kommentar
onormala glukosnivåer, oavsett om de är för höga eller för låga, kan orsaka anfall. Problemet är särskilt relevant för personer med diabetes, vars blodsockernivåer kan fluktuera mycket under en dag, som ett resultat av interkurrent sjukdom, variationer i insulinnivåer eller andra metaboliska faktorer. Kliniska studier visar att vuxna med hyperglykemi har en ökad förutsättning för att uppleva anfall., Experimentella studier, både in vivo och in vitro, tyder på att en tröskelkoncentration av glukos är nödvändig för att stödja synaptisk överföring. Omvänt verkar det som att förhöjd extracellulär glukos är associerad med neuronal hyperexcitabilitet, vilket indikerar att glukosbalans är nödvändig för normal neurotransmission. Betydelsen av glukosbalans har identifierats i studier som visar att hyperglykemi förvärrar ischemiinducerad hjärnskada, medan fastande inducerad hypoglykemi skyddar mot denna neurotoxicitet., Den nuvarande studien, av Schwechter och medarbetare, hypoteser att minskningen av extracellulär glukos kan förbättra anfallsaktiviteten genom att minska neuronal excitabilitet.
först, Schwechter et al. undersökte sambandet mellan extracellulära glukosnivåer och anfallskänslighet hos vuxna råttor in vivo. De testade hypotesen att förhöjd glukos är prokonvulsiv i flurotylmodellen av generaliserade anfall (flurotyl är ett gasformigt konvulsivt medel som kan inducera anfall genom inandning)., Hyperglykemi inducerades på två sätt: (a) streptozocin (STZ) administrering, som på ett tillförlitligt sätt producerar Hyperglykemi och simulerar diabetes; och (B) kortvarig intraperitoneal injektion av 20% glukos för att skapa ett tillstånd av nonketotisk hyperglykemi oberoende av diabetes. En mängd väl valda kontroller användes för att jämföra resultat. De tre grupperna bestående av ”nondiabetic controls” inkluderade råttor injicerade med Stz-fordonet, Stz-injicerade råttor som inte utvecklade diabetes och råttor som inte fick någon injektion men annars hanterades identiskt med de andra djuren., En slutlig jämförelsegrupp bestod av råttor som genomgick en 24-timmars snabb och därmed var hypoglykemiska.
Test med flurotyl visade en negativ korrelation mellan blodglukosnivå och klonisk kramptröskel – med STZ-inducerade diabetiska råttor som hade signifikant lägre kramptrösklar än icke-diabetiska kontroller. Fast, hypoglykemiska råttor hade de högsta tröskelvärdena., För att kontrollera andra metaboliska eller hormonella effekter som härrör från Stz-injektion injicerades en ytterligare grupp råttor med 20% glukos, 30 minuter före flurotyltestning och jämfördes sedan med saltlösningskontroller. Återigen hade de hyperglykemiska råttorna signifikant lägre tröskelvärden för kloniska flurotylbeslag, vilket tyder på att hyperglykemi i sig är prokonvulsiv, hos både diabetiker och normala råttor., Vidare sågs ingen skada på hippocampala neuroner i något av de experimentella förhållandena, som bedömdes av Fluro-Jade och silverfärgstekniker, vilket tyder på att varken STZ eller förhöjd glukos orsakar strukturell neuronskada.
därefter utvärderade Schwechter och kollegor effekterna av förhöjd extracellulär glukos på epileptiform aktivitet in vitro. Skivor av entorhinal cortex–hippocampus utsattes för ett Mg2 + – fritt extracellulärt medium, vilket orsakade epileptiforma utbrott för vilka amplitud och frekvens kan mätas och jämföras under olika experimentella förhållanden., I Mg2 + – fritt medium med 10 mM extracellulär glukos (dvs den vanliga glukoskoncentrationen som användes i slice-experiment) inträffade typiska epileptiforma utsläpp. När glukosen ökades till 20 mM, förändrades inte epileptiform burstfrekvensen; emellertid ökade sprängförstärkningarna signifikant, vilket tyder på förbättrad neuronal bränning. Effekten var omvänd när glukosen byttes tillbaka till 10 mm. dessutom sågs inga epileptiforma urladdningar i normal cerebral spinalvätska (CSF), det vill säga 2 mm Mg2+, plus en 20 mM glukoslösning., Som en varning—tänk på det faktum att nästan alla hjärn-skiva elektrofysiologiska experiment har använt en CSF-glukoskoncentration av 10 mM, snarare än den fysiologiska koncentrationen, som ligger närmare 5 mm. Den konventionellt accepterade övningen av att använda de högre glukosnivålösningarna är baserad på empirisk erfarenhet, vilket visar att den synaptiska viabiliteten hos skivor är optimerad med den högre koncentrationen (1).
denna väldesignade studie bekräftar tidigare arbete med flera djurmodeller av diabetes, vilket visar en minskning av anfallströskeln., Det viktiga nya resultatet från Schwechter och kollegor är att hyperglykemi i sig är prokonvulsiv. Hur kan förhöjd glukos öka anfallskänsligheten? Svaret på denna viktiga fråga om handlingsmekanismen väntar på ytterligare forskning, eftersom mekanismen i sig inte tas upp i detta betänkande. En ledtråd till svaret kan dock hämtas från författarnas observation att hypoglykemi var förknippad med en högre kramptröskel., Andra studier har visat att begränsa kalorier, vilket inducerar hypoglykemi, i epilepsibenägen EL mus minskar också anfallskänslighet (2). Med någon modell som inducerar hypoglykemi måste ketosens Roll uteslutas, eftersom ketoner själva kan påverka anfallströskeln (3). Dessutom kan flera andra mekanismer förklara hypoglykemi-och hyperglykemi-inducerade förändringar av neuronal excitabilitet., Dessutom måste effekterna av ålder på glukosbalans och neuronal excitabilitet avgränsas, eftersom barn med diabetes tenderar att utveckla anfall med hypoglykemi snarare än med hyperglykemi. Förutom att ytterligare klargöra förhållandet mellan hyperglykemi och anfall, Schwechter et al. markera länken mellan metabolism och neuronal excitabilitet och betona behovet av ytterligare forskning om de långsiktiga effekterna av hyperglykemi på olika aspekter av hjärnfunktionen (4).
