Pilocarpine-induced changes in brain bioelectrogenesis in the cortex and subcortical structures = Пілокарпін-спричинені зміни біоелектрогенезу в корі та підкоркових структурах головного мозку

Kashchenko O. A., Volokhova G. O., Talalayev K. O. Pilocarpine-induced changes in brain bioelectrogenesis in the cortex and subcortical structures = Пілокарпін-спричинені зміни біоелектрогенезу в корі та підкоркових структурах головного мозку \\ Актуальні проблеми транспортної медицини / Actual problems of transport medicine / 2022;4(70):118-130. ISSN 1818-9385

DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.7495391

http://aptm.org.ua

УДК 615.213.015.2+557.146.1

DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.7495391

PILOCARPINE-INDUCED CHANGES IN BRAIN BIOELECTROGENESIS IN THE CORTEX AND SUBCORTICAL STRUCTURES

Kashchenko O. A., Volokhova G. O., Talalayev K. O.

Odessa National Medical University,,

oll.reliable@gmail.com

A single pilocarpine administration leads to status epilepticus development and chronic epileptic activity formation. High doses of pilocarpine systemic and intraventricular administration to rats and mice induces behavioral and electrographic seizures in both species. Scientific studies of chronic forms of epileptiform activity induced by pilocarpine or other cholinergic agonists were not systemic that causes the pathogenetic mechanisms of pilocarpine-induced seizure activity development, progression, spread and termination not to be completely understood. The purpose of this work is to investigate the peculiaritied of brain bioelectrical activity and behavioral reactions in animals under conditions of epileptic activity induction by pilocarpine. It was established that pilocarpine leads to bioelectrogenesis increase in rats cerebral cortex and subcortical structures. Cortical and subcortical formations of the brain are responsible for pilocarpine-induced epileptic activity initiation and further propagation, relationship between these events determines the nature of its generation and the corresponding behavioral correlates. An ictal epileptiform potentials power increase was shown to occur to a greater extent in the q- and a-diapasones while d- and b-activity changed to a minimal extent. It was also shown that during the interictal period, powerful electrical activity predominantly in the q- and a-bands was generated in the substantia nigra and was slightly less pronounced in the caudate nucleus against the background of electrical activity in the hippocampus desynchronization. The authors suggest that synchronizing thalamocortical influences activation is one of the mechanisms of hypersynchronization during the use of pilocarpine. Further study of epilepsy pathogenetic mechanisms in conditions of this epileptic activity model will contribute to a detailed determination of the mechanisms of excessive epileptiform activity occurrence and spread in case of cholinergic mechanisms activation and new and effective pathogenetically substantiated methods development for seizures pharmacological correction.

Key words: seizures, epileptic activity, pilocarpine, ictal and interictal spikes, pathogenetic mechanisms

ПІЛОКАРПІН-СПРИЧИНЕНІ ЗМІНИ БІОЕЛЕКТРОГЕНЕЗУ В КОРІ ТА ПІДКОРКОВИХ СТРУКТУРАХ ГОЛОВНОГО МОЗКУ

Кащенко О.А., Волохова Г.О., Талалаєв К.О.

Одеський національний медичний університет,

oll.reliable@gmail.com

Одноразове введення пілокарпіну призводить до розвитку епілептичного статусу і формуванню хронічної епілептичної активності. Системне та внутрішньошлуночкове введення пілокарпіну у великих дозах щурам і мишам, викликає поведінкові та електрографічні судорожні прояви у тварин обох видів. Наукові дослідження хронічних форм епілептиформної активності, яка викликана пілокарпіном або іншими холінергічними агоністами, не мали всеосяжного систематичного характеру, що і зумовлює не до кінця вивчений характер патогенетичних механізмів розвитку, прогресування, поширення і припинення пілокарпін-викликаної судорожної активності. Мета роботи — дослідження особливостей біоелектричної активності мозку і поведінкових реакцій у тварин за умов індукції епілептичної активності пілокарпіном. Встановлено, що пілокарпін спричиняє підсилення біоелектрогенезу в корі головного мозку щурів та підкоркових структурах. Відповідальними за ініціацію та розповсюдження пілокарпін-спричиненої епілептичної активності є комплекс коркових та підкоркових утворень головного мозку, взаємовідносини поміж якими визначають характер її генерування та відповідні поведінкові кореляти. Показано зростання потужності іктальних епілептиформних потенціалів відбувалося в більшому ступені в q- і a- діапазонах, у той час як d- і b- активність змінювалася в мінімальному ступені. Показано також, що протягом інтеріктального періоду потужна електрична активність переважно q- і a-діапазонів генерувалася в чорній речовині і ледве менш була виражена у хвостатому ядрі на фоні десинхронізації електричної активності в гіпокампі. Автори припускають, що активація синхронізуючих таламо-кортикальних впливів є одним з механізмів гіперсинхронізації за умов застосування пілокарпіну. Подальше вивчення патогенетичних механізмів епілептогенезу за умова цієї моделі епілептичної активності сприятиме детальному визначенню механізмів виникнення та розповсюдження надмірної епілептиформної активності за умов активації холінергічних механізмів та розробці на цій підставі нових та ефективних патогенетично обґрунтованих методів фармакологічної корекції судомного синдрому.

Ключові слова: судоми, епілептична активність, пілокарпін, іктальні та інтеріктальні потенціали, патогенетичні механізми

ПИЛОКАРПИН-ИНДУЦИРОВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ БИОЭЛЕКТРОГЕНЕЗА В КОРЕ И ПОДКОРКОВЫХ СТРУКТУРАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Кащенко О.А., Волохова Г.А., Талалаев К.А.

Одесский национальный медицинский университет,

oll.reliable@gmail.com

Однократное введение пилокарпина приводит к развитию эпилептического статуса и формированию хронической эпилептической активности. Системное и внутрижелудочковое введение пилокарпина в больших дозах крысам и мышам вызывает поведенческие и электрографические судорожные проявления у животных обоих видов. Научные исследования хронических форм эпилептиформной активности, вызванной пилокарпином или другими холинергическими агонистами, не носили всеобъемлющего систематического характера, что и обуславливает не до конца изученный характер патогенетических механизмов развития, прогрессирования, распространения и прекращения пилокарпин-вызванной судорожной активности. Цель работы — исследование особенностей биоэлектрической активности мозга и поведенческих реакций у животных в условиях индукции эпилептической активности пилокарпином. Установлено, что пилокарпин приводит к усилению биоэлектрогенеза в коре головного мозга крыс и подкорковых образованиях. Ответственными за инициацию и распространение пилокарпин-вызванной эпилептической активности являются корковые и подкорковые образования головного мозга, взаимоотношения между которыми определяют характер ее генерирования и соответствующие поведенческие корреляты. Показан рост мощности иктальных эпилептиформных потенциалов происходил в большей степени в q- и a-диапазонах, в то время как d- и b- активность изменялась в минимальной степени. Показано также, что во время интериктального периода мощная электрическая активность преимущественно q- и a-диапазонов генерировалась в черном веществе и чуть менее была выражена в хвостатом ядре на фоне десинхронизации электрической активности в гиппокампе. Авторы предполагают, что активация синхронизирующих таламокортикальных воздействий является одним из механизмов гиперсинхронизации при применении пилокарпина. Дальнейшее изучение патогенетических механизмов эпилептогенеза в условиях данной модели эпилептической активности будет способствовать детальному определению механизмов возникновения и распространения чрезмерной эпилептиформной активности при активации холинергических механизмов и разработке на этом основании новых и эффективных патогенетически обоснованных методов фармакологической коррекции судорог.

Ключевые слова: судороги, эпилептическая активность, пилокарпин, иктальные и интериктальные потенциалы, патогенетические механизмы