COMMENTO
Livelli anormali di glucosio, troppo alti o troppo bassi, possono causare convulsioni. Il problema è particolarmente pertinente per le persone con diabete, i cui livelli di glucosio nel sangue possono variare ampiamente nel corso di una giornata, a causa di malattie intercorrenti, variazioni nei livelli di insulina o altri fattori metabolici. Gli studi clinici dimostrano che gli adulti con iperglicemia hanno una maggiore predisposizione a sperimentare convulsioni., Studi sperimentali, sia in vivo che in vitro, suggeriscono che è necessaria una concentrazione soglia di glucosio per supportare la trasmissione sinaptica. Al contrario, sembra che il glucosio extracellulare elevato sia associato all’ipereccitabilità neuronale, indicando che l’equilibrio del glucosio è necessario per la normale neurotrasmissione. L’importanza dell’equilibrio del glucosio è stata identificata in studi che dimostrano che l’iperglicemia aggrava il danno cerebrale indotto dall’ischemia, mentre l’ipoglicemia indotta dal digiuno protegge da questa neurotossicità., Il presente studio, di Schwechter e colleghi, ipotizza che la riduzione del glucosio extracellulare potrebbe migliorare l’attività convulsiva diminuendo l’eccitabilità neuronale.
In primo luogo, Schwechter et al. ha esaminato la relazione tra i livelli di glucosio extracellulare e la suscettibilità alle convulsioni nei ratti adulti in vivo. Hanno testato l’ipotesi che il glucosio elevato sia proconvulsivo nel modello flurotilico delle crisi generalizzate (il flurotile è un convulsante gassoso in grado di indurre convulsioni per inalazione)., L’iperglicemia è stata indotta in due modi: (a) somministrazione di streptozocina (STZ), che produce in modo affidabile iperglicemia e simula il diabete; e (b) iniezione intraperitoneale a breve termine di glucosio al 20% per creare una condizione di iperglicemia non chetotica indipendente dal diabete. Una varietà di controlli ben scelti sono stati utilizzati per confrontare i risultati. I tre gruppi che comprendevano “controlli non diabetici” includevano ratti iniettati con il veicolo STZ, ratti iniettati con STZ che non hanno sviluppato il diabete e ratti che non hanno ricevuto alcuna iniezione ma per il resto sono stati trattati in modo identico agli altri animali., Un gruppo di confronto finale consisteva in ratti sottoposti a un digiuno di 24 ore e quindi ipoglicemici.
I test con flurothyl hanno dimostrato una correlazione negativa tra il livello di glucosio nel sangue e la soglia convulsiva clonica—con ratti diabetici indotti da STZ che hanno soglie convulsive significativamente più basse rispetto ai controlli non diabetici. I ratti a digiuno e ipoglicemici avevano le soglie più alte., Per controllare altri effetti metabolici o ormonali derivanti dall’iniezione di STZ, un ulteriore gruppo di ratti è stato iniettato con glucosio al 20%, 30 minuti prima del test flurothyl, e quindi sono stati confrontati con controlli iniettati con soluzione salina. Ancora una volta, i ratti iperglicemici avevano soglie significativamente più basse per le crisi cloniche di flurotile, suggerendo che l’iperglicemia stessa è proconvulsivante, sia nei ratti diabetici che in quelli normali., Inoltre, nessun danno ai neuroni dell’ippocampo è stato osservato in nessuna delle condizioni sperimentali, come valutato dalle tecniche di colorazione Fluro-giada e argento, suggerendo che né STZ né glucosio elevato causano lesioni neuronali strutturali.
Successivamente, Schwechter e colleghi hanno valutato gli effetti di un elevato glucosio extracellulare sull’attività epilettiforme in vitro. Fette di corteccia entorinale-ippocampo sono state esposte a un mezzo extracellulare privo di Mg2+, causando raffiche epilettiformi per le quali l’ampiezza e la frequenza possono essere misurate e confrontate in diverse condizioni sperimentali., Nel mezzo privo di Mg2+con glucosio extracellulare da 10 mm (cioè la concentrazione di glucosio usuale utilizzata negli esperimenti slice), si sono verificate scariche epilettiformi tipiche. Quando il glucosio è stato aumentato a 20 mm, la frequenza di scoppio epilettiforme non è cambiata; tuttavia, le ampiezze di scoppio sono aumentate significativamente, suggerendo il fuoco neuronale migliorato. L’effetto è stato invertito quando il glucosio è stato riportato a 10 mm. Inoltre, non sono state osservate scariche epilettiformi nel normale liquido spinale cerebrale (CSF), cioè 2 mm Mg2+, più una soluzione di glucosio da 20 mm., Come avvertimento—si consideri il fatto che quasi tutti gli esperimenti di elettrofisiologia del cervello-slice hanno utilizzato una concentrazione di glucosio CSF di 10 mm, piuttosto che la concentrazione fisiologica, che è più vicina a 5 mM. La pratica convenzionalmente accettata di utilizzare le soluzioni a livello di glucosio superiore si basa sull’esperienza empirica, dimostrando che la vitalità sinaptica delle fette è ottimizzata con
Questo studio ben progettato conferma il lavoro precedente con diversi modelli animali di diabete, che mostrano una riduzione della soglia convulsiva., L’importante nuova scoperta di Schwechter e colleghi è che l’iperglicemia, di per sé, è proconvulsivante. In che modo il glucosio elevato può aumentare la suscettibilità alle convulsioni? La risposta a questa domanda cruciale relativa al meccanismo d’azione attende ulteriori ricerche, poiché il meccanismo in sé non è affrontato nella presente relazione. Tuttavia, un indizio della risposta potrebbe essere ricavato dall’osservazione degli autori che l’ipoglicemia era associata a una soglia convulsiva più alta., Altri studi hanno indicato che limitare le calorie, inducendo così l’ipoglicemia, nel topo EL incline all’epilessia riduce anche la suscettibilità alle convulsioni (2). Con qualsiasi modello che induce ipoglicemia, il ruolo della chetosi deve essere escluso, poiché i chetoni stessi possono influenzare la soglia convulsiva (3). Inoltre, molti altri meccanismi potrebbero spiegare le alterazioni indotte dall’ipoglicemia e dall’iperglicemia dell’eccitabilità neuronale., Inoltre, gli effetti dell’età sull’equilibrio del glucosio e sull’eccitabilità neuronale devono essere delineati, poiché i bambini con diabete tendono a sviluppare convulsioni con ipoglicemia piuttosto che con iperglicemia. Oltre a chiarire ulteriormente la relazione tra iperglicemia e convulsioni, Schwechter et al. evidenziare il legame tra metabolismo ed eccitabilità neuronale e sottolineare la necessità di ulteriori ricerche sugli effetti a lungo termine dell’iperglicemia su vari aspetti della funzione cerebrale (4).
