Χολινεργικές δράσεις στον ιππόκαμπο επίμυος μετά από προκλητούς σπασμούς κατά την ανάπτυξη
Authors: Μικρούλης Απόστολος 
Published: September 2021

Εµφάνιση του Status epilepticus σε νεαρή ηλικία µπορεί να συνδέεται µε µακροπρόθεσµη διευκόλυνση παραγωγής επιληπτικών κρίσεων. Στην παρούσα µελέτη ένα in vivo µοντέλο παρατεταµένων γενικευµένων κρίσεων εφαρµόζεται σε ανώριµους αρουραίους και τα µακροπρόθεσµα χολινεργικά/µουσκαρινικά αποτελέσµατα –καθώς πρόκειται για ένα νευρορρυθµιστικό σύστηµα εµπλεκόµενο και στην παραγωγή κρίσεων και στη φυσιολογική γνωσιακή λειτουργίααξιολογούνται σε in vitro παρασκεύασµα διαφραγµατικού και κροταφικού ιπποκάµπου –µιας δοµής που σχετίζεται µε τη συνηθέστερη µορφή γενικευµένης επιληψίας, την επιληψία κροταφικού λοβού, και που κατέχει σηµαντικό ρόλο στις διαδικασίες µνήµης και µάθησης- υπό την επαγωγή επιληπτοειδούς δραστηριότητας µεσοκρισικού τύπου –καθώς οι µεσοκρισικές εκφορτίσεις ενδέχεται να διευκολύνουν την παραγωγή επιληπτικών κρίσεων, και συνδέονται επίσης µε παροδικές γνωσιακές διαταραχές- ώστε να επιτύχουµε παρόµοιες συνθήκες αυξηµένου συγχρονισµού και διέγερσης µε αυτές που πραγµατοποιούνται σε ανάλογες συνθήκες στον άνθρωπο. 149 εγκάρσιες κροταφικές ή διαφραγµατικές τοµές ιπποκάµπου (µε µέγιστο όριο χρήσης 2 τοµών ανά πειραµατόζωο) παρασκευάστηκαν από ενήλικους (>2µηνών) αρουραίους Sprague-Dawley φυσιολογικούς (n=58) ή που είχαν υποστεί µια παρατεταµένη (>20λεπτά) γενικευµένη κρίση µε 60-90mg/kg pentylenetetrazole (“PTZ”) και διαβράχηκαν είτε µε τΕΝΥ άνευ µαγνησίου είτε µε τΕΝΥ µε 50µM 4-αµινοπυριδίνης. Οι επιληπτοειδείς εκφορτίσεις µεσοκρισικού τύπου της περιοχής CA3 καταγράφηκαν εξωκυττάρια, και ο ρυθµός επανεµφάνισής τους µετρήθηκε ως συχνότητα (Hz). Σε µέρος των τοµών (n=17) διατηρήθηκε και ο µέσος ενδορρινικός φλοιός και πραγµατοποιήθηκαν φυσιολογικούς (n=58) ή που είχαν υποστεί µια παρατεταµένη (>20λεπτά) γενικευµένη κρίση µε 60-90mg/kg pentylenetetrazole (“PTZ”) και διαβράχηκαν είτε µε τΕΝΥ άνευ µαγνησίου είτε µε τΕΝΥ µε50µM 4-αµινοπυριδίνης. Οι επιληπτοειδείς εκφορτίσεις µεσοκρισικού τύπου της περιοχής CA3καταγράφηκαν εξωκυττάρια, και ο ρυθµός επανεµφάνισής τους µετρήθηκε ως συχνότητα (Hz). Σεµέρος των τοµών (n=17) διατηρήθηκε και ο µέσος ενδορρινικός φλοιός και πραγµατοποιήθηκαν στην συνεισφορά των µουσκαρινικών υποδοχέων στην βασική κατάσταση στο µοντέλο τηςαµινοπυριδίνης, στην οµάδα των τοµών PTZ πειραµατοζώων, που εµφανίστηκε ως αυξηµένοαποτέλεσµα στις διαφραγµατικές τοµές έναντι των κροταφικών, αντί της ενισχυµένης απόκρισηςστις κροταφικές έναντι των διαφραγµατικών τοµών φυσιολογικών πειραµατοζώων. Μια παρόµοιατάση ίσως υπάρχει στο µοντέλο µε τΕΝΥ άνευ µαγνησίου αλλά είναι λιγότερο έντονο, πιθανώς λόγωτων λιγότερο εκτεταµένων µειώσεων.Το πείραµα µε τις συνδυασµένες τοµές έδειξε µια ευδιάκριτη διαφορά στον ρυθµό εκφορτίσεων τωνστιβάδων V-VI του µέσου ενδορρινικού φλοιού µεταξύ τοµών φυσιολογικών (0.29±0.29Hz, n=8) και PTZ πειραµατοζώων (0.42±0.29Hz, n=6). Η διαφορά αυτή µειώθηκε µετά την διακοπή τωνπαραπλεύρων ινών Schaffer στην περιοχή CA1 (στις τοµές των PTZ πειραµατοζώων µειώθηκε ησυχνότητα σε 0.18±0.29Hz, χωρίς καµµία µεταβολή της συχνότητας των τοµών φυσιολογικώνπειραµατοζώων). Ο ρυθµός εκφορτίσεων της CA3 παρέµεινε ανεπηρέαστος από τις τοµές(0.65±0.29Hz, n=8 µε εύρος διαφορών µεταξύ τοµών <0.03Hz σε τοµές φυσιολογικών πειραµατοζώων, και 0.47±0.29Hz, n=6 µε εύρος διαφορών µεταξύ τοµών <0.05Hz σε τοµές PTZ πειραµατοζώων).Επιπλέον, η διακοπή των ινών Schaffer προκάλεσε µια ορατή αύξηση της διάρκειας των εκφορτίσεων στον ενδορρινικό φλοιό των PTZ πειραµατοζώων έναντι µικρότερης µεταβολής στις τοµές των φυσιολογικών. Η διάρκεια των εκφορτίσεων είχε µια σύντοµη και µια πιο παρατεταµένη συνιστώσα.Στις τοµές των φυσιολογικών πειραµατοζώων η σύντοµη συνιστώσα διπλασιάστηκε από 446 σε 823msec και η παρατεταµένη αυξήθηκε κατά 20% από 1022 σε 1238msec. Στις τοµές των PTZπειραµατοζώων η σύντοµη συνιστώσα αυξήθηκε κατά 50% από 446 σε 665msec και η παρατεταµένη αυξήθηκε κατά 25% από 918 σε 1152msec.Τα αποτελέσµατα δείχνουν ότι µια παρατεταµένη γενικευµένη κρίση κατά την ανάπτυξη (ωςανάλογο του γενικευµένου SE µε σπασµούς) ενισχύει την απόκριση του ιπποκάµπου σε αυξήσεις της διαθέσιµης ακετυλοχολίνης προς την παραγωγή επιληπτοειδών εκφορτίσεων. Το φαινόµενο είναι πιο αυξηµένο σε πειραµατόζωα επιληπτικού ιστορικού, µε ένα µοντέλο ταυτόχρονης ενεργοποίησης των υποδοχέων NMDA, και σε µεγαλύτερο βαθµό στον διαφραγµατικό ιππόκαµπο. Το εύρηµα αυτό µπορεί να δείχνει µια αυξηµένη πιθανότητα παραγωγής ή εξάπλωσης κρίσεων –σε άτοµα που έχουν υποστεί έστω ένα µοναδικό επεισόδιο SE στην παιδική ηλικία- κάτω από ποικίλες συνθήκες συνδυασµένης χολινεργικής/µουσκαρινικής νευρορρύθµισης και γλουταµατεργικής NMDAR µεσολαβούµενης διαβίβασης, και ενδεχοµένως κάποιες όψεις των µακροπρόθεσµων γνωσιακών δυσλειτουργιών. Η έξοδος του ιπποκάµπου επίσης φαίνεται ενισχυµένη στις ίδιες συνθήκες και µετά από µια επιληπτική κρίση σε νεαρή ηλικία, πιθανώς οδηγώντας σε ισχυρότερο/σταθερότερο συγχρονισµό παρακείµενων φλοιικών περιοχών, συγκλίνοντας έτσι στην διευκόλυνση της εξάπλωσης επιληπτικών κρίσεων και µερικώς αιτιολογώντας το αποτέλεσµα της γνωσιακήςδιαταραχής, τουλάχιστον στην περίπτωση των µεσοκρισικών εκφορτίσεων (Kleen et al., 2010).