Akut ve kronik alkol alan sıçanlarda penisilinle oluşturulan epileptiform aktiviteye vitamin E'nin etkisi /
Yazar: RAMAZAN KOZAN
Danışman: PROF. DR. ERDAL AĞAR
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2007
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Epilepsi, beynin çeşitli bölgelerindeki nöronların uyarılabilirliğindeki artıştan kaynaklanan hastalık grubunun genel adıdır. Epilepsi ile etanol arasında bir ilişkinin olduğu daha önce yapılmış çalışmalarda belirtilmiştir. Etanolun epileptik aktivite üzerine prokonvulsan veya antikonvulsan etkisi bulunmaktadır. Ayrıca, vitamin E (a- tokoferol) gibi aktif serbest oksijen radikal yakalayıcıları epilepsiye ve etanolun indüklediği toksisiteye karşı koruyucu olabilirler. Sunulan çalışmanın amacı, sıçanlarda akut ve kronik etanol alımının ve yoksunluğunun penisilinle oluşturulan epileptiform aktivite üzerine etkisi ile bir antioksidan olan vitamin E'nin bu etkileşimdeki rolünü araştırmaktır. Deneylerde, ağırlıkları 240±30 gram Wistar tipi erişkin erkek albino sıçanlar kullanıldı. Deney hayvanları, kontrol, akut etanol (3 ve 9 g/kg, i.g., 3 gün) ve kronik etanol (3 ve 9 g/kg, i.g., 15 gün) grupları olmak üzere üç ana gruba ayrıldı. Kontrol grupları; (1) Serum fizyolojik (SF), (2) penisilin (500 IU), (3) vitamin E (500 mg/kg, i.m.), (4) penisilin + vitamin E'dir. Akut etanol grupları; (1) Akut etanol (3 g/kg, i.g.) + penisilin, (2) akut etanol (3 g/kg) + penisilin + vitamin E, (3) akut etanol yoksunluğu (3 g/kg) + penisilin, (4) akut etanol yoksunluğu (3 g/kg) + penisilin + vitamin E, (5) akut etanol (9 g/kg) + penisilin, (6) akut etanol (9 g/kg) + penisilin + vitamin E, (7) akut etanol yoksunluğu (9 g/kg) + penisilin, (8) akut etanol yoksunluğu (9 g/kg) + penisilin + vitamin E olarak belirlendi. Kronik etanol grupları; (1) Kronik etanol (3 g/kg, i.g.) + penisilin, (2) kronik etanol (3 g/kg) + penisilin + vitamin E, (3) kronik etanol yoksunluğu (3 g/kg) + penisilin, (4) kronik etanol yoksunluğu (3 g/kg) + penisilin + vitamin E, (5) kronik etanol (9 g/kg) + penisilin, (6) kronik etanol (9 g/kg) + penisilin + vitamin E, (7) kronik etanol yoksunluğu (9 g/kg) + penisilin, (8) kronik etanol yoksunluğu (9 g/kg) + penisilin + vitamin E olarak belirlendi. Etanol grubundaki hayvanlardan en son etanol dozu verildikten 3 saat sonra, yoksunluk grubundakilerden ise en son etanol dozunun uygulanmasından 36 saat sonra elektrofizyolojik ECoG kayıtlan alındı. Sıçanlar, üretan (1,2 g/kg, i.p.) anestezisi altında sol korteksi örten kafa kemiği açıldıktan sonra stereotaksik cihaza ve dijital bir kayıtdüzeneğine bağlandı. Epileptiform aktivite pensilinin sol duyumotor kortekse intrakortikal enjeksiyonu ile (500 IU, 2.5 ul) oluşturuldu. Vitamin E, elektrofizyolojik kayıt sırasında penisilinin i.c enjeksiyonundan 30 dk sonra 500 mg/kg dozda i.m olarak uygulandı. Elde edilen verilere göre, yüksek doz akut (9 g/kg, 3 gün) ve kronik etanol (9 g/kg, 15 gün), penisilinle oluşturulan epileptiform aktivitenin spike frekansını azalttı. Sadece penisilin grubuna göre yüksek doz akut etanol yoksunluğu (9 g/kg, 3 gün), spike frekansım ve amplitüdünü artırdı. Bir antioksidan olan Vitamin E, uygulandığı bütün gruplarda penisilinle oluşturulan epileptiform aktivitenin spike frekansını azalttı. Bununla birlikte, vitamin E'nin antikonvulsan etkinliği, diğer gruplara göre akut etanol (9 g/kg, 3 gün) ve kronik etanol (9 g/kg, 15 gün) gruplarında daha fazla bulundu. Kronik etanol yoksunluğu (9 g/kg, 15 gün)+vitamin E grubunda ise vitamin E'nin antikonvulsan etkinliğinde bir zayıflama görüldü. Diğer taraftan, düşük doz akut etanol (3 g/kg, 3 gün) ve yoksunluğu ile kronik etanol (3 g/kg, 15 gün) ve yoksunluğu penisilinle oluşturulan epileptiform aktivite üzerine antikonvulsif veya prokonvülsif bir etki göstermedi. Vitamin E, hiçbir grupta epileptiform aktivitenin amplitüdünü değiştirmedi. Sonuç olarak, vitamin E'nin etkin dozu (500 mg/kg), hem akut hem de kronik etanol alımında ve etanol yoksunluğunda penisilinle oluşturulan epileptiform aktivite üzerine antikonvulsan etki gösterdi. Vitamin E'nin antikonvulsan etkisi onun serbest radikal yakalayıcı etkisinden kaynaklanıyor olabilir. Ancak, etanol toksisitesinde ve epilepside, vitamin E'nin bütün mekanizmaları ve epileptik aktivitede meydana gelen moleküler olaylar çok az bilinmektedir. Bunların elektrofizyolojik olarak daha fazla incelenmeye ihtiyacı vardır.

Abstract:
Epilepsy is one of the complex neurobehavioral disorders resulting from increased excitability of neurones in various brain regions. Previous studies proposed the existence of a relationship between epilepsy and ethanol. Ethanol may have either pro- convulsive or anti-convulsive effects on epileptic activity. Furthermore, active oxygen free radical scavengers such as vitamin E (a-tocopherol) might have a role for protection against epilepsy and ethanol-induced toxicity. The aim of the present study is to investigate the influence of acute and chronic treatment with ethanol intake and its withdrawal on the effects of vitamin E in penicillin-induced epileptiform activity in rats. For this purpose, adult, male Wistar rats, weighing 240±30 g were used in the present study and they were divided into mainly three groups as control, acute (3 and 9 g/kg, per day, for 3 days, intragastrically) and chronic (3 and 9 g/kg, per day, for 15 days, i.g.) ethanol groups. In the first set of the experiments (control groups); (1) saline solution (SF), (2) penicillin 500 IU,(3) vitamin E (500 mg/kg, i.m.), (4) penicillin pretreated + vitamin E. In the second set of the experiments [acute ethanol groups (3 and 9 g/kg, per day, for 3 days, i.g)]; (1) acute ethanol treated (3 g/kg) + penicillin, (2) acute ethanol treated (3 g/kg) + penicillin + vitamin E, (3) acute ethanol withdrawal (3 g/kg)+ penicillin, (4) acute ethanol withdrawal (3 g/kg)+ penicillin + vitamin E, (5) acute ethanol treated (9 g/kg) + penicillin, (6) acute ethanol treated (9 g/kg) + penicillin + vitamin E, (7) acute ethanol withdrawal (9 g/kg)+ penicillin, (8) acute ethanol withdrawal (9 g/kg) + penicillin + vitamin E groups were used. In the third set of the experiments [chronic ethanol groups (3 and 9 g/kg, per day, for 15 days, i.g)]; (1) chronic ethanol treated (3 g/kg) + penicillin, (2) chronic ethanol treated (3 g/kg) + penicillin + vitamin E, (3) chronic ethanol withdrawal (3 g/kg)+ penicillin, (4) chronic ethanol withdrawal (3 g/kg)+ penicillin + vitamin E, (5) chronic ethanol treated (9 g/kg) + penicillin, (6) chronic ethanol treated (9 g/kg) +penicillin + vitamin E, (7) chronic ethanol withdrawal (9 g/kg)+ penicillin, (8) chronic ethanol withdrawal (9 g/kg)+ penicillin + vitamin E groups were used. Ethanol administration was stopped and all rats were anesthetized for induction of epileptiform activity 3h and 36 h after the last administration of ethanol in the ethanol-treated and "withdrawal" groups, respectively. The animals were placed in a stereotaxic frame after anesthetized with urethane (1.25 g/kg, i.p.) and the left cerebral cortex was exposed by craniotomy. The epileptiform activity was verified by electrocorticographic (ECoG) recordings. The epileptiform activity was induced by microinjection of penicilin (500 IU, 2.5 ul) into the left sensorimotor cortex. A dose of 500 mg/kg vitamin E was administrated (i.m.) 30 min after penicillin (i.e.) application. Results indicate that high dose of acute (9 g/kg, for 3 days) and chronic ethanol (9 g/kg, for 15 days) decreased mean spike frequency of penicillin-induced epileptiform activity in rats. The mean spike frequency and amplitude of epileptiform activity was increased by acute ethanol withdrawal (9 g/kg, for 3 days) compared with the penicillin- injected group. Vitamin E, significantly decreased the mean frequency of epileptiform activity in all vitamin E administrated groups. In addition, vitamin E was more effective in decreasing the mean frequency of epileptiform activity in the acute ethanol (9 g/kg, for 3 days)+vitamin E and chronic ethanol (9 g/kg, for 15 days)+vitamin E groups than other vitamin E administrated groups. However, it was found that anticonvulsant effectiveness of vitamin E in the chronic ethanol withdrawal (9 g/kg, for 15 days)+vitamin E group was lower than other vitamin E administrated groups. On the other hand, low dose of acute ethanol (3 g/kg, for 3 days), chronic ethanol (3 g/kg, for 15 days) and their withdrawal do not have either anticonvulsive or preconvulsive effect on penicilin-induced epileptiform activity in rat. Vitamin E did not affect the amplitude of epileptiform activity in any group. In conclusion, effective dose of vitamin E (500 mg/kg) produced the anticonvulsant effect on penicilin induced epileptiform activity in the acute and chronic ethanol intake and their withdrawal in rats. Anticonvulsive effect of vitamin E may result from its free radical scavenging activities. However, molecular events that take place during epilepsy and the exact mechanism of vitamin E in the ethanol toxicity and epilepsy are poorly understood. These will need to be further investigated electrophysiologically.