Antagonista NMDA receptoru D-2-amino-5-fosfonopentanoát (D-AP5) zhoršuje prostorové učení a LTP in vivo při intracerebrálních koncentracích srovnatelných s těmi, které blokují LTP in vitro

Tato série experimentů zkoumala, zda antagonista NMDA receptorů D-2-amino-5-fosfonopentanoát (D-AP5) může vyvolat zhoršení prostorového učení v rozsahu dávek srovnatelném s jeho zhoršením hipokampální dlouhodobé potenciace (LTP) in vivo. Byly rovněž provedeny odhady extracelulární koncentrace D-AP5 v hipokampu pomocí mikrodialýzy, aby bylo možné porovnat, zda k těmto poruchám dochází při koncentracích podobných těm, které jsou potřebné k narušení LTP v hipokampálním plátku in vitro. Potkanům byl chronicky podáván D-AP5 do postranní komory v různých koncentracích (0-50 mM) prostřednictvím osmotických minipump. Nejprve byly vycvičeny k nalezení a úniku na skrytou plošinu v úloze vodního bludiště v otevřeném poli. Po behaviorálním učení byli anestetizováni uretanem a byl proveden pokus o vyvolání a sledování hipokampální LTP. Poté byly odebrány extracelulární vzorky D-AP5 v hipokampu pomocí mikrodialýzy a nakonec byla zvířata usmrcena a vzorky tkáně pitvány. Mikrodialýza a vzorky tkání byly analyzovány na obsah D-AP5 pomocí HPLC s fluorescenční detekcí. Výsledky nejprve prokázaly, že D-AP5 zhoršuje prostorové učení lineárně v závislosti na dávce, což vysoce koreluje s odpovídajícím zhoršením hipokampální LTP in vivo. Nebyla pozorována žádná koncentrace D-AP5, která by blokovala LTP bez ovlivnění učení. Za druhé, odhady mikrodialýzy ukázaly, že za určitých předpokladů způsobuje D-AP5 tato poškození při extracelulárních koncentracích srovnatelných s těmi, které poškozují LTP in vitro. Zatřetí, porovnání vzorků celé tkáně a mikrodialýzy odhalilo poměr koncentrací přibližně 30:1, což naznačuje, že 97 % intracerebrálního D-AP5 je pro dialyzační sondy nepřístupné. Bylo zjištěno, že infuze 20 mM EGTA způsobila sedminásobné zvýšení D-AP5 v dialyzačních perfuzátech, což naznačuje, že alespoň část nepřístupného D-AP5 je zachycena mechanismem závislým na vápníku. Dvě další behaviorální kontrolní studie ukázaly, že D-AP5 vyvolané zhoršení prostorového učení pravděpodobně není sekundární k poruše motoriky vyvolané léčivem a že výkon skupiny potkanů s D-AP5, jehož koncentrace byla právě dostatečná k úplnému zablokování hipokampální LTP, byl statisticky nerozlišitelný od výkonu skupiny potkanů s bilaterálními hipokampálními lézemi vyvolanými kyselinou ibotenovou. Celkově tato zjištění nabízejí podporu pro hypotézu, že aktivace NMDA receptorů je nezbytná pro určité druhy učení.