Increased Cerebrovascular Permeability to Protein During Systemic Kainic Acid Seizures
Authors: Ruth R. E. 
Published: November 2007

Summary: Cerebrovascular permeability to protein (CVP‐p) was assessed during limbic seizures by injecting unrestrained rats intraperitoneally with kainic acid followed by intravenous horseradish peroxidase (HRP); animals survived approximately 1 h after seizure onset. Brains were processed for the blue HRP reaction product followed by light microscopic examination of sequential sagittal sections. In all cases kainate‐induced seizures caused increased CVP‐p within the thalamus, temporal hippocampal formation, and neocortex. Somewhat less frequently other limbic structures and the striatum were HRP‐positive. A lamina‐specific extravasation occurred in the dorsal hippocampus; reaction product occupied the mossy fiber zone of field CA3, a likely focus of kainate action. Extravasation of HRP also occurred within, or juxtaposed to, certain myelinated fiber bundles. Brains from animals treated as blanks (kainate but no HRP) were devoid of peroxidase activity, and in nonseizing animals HRP gained access only to circumventricular organs. Although regions of increased CVP‐p partially covary with areas of increased electrical activity and glucose metabolism, neuronal activation occurs over a much greater volume of brain tissue than does CVP‐p. A close relationship may exist between these circumscribed areas of protein extravasation and seizure foci. Both vasogenic and cytotoxic edema appear to be simultaneously present during kainate seizures.RÉSUMÉLa perméabilité cérébro‐vasculaire aux protéines (CVP‐p) a étéétudiée pendant les crises limbiques provoquées par Ľinjec‐tion sur des rats en libertéďacide kainique (ip) suivie de Ľin‐jection de peroxydase du raifort (HPR, iv). Les animaux survi‐vaient environ une heure aprés le début des crises. Les cerveaux ont étéétudiés pour la réaction de la peroxydase suivie par Ľexamen au microscope optique de coupes sagittales sériées. Dans tous les cas, les crises induites par Ľacide kainique prov‐oquaient une augmentation du CVP‐p. dans le thalamus, la formation hippocampique temporale et le néocortex. Moins fréquemment les autres structures limbiques et le striatum étaient HPR positives. Une extravasation spécifique laminaire se pro‐duisait dans Ľhippocampe dorsal. Le produit de réaction occu‐pait les fibres moussues. du champ CA3, foyer probable de Taction de Ľacide kainique. Ľextravasation de HPR se produisait aussi, àĽintérieur de (ou juxtaposeéà) certains faisceaux de fibres myélinisées. Le cerveau des animaux traités comme témoins (avec kainate mais sans HPR) était indemme ďactivité péroxydase et chez les animaux n'ayant pas/cude crises, ĽHPR n'avait accés qu'aux organes périventriculaires. Quoique les régions oú la CVP‐p. était augmentée se recouvraient partiellement avec celles oúĽactivitéélectrique et le métabolisme du glucose étaient augmentés, Ľactivation neuronale se produisait sur un beaucoup plus grand volume de tissu cérébral que la CVP‐p. Une relation étroite peut exister entre des zones circonscrites ďextravasation protéique et les foyers critiques. Un oedéme à la fois cytotoxique et vasogénique paraît être présent simultanément pendant les crises kainiques.RESUMENMediante la inyección intraperitoneal de ácido kaínico, se‐guida de inyección intravenosa de peroxidasa de rábano (HRP), a ratas en liberated, se ha determinado la permeabilidad cerebrovascular a las proteínas (CVP‐p) durante ataques límbicos; los animales sobrevivieron aproximádamente una hora de! comienzo de los ataques. Los cerebros se procesaron para productos de la reacción azul de la HRP seguida de un examen bajo mi‐croscopio de luz de secciones sagitales secuenciales. En todos los casos, los ataques inducidos por el kainato aumentaron la VP‐p en el tálamo, la formación temporal del hipocampo y el neocortex. Algo menos frecuentemente, otras estructuras límbicas y del estriados fueron HRP‐positivas. Se observó una extravasación lámina‐específica en el hipocampo dorsal: una reaccion ocupo la zona de fibras musgosas del campo CA3, un apro‐piado foco de acción del kainato. La extravasación de la HRP también se observó en ciertas cintillas de fibras mielinizadas o en su vecindad. Los cerebros de los animales tratados con kainato, pero no con HRP, estaban deprivados de actividad de peroxidasa y, en animales sin ataques, la HRP alcanzó sólo los órganos circunventriculares. A pesar de que las regiones con incremento de CVP‐p coverían parcialmente con respecto a áreas con actividad eléctrica y metabolismo de la glucosa au‐mentados, la activación neuronal se presenta sobre un volumen de tejido cerebral mucho mayor que lo hace la CVP‐p. Se puede aceptar la existencia una estrecha relación entre estas áreas cir‐cunscritas de extravasación proteíca y los focos de ataques. Los dos tipos de edema, vasogénico y citotóxico, parecen coexistir simultáneamente durante los ataques inducidos por el kainato.ZUSAMMENFASSUNGDie cerebrovaskuläre Permeabilität gegenüber Protein (CVP‐p) wurde während limbischer Anfälle an nicht immobilisierten Ratten untersucht. die Kain‐Säure (ip) und nachfolgend horse‐radish‐peroxidase (HRP‐iv) erhielten. Die Tiere überlebten den Anfallsbeginn etwa eine Stunde. In den Gehirnen wurde nach dem blauen HRP Reaktionsprodukt gesucht. Darauf folgter licht‐mikroskopische Untersuchung sequentieller sagittaler Schnitte. In jedem Fall verursachten Kain‐induzierte Anfälle eine erhöhte CVP‐p innerhalb des Thalamus, der temporalen Hippokampus‐formation und des Neokortex. Etwas seltener waren andere lim‐bische Strukturen und das Striatum HRP‐positiv. Eine lamina‐spezifische Extravasation erfolgte im dorsalen Hippokampus; das Reaktionsprodukt fand sich in der Moosfaserzone im Feld CA3, wahrscheinlich ein Herd der Kainatwirkung. Die Extravasation des HRP erfolgte auch innerhalb oder in der Umgebung bestimmter myelinisierter Faserbündel. Gehirne von Tieren, die nur Kainat aber keine HRP erhielten. zeigten keine Peroxida‐seaktivität und bei nicht krampfenden Tieren fand sich das HRP nur in den circumventrikulären Gegenden. Obgleich die Regi‐onen erhöhter CVP für Protein zum Teil mit den Gegenden der erhöhten elektrischen Aktivität und des Glucosestoffwechsels übereinstimmen, zeigt sich die neuronale Aktivierung in einem großeren Volumen Hirngewebe als der CVP‐p entspricht. Eine enge Beziehung zwischen den umschriebenen Gegenden der Protein‐Extravasation und den Anfallscherden mag bestehen. Sowohl vasogenes wie cytotoxisches Ödem scheinen gleichzeitig während der Kainatanfälle vorzukommen.