An Electrophysiological Analysis of the Anticonvulsant Action of Cannabidiol on Limbic Seizures in Conscious Rats
Authors: Turkanis Stuart A. , Smiley Kathleen A. , Borys Henry K. , Olsen Donna M. , Karler Ralph 
Published: November 2007

Summary: The effects of cannabidiol (CBD) on electrically evoked kindled seizures were studied in conscious, unrestrained rats with chronically implanted cortical and limbic electrodes, and the results were compared with those of Δ9 ‐tetrahydrocannabinol (Δ9‐THC), phenytoin (PHT), and ethosuximide (ESM). All drugs were anticonvulsant, but there were marked differences in their effects on afterdischarge (AD) threshold, duration, and amplitude. CBD, like PHT and Δ9‐THC, elevated the AD threshold; in contrast, ESM decreased the threshold but suppressed AD spread. CBD, however, also resembled ESM inasmuch as both drugs decreased AD duration and amplitude. Electrophysiologically, the antiseizure effects of CBD were a combination of those of PHT and ESM. The combination of effects may account for the observation that CBD was the most efficacious of the drugs tested against limbic ADs and convulsions. Other properties of CBD were also noted: For example, compared with Δ9‐THC, it is a much more selective anticonvulsant vis‐à‐vis motor toxicity. CBD also lacks the CNS excitatory effects produced by Δ9‐THC, PHT, and ESM. These characteristics, combined with its apparently unique set of electrophysiological properties, support the suggestion that CBD has therapeutic potential as an antiepileptic.RÉSUMÉLes effets du cannabidiol (CBD) sur les crises Ďembrasement provoquées par stimulation électrique ont éstéétudiés chez des rats conscients, non mainte‐nus, avec électrodes corticales et limbiques implantées. Les résultats ont été compareés à ceux obtenus avec le Δ9‐teatrahydrocannabinol (Δ9‐THC), la phénytoi'ne (PHT), et Ľéthosuccimide (ESM). Toutes ces drogues sont anticonvulsivantes, mais leurs effets se sont montrés très différents sur le seuil, la durée et Ľ amplitude des post‐décharges (PD). Le CBD élève le seuil des PD comme le PHT et le Δ9‐THC. Au contraire, ĽESM décroit le seuil mais supprime la propagation des PD. Toutefois, le CBD, comme ĽESM, diminue Ľ amplitude et la durée des PD. Ďun point de vue électrophysiologique, le CBD présente done un effet antiépileptique comparable à une combinaison Ďeffets du PHT et de ĽESM. Cette combinaison Ďeffets peut expliquer pourquoi le CBD est le plus efficace des produits testés contre les PD et les crises limbiques. Ďautres propriétés du CBD ont également été observées: par exemple, par comparaison avec le Δ9‐THC, il s'agit Ďun produit ayant des propnétés anticonvulsivantes beaucoup plus sélectives vis‐à‐vis des phénomenes moteurs. Le CBD n'entraine pas non plus les effets excitateurs du système nerveux central que produisent le Δ9‐THC, la PHT, ou ĽESM. Ces caractéristiques, ainsi que ses propriétés électrophysiologiques apparemment uniques, permettent de suggérer que le CBD a un potentiel thérapeutique en tant qu'antiépileptique.RESUMENLos efectos del cannabidiol (CBD) sobre los ataques condicionados evocados electricamente han sido es‐tudiados en ratas conscientes y libres con electrodos cnonicos implantados en la corteza y en el sistema límbico. Los resultados han sido comparados con los del Δ9‐tetrahydrocannabinol (Δ9‐THC), de la fenitoina (PHT) y de la etosuximida (ESM). Todas las drogas eran anticonvulsivas pero existían claras diferencias en sus efectos sobre el umbral, la duración y la amplitud de la post‐descarga (AD). El CBD, al igual que la PHT y el Δ9‐THC, elevaron el umbral de la AD; por el contrario la ESM redujo el umbral pero suprimio la propagación de la AD. Sin embargo el CBD fue algo semejante a la ESM ya que ambas drogas redujeron la duración y amplitud de la AD. Electro‐fisiológicamente, los efectos anti‐ataque del CBD fueron una combinación de los de la PHT y los de la ESM. Esta combinación de efectos puede explicar la observación de que el CBD fue, de las drogas analizadas, la más eficaz contra la AD límbica y los ataques limbicos. Otras propiedades del CBD han sido también observadas: por ejemplo, compareándolo con el Δ9‐THC, es mejor anticonvulsive en relación con su toxicidad motora. El CBD tampoco presenta los efectos excitadores producidos por el Δ9‐THC, la PHT y la ESM. Estas characterísticas, combinadas con sus específicas propiedades electrofisiologicas, apoyan la sugerencia de que el CBD tiene potencial terapeútico como antiepiléptico.ZUSAMMENFASSUNGDie Wirkung des Cannabidiols (CBD) auf elek‐trisch evozierte Kindling‐Anfälle wurde bei “be‐wußtseinsklaren,” frei sich bewegenden Ratten mit chronisch implantierten kortikalen und limbischen Elektroden untersucht. Die Ergebnisse wurden mit denen verglichen, die durch Delta‐9‐Tet‐rahydrocannabiol (Delta‐9‐THC), Phenytoin (PHT), und Ethosuximid (ESM) erzielt wurden. Alle Drogen wirkten antikonvulsiv, aber es bestanden deutliche Unterschiede in ihren Wirkungen auf Schwelle, Dauer und Amplitude, der Nachentladung (AD). CBD, ebenso wie PHT und Delta‐9‐THC, erhohten den AD‐Schwellenwert. Im Gegensatz hierzu verminderte ESM den Schwellenwert aber unter‐driickte die Ausbreitung. CBD hingegen ähnelte dem ESM insofern, als beide Drogen die AD‐Dauer und Amplitude verminderten. Die antikonvulsiven Wirkungen des CBD bestanden physiologisch in einer Kombination der Wirkungen von PHT und ESM. Die Wirkungskombination mag verantwortlich sein fur die Beobachtung, daß CBD die Substanz war unter den getesteten, die am wirkungsvollsten gegen limbische AD und limbische Anfälle war. Andere Eígenschaften des CBD wurden festgestellt: Z.B. ist es verglichen mit Delta‐9‐THC viel selektiver antikonvulsiv wirksam im Verhältnis zu seiner toxischen Wirkung auf die Motorik. Dem CBD fehlt die excitatorische Wirkung auf das ZNS, die durch Delta‐9‐THC, PHT, und ESM erzielt wird. Diese Charaktaristika zusammen mit offenbar einzigartigen elektrophysiologischen Eigenschaften unterstiltzen die Vermutung, daB CBD therapeutische Möglichkeiten als Antiepileptikum besitzt.