Hyperthermia-induced seizures in rat pups with preexisting ischemic brain injury.

Summary: To investigate the mechanism(s) relating perinatal brain injury to increased seizure sensitivity in the developmental age period, we studied hyperthermia-induced seizures in rat pups with a preexisting unilateral ischemic cerebral injury. At 2 days of age, the pups underwent a carotid artery ligation followed by 20 min of anoxia. By light microscopy, there were no pathologic changes in the postischemic cerebral cortex at 5, 10, or 20 days of age. Seizures were induced by hyperthermia at 5, 10, 15, or 20 days of age. Seizure temperature thresholds increased with maturation in both postischemic and control animals. Temperature thresholds for behavioral seizures were significantly lower at 10, 15, and 20 days in postischemic pups, compared with control animals. By EEG criteria, seizure thresholds also were lower at 10 and 15 days in the postischemic pups compared with control animals. Preictal EEG slowing appeared at the same temperature in experimental and control animals at all ages. We conclude that the rat pup is an appropriate model for the study of enhanced epileptogenesis in the presence of a perinatal ischemic encephalopathy. RESUME De jeunes rats ayant une lesion ischemique unilaterale preexistante ont ete soumis a des crises hyperthermiques en vue d'etudier les mecanismes reliant les lesions cerebrales perinatales et la sensibilite accrue aux crises pendant l'enfance. Les jeunes rats ont subi a l'âge de 2 jours une ligature carotidienne suivie d'une anoxie de 20 minutes. L'etude en microscopie optique ne monrait pas de modification pathologique du cortex ayant subi l'ischemie aux âges de 5, 10 et 20 jours. Des crises ont ete provoquees par l'hyperthermie a 5, 10, 15 et 20 jours. Le seuil thermique pour les crises augmentait avec l'âge maturatif a la fois chez les animaux controles et ceux ayant subi l'ischemie. Le seuil thermique pour les crises comportementales etait significativement plus bas a 10, 15 et 20 jours, chez les animaux ayant subi l'ischemie que chez les controles. Le ralentissement EEG pre-critique apparaissait a la meme temperature chez les animaux ayant subi l'ischemie et chez les controles a tous les âges. Nous concluons que le raton est un modele approprie pour etudier l'epileptogenicite accrue en presence d'une encephalopathie ischemique perinatale. RESUMEN Para investigar el mecanismo(s) que relaciona danlo cerebral perinatal e incremento de la sensibilidad para ataques durante la edad de desarrollo, hemos estudiado los ataques inducidos por hipertermia en ratas cachorro con una lesion cerebral isquemica unilateral persistente. A los dos dias de edad los cachorros fueron sometidos a una ligadura de la arteria carotida seguida de veinte minos de anoxia. No se encontraron cambios en la microscopia ordinaria en la corteza cerebral postisquemica a los 5, 10 o 20 dias de edad. Se indujeron ataques mediante hipertermia al 5, 10, 15 o 20 dias de edad. Los umbrales para los ataques febriles se incrementaron con el proceso de maduracion tanto en los animales postisquemicos como en los controles. Los umbrales de la temperatura con respecto a los ataques de comportamiento fueron significativamente mas bajos a los 10, 15 y 20 dias en los cachorros postisquemicos comparandolos con los controles. Utilizando criterios de EEG, los umbrales para ataques fueron tambien mas bajos al 10 y 15 dias en los cachorros postisquemicos comparandolos con los animales control. El EEG preictal mostro una lentificacion que aparecio a la misma temperatura en los animales experimentales y control y en todas las edades. Concluimos que el cachorro de rata es un modelo apropiado para el estudio de incremento de la epileptogenesis en presencia de encefalopatia isquemica perinatal. ZUSAMMENFASSUNG Um die Mechanismen zu studieren, die von perinatalen Hirnlasionen zu einer erhohten Anfallsanfalligkeit wahrend der Entwicklung fuhren, wurden warmeinduzierte Anfalle bei jungen Ratten mit vorbestehender unilateraler ischamischer Hirnlasion untersucht. Im Alter von 2 Tagen wurde bei den Tieren eine Ligation der Karotis mit 2o-minutiger Anoxie durchgefuhrt. Lichtmikroskophisch wurden keine pathologischen Veranderungen in dem postischamischen cerebralen Cortex gesehen im Alter von 15 oder 20 Tagen. Anfalle durch Uberwarmung wurden im Alter von 15 oder 20 Tagen induziert: Die Temperaturschwelle fur Anfalle stieg mit der Altersreifung in beiden Gruppen (postischamische und Kontrolltiere) an. Die Temperaturschwellen fur Anfalle betreffend das Verhaltensmuster waren in den postischamischen Tieren an den Tagen 10, 15 und 20 signifikant niedriger als bei den Vergleichtieren. Auch unter Hinzuziehung von EEG-Kriterien zeigte sich eine niedrigere Anfallsschwelle 10 und 15 Tage postischamisch. Eine praiktale EEG-Verlangsamung erschien bei beiden Tiergruppen bei der selben Temperatur in allen Altersstufen. Heranwachsende Ratten scheinen somit ein adaquates Modell zu sein, um die erhohte Epileptogenitat bei perinataler ischamischer Encephalopathie zu untersuchen.