Патофізіологічні механізми хронічної судомної активності в умовах моделі епілептичного синдрому, індукованого за допомогою пілокарпіну (експериментальне дослідження): дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Abstract

Результати дисертаційної роботи мають важливе значення для розширення існуючих уявлень про механізми формування відтермінованих спонтанних судом в умовах їх індукції пілокарпіном. Дисертація присвячена дослідженню патофізіологічних механізмів розвитку відтермінованих спонтанних судом за умов пілокарпін-індукованої хронічної моделі епілептичної активності в щурів, а також оцінки динаміки зміни поведінки тварин для розробки прогностичних критеріїв розвитку спонтанних судом. Після введення пілокарпіну (380 мг/кг, в/очер) у щурів розвивається комплекс поведінкових і електрографічних порушень, що э характерними для епілептичного статусу, який характеризується високою летальністю, стадійністю і розвитком відтермінованих спонтанних судом. В середньому через 70-90 хв після введення пілокарпіну у щурів відзначаються гострі судоми, внаслідок яких гине 16,0 % тварин. Через 20-25 діб після введення пілокарпіну у 83,3 % тварин розвиваються спонтанні судоми, тривалість яких становить 40-48 діб, з максимальною їх представленістю протягом 40 діб з моменту ініціації. Характеристики спонтанних судом різнилися від незначних за виразністю міофасціальних здригань і оральних автоматизмів (20,0 %), міоклонічних скорочень м'язів передніх і задніх кінцівок з переважанням м'язової активності м'язів передніх кінцівок (5,7 %), до дрібноамплітудних міоклонічних скорочень м'язів передніх кінцівок (74,3 %). Виявлено пряму залежність збільшення кількості епізодів спонтанної судомної активності від тривалості та інтенсивності гострої стадії судомних реакцій в умовах моделі пілокарпін-індукованого епілептичного синдрому. Спонтанні судоми не розвивалися в разі припинення ЕС через 15 хв після його 3 початку. Доведено, що в разі індукції спонтанних судом пілокарпіном їх тривалість підлягає циклічному характеру з періодичністю в 5-8 діб. При щоденному підрахунку кількості спонтанних судом протягом 40 діб спостереження з моменту, коли в щурів відзначалися пілокарпін-індуковані спонтанні судоми, ми відзначали в середньому від 5 до 8 циклів спонтанних судом у піддослідних тварин. На підставі аналізу даних електроенцефалографічної (ЕЕГ) реєстрації у тварин зі спонтанними судомами вперше показано, що у 65,7 % щурів вентральний гіпокамп був першим утворенням мозку при ініціації спонтанних судом, в якому посилювалася електрографічна активність. У 22,9 % випадків гіпокамп і кора мозку синхронно починали генерувати надмірну електричну активність. У 11,4 % щурів ЕЕГ-судомна активність починалася з фронтальних відділів кори. Зареєстрований нами характер ЕЕГ змін при спонтанних судомах у щурів характеризувався чергуванням в ЕЕГ під час спонтанних судом епізодів зі спайковими потенціалами і епізодів з низкоамплитудною активністю. Маніфестація спонтанних судом виникала внаслідок вираженого (p<0,05) переважання амплітуди хвиль α- та δ-діапазонів в гіпокампі. Розвиток спонтанних судом, спричинив формування у щурів порушень поведінкових реакцій, що пов'язано зі змінами у гіпокампі та фронтальній корі, про це свідчить позитивний ефект застосування антиконвульсантів, точкою прикладення яких є гіпокамп. Кореляція поведінки та розвитку спонтанних судом обумовлена тим, що поведінка пов'язана з підкірковими структурами залученими в епілептичну систему, тому тонкі здвиги поведінки можуть служити прогностичними критеріями тяжкості і тривалості спонтанних судом. Патофізіологічні механізми порушень деяких типів поведінки і формування спонтанних судомних реакцій, є односпрямованими і схожими. Отримані результати щодо зміни поведінки протягом латентного періода після введення конвульсивної дози пілокарпіну є єдиною клінічною ознакою, яка передує розвитку спонтанних судом, оскільки подібні поведінкові зміни були відсутні у щурів, у яких не відзначали розвиток пілокарпін-викликаних відтермінованих спонтанних судом. Виявлені когнітивні порушення в умовах розвитку пілокарпін-викликаних спонтанних судом свідчать про адекватність використаної моделі відповідному клінічному стану, що дозволяє рекомендувати її використання при фундаментальних дослідженнях, присвячених з'ясуванню патофізіологічних механізмів розвитку спонтанної судомної активності і розробки методів її комплексної патогенетичної корекції.

The results of the thesis are important to extend the existing conceptualization of the mechanisms of formation of delayed spontaneous seizures under the conditions of their pilocarpine induction. Upon administration of pilocarpine (380 mg/kg, i/peritoneum), a complex of behavioral and electrographic disorders specific to epileptic status characterized by high lethality, staging and development of delayed spontaneous seizures is developed in rats. On average, 70-90 minutes after administration of pilocarpine, acute seizures are observed in rats resulting in death of 16,0 % of animals. 20-25 days after administration of pilocarpine, spontaneous seizures with a duration of 40-48 days are developed in 70,0 % of animals, with their maximum representation 40 days after initiation. The characteristics of the spontaneous seizures varied from insignificant expressiveness of myofascial shudders and oral automatisms (20,0 %), myoclonic contractions of the muscles of the anterior and hind limbs, with a predominance of muscle activity of the anterior limbs muscles (5,7 %), to the small-amplitude myoclonic contractions of the muscles of the anterior limbs (74,3 %). The development of spontaneous seizures caused the formation of behavioral reaction disorders in rats that is associated with changes in the hippocampus and frontal cortex, as evidenced by the positive effect of anticonvulsants administration, which application point is hippocampus. The correlation between behavior and spontaneous seizures development is due to the fact that the behavior related to subcortical structures involved in the epileptic system, therefore, subtle behavioral changes may serve as prognostic criteria for severity and duration of spontaneous seizures. Pathophysiological mechanisms of disorders of certain behavior types and the formation of spontaneous seizure reactions are unidirectional and similar. The results received in the study concerning behaviorial changes during latent period after administration of the convulsive dose of pilocarpine are the only clinical signs preceding the development of spontaneous seizures, since such behavioral changes were not present in rats, in whom the development of pilocarpine-induced delayed spontaneous seizures.

В работе изучается патофизиологические механизмы развития отсроченных спонтанных судорог в условиях пилокарпин-вызванной хронической модели эпилептической активности у крыс, а также оценке динамики изменения поведения животных для разработки прогностических критериев развития отсроченных спонтанных судорог. Была выявлена прямая зависимость частоты развития спонтанных судорог от длительности острых пилокарпинвызванных судорог. У большинства крыс вентральный гиппокамп является первой структурой мозга, в которой усиливается активность при инициации спонтанных судорог. Антиэпилептическое действие в отношении пилокарпин-вызванных 19 спонтанных судорог оказывают диазепам, фенобарбитал и вальпроевая кислота. Развитию спонтанных судорог предшествуют редукция двигательной активности и исследовательского поведения, усиление выраженности эмоционального поведения, а также когнитивные дисфункции. Полученные данные являются перспективными для разработки патогенетически обоснованных методов лечения хронических форм эпилепсии.