Alcohol Effects on Stress Pathways: Impact on Craving and Relapse Risk

Can J Psychiatry. 2016 Mar;61(3):145-53. doi: 10.1177/0706743716632512. Epub 2016 Feb 9.

Abstract

A significant amount of neurobiological research regarding the development of alcohol use disorders (AUDs) has focused on alcohol-related activation and long-term alterations in the mesocortical dopaminergic reward pathways. However, alcohol does not only interact with brain reward systems. Many of its acute and chronic effects may be related to allostatic adaptations in hypothalamic and extrahypothalamic stress regulation pathways. For example, acute binge intoxication is associated with hypothalamically driven increases in blood cortisol, norepinephrine, and sex steroid metabolite levels. This may contribute to the development of mesocortical sensitization to alcohol. Furthermore, chronic alcohol exposure is associated with systemic dysregulation of the hypothalamic pituitary adrenal axis, sympathetic adrenal medullary system, and sex steroid systems. This dysregulation appears to manifest as neuroendocrine tolerance. In this review, we first summarize the literature suggesting that alcohol-induced alterations in these hypothalamic systems influence craving and contribute to the development of AUDs. We note that for women, the effects of alcohol on these neuroendocrine stress regulation systems may be influenced by the rhythmic variations of hormones and steroids across the menstrual cycle. Second, we discuss how changes in these systems may indicate progression of AUDs and increased risk of relapse in both sexes. Specifically, neuroendocrine tolerance may contribute to mesocortical sensitization, which in turn may lead to decreased prefrontal inhibitory control of the dopaminergic reward and hypothalamic stress systems. Thus, pharmacological strategies that counteract alcohol-associated changes in hypothalamic and extrahypothalamic stress regulation pathways may slow the development and progression of AUDs.

Une portion significative de la recherche neurobiologique sur le développement des troubles liés à l’alcool (TLA) a mis l’accent sur l’activation et les altérations à long terme, liées à l’alcool, des voies mésocorticales dopaminergiques de récompense du cerveau. Toutefois, l’alcool n’interagit pas seulement avec les systèmes de récompense du cerveau. Nombre de ses effets aigus et chroniques peuvent être liés aux adaptations allostatiques dans les trajectoires hypothalamiques et extra-hypothalamiques de régulation du stress. Par exemple, l’intoxication par beuverie aiguë est associée à des hausses des taux sanguins de cortisol, de norépinéphrine, et des métabolites stéroïdes sexuels, d’origine hypothalamique. Ceci peut contribuer au développement d’une sensibilisation mésocorticale à l’alcool. En outre, l’exposition chronique à l’alcool est associée à une dysrégulation systémique de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien, du système sympathique médullaire surrénal, et des systèmes de stéroïdes sexuels. Cette dysrégulation semble se manifester comme une tolérance neuroendocrinienne. Dans cette revue, nous résumons en premier lieu la littérature suggérant que les altérations induites par l’alcool dans ces systèmes hypothalamiques influencent l’état de manque et contribuent au développement des TLA. Nous observons que pour les femmes, les effets de l’alcool sur ces systèmes de régulation du stress neuroendocrinien peuvent subir l’influence des variations rythmiques des hormones et des stéroïdes au cours du cycle menstruel. Deuxièmement, nous discutons de la manière dont les changements de ces systèmes peuvent indiquer la progression des TLA et le risque accru de rechute chez les deux sexes. Spécifiquement, la tolérance neuroendocrinienne peut contribuer à la sensibilisation mésocorticale qui à son tour peut entraîner un contrôle inhibitoire préfrontal diminué de la récompense dopaminergique et des systèmes de stress hypothalamique. Donc, les stratégies pharmacologiques qui contrecarrent les changements associés à l’alcool dans les trajectoires de régulation du stress hypothalamiques et extra-hypothalamiques peuvent ralentir le développement et la progression des TLA.

Keywords: alcohol; allostasis; autonomic; craving; hypothalamic pituitary adrenal axis; hypothalamic pituitary gonadal axis; prefrontal cortex; relapse.

Publication types

  • Review
  • Research Support, N.I.H., Extramural

MeSH terms

  • Alcohol-Related Disorders* / metabolism
  • Alcohol-Related Disorders* / physiopathology
  • Humans
  • Hypothalamo-Hypophyseal System* / metabolism
  • Hypothalamo-Hypophyseal System* / physiopathology
  • Pituitary-Adrenal System* / metabolism
  • Pituitary-Adrenal System* / physiopathology
  • Signal Transduction / physiology*
  • Stress, Psychological* / metabolism
  • Stress, Psychological* / physiopathology