De NMDA-receptorantagonist D-2-amino-5-fosfonopentanoaat (D-AP5) belemmert ruimtelijk leren en LTP in vivo bij intracerebrale concentraties die vergelijkbaar zijn met die welke LTP blokkeren in vitro

In deze serie experimenten werd onderzocht of de NMDA-receptorantagonist D-2-amino-5-fosfonopentanoaat (D-AP5) beperkingen van ruimtelijk leren kon induceren over een dosisbereik dat vergelijkbaar is met de belemmering van hippocampale lange-termijn potentiatie (LTP) in vivo. Schattingen van de extracellulaire concentratie van D-AP5 in de hippocampus met behulp van microdialyse werden ook gemaakt om te vergelijken of deze stoornissen optreden bij concentraties die vergelijkbaar zijn met de concentraties die nodig zijn om LTP in de in vitro hippocampus slice te storen. Ratten werden chronisch geïnfundeerd met D-AP5 in de laterale ventrikel in een reeks concentraties (0-50 mM) via osmotische minipompen. Ze werden eerst getraind te vinden en te ontsnappen op een verborgen platform in een open-veld water doolhof taak. Na het gedragsmatig leren werden ze verdoofd met urethaan en werd getracht hippocampale LTP op te wekken en te controleren. Extracellulaire monsters van D-AP5 in de hippocampus werden vervolgens genomen met behulp van microdialyse, en tenslotte werden de dieren gedood en de weefselmonsters ontleed. De microdialyse en weefselmonsters werden geanalyseerd op D-AP5 gehalte met behulp van HPLC met fluorescentie detectie. De resultaten stelden ten eerste vast dat D-AP5 het ruimtelijk leren op een lineaire dosis-afhankelijke manier belemmert, die sterk gecorreleerd is met de overeenkomstige belemmering van hippocampale LTP in vivo. Bij geen enkele concentratie van D-AP5 werd LTP geblokkeerd zonder het leren te beïnvloeden. Ten tweede bleek uit de microdialyse dat, onder bepaalde voorwaarden, D-AP5 deze aantastingen veroorzaakt bij extracellulaire concentraties die vergelijkbaar zijn met die welke LTP in vitro aantasten. Ten derde, vergelijking van het gehele weefsel en de microdialyse monsters toonde een concentratie verhouding van ongeveer 30:1, wat aangeeft dat 97% van de intracerebrale D-AP5 ontoegankelijk is voor de dialyse sondes. Infusie van 20 mM EGTA bleek een zevenvoudige toename van D-AP5 in de dialyse perfusaten te veroorzaken, wat suggereert dat ten minste een deel van het ontoegankelijke D-AP5 wordt gevangen door een calcium-afhankelijk mechanisme. Twee andere gedragscontroles toonden aan dat het onwaarschijnlijk is dat de door D-AP5 veroorzaakte verslechtering van het ruimtelijk leren secundair is aan een door het geneesmiddel veroorzaakte motorische stoornis, en dat de prestaties van de D-AP5 groep, waarvan de concentratie net voldoende was om hippocampale LTP volledig te blokkeren, statistisch niet te onderscheiden waren van die van een groep ratten met bilaterale hippocampale laesies geïnduceerd door iboteninezuur. Al met al bieden deze bevindingen ondersteuning voor de hypothese dat activering van NMDA-receptoren noodzakelijk is voor bepaalde vormen van leren.