NAMDA-receptorantagonisten D-2-amino-5-fosfonopentanoat (D-AP5) försämrar rumslig inlärning och LTP in vivo vid intracerebrala koncentrationer som är jämförbara med dem som blockerar LTP in vitro

I denna serie experiment undersöktes om NMDA-receptorantagonisten D-2-amino-5-fosfonopentanoat (D-AP5) skulle kunna framkalla försämrad rumslig inlärning i ett dosintervall som är jämförbart med dess försämring av långtidspotentiering (LTP) i hippocampus in vivo. Uppskattningar av den extracellulära koncentrationen av D-AP5 i hippocampus med hjälp av mikrodialys gjordes också för att jämföra om dessa försämringar uppstår vid koncentrationer som liknar dem som krävs för att försämra LTP i in vitro hippocampusskivan. Råttor infunderades kroniskt med D-AP5 i den laterala ventrikeln i olika koncentrationer (0-50 mM) via osmotiska minipumpar. De tränades först att hitta och fly till en dold plattform i en öppen vattenlabyrint. Efter beteendeinlärningen sövdes de med uretan och man försökte framkalla och övervaka hippocampal LTP. Extracellulära prover av D-AP5 i hippocampus togs sedan med hjälp av mikrodialys, och slutligen avlivades djuren och vävnadsprover dissekerades. Mikrodialysen och vävnadsproverna analyserades med avseende på D-AP5-innehållet med hjälp av HPLC med fluorescensdetektion. Resultaten fastställde för det första att D-AP5 försämrar rumslig inlärning på ett linjärt dosberoende sätt, vilket är starkt korrelerat med motsvarande försämring av hippocampal LTP in vivo. Ingen koncentration av D-AP5 observerades blockera LTP utan att påverka inlärningen. För det andra visade mikrodialysbedömningarna att D-AP5, under vissa antaganden, orsakar dessa försämringar vid extracellulära koncentrationer som är jämförbara med de koncentrationer som försämrar LTP in vitro. För det tredje visade en jämförelse av proverna från helvävnad och mikrodialys ett koncentrationsförhållande på cirka 30:1, vilket tyder på att 97 % av det intracerebrala D-AP5 är otillgängligt för dialyssonderna. Infusion av 20 mM EGTA visade sig orsaka en sjufaldig ökning av D-AP5 i dialysparfusaten, vilket tyder på att åtminstone en del av det otillgängliga D-AP5 fångas upp av en kalciumberoende mekanism. Två ytterligare beteendekontrollstudier visade att den D-AP5-inducerade försämringen av den spatiala inlärningen sannolikt inte är sekundär till en läkemedelsinducerad motorisk störning, och att prestandan hos den D-AP5-grupp vars koncentration var precis tillräcklig för att blockera hippocampal LTP helt och hållet var statistiskt omöjlig att skilja från prestandan hos en grupp råttor med bilaterala hippocampala lesioner inducerade med ibotensyra. Sammantaget ger dessa resultat stöd för hypotesen att aktivering av NMDA-receptorer är nödvändig för vissa typer av inlärning.