Особливості періоду постнападової депресії у кіндлінгових щурів на тлі транскраніального застосування низькоінтенсивного пульсуючого ультразвуку

Abstract

Епілепсія супроводжується не лише судомними нападами, а й виразними коморбідними порушеннями, зокрема проявами післянападової депресії. Дослідження поведінкових та рефлекторних коморбідних порушень у щурів із хронічним епілептичним синдромом є важливою науково-практичною проблемою. Постнападова депресія являє собою механізм припинення судом, в основі якого лежить активація ендогенних протиепілептичних механізмів мозку (зокрема опіатергічної системи). Застосування неінвазивних методів нейромодуляції, таких як низькоінтенсивний пульсуючий ультразвук (LIPUS), є перспективним напрямком для вивчення механізмів коригуючого впливу на функціональну активність головного мозку та зменшення коморбідних розладів. Мета дослідження. Встановити вплив транскраніального неінвазивного одно- та п’ятикратного застосування LIPUS на прояви післянападового депресивного синдрому у щурів із фармакологічним кіндлінгом. Матеріал і методи. Дослідження проведено на 42 статевозрілих щурах лінії Вістар. Хронічний епілептичний синдром формували шляхом щоденного внутрішньочеревинного введення пентиленететразолу (ПТЗ) у дозі 35,0 мг/кг протягом 21 доби. Тварин розподілили на групи інтактного контролю та кіндлінгових щурів, яким застосовували хибний вплив або дійсні сеанси LIPUS (1 або 5 сеансів). Параметри LIPUS: частота 1,5 МГц, інтенсивність 30 мВт/см2, тривалість 20 хв на тім’яно-потиличну зону. Досліджували координаційні реакції (тест підняття за хвіст, утримання на горизонтальному дроті), м’язовий тонус та больову чутливість. Результати. У кіндлінгових щурів виявлено порушення координації та м’язового тонусу: зниження часу утримання на горизонтальному дроті на 55,7‑61,9% порівняно з інтактними щурами (P<0,001), підвищений тонус м’язів хвоста (у 85,7% тварин), а також поява екзофтальму та зведеного положення кінцівок. Транскраніальний вплив LIPUS ефективно коригував ці порушення. П’ятикратне застосування LIPUS достовірно збільшувало тривалість утримання на горизонтальному дроті на 50,6% порівняно з групою кіндлінгових щурів із хибними впливами (P<0,02). Крім того, курсовий вплив ультразвуку відновлював нормальне відведене положення кінцівок, усував екзофтальм та знижував патологічний гіпертонус м’язів хвоста. Водночас вплив LIPUS не змінював зниженої больової чутливості у відповідь на механічне подразнення, що вказує на специфічність його модулюючої дії. Висновки. Неінвазивний транскраніальний вплив LIPUS (особливо курсове п’ятикратне застосування) є перспективним засобом усунення коморбідних рухових, позних та координаційних розладів у післянападовому періоді при хронічному епілептичному синдромі.

Epilepsy is accompanied not only by convulsive seizures but also by pronounced comorbid behavioral and neurological disorders, particularly post-seizure depression. Investigating these comorbid reflex and motor impairments in rats with chronic epileptic syndrome represents a significant scientific and practical challenge. Post-seizure depression acts as a mechanism for seizure termination, fundamentally driven by the activation of the brain’s endogenous antiepileptic networks, including the opiatergic system. The application of noninvasive neuromodulation techniques, such as low-intensity pulsed ultrasound (LIPUS), provides a promising approach for exploring the mechanisms of corrective influence on the functional activity of the brain and mitigating these comorbid disorders. Aim. To investigate the effects of single and repeated (five sessions) transcranial non-invasive LIPUS application on the manifestations of post-seizure depressive syndrome, including reflex, coordination, and postural impairments, in rats with pharmacological kindling. Material and methods. The experiment was conducted on 42 adult male Wistar rats. Chronic epileptic syndrome was induced by daily intraperitoneal injections of pentylenetetrazol (PTZ) at a dose of 35.0 mg/kg for 21 days. The animals were divided into intact control groups and kindled groups receiving either sham stimulation or transcranial LIPUS application (1 or 5 sessions). LIPUS parameters included a frequency of 1.5 MHz, an intensity of 30 mW/cm2, and a 20‑minute session targeting the parieto-occipital zone. Post-seizure motor coordination, muscle tone, and pain sensitivity were assessed. Results. PTZ-kindled rats exhibited severe coordination and muscle tone impairments: a 55.7‑61.9% reduction in the hanging time on the horizontal wire compared to intact controls (P<0.001), elevated tail muscle tone (in 85.7% of animals), exophthalmos, and adducted limb posture. Transcranial LIPUS application effectively corrected these deficits. Afive-session LIPUS course significantly increased the horizontal wire hanging time by 50.6% compared to the kindled sham group (P<0.02). Furthermore, the repeated ultrasound treatment restored normal abducted limb posture, eliminated exophthalmos, and reduced pathological tail muscle hypertonia. However, LIPUS did not alter the diminished pain sensitivity in response to mechanical stimulation, indicating the specificity of its neuromodulatory effects. Conclusions. Non-invasive transcranial LIPUS application, particularly when administered as a five-session course, is a promising therapeutic strategy for alleviating comorbid motor, postural, and coordination disorders during the post-seizure period in chronic epileptic syndrome.