Glial Contribution to Seizure: Carbonic Anhydrase Activity in Epileptic Mammalian Brain
Authors: Guillaume Daniel , Grisar Thierry , Vergniolle‐Burette Marilyn 
Published: November 2007

SUMMARY: The activity of carbonic anhydrase (CA), a glial enzyme, was measured in the epileptic cortex of audiogenic DBA/2 mice and of cats with a freeze lesion. In mice, the activity increased with age from birth to 24 days, but were always higher in audiogenic mice than in normal C57/BL mice, reflecting species differences. The difference between the two strains increased sharply from 25 to 40 days of age, after the period of maximal audiogenic susceptibility. Acetazolamide, a CA‐specific inhibitor, greatly decreased the seizure severity score of DBA/ 2 mice after a single intraperitoneal (i.p.) administration (150 mg/kg). After 24 days of age, when CA activities were high, the effect of acetazolamide was less important, suggesting that the increased cortical CA activity might reflect a protective mechanism. In cats with a freeze lesion, no significant changes in CA activities were observed in the actively discharging primary and secondary foci as compared with the nonepileptogenic perifocal cortex and the control cortex of sham‐operated animals. The results indicate that the cortex of genetically susceptible audiogenic mice has an increased CA activity. The hypothesis of an adaptive glial mechanism, relating to the age‐dependent decrease of seizure susceptibility in DBA/2 mice, is postulated.

L'activité de I'anhydrase carbonique (AC), une enzyme gliale, a été mesurée dans des homogénats de cortex épileptique chez la souris audiogène DBA/2 et chez le chat porteur d'une lésion par le froid. Chez la souris, l'activité enzymatique augmente avec l'âge depuis la naissance jusqu'à 24 jours, mais est toujours supérieure chez la souris audiogéne par rapport à la souche contrôle C57/BL, reflétant des différences génétiques. Entre 25 et 40 jours de vie postnatale, c'est à dire après la période de susceptibilité audiogénique maximale, la différence entre les deux souches s'accroît fortement. L'acéHazolamide, un inhibiteur spécifique de l'AC, diminue de façon importante le score de sévéritéépileptique de la souris DBA/2 après une administration intrapéitonéale unique (150 mg/kg). Cet effet de l'acétazolamide est moins marqué lorsque l'activité AC est élevée, suggérant que l'augmentation de l'activité de l'AC après 24 jours chez la souris DBA/2 pourrait constituer un méanisme protecteur. Chez le chat porteur d'une léion par le froid, aucune modification significative de l'activité enzymatique n'est observée dans les foyers épileptiques actifs primaires et secondares par rapport au cortex périfocal non épileptique et au cortex contrôle de chats témoins. Ces résultats indiquent l'existence d'une augmentation de l'activité de l'AC dans le cortex de souris génétiquement audiogéniques. L'hypothèse d'un mécanisme glial adaptatif, en relation avec la disparition de la susceptibilité audiogénique avec l'âge chez la souris DBA/2, est évoquée.

Se ha medido la actividad de la carbónico‐anhidrasa (CA), una enzima glial, en la corteza epiléptica de los ratones audiogénicos DBA/2 y en gatos con lesiones por congelación. En las ratas la actividad se incrementa con la edad desde el nacimiento hasta los 24 días pero fue siempre más elevada en ratones audiogénicos que en ratones normales C57/BL, lo que refleja diferencias de especie. Las diferencias entre los dos tipos de ratón se incrementaron abruptamente desde los 25 a los 40 días de edad después de un período de susceptibilidad audiogénica máxima. La acetazolamida, un inhibidor específico de la CA, incrementó la severidad de la frecuencia de ataques de los ratones DBA/2 después de una inyección intraperitoneal única (150 mg/kg). Después del día 24 de edad, cuando la actividad de la CA era elevada, el efecto de la acetazolamida fue menos importante, lo que sugiere que el incremento de la actividad cortical de la CA puede reflejar un mecanismo de protección. En gatos con lesiones por congelación no se observaron cambios significativos en la actividad de la CA cuando se buscaron en la zona activamente primaria de descargas y en los focos secundarios, comparándolos con la corteza periofocal no‐epileptogénica y con los animales control con técnica operatoria similar (Sham). Los resultados indican que la corteza de ratones genéticamente susceptibles a crisis audiogénicas tiene un incremento de la actividad de la CA. Los autores postulan la existencia de un mecanismo adaptativo glial, en relatión con una reducción de la susceptibilidad para ataques edad‐dependientes, en los ratones DBA/2.

Die Aktivität von Carboanhydrase (CA), einem glialen Enzym, wurde im epileptischen Kortex von audiogenen DBA/2‐Mäusen und Katzen mit Gefrierläsionen gemessen. Bei Mäusen stieg die Aktivität mit dem Alter von Geburt bis zum 24. Tag an, sie war bei audiogenen Mäusen immer höhen als bei normalen C57/BL‐Mäusen. Der Unterschied zwischen den beiden Stämmen stieg stark vom 25. zum 40. Lebenstag an, also nach der Periode der maximalen audiogenen Empfindlichkeit. Acetazolamid, ein spezifischer CA‐Hemmer, minderte nach einer einzigen intraperitonealen Gabe (150 mg/kg) stark den Schweregrad‐Rang von Anfällen von DBA/2‐Mäusen. Nach dem 24. Lebenstag, wenn die CA‐Aktivitäten hoch waren, war die Wirkung von Acetazolamid weniger deutlich, was nahelegt, daß die erhöhte kortikale CA‐Aktivität einen protektiven Mechanismus wiedergibt. Bei Katzen mit Gefrierläsionen waren keine signifikanten CA‐Aktivitätsänderungen bei aktiv entladenden primären und sekundären Foci zu sehen im Vergleich zum nichtepileptogenen perifokalen Kortex und zu scheinoperierten Kontrolltieren. Die Ergebnisse zeigen, daß der Kortex von genetisch‐audiogenen Mäusen eine erhöhte CA‐Aktivität hat. Es wird die Hypothese aufgestellt von einem adaptiven glialen Mechanismus, der alterabhängig zu einem Abfall der Anfallsempfindlichkeit bei DBA/2‐Mäusen führt.