Effects of magnesium sulfate on pentylenetetrazol-induced status epilepticus.

Summary: The use of magnesium sulfate (MgSO4) as an anticonvulsant is controversial. Status epilepticus was induced in 0.5% halothane-anesthetized Wistar rats with a threshold (90 mg/kg) or suprathreshold (200 mg/kg) dose of intravenous (i.v.) pentylenetetrazol (PTZ) under stereotactic hippocampal depth electrode monitoring. Fifteen minutes after seizure induction, the maximum hemo-dynamically tolerated dose of MgSO4 (10 mg/kg/min in 22 min) was administered i.v. MgSO4 was ineffective in altering seizure discharge. A subgroup of nine animals received hypertonic mannitol before MgSO4 to open the blood-brain barrier (BBB) to facilitate Mg2+ CNS penetration. Again MgSO4 was ineffective in attenuating epileptic activity. These results support the contention that MgSO4 is not an effective treatment for status epilepticus. We hypothesize that because Mg2+ blocks Ca2+ influx into the neuron through the JV-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-operated calcium channel in a voltage-dependent manner it would be ineffective in neurons that are continuously depolarizing as in status epilepticus. RESUME L'utilisation du MgSO4 comme antiepileptique est contestee. Un etat de mal epileptique a ete induit chez des rats Wistar anesthesies aľhalotane 0.5%, au moyen ďune dose seuil (90 mg/kg) ou superieure au seuil (200 mg/kg) de pentylenetetrrazole IV, sous surveillance par electrodes profondes hippocampiques apres stereotaxic. Quinze minutes apres ľinduction des crises, la dose maximale toleree sur le plan hemodynamique de MgSO4 10 mg/kg/mn sur 22 mn) a ete administeree IV. MgSO4 10 aete in-efficace pour modifier la decharge critique. Dans un sous-groupe de 9 animaux, du mannitol hypertonique a eate administere avant MgSO4 afin ďouvrir la barriere hemato-cerebrale pour faciliter la penetration des ions Mg2+ dans le systeme nerveux central. Dans ce groupe egalement MgSO4 a ete inefficace pour attenuer ľactivite eapileptique. Ces resultats sont en faveur ďune inefficacite du MgSO4 dans le traitement de ľetat de mal epileptique. Les auteurs emettent ľhypothese que, comme Mg2+ bloque ľentree des cations Ca2+ dans le neurone a travers le canal calcique controle par le recepteur NMDA, de facon voltage-dependante, le Mg2+ se montre inefficace sur des neurones qui sont en etat de depolarisation permanente, comme dans ľetat de mal epileptique. RESUMEN La utilization del MgSO4 como anticonvulsive permanece bajo controversia. Mediante una monitorizacion realizada con electrodes profundos implantados de modo estereotactico en el hipocampo se ha provocado un “status epilepticus” en ratas Wistar anestesiadas con 0.5% de halotane utilizando dosis de umbral epileptico (90 mg/kg) o supraumbral (200 mg/kg) de pentilentetrazol intravenoso. A los 15 minutos de la induction de los ataques la dosis maxima de tolerancia hemodinamica del MgSO4 (10 mg/kg/min en 22 min) se administro intravenosamente. El MgSO4 fue ineficaz en alterar la descarga epileptica. En un subgrupo de 9 animales se administero Manitol hipertonico, antes del MgSO4, para abrir la barrera hemato-encefalica y facilitar la penetrateon del Mg2+ en el SNC. Nuevamente el MgSO4 fue ineficaz en la atenuacion de la actividad epileptica. Estos resultados apoyan la opinion de que el MgSO4 no es un tratamiento eficaz para el “status epilepticus”. Se plantea la hipotesis de que puesto que el Mg2+ bloquea la penetraton en la neurona del Ca2+ a traves del canal del calcio operado por el receptor NMDA de modo voltaje-dependiente, resultaria ineficaz en neu-ronas que estan continuamente despolarizadas como ocurre en el “estatus epilepticus”. ZUSAMMENFASSUNG Der Einsatz von MgSO4 als Antikonvulsivum wird kontrovers diskutiert. Ein Status epilepticus (SE) wurde bei Halothan nakotisierten Wistar-Ratten durch intravenose Gabe von PTZ erzeugt (90 mg/kg bzw. 200 mg/kg) bei gleichzeitiger Registrierung mit hippokampalen Tiefenelektroden. 15 Minuten nach Anfallsauslosung wurde die hemodynamisch tolerierte Maxi-maldosis von MgSO4 i.V. gegeben (10 mg/kg pro min wahrend 22 Minuten). MgSO4 war bei unregelmasigen Anfallsentladungen unwirksam. In einer Gruppe von 9 Tieren wurde vor der MgSO4-Gabe hypertone Mannit-Losung infundiert, um die Blut-Hirn-Schranke fur den Einstrom ins Mg2+ ZNS zu offnen. Auch hier war MgSO4 wirkungslos. Diese Ergebnisse unterstutzen die Erfahrung, das MgSO4 fur die Behandlung des SE ungeeignet ist. Unsere Hypothese lautet: da Mg2+ den Ca2+-Einstrom in die Neurone in einer spannungsabhangigen Arbeitsweise blockiert mittels NMDA Rezeptor gesteuerten CA-Kanalen ist es bei Neu-ronen, die kontinuierlich durch den SE depolarisiert sind, unwirksam.