L’antagonista del recettore NMDA D-2-amino-5-fosfonopentanoato (D-AP5) compromette l’apprendimento spaziale e LTP in vivo a concentrazioni intracerebrali paragonabili a quelle che bloccano LTP in vitro

Questa serie di esperimenti ha indagato se l’antagonista del recettore NMDA D-2-amino-5-fosfonopentanoato (D-AP5) potrebbe indurre danni di apprendimento spaziale attraverso una gamma di dosi paragonabile alla sua compromissione del potenziamento a lungo termine ippocampale (LTP) in vivo. Stime della concentrazione extracellulare di D-AP5 nell’ippocampo utilizzando microdialisi sono stati anche fatti per confrontare se queste menomazioni si verificano a concentrazioni simili a quelle necessarie per compromettere LTP nella fetta ippocampale in vitro. I ratti sono stati infusi cronicamente con D-AP5 nel ventricolo laterale in una gamma di concentrazioni (0-50 mM) tramite minipompe osmotiche. Sono stati prima addestrati a trovare e fuggire su una piattaforma nascosta in un campo aperto compito labirinto d’acqua. Dopo l’apprendimento comportamentale, sono stati anestetizzati con uretano e un tentativo è stato fatto per evocare e monitorare LTP ippocampale. Campioni extracellulari di D-AP5 nell’ippocampo sono stati poi prelevati con la microdialisi e, infine, gli animali sono stati uccisi e i campioni di tessuto sezionati. La microdialisi e i campioni di tessuto sono stati analizzati per il contenuto di D-AP5 utilizzando HPLC con rilevamento della fluorescenza. I risultati hanno stabilito, in primo luogo, che D-AP5 compromette l’apprendimento spaziale in modo lineare dose-dipendente, altamente correlato con la sua corrispondente compromissione del LTP ippocampale in vivo. Nessuna concentrazione di D-AP5 è stata osservata per bloccare LTP senza influenzare l’apprendimento. In secondo luogo, le stime di microdialisi hanno indicato che, fatte salve alcune ipotesi, D-AP5 provoca queste menomazioni a concentrazioni extracellulari paragonabili a quelle che compromettono LTP in vitro. In terzo luogo, il confronto dei campioni di tessuto intero e microdialisi ha rivelato un rapporto di concentrazione di circa 30:1, indicando che il 97% del D-AP5 intracerebrale è inaccessibile alle sonde di dialisi. Infusione di 20 mM EGTA è stato trovato per causare un aumento di sette volte in D-AP5 nei perfusati dialisi, suggerendo che almeno una parte del inaccessibile D-AP5 è intrappolato da un meccanismo dipendente dal calcio. Due ulteriori studi di controllo comportamentale hanno indicato che la compromissione indotta da D-AP5 dell’apprendimento spaziale è improbabile che sia secondaria a un disturbo motorio indotto dal farmaco, e che le prestazioni del gruppo D-AP5 la cui concentrazione era appena sufficiente a bloccare completamente il LTP ippocampale erano statisticamente indistinguibili da quelle di un gruppo di ratti con lesioni ippocampali bilaterali indotte da acido ibotenico. Presi insieme, questi risultati offrono supporto all’ipotesi che l’attivazione dei recettori NMDA sia necessaria per certi tipi di apprendimento.