאחר מכן לפרקים עד 120 דקות לאחר פלצבו או לאחר קפאין. המדידות שנלקחו לפני מתן פלצבו או קפאין היו ממוצעים (אמצעים לפני התרופה) ואלה שננקטו 60-120 דקות לאחר צריכה היו ממוצעים כמדדים לאחר התרופה. ההשפעות של התרופה הוערכו כהשוואות משולבות של בוחן זמן (t-test) בין המדדים שנלקחו לפני ואחרי הצריכה.  

מדידות קפאין בפלסמה

דם ורידי נשאב לפני וב- 30, 60 ו -120 דקות לאחר מתן קפאין. כימות קפאין בפלזמה נעשה באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בביצוע גבוה.

סריקת  PET

השתמשנו בטומוגרפיה של HR + (רזולוציה 4.5 × 4.5 × 4.5 מ”מ רוחב מלא בחצי מקסימום, 63 פרוסות) עם   mCi [11C]racloprid(פעילות ספציפית 0.5-1.5 Ci מיקרומטר – 1 בסוף ההפצצה). נהלי ההדמיה היו כמתואר לעיל. בקצרה, 20 סריקות פליטה דינמיות הושגו מיד לאחר ההזרקה למשך 54 דקות בסך הכול. המשתתפים נסרקו עם [11C]raclopride  פעמיים, פעם עם פלצבו ופעם עם קפאין; סריקות הפלצבו נעשו שעתיים לפני סריקת הקפאין. קפאין (300 מ”ג) ופלצבו (טבלית סוכר) ניתנו דרך הפה 60 דקות לפני הזרקת ה [11C]raclopride. בחרנו ב- 60 דקות מאחר ושיא ההשפעות מקפאין דרך הפה מתרחשות בקירוב ל- 60 דקות כאשר נלקח כתבליה. 28 מחצית החיים של קפאין בפלזמה הוא 3-5 שעות בקירוב, ולכן נקודת זמן זו הבטיחה רמות גבוהות של קפאין בפלזמה במהלך מדידות ה PET(60-120 דקות לאחר קפאין).

ניתוח תמונות PET

ניתחנו את תמונות ה- BPND (פוטנציאל קשירה לא ניתן להזזה) באמצעות מיפוי פרמטרי סטטיסטי—

( (SPM8; Wellcome Trust Centre for Neuroimaging, London, UK— שאפשר לנו לבצע השוואות על בסיס פיקסל אחר פיקסל. באופן ספציפי, הערכנו עבור כל ווקסל את יחס נפח ההתפלגות, התואם את מדידת שיווי המשקל של היחס בין ריכוז הרקמות בסטריאטום לזה שבצרבלום, המשמש כאזור התייחסות. תמונות אלה לאחר מכן נורמלו בהתאם למרחב הסטריאו-טקטי של המכון הנוירולוגי במונטריאול באמצעות טרנספורמציה אפינית (affine) בת 12 פרמטרים ו-ווקסלים איזוטרופיים 2 מ”מ. תבנית מותאמת אישית של המכון הנוירולוגי של מונטריאול, אשר פותחה בעבר באמצעות תמונות מ -34 נבדקים בריאים שנעשו בעזרת [11C]raclopride]  ואותו רצף של סריקת PET שימשה את הנורמליזציה המרחבית של דימויי יחס נפח ההפצה. הווקסלים של דימויי יחס נפח ההפצה תואמים את  BPND +1 . ניתוח עצמאי של ה-ROI (אזור ענין) בוצע באמצעות ROIs שנבחרו מראש בפוטמן, בגרעין הזנבי (caudete) ובסטריאטום הגחוני, כפי שתואר לעיל כדי לאשש את ממצאי ה-SPM. מדדי ה ROI שימשו לניתוח המתאם עם מדדי ההתנהגות שהושפעו משמעותית מקפאין כמו גם להערכת המתאמים עם רמות הקפאין בפלסמה.

ניתוחים סטטיסטיים

מפות המוח (BPND) הוחלקו במרחב ב- SPM8 באמצעות גרעין גאוס איזוטרופי 8 מ”מ כדי למזער את ההשפעות הקשורות להבדלים האנטומיים של מוחות הנבדקים. מסכה סטריאטלית (dorsalstriatum ו -VS) נוצרה באמצעות אטלס המוח האנטומי הדיגיטלי המסופק עם תוכנת  (www.cabiatl.com/mricro/) MRIcro. באופן ספציפי, הוווקסלים המתאימים לסטריאטום (פוטנם, גרעין זנבי, וסטריאטום גחוני), הוגדרו במרחב הסטריאו-טקטי של המכון הנוירולוגי במונטריאול באמצעות אטלס התיוג האנטומי האוטומטי. נעשה שימוש בניתוח חד-כיווני לשונות (בקרב הנבדקים) להערכת השפעות התרופות (פלצבו לעומת קפאין)  ב- BPND באמצעות .SPM8 מובהקות סטטיסטית נקבעה על ידי הסף המחמיר PFWE o0.05 שתוקן לצורכי השוואות מרובות ברמת הווקסל (בתוך מסכת סטריאטלית) תוך שימוש בתיאוריית השדה האקראית עם תיקון שגיאות משפחתי. למטרות ויזואליזציה בנוגע למיקום ה- MRI של האזורים השונים באופן משמעותי בין פלצבו לקפאין, השתמשנו בסף לא מתוקן של .Po0.01 לצורך ניתוח ה-ROI העצמאי, מובהקות הסטטיסטית נקבעה ל,Po0.05 במידה והיא תומכת בממצאי הSPM. למדידות ההתנהגותיות והקרדיווסקולריות, השווינו כל נקודת זמן בין ציוני הפלצבו לקפאין באמצעות ניתוח חוזר של שונות. ניתוחי המתאם נעשו על מנת להעריך את הקשר בין האזורים בהם קפאין שינה את ה- BPND ואת מדדי ההתנהגות לבין מדדי ההתנהגות שהושפעו באופן משמעותי מקפאין. הסיגניפיקציה נקבעה  ל- P o0.05 

תוצאות

השפעות הקפאין על דיווחים עצמיים ועל מדדי לב וכלי דם

השוואות בין קפאין לפלצבו למדדי הזמן המקבילים הראו דיווחים עצמיים גבוהים משמעותית על ‘ערנות’ הן ב -30 ‘(P = 0.05) והן ב -120’ (P = 0.01) וציונים נמוכים יותר ב’ישנוניות ‘ב- 120’ = 0.04) מאשר פלצבו. ההבדלים בין קפאין לפלצבו לציון מצב רוח ועייפות הגיעו רק להשפעות מגמתיות (P40.06o0.09; איור 1)

מדדי הלב וכלי הדם הממוצעים לא הושפעו משמעותית מקפאין (לפני לעומת אחרי). באופן ספציפי, לדופק הלב, לפני לעומת אחרי פלצבו (70 ± 10 לעומת 64 ± 9) או לפני לעומת אחרי הקפאין (66 ± 9 לעומת 65 ± 11); ללחץ סיסטולי, לפני לעומת אחרי פלצבו (124 ± 6 לעומת 122 ± 7) או לפני לעומת אחרי קפאין (128 ± 11 לעומת 129 ± 9); או עבור לחץ דיאסטולי, לפני לעומת אחרי פלסבו (67 ± 10 לעומת 65 ± 9) או לפני לעומת אחרי קפאין (71 ± 12 לעומת 69 ± 11); אף אחד מהם אינו שונה באופן משמעותי זה מזה.

מדדי קפאין בפלזמה

לא היו רמות ניתנות לזיהוי של קפאין בדגימות הפלזמה שנלקחו לפני מתן קפאין. מדדי ריכוז הקפאין בפלזמה היו 4.7 ± 2 מיקרוגרם – 1 ב 30 דקות, 5.2 ± 1 – מיקרוגרם – 1 ב 60 דקות ו 4.8 ± 0.6 מיקרוגרם – 1 ב 120 דקות. זה אישר כי היו לנו רמות שיא של קפאין בפלסמה בזמן הזרקת [11C]raclopride  (60 דקות לאחר קפאין) ורמות גבוהות בזמן מדדי ההתנהגות (30 ו -120 דקות לאחר קפאין).

השפעות הקפאין על זמינות D2 / D3R

SPM גילה כי קפאין הגדיל את זמינות ה- D2 / D3R (נצפתה כעלייה ב- BPND) בסטריאטום הימני והשמאלי (כולל הפוטנם והסטריאטום הגחוני) כפי שמוצג הן במפות הסטטיסטיות הממוצעות והן בערכים האישיים שהופקו ממרכזי האשכולות המשמעותיים. (איור 2, טבלה 1).

ניתוחי ה-ROI העצמאיים אישרו כי קפאין בהשוואה לפלצבו גרם לעלייה קטנה אך משמעותית ב- BPND, בפוטאמן (פלצבו: 2.84 ± 0.37 לעומת קפאין: 2.97 ± 0.35; P = 0.05) ובסטריאטום הגחוני (פלצבו: 2.69 ± 0.31 לעומת קפאין: 2.84 ± 0.39, P = 0.05) אך לא בגרעין הזנבי.

מתאם בין שינויים הנובעים מצריכת קפאין בזמינות D2 / D3R והתנהגות ורמות פלזמה

ניתוח מתאם ה-ROI הסטריאליטי והמדדים ההתנהגותיים הראו מתאם חיובי משמעותי בין הסטריאטום הגחוני לבין ערנות (r = 0.56, P = 0.01), כך שפעילות מוגברת של D2 / D3R עם קפאין נקשרה לעלייה בערנות. ניתוח המתאם בין שינויים על ידי קפאין בפעילות D 2 / D3R בסטריאטום לבין רמות הקפאין בפלזמה לא היה משמעותי.

דיון

אנו מראים כאן שקפאין מגדיל את זמינות D2 / D3R בסטריאטום (ניתנות ראיות לעלייה ב ,BPND בפוטמן ובסטריאטום הגחוני) בקבוצה של נבדקים בריאים עם רמות נמוכות של צריכת קפאין יומית. ממצאים אלו עולים בקנה אחד עם ממצאים ממחקר קודם של PET [11C]raclopride שנערך בקבוצה קטנה של נבדקים (שמונה צורכי קפה רגילים) שגם דיווח על עלייה בזמינות D2 / D3R בסטריאטום עם קפאין (200 מ”ג). הממצאים משני מחקרים אלה מצביעים אפוא על כך שקפאין במינונים הנצרכים בדרך כלל על ידי בני אדם עשוי לשפר את איתות ה DA על ידי הגדלת רמות D2 / D3R או זיקתם במקום על ידי שחרור מוגבר של DA בסטריאטום.

אנו מפרשים כאן את התוצאות שלנו לעלייה ב- BPND )בזמינות  BPND ) עם קפאין כדי להצביע על כך שהם משקפים עליות ברמות D2 / D3R במקום לשקף ירידות ב- DA אנדוגני—זו הדרך שבה בדרך כלל מתפרשות עליות ב- BPND (ירידה בתחרות מ DA להיקשר ל .(D2 / D3R להלן הסיבות לפרשנות זו. ראשית, מכירים בכך שתרופות מעוררות (אמפטמין, מתילפנידאט ומודפיניל) מגבירות את שחרור ה- DA בסטריאטום. שנית, מחקרים קליניים הראו כי עליות ה- DA בסטריאטום הנגרמות על ידי תרופות ממריצות קשורות לעלייה בערנות. לבסוף, מחקרים פרה-קליניים הראו כי עלייה ב- DA סטריאטלי הנגרמת על ידי ממריצים ומודפיניל נחוצה לפעולות המעוררות שלהם. מכאן, אם הקפאין היה מפחית את ה- DA בסטריאטום, זה היה גורם לעלייה בעייפות ובישנוניות במקום העליות בערנות שנצפו לאחר מתן קפאין. הפרשנות שלנו כי העלייה בזמינות D2 / D3R ב- סטריאטום הגחוני עם קפאין משקפת עלייה ברמות D2 / D3R תואמת גם את הממצאים שלנו כי הפחתה מווסתת של D2 / D3R בסטריאטום הגחוני לאחר מחסור בשינה קשור לירידה בערנות.

נוירונים סטריאטו-פלידאליים מתאימים את התרגשותם  על ידי שינוי רמות D2R בממברנה. לפיכך, D2R פוחת באופן מווסת עם גירויDA  וגובר באופן מווסת עם הפחתת גירוי DA. גירוי DA מביא מפעיל את הפנמתם של D2R, אשר לאחר מכן ניתנת למחזור או להפחתה. הפנמה של D2R מווסתת על ידי A2AR, אגוניסטים מקלים על הפנמתו באמצעות קשירה של β-arrestin 2 להטרומרים של קולטן A2AR-D2R43 ואילו אנטגוניסטים A2AR מפריעים להפנמת D2R בנוירונים סטריאטלים. לפיכך, קפאין עלול להפריע לטוניקת הפנמה תלויה ב- A2AR של D2R בתיווך אדנוזין אנדוגני, שיכולה לתרום להשפעותיו הפסיכו-סטימולנטיות. ואכן, הממצאים שלנו, יחד עם אלה שדווחו בעבר, אשר הראו כי קפאין הגדיל את זמינות ה- D2R בסטריאטום, תומכים בפרשנות זו. מכיוון שקפאין משנה את איתות DA, בין השאר על ידי האנטגוניזם שלו לA2AR, עליות D2R הנובעות מקפאין בסטריאטום יהיו עקביות עם האנטגוניזם של קפאין להפנמת D2R בתיווך A2A. ואכן, קולטן A2A נוקאאוט של עכברים מראה רמות D2R מוגברות בסטריאטום; אם כי איננו יכולים בהכרח להשוות בין המצב הכרוני של הנוקאאוט לבין ההשפעות מחשיפה גבוהה לקפאין.

עם זאת, ללא קשר למנגנון האחראי לעלייה בזמינות D2 / D3R סטריאטלי, התוצאות שלנו מצביעות על כך שבבני אדם, קפאין במינונים הנצרכים בדרך כלל אינו מגדיל את ה- DA בסטריאטום. זה עולה בקנה אחד עם ממצאים ממחקרי מיקרודיאליזה במכרסמים שהראו כי קפאין (0.25–5 – מ”ג ק”ג -1 תוך ורידי או 1.5 עד 30 מ”ג ק”ג – 1 אינטראפריטונאלי) לא העלה את ה- DA בגרעין האקומבנס, למרות שמחקר דיווח על עלייה. עם מינון גדול (10 מ”ג ק”ג – 1 אינטראפריטונאלי) אך לא במינון קפאין נמוך יותר (3 מ”ג ק”ג – 1 אינטראפריטונאלי) . לפיכך, על בסיס הממצאים הנוכחיים והקודמים והתוצאות הפרה-קליניות, קפאין במינונים הרלוונטיים לצריכה אנושית לא מגדיל את ה- DA בגרעין האקומבנס. מכיוון שהיכולת של סמים בהם נעשה שימוש לרעה להגביר את ה DA היא הכרחית להשפעותיהם המתגמלות ולהתאמות עצביות הקשורות לפנוטיפ ההתמכרות, זה יכול להסביר מדוע קפאין אינו מייצר את המצב הכפייתי ואת אובדן השליטה המאפיין התמכרות.

עלייה ב- D2 / D3R בסטריאטום הגחוני כתוצאה מקפאין נקשרה לעלייה בערנות. קשר זה בין ערנות ל- D2 / D3R חוזר על  הממצאים הקודמים שלנו בנוגע למחסור בשינה אך בכיוון ההפוך, בו הראינו שהירידות בזמינות D2 / D3R ב  בסטריאטום הגחוני עם מחסור בשינה נקשרו לירידות בערנות. במחקר ה- PET הקודם,  עלייה בפעילות של D2 / D3R סטריאטליים בעזרת קפאין נקשרה לעייפות מופחתת. לכן, זה מספק ראיות לכך שהאיתות המשופר באמצעות D2 / D3R באזורים סטריאטלים עשוי להגביר את הערנות או להפחית את העייפות, ואילו איתות מופחת עשוי להפחית את הערנות או להגביר את העייפות.

מגבלות המחקר

באופן מסורתי, עליות בפעילות D2 / D3R עם [11C]raclopride כפי שנצפו כאן, פורשו כך שפעילות זו משקפת ירידות בהפרשת .DA  במקום זאת, המודל שלנו מוביל אותנו לפרש אותם כעלייה ברמות D2 / D3R ו / או עליה בזיקה. עם זאת, המודל שלנו לא יכול לשלול את הבלבול הפוטנציאלי שיותר מגורם אחד יכול להשפיע על הקשירה של  .[11C]raclopride מהבחינה הזו, יש לבצע ניסויים פרה-קליניים המשתמשים בתרכובות סלקטיביות יותר בכדי לחקור האם השפעות הקפאין על קשירת [11C]raclopride משקפות שינויים בביטוי או בזיקה של D2 / D3R והאם השפעות אלה משקפות את האנטגוניזם של קפאין ב A2AR. כמו כן מכיוון ש [11C] raclopride נקשר הן ל  D2R  והן ל D3R  איננו יכולים להבחין בין אם העלייה הנוצרת על ידי קפאין ב-   BPND  הסטריאטלי משקפת רק עליות ב- D2R או גם ב .D3R עם זאת, בפוטמן, בו הצפיפות היחסית של D3R  נמוכה בהרבה מזו של,D2R  השפעות הקפאין עשויות לשקף את D2R. בלבול פוטנציאלי נוסף במחקר שלנו הוא שקפאין מפחית באופן משמעותי את זרימת הדם במוח, מה שעלול להפריע למדדי ה BPNDשכן השפעות זרימת הדם במוח שונות בין הצרבלום לסטריאטום . עם זאת, מכיוון שקפאין מפחית את זרימת הדם במוח בסטריאטום במידה רבה יותר מאשר בצרבלום, דבר זה יוביל לירידות ב BPND הסטריאטלי, ואילו אנו הראינו את ההפך; כלומר עליות ב BPND סטריאטלי עם קפאין, דבר המצביע על כך שהממצאים שלנו אינם נובעים משינויים הנוצרים על ידי קפאין בזרימת הדם במוח. אף על פי ששיטת ה- PET של 11C] raclopride] אינה יכולה להבחין בין D2 / D3R פרה-סינפטי ופוסט-סינפטי, העובדה שקפאין הוא אנטגוניסט בקולטני  A2A, הבאים לידי ביטוי בנוירונים של עמוד השדרה המבטאים D2R אך לא בנוירונים של DA מובילים אותנו להניח שההשפעות הן פוסט-סינפטיות. בלבול נוסף במחקרים שלנו הוא אפקט הסדר, שכן פלצבו ניתן תמיד שעתיים לפני קפאין. עם זאת, מחקרים אשר העריכו את שכפול המבחן לבדיקה חוזרת של קשירת 11C] raclopride] (כולל שלנו) לא דיווחו על הבדלים מובהקים בין המדדים, גם כאשר המדדים החוזרים ונשנים בוצעו באותו יום כמחקר הנוכחי, דבר המצביע על כך שאפקט הסדר לא צפוי להסביר את הממצאים שלנו. אין באפשרותנו להעריך אם המשתתפים הצליחו לקבוע אם קיבלו קפאין או פלצבו מכיוון שלא ביררנו איתם בסוף המחקר. לבסוף, לא אספנו דגימות דם לאפינפרין ונוראדרנלין, המוגברים על ידי קפאין. לפיכך, איננו יכולים לשלול את תרומת השפעות הקפאין במערכת האוטונומית על ההשפעות ההתנהגותיות של קפאין. עם זאת, הקשר המשמעותי בין עלייה בזמינות D2R ב- סטריאטום הגחוני לבין ערנות מצביע על כך שהשפעות הקפאין על איתות D2R תורמות להשפעות המעוררות שלו.

מסקנה

מחקרנו מראה עלייה משמעותית בפעילות D2 / D3R בסטריאטום עם מתן קפאין, מה שמעיד שקפאין במינונים הנצרכים על ידי בני אדם אינו מגדיל את ה- DA בסטריאטום. במקום זאת אנו מפרשים את ממצאינו כדי להצביע על כך שההשפעות מגבירות הDA של קפאין הן עקיפות ומתווכות על ידי עלייה ברמות D2 / D3R ו / או שינויים בזיקת D2 / D3R.