어린 연령 쥐에서 4-aminopyridine 유도 경련 후 동반된 저산소증하에서 보이는 경련모양 활동파에 Diazoxide가 미치는 영향

Effect of Diazoxide in Conunterating on Hyperex citability by 4-Aminopyrid ine-induced Epileptiform Discharge Followed by Hypoxia in Young Rats

목 적: 어린 연령 쥐의 뇌 조직 절편에 경련을 유발시키기 위해 시험관내에서 4-AP를 투여 후, 정상 산소 공급 상태와 저산소증 상태로 각각 만들었다. 그 후, diazoxide를 첨가하여 경련 후 생긴 저산소증 상태에서 영향을 관찰하였다. 또한, CBZP도 같은 조건의 뇌 조직 절편에 넣어 경련 후 생긴 저산소증 상태에서 영향을 관찰함으로서 diazoxide와 비교하였다. 방 법: 생후 13-18일 사이의 Sprague-Dawley 쥐를 대상으로 조직 절편을 얻은 후 각각 1 mM diazoxide, 100 μM 4-AP, 50 μM CBZP를 첨가하여 정상 산소 상태와 무산소증에서 실험을 시행하였다. 실험군은 다음과 같이 나누었다; 1) 7.5mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 1 mM diazoxide와 100 μM 4-AP 첨가 군, 2) 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 1 mM diazoxide와 100 μM 4-AP 첨가 후 무산소 상태군, 3) 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 100 μM 4-AP 첨가 군, 4) 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 50 μM CBZP와 100μM 4-AP 첨가군, 5) 7.5 mM K 함유 뇌척수액관류 뇌 조직절편에 50 μM CBZP와 100 μM 4-AP 첨가 후 무산소 상태군. 그 후, 전기장 전위를 1시간 동안 측정하였다. 결 과 : 정상적으로 산소가 공급되는 상태에서 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 100 μM 4-AP 첨가한 군의 자발적 간질 모양 활동파의 지속시간, 빈도와 진폭은 140.3±57.3 ms, 10.6±1.8/분과 2.9±0.6 mV이었다. 정상적으로 산소가 공급되는 상태에서 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 1 mM diazoxide와 100 μM 4-AP 첨가한 군의 자발적 간질 모양 활동파의 지속시간, 빈도와 진폭은 113.1±43.2 ms, 12.8±3.5/분과 2.6±0.5 mV이었다. 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 1 mM diazoxide와 100 μM 4-AP 첨가 후 무산소 상태의 간질 모양파의 지속시간, 빈도와 진폭은 100.6±26.4 ms, 1.7±1.2/분과 3.2±0.3 mV이었다. 정상적으로 산소가 공급되는 상태에서 7.5 mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 50 μM CBZP와 100 μM 4-AP 첨가한 군에서는 100 μM 4-AP의 자발적 간질 모양 활동파 생성을 억제하여 나타나지 않았다. 7.5mM K 함유 뇌척수액 관류 뇌 조직절편에 50 μMCBZP와 100 μM 4-AP 첨가 후 무산소 상태 군에서는 100 μM 4-AP에 의한 자발적 간질 모양활동파가 차단되지 않고 나타나며, 이의 지속시간, 빈도와 진폭은 130.8±52.5 ms, 8.5±1.4/분과 3.0±0.7 mV이었다. 결 론 : 본 연구 결과에 따르면, 어린 연령 쥐에서 칼륨 통로 활성제인 diazoxide는 7.5 mM 칼륨하의 4-AP에 의한 간질 경련 모양 전위에는 큰영향이 없지만, 그 후 생긴 무산소 상태에서는 간질 모양 경련 전위를 억제한다. 따라서, 4-AP 유 도 흥분성 전달 물질 분비 증가로 인한 전위 발생과 4-AP 유도 후 생긴 무산소 상태에서 발생하는 기전과는 차이가 있는 것으로 보인다. 이와 반대로 CBZP는 4-AP 유발 흥분성에는 효과가 있다. 실제 임상에서 간질 중첩증(status epilepticus) 등에서는 경련을 할 뿐만 아니라 이로 인해 그 이후 생길 수 있는 저산소증(hypoxia)가 위험 인자로 대두되어 이차적인 손상을 일으킬 수 있으므로, 이러한 경우에는 전반적인 경련에 대해서는 제한된 효과를 가진 diazoxide가 유용하다고 생각할 수 있다.

Purpose : The goal of the present study was to investigate the effects of diazoxide on 4-aminopyridine(4-AP)-induced hyperexcitability followed by normal oxygenation or an anoxia state in young rats. Also, we investigated the effects of carbamazepine(CBZP) on 4-AP-induced hyperexcitability followed by normal oxygenation or an anoxia state in young rats. Methods : The visual cortex slices in this study were obtained from 13 to 18-days-old Sprague-Dawley rats. Extracellular recordings were performed to observe the induction of the epileptiform discharges perfused by artificial CSF containing 100 μM 4-AP with 7.5 mM K and the effects of 1 mM diazoxide and 50 μM CBZP followed by normal oxygenation or an anoxia state. Results : Spontaneous epileptiform activities were observed in artificial CSF containing 100 μM 4-AP. The addition of diazoxide decreased the frequency of 4-AP- induced epileptiform activities followed by anoxia, but didnt block the 4-AP-induced epileptiform activities followed by anoxia. The addition of CBZP blocked the 4-AP-induced epileptiform activities followed by normal oxygenation. Conclusion : We observed that diazoxide did not counteract the epileptiform activities induced by 4-AP. Diazoxide inhibited the increased excitability followed an anoxia state in young rats. CBZP counteracted the epileptiform activities induced by 4-AP. Diazoxide may have limited utilities in the seizure therapy. Nevertheless, this could be of benefit during prolonged seizures where hypoxia becomes a significant factor.