KOMMENTAR
Unormal glukose nivåer, enten for høye eller for lave, kan føre til anfall. Problemet er spesielt relevant for personer med diabetes, hvis blodsukkernivået kan svinge mye i løpet av en dag, som et resultat av intercurrent sykdom, variasjoner i insulin nivåer, eller andre metabolske faktorer. Kliniske studier viser at voksne med hyperglykemi har økt disposisjon for å oppleve anfall., Eksperimentelle studier, både in vitro og in vivo, tyder på at en terskel glukose konsentrasjon er nødvendig for å støtte synaptisk overføring. Derimot ser det ut til at forhøyet ekstracellulære glukose er forbundet med neuronal hyperexcitability, noe som indikerer at glukose balanse er nødvendig for normal neurotransmission. Betydningen av glukose balanse har blitt identifisert i studier som viser at hyperglykemi forverrer iskemi-indusert skader på hjernen, mens faste-indusert hypoglykemi beskytter mot dette neurotoxicity., Den foreliggende studien, ved Schwechter og co-arbeidere, hypothesizes at reduksjon av ekstracellulære glukose kunne forbedre anfall aktivitet ved å redusere neuronal oppstemthet.
Først, Schwechter et al. undersøkt forholdet mellom ekstracellulære glukose nivåer og beslag mottakelighet hos voksne rotter in vivo. De testet hypotesen om at forhøyet glukose er proconvulsant i flurothyl modell av generalisert anfall (flurothyl er et gassformig convulsant i stand til å fremkalle anfall ved innånding)., Hyperglykemi ble indusert på to måter: (a) streptozocin (STZ) administrasjon, som pålitelig produserer hyperglykemi og simulerer diabetes; og (b) kortsiktig intraperitoneal injeksjon av 20% glukose for å skape en tilstand av nonketotic hyperglykemi uavhengig av diabetes. Et utvalg av godt valgt kontrollene ble brukt til å sammenligne resultater. De tre grupper som består av «nondiabetic kontroller» inkludert rotter injisert med STZ kjøretøy, STZ-injisert rotter som ikke utvikler diabetes, og rotter som fikk ingen injeksjon, men ellers ble behandlet likt til andre dyr., En siste sammenligning gruppe besto av rotter som gjennomgikk en 24-timers rask og dermed var hypoglycemic.
Testing med flurothyl påvist en negativ korrelasjon mellom blod glukose nivå og clonic krampeterskelen—med STZ-indusert diabetiske rotter har betydelig lavere beslag terskler enn gjorde nondiabetic kontroller. Fastet, hypoglycemic rotter hadde de høyeste grensene., For å kontrollere for andre metabolske eller hormonelle effekter som følge av STZ injeksjon, en ekstra gruppe av rotter ble injisert med 20% glukose, 30 minutter før flurothyl testing, og deretter ble sammenlignet med saltvann injisert kontroller. Igjen, den hyperglykemiske rotter hadde vesentlig lavere terskel for clonic flurothyl beslag, noe som tyder på at hyperglykemi seg selv er proconvulsant, i både diabetiker og normale rotter., Videre, ingen skade å hippocampal nevroner ble sett i noen av de eksperimentelle forhold, som vurderes av Fluro-Jade og sølv flekken teknikker, noe som tyder på at verken STZ eller forhøyet glukose årsaker strukturelle neuronal skade.
Neste, Schwechter og kolleger vurdert effekten av forhøyet ekstracellulære glukose på epileptiform aktivitet in vitro. Skiver av entorhinal cortex–hippocampus ble utsatt for en Mg2+-gratis ekstracellulære medium, forårsaker epileptiform utbrudd som amplitude og frekvens kan måles og sammenlignes under ulike eksperimentelle forhold., I Mg2+-gratis medium med 10 mM ekstracellulære glukose (dvs., den vanlige glukose konsentrasjon som brukes i skive eksperimenter), typisk epileptiform utslipp oppstått. Når glukose ble økt til 20 mM, epileptiform burst frekvens ikke endre seg, men det brast amplituder økt betydelig, noe som tyder på forbedret neuronal avfyring. Effekten ble reversert når glukose ble slått tilbake til 10 mM. I tillegg, ingen epileptiform utslipp ble sett i normal cerebrospinalvæsken (CSF), som er 2 mM Mg2+, pluss en 20 mM glukoseoppløsning., Som en påminnelse—vurdere det faktum at nesten alle hjerne-skive elektrofysiologi eksperimenter har brukt en CSF-glukose konsentrasjon av 10 mM, snarere enn den fysiologiske konsentrasjon, som er nærmere til 5 mM. Den konvensjonelt akseptert praksis for å bruke høyere glukose-nivå løsninger som er basert på empiric erfaring, som viser at synaptic levedyktighet av stykkene som er optimalisert med høyere konsentrasjon (1).
Dette godt designet studie bekrefter tidligere arbeid med flere dyr modeller av diabetes, som viser en reduksjon i krampeterskelen., Det nye og viktige funn fra Schwechter og kolleger er at hyperglykemi, seg selv, er proconvulsant. Hvordan kan forhøyet glukose forbedre anfall mottakelighet? Svaret på dette viktige spørsmålet, om virkningsmekanismen venter på videre forskning, som den mekanisme som per se er ikke behandlet i denne rapporten. Men en ledetråd til svaret kan være hentet fra forfatterne er observasjonen at hypoglykemi var assosiert med en høyere krampeterskelen., Andre studier har indikert at å begrense kalorier, og dermed forårsaker hypoglykemi, i epilepsi-utsatt EL musen reduserer også beslag mottakelighet (2). Med en modell som induserer hypoglykemi, rolle ketosis må utelukkes, som ketoner i seg selv kan påvirke krampeterskelen (3). Videre, flere andre mekanismer kan forklare hypoglykemi og hyperglykemi-indusert endringer av neuronal oppstemthet., Videre er effekten av alder på glukose balanse og neuronal oppstemthet må være avgrenset, som barn med diabetes har en tendens til å utvikle anfall med hypoglykemi snarere enn med hyperglykemi. I tillegg til å klargjøre ytterligere forholdet mellom hyperglykemi og beslag, Schwechter et al. marker linken mellom stoffskifte og neuronal oppstemthet og understreke behovet for videre forskning på de langsiktige virkninger av hyperglykemi på ulike aspekter av hjernens funksjon (4).
