Langzeitpotenzierung im Hippokampus unter Verwendung depolarisierender Stromimpulse als konditionierenden Reiz für Einzelstoß-synaptische Potentiale

Die Bedingungen, die für die assoziativen Eigenschaften der Langzeitpotenzierung (LTP) verantwortlich sind, wurden im CA1-Bereich der Hippokampus-Schnittpräparation untersucht. Intrazellulär aufgezeichnete EPSPs, die durch Einzelstoß-Stimulation mit niedriger Frequenz (0,15–0,1 Hz) im Stratum radiatum oder oriens hervorgerufen wurden, wurden mit depolarisierenden Stromimpulsen (50–100 ms) kombiniert, die über die Aufnahmemikroelektrode injiziert wurden. Es wird gezeigt, dass diese EPSPs, wenn sie mit Impulsen ausreichender Amplitude gepaart sind, potenziert werden. Diese Potenzierung erreichte im Allgemeinen nach 20–30 Paarungsvorgängen ein Maximum und konnte die Konditionierungsperiode um mehr als 1 Stunde überdauern. Sie war spezifisch für den gepaarten Eingang, wurde durch 2-Amino-5-phosphonovalerat (APV) blockiert und weitgehend durch vorherige homosynaptische Tetanisierungen blockiert (und umgekehrt). In Experimenten mit Picrotoxin (PTX) im Bad wurden EPSPs mit 2–4 nA-Stromimpulsen potenziert, wobei in normaler Lösung etwas höhere Werte beobachtet wurden. Die wirksamen Stromimpulse erzeugten sowohl in normaler Lösung als auch in PTX-Lösung eine repetitive Spikentätigkeit von 7–11 Spikes (pro 100 ms), und innerhalb dieses Bereichs waren höhere Frequenzen mit stärkeren Potenzierungen verbunden. Da jedoch ähnliche Grade der EPSP-Potenzierung nach Blockade der Spikaktivität durch intrazelluläres QX-314 beobachtet wurden, war die Spikaktivität nicht der primäre konditionierende Faktor. Damit die Potenzierung auftritt, musste das EPSP zusammen mit dem Stromimpuls erfolgen oder diesem um weniger als ca. 100 ms vorausgehen. Es wurde keine Potenzierung beobachtet, wenn das EPSP unmittelbar auf den Impuls folgte. Die Ergebnisse legen nahe, dass der Aspekt der Kooperativität bei der LTP mit einem Bedarf an ausreichender postsynaptischer Depolarisation zusammenhängt.(ABSTRAKT BEI 250 WORTEN ABGEBROCHEN)