Dicarboxylic amino acids block epileptiform activity in hippocampal slice.

Summary: Effects of prolonged (5–10 min) continuous perfusion of excitatory amino acids on pencillin (PEN)-evoked epileptiform activity in hippocampal slices were examined with extracellular and intracellular recordings. l-glutamate (GLU), l-aspartate (ASP), quisqualate (QUIS), and N-methyl-d,l-aspartate reversibly depressed multiple (epileptiform) population spikes elicited by PEN (1.7 mM). Intracellular! y recorded, PEN-evoked paroxysmal depolarization shifts (PDS) were partially blocked by 1 mM GLU and largely eliminated by 2 mM GLU or ASP. In the presence of PEN, perfusion with both GLU and ASP induced a transient 4 to 6-mV depolarization, usually followed by spontaneous return of membrane potential to control levels. During the amino acid (AA)-induced block of epileptiform activity, there was no significant change in resting membrane potential, input resistance, or the ability to fire action potentials in response to depolarization, indicating that the decreased responsiveness is not a consequence of nonspecific pyramidal cell overdepolarization. The observed depression of epileptiform activity by continued exposure to GLU and its analogues may reflect desensitization or another regulatory mechanism to limit overexcitation. RESUME L'influence d'une perfusion continue prolongee (5 a 10 min) d'acides amines excitateurs sur l'activiteepileptiforme provoquee par la penicilline a eteetudiee sur des coupes d'hippocampe par enregistrements extra- et intracellulaires. Le 1-gluta-mate, le 1-aspartate, le quisqualate et le N-methyl-dl-aspartate ont entraine une depression reversible des pointes synchrones multiples (epileptiformes) provoquees par la penicilline (1.7 mM). Les potentiels paroxystiques de depolarisation provoques par la penicilline enregistres en intracellulaire ont ete partiellement bloques par le glutamate 1mM et pratiquement elimines par le glutamate 2mM ou l'aspartate. En presence de penicilline, la perfusion conjointe de glutamate et d'aspartate a entraine une depolarisation transitoire de 4 a 6 mV, le plus souvent suivie par un retour des potentiels membranaires au niveau basai. Pendant le blocage de l'activiteepileptiforme du aux acides amines, il n'a pas ete constate de modification significative du potentiel mem-branaire de repos, de la resistance a l'excitation ou de la capaciteaemettre des potentiels d'action en reponse a la depolarisation, ce qui indique que la diminution de l'excitabilite n'est pas la consequence d'une surpolarisation non specifique des cellules pyramidales. La depression de l'activiteepileptiforme observee lors d'une exposition prolongee au glutamate et a ses analogues reflete sans doute une desensibilisation ou un autre mecanisme limitateur de la sur-excitation. ZUSAMMENFASSUNG Die Wirkung einer verlangerten (5 bis 10 Min. dauernden) kontinuierlichen Perfusion mit exzitatorischen Aminosauren auf die durch Penicillin hervorgerufene epileptiforme Aktivitat im Hippokampus-Schnittpraparat wurde mit extrazellularen und in-trazellularen Ableitungen untersucht. L-Glutamat, L-Aspartat, Quisqualat und N-Methyl-D, L-Aspartat unterdruckten multiple epileptiforme Populations-spikes, die durch Penicillin (1,7 mM) hervorgerufen waren. Der intrazellular abgeleitete, durch Penicillin hervorgerufene paroxysmale Depolarisations- Shift wurde partiell durch 1 mM Glutamat und weitgehend durch 2 mM Glutamat oder Aspartat eliminiert. In Gegenwart von Penicillin in-duzierten sowohl Glutamat als auch Aspartat eine voreberge-hende 4 bis 6 mV grosse Depolarisation, die normalerweise von einer spontanen Ruckkehr des Membran-Potentials auf die Ausgangswerte gefolgt war. Wahrend der durch Aminosauren induzierten Blockierung der epileptiformen Aktivitat war keine signi-fikante Anderung des Membran-Ruhe-Potentials, des Eingangs-widerstandes oder der Fahigkeit zu sehen, Aktionspotentiale als Antwort auf die Depolarisation zu bilden. Das weist darauf hin, das die verminderte Ansprechbarkeit nicht Folge einer unspezi-fischen Uberdepolarisation von Pyramiden-zellen ist. Die beo-bachtete Unterdruckung epileptiformer Aktivitat durch konti-nuierliche Einwirkung von Glutamat und Glutamatanaloge ent-spricht einem Unempfindlichwerden oder einem anderen regula-torischen Mechanismus zur Begrenzung einer Ubererregbarkeit