Long Term Potentiation

Sharing is caring

Long Term Potentiation (LTP) er den mekanisme, der danner grundlag for indlæring og for konsolidering og lagring af korttids hukommelse som langtidshukommelse.

Ved LTP “fyrer” ét præsynaptisk neuron via sin nerveterminal på ét postsynaptisk neuron. Aktiviteten i den pågældende synapse fører til en øget responsivitet af det postsynaptiske neuron, hvilket enten kan skyldes en øget responsitivitet af den postsynaptiske membran i det postsynaptiske neuron, eller at mere nervetransmitter frisættes fra det præsynaptiske neuron, eller begge. Fænomenet betegnes synaptisk plasticitet.

I henhold til den mest fremherskende model som baseres på forsøg udført i skiver af hippocampus, spiller NMDA receptoren en nøglerolle for LTP. NMDA receptoren er en både ligand- og spændingsafhængig ion-kanal. Åbning af NMDA receptor-channel komplekset kræver at Mg2+ som normalt blokerer ionkanalen af NMDA receptor-komplekset, fjernes fra bindingssitet i ionkanalen. Dette sker når det postsynaptiske membran depolariserer, hvilket fører til en spændingsafhængig konformationel ændring af NMDA receptor komplekset.

Depolariseringen af den postsynaptiske membran kræver forudgående aktivering af andre glutamat receptorer, AMPA receptorer, som ved binding af glutamat åbner en Na+ kanal. Først når membranen er depolariseret tilstrækkeligt og Mg2+ blokaden af NMDA receptor-channel komplekset er ophævet, vil binding af glutamat til det ligand-bindende domæne i NMDA receptoren, åbne ion-kanalen for Ca2+ (og Na+) som nu strømmer ind i nervecellen. Denne øgning af den intracellulære Ca2+ koncentration kan forstærkes af Ca2+, som frisættes fra de intracellulære depoter for Ca2+, herunder endoplasmatisk reticulum (ER).

Den øgede intracellulære Ca2+ er afgørende for induktionen af LTP, idet øget Ca2+ inducerer en række biokemiske forandringer i den postsynaptiske celle. Bl.a. dannes gassen NO, der diffunderer tilbage og stimulerer den præsynaptiske celle til at frigive mere neurotransmitter (jvf. ovenfor). Desuden forårsager ændringer i intracellulært Ca2+ ændringer i syntese og recycling/transport af bl.a. NMDA- såvel som AMPA-receptor subunits til den postsynaptiske membran (jvf ovenfor).

Alt det ovenfor nævnte hører under begrebet synaptisk plasticitet. Ved vedvarende øget synaptisk aktivitet ses desuden strukturelle ændringer i den postsynaptiske celle herunder ændringer i og øget antal spinae på neuronernes dendritter. LTP kan således også føre til en strukturel plasticitet
af de involverede neuronale netværk.

Overordnet betyder dette, at korterevarende, øget synaptisk aktivitet kan øge sandsynligheden for at fremtidig synaptisk aktivitet finder sted i samme neuron(er).

Andre neurotransmittersystemer, som de cholinerge, serotonerge og noradrenerge systemer vil have en modulerende effekt på induktion af LTP.

LTP blev først påvist i hippocampus (dels mellem perforant pathway og granulacellernes dendritter i gyrus dentatus, dels mellem Schafferkollateralerne (axonkollateraler fra CA3 pyramidecellerne) som danner synapser med spinae på CA1 pyramidecellernes apicale dendriter i str. radiatum af CA1). Tilsvarende proces er påvist i andre corticale områder og i amygdala, hvor der også sker en konsolidering af korttids- til angtidshukommelse. LTP fænomenet persisterer i adskillige timer i hippocampale neuroner fra rotter. Måske persisterer det permanent hos mennesket.

Denne video gennemgår begrebet ret godt:

Begrebet indgår også i disse slides:


Sidst opdateret 3. januar 2017