جلد 18، شماره 12 - ( 12-1398 )                   جلد 18 شماره 12 صفحات 1210-1197 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Moghaddasi R, Ghotbeddin Z, Moazedi A A, Akhond M R. Increasing the Effectiveness of Carbamazepine by Low Frequency Electrical Stimulation During CA1 Hippocampal Kindling on Seizure Scales in Adult Male Rats: An Experimental Study. JRUMS 2020; 18 (12) :1197-1210
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-4800-fa.html
مقدسی رضا، قطب الدین زهره، معاضدی احمد علی، آخوند محمد رضا. افزایش اثربخشی کاربامازپین به‌کمک تحریک الکتریکی با فرکانس پایین در طی روند کیندلینگ ناحیه CA1 هیپوکامپ بر شاخص‌های تشنجی در موش‌های صحرایی نر بالغ: یک مطالعه تجربی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1398; 18 (12) :1197-1210

URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-4800-fa.html


دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز،
متن کامل [PDF 579 kb]   (796 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (2286 مشاهده)
متن کامل:   (2183 مشاهده)
مقاله پژوهشی
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 18، اسفند 1398، 1210-1197
 
افزایش اثربخشی کاربامازپین به­کمک تحریک الکتریکی با فرکانس پایین در طی روند کیندلینگ ناحیه CA1 هیپوکامپ بر شاخص­های تشنجی در موشهای صحرایی نر بالغ: یک مطالعه تجربی
 
 
رضا مقدسی[1]، زهره قطب‌الدین[2]، احمد علی معاضدی[3]، محمدرضا آخوند[4]
 
 
دریافت مقاله: 20/3/98   ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح: 16/4/98    دریافت اصلاحیه از نویسنده: 28/7/98         پذیرش مقاله: 12/8/98
 
 
چکیده
زمینه و هدف: امروزه، کاربرد تحریک الکتریکی با فرکانس پایین به عنوان درمان جایگزین در بیماران صرعی مقاوم به دارو مورد توجه قرار گرفته است. هدف این مطالعه تعیین اثرات تجویز توأم تحریک الکتریکی با فرکانس پایین و کاربامازپین در طی صرع­زایی هیپوکامپ پشتی با روش کیندلینگ الکتریکی بر شاخص­های تشنجی در موش صحرایی بود.
مواد و روش­ها: در این مطالعه تجربی، تعداد 56 سر موش صحرایی نر بهطور تصادفی به 8 گروه مساوی تقسیم شدند که شامل:Kindled (KND) ˛KLFS ˛MCK ˛CBZ20K ˛CBZ40K ˛CBZ20KLFS ˛CBZ40KLFS MCKLFS بودند. حیوانات گروه کیندل، تحریکات کیندلینگ را روزانه دریافت می­کردند. گروه KLFS، پس از پایان تحریکات کیندلینگ، تحریکات الکتریکی با فرکانس پایین را دریافت می‌کرد. در گروه MCK، قبل از تحریکات کیندلینگ، مقدار 2/0 میلی­لیتر محلول 5/0 درصد متیل­سلولز و به گروه­های دارو+کیندل، مقادیر20 یا 40 میلی­گرم بر کیلوگرم کاربامازپین تزریق می‌شد. در گروه­های دارو/حلال+کیندل+LFS، در کنار دریافت دارو یا حلال، تحریکات الکتریکی با فرکانس پایین در پایان تحریکات کیندلینگ اعمال می­شد. شاخص­های رفتار تشنجی حیوانات شامل شدت و مدت تشنج و مدت زمان امواج تخلیه متعاقب ثبت می­شدند. داده­ها توسط آزمون آماری  ANOVA و تست تعقیبی Tukey تجزیه و تحلیل شدند.
یافته­ها: نتایج نشان داد که درمان ترکیبی تحریکات الکتریکی با فرکانس پایین و مقادیر مؤثر و غیرمؤثر کاربامازپین، باعث کاهش معنی­دار شاخص­های تشنجی در گروه­های دریافت کننده دارو و تحریکات الکتریکی نسبت به سایر گروه­های آزمایشی می‌شود (035/0P=).
نتیجه­گیری: به نظر می‌رسد، درمان ترکیبی کاربامازپین و تحریک الکتریکی با فرکانس پایین، یک روش مناسب برای کاهش شاخص­های تشنجی در طی روند کیندلینگ در موش­های صحرایی باشد.
واژه­های کلیدی: کیندلینگ، تحریک الکتریکی با فرکانس پایین، درمان ترکیبی، شاخص­های تشنج
 
 
مقدمه
صرع، نوعی بیماری مزمن و چندعاملی همراه با تشنج‌های ناگهانی تکراری است. در حدود 2-1 درصد از مردم جهان از این بیماری رنج می­برند. با وجود کشف داروهای جدید ضدصرع، یک سوم بیماران مصروع نسبت به درمان­های دارویی رایج مقاوم هستند. در بیماران مقاوم به دارو، درمانهای غیردارویی مانند الکتروتراپی نقش حیاتی دارند [1].
امروزه، کیندلینگ الکتریکی بهترین مدل آزمایشگاهی برای مطالعه صرع لوب گیجگاهی می­باشد [2]. در این روش با استفاده از محرک الکتریکی مناسب و به صورت موضعی، یکی از مناطق حساس مغز را به طور مکرر تحریک می­کنند. اعمال مکرر تحریکات الکتریکی زیرآستانه­ای منجر به افزایش فعالیت تشنجی و در نهایت تشنج عمومی می­شود [3]. کیندلینگ الکتریکی، معمولاً به دو روش سریع (Fast) و مزمن (Chronic) انجام می­گیرد. در روش مزمن، روزانه یکبار کانون تشنج تحریک می­شود. در حالی که، در روش سریع تعداد تحریکات الکتریکی در روز، بیش از یک بار است [4].
داروی کاربامازپین (Carbamazepine; CBZ)، برای درمان صرع لوب گیجگاهی و پیشگیری از تشنج­های موضعی ساده و پیچیده استفاده می­شود [5]. کاربامازپین، از طریق افزایش زمان غیرفعالی کانال­های ولتاژی سدیمی در نورون پیشسیناپسی و مهار آزادسازی میانجی­عصبی باعث کاهش فرکانس پتانسیل­های عمل تکراری و توقف تشنج می­شود [6]. این دارو در موش­های صحرایی کیندلی، به طور معنی‌داری آستانه تشنج را افزایش، مدت زمان امواج تخلیه متعاقب و شدت تشنج را کاهش می­دهد [7]. متأسفانه، استفاده از داروهای ضدصرع عوارض متعددی مانند اختلال در تمرکز و عدم هماهنگی حرکات را به دنبال دارد. مثلا کاربامازپین باعث کندی حرکات و کاهش چالاکی می­شود [8].
روش تحریک عمقی مغز به عنوان روش جایگزین و مؤثر در بیماران صرعی مقاوم به دارو و غیرقابل درمان از طریق جراحی استفاده می­شود [9]. در این روش با تغییر مستقیم تخلیه­های الکتریکی مغز، فرکانس تشنج بیماران مقاوم به درمان کاهش می­یابد [10]. اثر مهاری نسبی تحریک الکتریکی با فرکانس پایین (Low frequency stimulation; LFS) بر فرآیندهای کسب کیندلینگ و گسترش تشنج با استفاده از روش کیندلینگ در مدل­های حیوانی صرع موضعی پیچیده (Complex partial epilepsy) تا حدودی به اثبات رسیده است [11].
با وجود پژوهش­های بی­شمار درباره اثرات LFS بر فرآیند کسب کیندلینگ هنوز سؤالات بی­شماری درباره اثربخشی آن از قبیل انتخاب هسته­های مغزی و شاخص­های LFS وجود دارد. متاسفانه، تاکنون در زمینه استفاده هم­زمان دارودرمانی صرع و الکتروتراپی گزارش­های چندانی منتشر نشده است [12]. مطالعات Wu و همکاران درباره اثربخشی استفاده ترکیبی مقادیر غیرمؤثر داروهای مختلف ضدتشنج با پرامپنل نشان می­دهد که مقادیر غیرمؤثر داروهای ضدصرع در موشهای صحرایی کیندلی آمیگدال باعث کاهش معنی‌دار شاخص­های تشنجی می­شوند [13]. نتایج پژوهش­های Asgari و همکاران نشان می­دهد که فنوباربیتال و LFS اثر هم­افزائی بر جریان گابائرژیک دارند و شاخص­های تشنجی را به طور معنی­داری کاهش می­دهند [14].
  امروزه بیماران مبتلا به صرع با مشکلات ناشی از مصرف مزمن داروهای ضدصرع مواجه می­شوند. تعدادی از این بیماران با مقاومت دارویی و تشنج­های رام­نشدنی روبرو میشوند. بنابراین، یافتن روش­های درمانی جایگزین اهمیت ویژهای دارد. با توجه به نقش کلیدی هیپوکامپ در فرآیند صرعزایی [15]، وجود گزارش­های متناقض درباره اثریخشی LFS [16] و عوارض متعدد داروهای ضدصرع [17] ضرورت پژوهش­های کاربردی درباره اثرات ترکیبی LFS و داروهای ضدصرع بر عملکردهای رفتاری بیماران و تعیین پروتکل درمانی احساس می­شود. تاکنون گزارش­های جامعی درباره استفاده ترکیبی داروهای ضدصرع و LFS منتشر نشده است. لذا در این کار تحقیقاتی از روش توأم درمان LFS همراه با داروی کاربامازپین در طی روند کیندلینگ هیپوکامپ در موش صحرایی استفاده شده­است.
مواد و روش­ها
در این مطالعه تجربی تمام مراحل آزمایش بر اساس دستور العمل کمیته اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی در آزمایشگاه الکتروفیزیولوژی پایه دانشکده علوم دانشگاه شهید چمران اهواز با کد EE97/3/24-61254/SCU.AC.IR در سال­های 97-1395 طراحی و اجرا شدند. برای اجرای آزمایش­ها از 56 سر موش­صحرایی نر بالغ دو ماهه نژاد ویستار در محدوده وزنی  25±225گرم استفاده شد. حیوانات، در شرایط مناسب و بهداشتی خانه حیوانات دانشکده علوم دانشگاه شهید چمران اهواز، با دوره روشنایی/تاریکی 12:12 ساعت، در دمای 2±23 درجه سانتی­گراد در قفس­های پلکسی­گلاس نگه­داری میشدند. حیوانات در تمام مراحل آزمایش، به طور آزاد به آب و غذای مناسب و کافی دسترسی داشتند. تغذیه حیوانات از کنسانتره­ی پلت شرکت خوراک دام پارس (تهران) انجام میشد.
به طور کلی 8 گروه موش صحرایی در این پژوهش استفاده شدند. هر گروه با علامت اختصاری ویژه­ای معرفی شده است. گروه­های مورد مطالعه عبارتنداز: 1. کیندل (KND): روزانه 12 تحریک کیندلینگ (فرکانس 50 هرتز، مدت 3 ثانیه با فاصله 15 دقیقه) دریافت می­کردند. 2. کیندل+LFS (KLFS): پس از پایان تحریکات کیندلینگ، تحریکات LFS دریافت می­کردند. 3. متیل­سلولز+کیندلینگ (MCK): قبل از تحریکات کیندلینگ، 2/0 میلی­لیتر محلول متیل­سلولز به صورت درون صفاقی دریافت می­کردند. 4 و 5. دارو+کیندلینگ (CBZ20K و CBZ40K): قبل از تحریکات کیندلینگ، مقادیر20 یا 40 میلی‌گرم بر کیلوگرم کاربامازپین به صورت درون صفاقی دریافت می­کردند. 6. حلال+کیندل+LFS (MCKLFS): قبل از تحریکات کیندلینگ، 2/0 میلی­لیتر محلول متیل­سلولز به صورت درون صفاقی دریافت می­کردند. 7 و 8. کاربامازپین+ کیندلینگ+LFS (CBZ40KLFS و :(CBZ20KLFS قبل از تحریکات کیندلینگ مقادیر 20 یا 40 میلی­گرم بر کیلوگرم کاربامازپین به صورت درون صفاقی دریافت می­کردند. دستورالمعل کیندلینگ سریع در کلیه گروه­ها یک­سان و همانند گروه کیندل می­باشد. با توجه به نامحلول بودن کاربامازپین در آب، از متیل­سلولز به عنوان کمک ­حلال استفاده می­شد [7 ،5]. هر گروه شامل 7 سر موش صحرایی نر بالغ (2 ماهه) بود.
برای ساخت الکترودهای سه قطبی و یک قطبی از مفتول فلزی استیل ضد زنگ با روکش تفلونی به قطر 008/0 اینچ ساخت شرکت A-M SYSTEM کشور آمریکا استفاده شد.
استقرار الکترودهای سه قطبی و یک قطبی در هیپوکامپ پشتی موش صحرایی، بعد از بیهوشی حیوانات با تزریق درون صفاقی کتامین (100میلی­گرم بر کیلوگرم) و زایلازین (40 میلی­گرم بر کیلوگرم) و تثبیت سر حیوان در استرئوتاکس (ساخت شرکت Stoelting کشور آمریکا) انجام می­شد [18]. سپس با برش پوست سر، مختصات برگما و لامبدا خوانده می­شد و بر اساس اطلس پاکسینوس-واتسون منطقه هیپوکامپ پشتی یا CA1 (mm 5/2 به سمت عقب و mm 8/1 به سمت راست برگما و mm 8/2 زیر سخت شامه) در سطح جمجمه علامتگذاری شد [19]. سپس، جمجمه سوراخ می­شد و الکترود سه قطبی به آرامی وارد هیپوکامپ پشتی می­شد. الکترود تک قطبی نیز، به استخوان پیشانی جمجمه متصل می­شد. پس از آن الکترودها از طریق پین­های مخابراتی به سوکت مخابراتی دوگانه متصل می­شدند. در پایان سوکت مخابراتی با استفاده از سیمان دندان­پزشکی بر روی جمجمه تثبیت می­شد. حیوانات دوره بهبودی و دست­آموز شدن را به مدت یک هفته در خانه حیوانات می­گذراندند [20].
برای به دست آوردن حداقل شدت تحریک ایجاد کیندلینگ، ابتدا با جریانی به شدت 30 میکروآمپر ناحیه CA1 هیپوکامپ موش­صحرایی تحریک می­شد. اگر امواج تخلیه متعاقب مناسب ثبت می­شد، این شدت به عنوان شدت جریان آستانه تولید امواج تخلیه متعاقب شناخته می­شد. در غیر این صورت، هر بار شدت جریان به اندازه 10 میکروآمپر با فاصله 15 دقیقه افزایش داده می­شد تا وقتی که امواج تخلیه متعاقب مناسب ثبت شود [15].
برای ایجاد کیندلنگ الکتریکی به روش سریع، 24 ساعت بعد از تعیین آستانه، حیوانات با موج مربع تک فازی (فرکانس 50 هرتز، با شدت تولید امواج تخلیه متعاقب، مدت پالس 1/0 میلی­ثانیه، به مدت 3 ثانیه) تحریک می­شدند. این تحریکات به صورت روزانه (12 بار، با فاصله 10 دقیقه) در طی 6 روز اعمال می­شد [21]. پس از اعمال تحریکات کیندلینگ، امواج الکتریکی مغزی توسط الکترود ثبات به دستگاه الکتروماجول (ساخت شرکت پرتودانش، تهران) و سپس رایانه منتقل میشدند. کمیت­های ثبت شده الکتروفیزیولوژیکی رفتار تشنجی حیوانات عبارتند از:
1- مدت زمان امواج تخلیه متعاقب (Afterdischarge duration; ADD): میانگین مدت زمان (ثانیه) تخلیه امواج متعاقب از روز اول تحریکات الکتریکی تا پایان روز ششم اعمال تحریکات کیندلی.
2- شدت تشنج (seizure score; SS): بر اساس معیارهای ریسین (Racine scale) به پنج مرحله تقسیم می­شود: حرکات غیرارادی صورت؛ حرکت نوسانی سر به بالا و پایین (Head nodding)؛ کلونوس متناوب یکی از اندام­های حرکتی جلویی (Forelimb clonus)؛ ایستادن روی هر دو پای عقبی توأم با کلونوس هر دو اندام جلویی (Rearing)؛ ایستادن روی هر دو پای عقبی، عدم تعادل (Rearing and falling) [20].
3- مدت زمان کل تشنج (Seizure duration; SD): مدت زمان بین اعمال تحریکات کیندلی به حیوان تا خاتمه علائم تشنج [15].
تحریک الکتریکی با فرکانس پایین به صورت چهار بسته در فواصل زمانی پنج دقیقه­ای به مدت شش روز بلافاصله بعد از تحریکات کیندلینگ به موش صحرایی اعمال می­شد. هر بسته شامل ۲۰۰ موجِ مربعیِ دوفازی است؛ که هر پالس آن ۱/۰ میلی‌ثانیه و فرکانس آن نیز ۱ هرتز می­باشد [22]. دستوالعمل این تحریکات در ناحیه CA1 هیپوکامپ و  بین ساعات 9 صبح  الی 17 بعدازظهر اعمال می­شد (شکل 1).

شکل 1- مقطع عرضی هیپوکامپ موش صحرایی (پبکان محل ورود الکترود را در ناحیه CA1 نشان می­دهد.)
برای تزریق داروی ضدصرع، مقادیر 4 و 8 میلی­­گرم بر کیلوگرم وزن موش صحرایی کاربامازپین (ساخت شرکت Sigma-Aldrich کشور آلمان) را به صورت روزانه در 2/0 میلی­لیتر کمک ­حلال متیل­سلولز حل نموده و به صورت درون صفاقی تزریق می­شد [5،7].
نتایج به صورت میانگین± انحراف معیار بیان شد. جهت بررسی نرمال بودن داده ها از آزمون Kolmogorov–Smirnov استفاده شد. در کلیه آزمون­ها در صورت نرمال بودن دادهها و همگن بودن واریانس­ها از آزمون ANOVA یک­طرفه و پس آزمون  Tukeyو در صورت همگن نبودن از آزمون ناپارامتری Kruskal-Wallis استفاده شد. هم­چنین در تمامی موارد 05/0p< به عنوان اختلاف معنی­دار در نظر گرفته شد.
نتایج
براساس نتایج، تجویز توأم کاربامازپین و LFS در طی صرع­زایی هیپوکامپ پشتی بر شاخص­های الکتروفیزیولوژیکی تشنج اثرگذار است (035/0=P).
نتایج نشان داد که میانگین شدت تشنج در گروه  KLFS (035/0=P CBZ40K(006/0=PCBZ40KLFS (015/0=P) و CBZ20KLFS (046/0=P) به طور معنی­داری نسبت به گروه KND کمتر است. ولی شدت تشنج در گروه  CBZ20K به طور معنی­داری نسبت به گروه KND  (024/0=P) بالاتر است. در حالی­که میانگین شدت تشنج در گروه CBZ40KLFS به طور معنی­داری نسبت به KLFS کاهش یافته است (022/0=P)؛ در گروه CBZ20KLFS نسبت به گروه KLFS  تفاوت معنی­داری نشان نداد (نمودار 1).
میانگین مدت زمان امواج تخلیه متعاقب در گروه­های آزمایشی) KLFS042/0=P)،  CBZ40K(003/0=P)، BZ40KLFS (022/0=P) نسبت به گروه  KNDکاهش معنی­داری را نشان داد درحالیکه در گروه CBZ20K نسبت به گروه کیندل افزایش معنیدار نشان داد (006/0=P). این میانگین در گروه­ CBZ40K کمترین مقدار را داشت. میانگین مدت زمان امواج تخلیه متعاقب در گروه CBZ40KLFS نیز به طور معنی­داری نسبت به KLFS کاهش یافت (014/0=P) (نمودار 2).
 

نمودار 1- مطالعه اثر تجویز توأم کاربامازپین و LFS بر میانگین شاخص شدت تشنج در گروه­های مورد مطالعه: کیندل (KND)، دارو+کیندل (CBZ20K و CBZ40K)، متیل­سلولز+کیندل (MCK)، کیندل+LFS (KLFS)، دارو+کیندل+LFS ( CBZ20KLFSو CBZ40KLFS) و متیل­سلولز+کیندل+LFS (MCKLFS). نتایج به صورت میانگین± خطای معیار نشان داده شده اند (7n=). * و ** بیانگر تفاوت معنی‌دار به ترتیب در سطح 05/0p< و 01/0p< نسبت به گروه کیندل و # اختلاف معنی دار را در سطح 05/0p< نسبت به گروه KLFS نشان می دهند.
 

نمودار 2- مطالعه اثر تجویز توأم کاربامازپین و LFS بر میانگین مدت زمان امواج تخلیه متعاقب (ثانیه) در گروه­های مورد مطالعه کیندل (KND)، دارو+کیندل (CBZ20K و CBZ40K)، متیل­سلولز+کیندل (MCK)، کیندل+LFS (KLFS)، دارو+کیندل+LFS (CBZ20KLFSو CBZ40KLFS) و متیل­سلولز+کیندل+LFS (MCKLFS). نتایج به صورت میانگین± خطای معیار نشان داده شده اند (7n=). * و ** نشان­ دهنده تفاوت معنی‌دار به ترتیب در سطح 05/0p< و 01/0p< نسبت به گروه کیندل است و # اختلاف معنی دار را در سطح 05/0p< نسبت به گروه KLFS نشان می دهد.
 
با توجه به نتایج، میانگین مدت تشنج در گروه­ KLFS (030/0=P)، CBZ40K (004/0=P) و CBZ40KLFS (016/0=P)، نسبت به گروه KND کاهش معنی­داری داشت ولی در گروه های CBZ20KLFS (032/0=P) و CBZ20K (001/0=P) مدت تشنج نسبت به گروه KND افزایش معنیداری نشان داد. همچنین، میانگین شدت تشنج در گروه CBZ20KLFS نسبت به گروه KLFS افزایش معنی­داری یافت (021/0=P) (شکل 3).
به­طور کلی به نظر می­رسد، استفاده توأم از CBZ40 و LFS می­تواند شاخص­های الکتروفیزیولویکی رفتار تشنجی را در موش­های صحرایی در طی فرآیند کسب کیندلینگ مهار نماید.
 

نمودار 3- مطالعه اثر تجویز توأم کاربامازپین و LFS بر میانگین مدت تشنج در گروه­های مورد مطالعه کیندل (KND)، دارو+کیندل (CBZ20K و CBZ40K)، متیل­سلولز+کیندل (MCK)، کیندل+LFS (KLFS)، دارو+کیندل+LFS (CBZ20KLFSو CBZ40KLFS) و متیل­سلولز+کیندل+LFS (MCKLFS). نتایج به صورت میانگین± خطای معیار نشان داده شده اند (7n=). * ، ** و *** نشان­ دهنده تفاوت معنی‌دار به ترتیب در سطح 05/0p< ،01/0p< و 001/0p< نسبت به گروه کیندل است و # اختلاف معنی دار را در سطح 05/0p< نسبت به گروه KLFS نشان می دهد.
 
 
بحث
نتایج تحقیق ما نشان می­دهد که، استفاده توأم از مقدار غیرمؤثر کاربامازپین (20 میلیگرم بر کیلوگرم) همراه با اعمال LFS بلافاصله بعد از اعمال کیندلینگ الکتریکی ناحیه CA1 هیپوکامپ، نسبت به گروه کیندل اثر کاهشی معنیداری بر میانگین شدت تشنج دارد­ (شکل1). اما، در استفاده توأم مقدار مؤثر کاربامازپین (40 میلی­گرم بر کیلوگرم) با LFS اثر کاهشی معنی­داری بر کلیه شاخص­های تشنجی مشاهده می­شود (شکل­های 1، 2 و 3).
با وجود اثرات مثبت کاربامازپین و LFS در کاهش عوارض ناشی از صرع، هریک از این دو روش درمانی مشکلات جدی از قیبل اختلال در تمرکز و کندی حرکات را برای بیماران مصروع به همراه دارند [8]. مشابه همین نتایج، در آزمایشهای رفتاری که به دنبال کیندلینگ هیپوکامپ موش صحرائی انجام شد، کاهش تعادل در آزمون میله­چرخان مشاهده شد [23].
در مقام مقایسه، داروی کاربامازپین و تحریک الکتریکی با فرکانس پایین اثرات مشابهی بر شاخص­های تشنجی دارند [7]. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می­دهند که استفاده از LFS یا کاربامازپین باعث کاهش معنی­دار میانگین شدت تشنج، مدت تشنج و مدت امواج تخلیه متعاقب در گروه­های KLFS و CBZ40K نسبت به گروه KND می­شوند. ولی، استفاده از LFS با وجود کاهش شاخص­های تشنجی در مقایسه با CBZ اثر ضعیف­تری بر تشنج دارد (شکل­های 1، 2 و 3). لذا، یافتن پروتکل درمانی مؤثر برای LFS یا استفاده توأم آن با دارو درمانی، به منظور جایگزینی آن با داروهای ضدصرع مانند CBZ نیاز به مطالعه وسیع شاخص­های مختلف LFS و اثرات ضد صرعی آن دارد.
نتایج پژوهش حاضر نشان می­دهد که در کلیه شاخص­های تشنجی اندازه­گیری ­شده، اثرات مقدار مؤثر کاربامازپین در مهار شاخص­های تشنجی بهتر از LFS تنها می­باشد (شکلهای 1، 2 و 3). به نظر می­رسد اثرات مهاری شدیدتر CBZ بر شاخص­های مختلف تشنجی ناشی از دامنه وسیع اثرات آن بر کانال­های مختلف غشای نورون­های مغزی است. بنابراین، در بیمارانی که شدت تشنج بیش­تری دارند، داروی کاربامازپین گزینه مناسب­تر درمانی نسبت به LFS می­باشد. ولی در بیمارانی که شدت تشنج کم­تری دارند، LFS گزینه درمانی مطلوب می­باشد؛ چون به نظر می­رسد LFS عوارض جانبی کم­تری نسبت به CBZ داشته باشد [23]. مطالعات گسترده­ای توسط Wu  و همکاران درباره اثربخشی استفاده ترکیبی مقادیر غیر مؤثر داروهای ضد تشنج مختلف مانند Carbamazepine، Valproic acid، Lamotrigine  و Levetiracetam همراه با داروی ضدتشنجی جدید Perampanel بسیار جالب توجه می­باشد. بر اساس نتایج این پژوهش، استفاده ترکیبی پرامپنل با مقادیر غیرمؤثر داروهای ضدصرع در موش­های صحرایی کیندلی در آمیگدال باعث کاهش معنی­دار شاخص­های تشنجی مختلف اندازه­گیری شده مانند شدت تشنج و مدت تشنج می­شود. تجویز مقادیر غیرمؤثر پرامپنل همراه با مقادیر غیرمؤثر داروهای ضدصرع، در مقایسه با تجویز داروهای ضدصرع به تنهایی، نیز شاخصهای تشنجی را کاهش می­دهد [13]. همچنین، همسو با فرضیه­های ارائه شده نتایج حاصل از آزمایش­های ما نشان می­دهند که، استفاده ترکیبی از کاربامازپین (مقادیر مؤثر و غیرمؤثر) و LFS اثرات مهاری جدی (کاهشی و معنی­دار) بر شدت تشنج دارند (شکل 1).
اثرات استفاده ترکیبی از مقدار مؤثرکاربامازپین و LFS بر مدت امواج تخلیه متعاقب و مدت تشنج نیز هماهنگ و مشابه اثرات آن بر شدت تشنج می­باشد؛ یعنی تفاوت معنی­داری کاهشی شاخص­های تشنجی را در استفاده توأم مقدار مؤثر کاربامازپین و LFS  در مقایسه با گروه کیندل نشان می­دهد (شکل 2 و 3).
نتایج پژوهش­های دیگری نشان می­دهند که، استفاده ترکیبی از مقدار مؤثر والپروات ­سدیم و LFS باعث کاهش شدت تشنج می­شوند. هم­چنین، استفاده ترکیبی از مقدار مؤثر والپروات ­سدیم و LFS اثر ضد تشنجی قوی­تری نسبت به استفاده از والپروات سدیم یا LFS به تنهایی دارند [25]. گزارش شده است که مقادیر غیرمؤثر فنوباربیتال و شدت غیرمؤثر LFS در موش­های صحرایی که به روش کیندلینگ سریع الکتریکی در هسته­ قاعده­ای-جانبی آمیگدال صرعی شدند، اثر هم­افزایی بر جریان گابائرژیک دارند و شاخص­های تشنجی را به طور معنی­داری کاهش می­دهند [14،25]. همچنین، استفاده از تحریک الکتریکی با فرکانس پایین، به دلیل فعال­ سازی گیرنده­های مهاری گاما آمینو بوتیریک اسید (GABA)،  اثر مهاری بر تشنج و صرع دارد [26]. داروی کاربامازپین نیز، با ساز و کار متفاوتی بر عملکرد کانال­های سدیمی، اثر مهاری قوی بر تشنج و صرع دارد [8].
تحریک الکتریکی مستقیم مغز باعث کاهش شدت امواج مغزی و کاهش تشنج در موش­های صحرایی با تشنج مزمن ناشی از پنتیلن تترازول شده است. هم­چنین، استفاده ترکیبی از تحریک الکتریکی مستقیم مغز همراه با لورازپام بر شدت تشنج، نسبت به هر یک از آنها به تنهایی بسیار مؤثر بوده است. بنابراین، به نظر می­رسد، تحریک الکتریکی مستقیم مغز اثر مهاری گابائرژیک را از طریق گیرنده GABAA  افزایش می­دهد [29 ،27].
نتایج پژوهش­های دیگری نشان می دهد که، استفاده ترکیبی از مقادیر غیرمؤثر فنوباربیتال و LFS شدت تشنج­های صرعی ناشی از کیندلینگ آمیگدال را در موش­های صحرایی کاهش داده است. همچنین، استفاده از شدت غیرمؤثر LFS  بدون اثر ضدتشنجی همراه با مقدار غیرمؤثر فنوباربیتال اثر ضد تشنجی معنی­داری در حیوانات کیندلی شده است. به علاوه، ترکیب الگوی مؤثر LFS با مقدار غیر مؤثر فنوباربیتال اثرات ضد تشنجی مؤثری داشته است [25].
با وجود این­که تحریک عمقی مغز روشی تهاجمی برای درمان صرع می­باشد، ولی تحریک الکتریکی مغز اثرات مهاری قوی­تری بر تشنج دارد. نکته مهم این است که، هنوز به دقیق معلوم نیست تحریک کدام ساختار مغز اثر مهاری مطلوب­تری به دنبال دارد. البته، به نظر می­رسد شبکه­های عصبی هستههای تالاموسی و زیر تالاموسی مانند هیپوکامپ نقش ضرباساز یا ماشه را در این زمینه بازی می­کنند [26]. همچنین، روش­های غیر تهاجمی گسترده­ای (تحریک از سطح جمجمه، بدون جراحی و الکترودگذاری در مغز) برای تحریک الکتریکی مغز ابداع شده است [29]. لذا، به نظر میرسد با توجه به تأثیر شاخص­های مختلف در درمان ترکیبی  مانند نوع تشنج، نوع دارو و ویژگی­های LFS (مانند جایگاه تحریک، الگوی تحریک) هنوز فاصله زیادی تا رسیدن به روش درمانی مطلوب و مؤثرتر وجود دارد.
از مزایای کیندلینگ الکتریکی اختصاصی بودن محل تحریک، مشاهده روند ایجاد و توسعه صرع و امکان مشاهده الگوی تولید و انتشار تشنج می­باشد. یعنی امکان کنترل دقیق فرآیند صرع و تنظیم صرع­زایی را فراهم می­کند [31-30]. به طورکلی، مرگ و میر پایین و قابلیت تکرار پذیری بالا مزیت مهم این روش می­باشد [4،32].
متأسفانه، کیندلینگ الکتریکی، روشی پر هزینه، پرزحمت و بسیار زمان­بر است و شامل دوره­های طولانی رسیدگی و مراقبت از حیوانات و تحریک الکتریکی مغز می­باشد. به علاوه احتمال از دست دادن یا آسیب الکترودهای کاشته شده، در طولانی مدت نیز وجود دارد [32 ،4].
نتایج ما اثربخشی مثبت استفاده ترکیبی داروی کاربامازپین و LFS را نشان می­دهد. امید می­رود این روش بتواند در آینده جایگزین روش دارومانی در بیماران مبتلا به صرع مقاوم با دارو باشد. بنابراین، پیشنهاد می­شود تأثیر کاربامازپین و HFS بر روند صرع­زایی در طی کیندلینگ ناحیه CA1 هیپوکامپ موش­صحرایی بررسی شود. هم­چنین با استفاده از میانجی­های عصبی نشان­دار، تصویربرداری هم­زمان از مغز و تهیه مقاطع بافتی مغز مراکز عصبی درگیر در تشنج و صرع شناسایی شود.
نتیجه­گیری
به طورکلی، بر اساس نتایج ما استفاده توأم از مقدار مؤثر کاربامازپین و LFS می­تواند شاخص­های الکتروفیزیولوژیکی رفتار تشنجی موش­های صحرایی را در طی فرآیند کسب کیندلینگ مهار نماید. لذا، انتظار می­رود درمان ترکیبی داروی ضد صرع و LFS  به عنوان روش درمانی جایگزین در معالجه صرع مقاوم به دارو استفاده شود. هم­چنین، با توجه با کاهش مقدار داروی تجویزی احتمال می­رود که عوارض جانبی مصرف داروهای ضدصرع را به مراتب کاهش دهد.
تشکر و قدردانی
این طرح تحقیقاتی به وسیله بودجه پژوهشی (گرنت:16670/2/3/96) دانشگاه شهید چمران اهواز در آزمایشگاه الکتروفیزیولوژی دانشکده علوم به سرانجام رسیده است. لذا شایسته است از حمایت­های بی­دریغ و همه جانبه معاونت پژوهشی دانشگاه در تامین مالی پروژه تقدیر و تشکر شود.  
 
 
 
 
References
 
 
 
[1] Yasam V, Jakki SL, Senthil V, Jawahar N, Rao PV, Chalichem N. An Overview of Non-drug Therapies for the Treatment of Epilepsy. Indian Journal of Pharmacy 2018; 80(2): 223-34.
[2] Albertson T, Joy R, Stark L. A pharmacological study in the kindling model of epilepsy. Neuropharmacology 1984; 23(10): 1117-23.
[3] Kupferberg H: Animal models used in the screening of antiepileptic drugs. Epilepsia 2001; 42(2):7-12.
[4] Wasterlain C, Farber DB, Fairchild D. Cholinergic kindling: What has it taught us about epilepsy?  Journal of neural transmission 1985; 63(2): 119-32.
[5] Srivastava AK, White HS. Carbamazepine, but not valproate, displays pharmacoresistance in lamotrigine-resistant amygdala kindled rats. Epilepsy Research 2013; 104(1-2): 26-34.
[6] Bron GVR, et al. Handbook OF Experimental Pharmacology: Springer Press; 2009; 19-33 .
[7] Srivastava AK, Alex AB, Wilcox KS, White HS. Rapid loss of efficacy to the antiseizure drugs lamotrigine and carbamazepine: a novel experimental model of pharmacoresistant epilepsy. Epilepsy Research 2013; 54(7): 1186-94.
[8] Bertram GK. Basic and Clinical pharmacology: McGraw-Hill Companies; 2012; 409-419 .
[9] Jobst B. Brain stimulation for surgical epilepsy. Epilepsy Research 2010; 89(1): 154-61.
[10] Widdess-Walsh P, Kellinghaus C, Bösebeck F, Schuele S, Loddenkemper T. Efficacy of electrical brain stimulation in epilepsy. Nerven  2010; 7(5): 481-96.
[11] Bertram E. The relevance of kindling for human epilepsy. Epilepsia 2007; 48(5): 65-74.
[12] Moghaddasi R, Moazedi AA, Ghotbeddin Z, Akhond MR, Effect of electrical low-frequency stimulation during epileptogenesis of dorsal hippocampal on balance and locomotor activity in adult male rats. Journal of Kashan University of Medical Sciences 2019; 22(6): 538-46.
[13] Wu T, Nagaya Y, Hanada T. Pharmacodynamic and pharmacokinetic interactions of perampanel and other antiepileptic drugs in a rat amygdala kindling model. Seizure 2014; 23(9): 732-9.
[14] Asgari A, Semnanian S, Atapour N, Shojaei A, Moradi-Chameh H, Ghafouri S, et al. Low-frequency electrical stimulation enhances the effectiveness of phenobarbital on GABAergic currents in hippocampal slices of kindled rats. Neuroscience  2016; 330: 26-38.
[15] Toibaro L, Pereyra M, Pastorino J, Smigliani A, Ocariz F, Ortmann G, et al. Effect of unilateral low-frequency stimulation of hippocampus on rapid kindling—induced seizure development in rats. Neuroscience and Medicine  2012; 3(02): 174-87.
[16] Mohammad-Zadeh M, Mirnajafi-Zadeh J, Fathollahi Y, Javan M, Ghorbani P, Sadegh M, et al. Effect of low frequency stimulation of perforant path on kindling rate and synaptic transmission in the dentate gyrus during kindling acquisition in rats. Physiology and Pharmacology 2007; 75(2-3): 154-61.
[17] CuellarHerrera M, Peña F, AlcantaraGonzalez D, NeriBazan L, Rocha L. Antiepileptic drugs combined with highfrequency electrical stimulation in the ventral hippocampus modify pilocarpineinduced status epilepticus in rats. Epilepsia  2010; 51(3): 432-7.
[18] McNamara JO. Pursuit of the mechanisms of kindling. Trends in neurosciences 1988; 11(1): 33-6.
[19] Paxinos G, Watson C. The Rat Brain. London: Academic Press 2005; 14-15.
[20] Durmuller N, Porsolt R. Current protocols in Pharmacology John wiley & Sons  Inc.2003; 5331-17.
[21] Racine R, Rose PA, Burnham W. Afterdischarge thresholds and kindling rates in dorsal and ventral hippocampus and dentate gyrus. Canadian Journal of Neurological Sciences 1977; 4(4): 273-8.
[22] Ghotbedin Z, Janahmadi M, Mirnajafi-Zadeh J, Behzadi G, Semnanian S. Electrical low frequency stimulation of the kindling site preserves the electrophysiological properties of the rat hippocampal CA1 pyramidal neurons from the destructive effects of amygdala kindling: the basis for a possible promising epilepsy therapy. Brain stimulation 2013; 6(4): 515-23.
[23] Moghaddasi R, Moazedi AA, Ghotbeddin Z, Akhond MR. The effect of electrical low-frequency stimulation on balance and locomotor activity in adult male rats during epileptogenesis of dorsal hippocampal. J Feyz Journal of Kashan University of Medical Sciences 2018; 22(6): 538-46.
[24] zalkhani R, Moazedi AA, Ghotbeddin Z, Pourmahdi Borujeni M. Behavioral Consequences of hippocampal epileptogenesis in adult male rat. Urmia Medical  Journal 2019; 29(11): 807-16.
[25] Asgari A, Semnanian S, Atapour N, Shojaei A, Moradi H, Mirnajafi-Zadeh J. Combined sub-threshold dosages of phenobarbital and low-frequency stimulation effectively reduce seizures in amygdala-kindled rats. Neurological sciences 2014; 35(8): 1255-60.
[26] Asghari A, Moradi H, Shojaei A, Mirnajafi Zadeh J. Interaction Between  The Anticonvusant  Effects  Of  Low-Frequency Stimulaion  and  Phenobarbithal  in  Amygdala  Kindled  Seizures in rats. Neuroscience 2016; 330: 26-38.
[27] Dhamne SC, Ekstein D, Zhuo Z, Gersner R, Zurakowski D, Loddenkemper T, et al. Acute seizure suppression by transcranial direct current stimulation in rats. Annals of Clinical and Translational Neurology 2015; 2(8): 843–56.
[28] Regner GG, Pereira P, Leffa DT, de Oliveira C, Vercelino R, Fregni F, et al. Preclinical to Clinical Translation of Studies of Transcranial Direct-Current Stimulation in the Treatment of Epilepsy: A Systematic Review. Neuroscince  2018;12(3):189-98.
[29] Fisher RS, Velasco AL. Electrical brain stimulation for epilepsy. Nature Neurology 2014; 10(5): 261-78.
[30] Havasimehr M, Saffarzadeh F, Divanbeigi A, Karimzadeh F. A review on the animal models of seizure. Medical Journal TUMS  2018; 76(2): 79-89.
[31] Morales JC, Álvarez-Ferradas C, Roncagliolo M, Fuenzalida M, Wellmann M, Nualart FJ, et al. A new rapid kindling variant for induction of cortical epileptogenesis in freely moving rats. Front. Cell. Neuroscience 2014; 8(2): 200-11.
[32] Kandratavicius L, Balista PA, Lopes-Aguiar C, Ruggiero RN, Umeoka EH, Garcia-Cairasco N, et al. Animal models of epilepsy: use and limitations. Neuropsychiatric disease and treatment. Neuropsychiatr Dis Treat 2014; 10: 1693-705.

Increasing the Effectiveness of Carbamazepine by Low Frequency Electrical Stimulation During CA1 Hippocampal Kindling on Seizure Scales in Adult Male Rats: An Experimental Study
 
R. Moghaddasi [5], Z. Ghotbeddin[6], A. A. Moazedi[7], M. R. Akhond[8]
 
Received: 10/06/2019  Sent for Revision: 07/07/2019 Received Revised Manuscript: 20/10/2019 Accepted:  03/11/2019
 
Background and Objectives Nowadays, the application of Low Frequency Stimulations (LFS) has been considered as an alternative treatment in drug-resistant epileptic patients. So, the aim of this study was to determine the co-administration effects of LFS and carbamazepine (CBZ) during epileptogenesis in dorsal hippocampus using electrical Kindling method on seizure scales in adult male rats.
Materials and Methods: In this experimental study, 56 adult male wistar rats were randomly divided into 8 equal groups including: Kindled (KND), KLFS, MCK, CBZ20K, CBZ40K, CBZ20KLFS, CBZ40KLFS, and MCKLFS. Animals in the Kindled group received daily stimulation of kindling. In the KLFS group, LFS were applied daily after the termination of kindling stimulation. In the MCK group, before induction of kindling stimulation, the amount of 0.2 ml of %0.5 methyl cellulose was injected, and CBZ20K and CBZ40K groups received CBZ20 and 40mg / kg. In the CBZ20KLFS, CBZ40KLFS, and MCKLFS groups in addition to receiving drug or solvent, LFS was applied at the end of kindling stimulation. Animal behavioral seizure scales (seizure severity, afterdischarge duration and seizure duration) were recorded. Finally, data were analyzed using one-way ANOVA followed by Tukey’s post hoc test.
Results: The results showed that the combination therapy of LFS and the effective and ineffective amounts of CBZ significantly reduced the seizure scales in CBZ20KLFS and CBZ40KLFS groups compared with the other experimental groups (p=0.035).
Conclusion: It seems that combination therapy of CBZ and LFS is an appropriate method to reduce seizure scales during kindling in rats.
Key words: Kindling, Low frequency electrical stimulation, Combination therapy, Seizure scales
Funding: This study has been funded by Shahid Chamran University of Ahvaz.
Conflict of interest: None declared.
Ethical approval: The Ethics Committee of Shahid Chamran University of Ahvaz has approved the study (EE97/3/24-61254/SCU.AC.IR).
 
How to cite this article: Moghaddasi R, Ghotbeddin Z, Moazedi AA, Akhond MR. Increasing the Effectiveness of Carbamazepine by Low Frequency Electrical Stimulation During CA1 Hippocampal Kindling on Seizure Scales in Adult Male Rats: An Experimental Study. J Rafsanjan Univ Med Sci 2020; 18 (12): 1197-1210. [Farsi]
 
 
[1]- 1- دکترای فیزیولوژی، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
[2]- (نویسنده مسئول) دانشیار فیزیولوژی، گروه علوم پایه، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
تلفن: 33330015-061، دورنگار: 33360807-061، پست الکترونیکی:  z.ghotbaddin@scu.ac.ir
[3]- استاد فیزیولوژی، گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
[4]- استادیار گروه آمار، دانشکده آمار، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.
 
[5]- PhD in Physiology, Dept. of Biology, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran, ORCID: 0000-00020192-2600
[6]- Associate Prof. of Physiology, Dept. of Basic Sciences, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran, ORCID: 0000-0003-2110-6333.
(Corresponding Author) Tel: (061) 3330015, Fax: (061) 33360807, E-mail: z.ghotbeddin@scu.ac.ir
[7]- Prof. of Physiology, Dept. of Biology, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran, ORCID: 0000-0003-1346-2426
[8]- Assistant Prof., Dept. of Statistics, Faculty of Statistics, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran. ORCID: 0000-0002-0705-9430
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: فيزيولوژي
دریافت: 1398/3/17 | پذیرش: 1398/8/12 | انتشار: 1399/1/1

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb