Langdurige depressie

Langdurige depressie, of LTD, is een van de manieren waarop synaptische plasticiteit – veranderingen in de sterkte van chemische synapsen – in de hersenen kan optreden. LTD is het proces van synaptische verzwakking dat in de loop van de tijd optreedt tussen pre- en postsynaptische neuronale verbindingen. De synaptische verzwakking van LTD heeft een tegenovergestelde werking ten opzichte van de synaptische versterking door langdurige potentiëring (LTP) en vormen samen de belangrijkste mechanismen die ten grondslag liggen aan leren en geheugen.

Mechanisme voor calciumionenconcentratie

Als na verloop van tijd alle synapsen maximaal versterkt zijn door LTP of een ander mechanisme, dan zou de efficiëntie van de hersenen afvlakken, waardoor het leren en het vormen van nieuwe herinneringen moeilijk wordt. LTD is een manier om zwakkere synapsen te snoeien, waardoor de flexibiliteit in het centrale zenuwstelsel wordt teruggebracht. Een mechanisme waardoor LTD optreedt, hangt af van het aantal calciumionen in het postsynaptische neuron na presynaptische stimulatie. Onregelmatige of lage niveaus van presynaptische stimulatie leiden tot een lage instroom van calciumionen, wat bijdraagt tot een lage calciumionenconcentratie in het postsynaptische neuron.

De lage calciumionenconcentratie zet een signaalcascade op gang die ervoor zorgt dat α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionzuur (AMPA) glutamaatreceptoren uit het plasmamembraan worden verwijderd. De postsynaptische respons op dezelfde sporadische presynaptische stimulatie wordt verder verzwakt, omdat er minder kanalen zijn om positief geladen ionen het membraan binnen te stromen en het neuron te depolariseren. Het neuron hergebruikt de AMPA-receptoren op een later tijdstip of scheidt de receptoren in de verschillende subeenheden.

LTD werd voor het eerst beschreven voor de hippocampus, omdat gedacht werd dat het oude herinneringen opruimt. Later is aangetoond dat LTD voorkomt in veel hersenregio's, zoals het cerebellum, het striatum en de cortex. De aanwezigheid van LTD in het brein is niet te missen en ligt ten grondslag aan het goed functioneren van de hersenen.

LTD en ziekte

Er wordt gedacht dat verstoringen in het mechanism van LTD bijdraagt aan talrijke neurologische en cognitieve stoornissen zoals verslaving, mentale retardatie en de ziekte van Alzheimer. Er wordt onderzoek gedaan om de mechanismen van LTD beter te begrijpen, hoe neurologische aandoeningen optreden en om behandelingen te ontwikkelen.