بخشی از مقاله
چکيده
هدف: تحريک الکتريکي با فرکانس پايين (LFS ؛Low-frequency stimulation) داراي اثرات ضد صرعي مي باشد، اما نقش الگوهاي مختلف تحريک در ايجاد اين اثرات به خوبي مشخص نشده است . در اين تحقيق نقش کميت هاي مختلف LFS (شدت، مدت پالس و مدت تحريک) بر تشنج هاي ناشي از کيندلينگ قشر پيريفورم مورد بررسي قرار گرفت . روشها: با استفاده از مدل صرعي کيندلينگ تشنج در حيوانات ايجاد شد و تأثير الگوهاي مختلف LFS بر شدت تشنجها ارزيابي گرديد.
يافته ها: اعمال الگوهاي مختلف LFS (با فرکانس يک هرتز) بلافاصله قبل از تحريک کيندلينگ در حيوانات کيندل تأثيري معني داري بر کميت هاي تشنج نداشت . در آزمايش دوم، تأثير اعمال LFS (با فرکانس يک هرتز) در فاصله بين دو تشنج بر شدت تشنج دوم بررسي شد. نتايج نشان داد تحريک روزانه حيوانات (١٥ دقيقه در هر روز) بوسيله LFS به مدت يک هفته پس از آخرين تحريک کيندلينگ باعث کاهش معني دار مدت زمان مرحله پنج در تشنج دوم مي گردد. استفاده از همين الگوهاي LFS به مدت سه روز و دو هفته تأثير معني داري بر کميت هاي تشنج نداشت . در آزمايش سوم، اثر LFS (با فرکانس يک هرتز) بر روند اکتساب کيندلينگ بررسي شد. نتايج حاصله نشان داد که اگر LFS روزانه بعد از هر تحريک کيندلينگ اعمال شود سبب کاهش معني دار مدت امواج تخليه متعاقب در روزهاي مختلف حين کيندلينگ مي گردد و باعث تأخير در ظهور مراحل يک و دو تشنج شدند.
نتيجه گيري: LFS داراي اثرات ضد صرعي در روند اکتساب کيندلينگ و در فاصله بين دو تشنج در حيوانات کيندل مي باشد و خصوصيات الگوي LFS (شدت، مدت پالس و مدت تحريک) نقشي اساسي در اعمال اثرات آن دارد.
کلمات کليدي: تحريک با فرکانس پايين ، صرع، کيندلينگ ، قشر پيريفورم.
مقدمه *
صرع يک اختلال عصبي شايع با ميزان شيوع حدود يک درصد است [١٥]. شايعترين نوع صرع در بالغين ، صرع لوب گيجگاهي است [١٨]. و بهترين مدل آزمايشگاهي براي ايجاد اين نوع صرع، کيندلينگ الکتريکي است . [١٤].
در حدود ٢٥ درصد بيماران صرعي عليرغم دارو-درماني ، تشنج ها قابل کنترل نمي باشد [٤]. درمان جراحي نيز تنها در صورت تک کانوني بودن صرع قابل استفاده است و عوارض غيرقابل برگشتي را به دنبال دارد. لذا در ساليان اخير تحريک الکتريکي مغز به عنوان يک درمان کمکي و گاهي اصلي در بيماران صرعي مقاوم به درمان مورد توجه قرار گرفته است [٢٠].
استفاده از تحريک الکتريکي با فرکانس پايين (LFS؛ Low-frequency stimulation) به صورت موج مربعي
٠.١ ميلي ثانيه اي و به مدت ١٥ دقيقه در in vitro باعث ايجاد تضعيف طولاني مدت (LTD؛ Long-term depression)
در سيناپس مي شود [٣]. با توجه به مطرح بودن تضعيف طولاني مدت به عنوان يکي از مکانيسم هاي عمل LFS، عمدتا" از اين الگو براي بررسي اثرات ضد صرعي LFSدر مطالعات آزمايشگاهي و انساني استفاده شده است . تحريک کانونهاي تشنجي قشر گيجگاهي در بيماران صرعي توسط LFS باعث کاهش امواج نيزهاي بين حمله اي مي شود [٢٦،١٠]. نشان داده شده است که اعمال LFS در آميگدال روند اکتساب کيندلينگ اين ناحيه را کند کرده و باعث تعويق در ظهور مراحل تشنج کيندلينگ مي گردد [٢٥،٢٣،١١]. به علاوه آستانه تشنج افزايش [١٣،٧] و مدت زمان امواج تخليه متعاقب کاهش مي يابد و ميزان وقوع مرحلة پنج تشنج کاهش مي يابد [٩].
اعمال LFS در قشر پيريفورم (قشر بويايي اوليه ) نيز سبب تأخير در روند کيندلينگ آميگدال مي شود [٢٧]. قشر پيريفورم به دليل ارتباطات عصبي با نواحي مختلف مغزي دخيل در ايجاد صرع (سيستم ليمبيک) مي تواند در ايجاد و گسترش صرع لوب گيجگاهي نقش داشته باشد[١٣].
اثرات LFS هميشه مهاري نمي باشد بلکه اثرات تحريکي آن نيز گزارش شده است . به عنوان مثال اعمال LFS با شدتهاي بالا در کانونهاي صرعي قشر مغز اثرات تشنج زا داشته است [٢٦]. همچنين با LFS مي توان در حيوانات آزمايشگاهي کيندلينگ ايجاد کرد [٢،١]. علاوه بر اين نشان داده شده که اعمال LFS در هسته مرکزي- مياني تالاموس سبب ايجاد حملات تشنجي Abscence مي شود [٢٤،٢٢].
بنابراين ، در رابطه با اثرات LFS گزارشهاي متفاوتي وجود دارد و به تحقيقات زيادي براي دستيابي به نقش دقيق LFS بر حملات تشنجي نياز است .
با توجه به اينکه هنوز اثرات LFS بر صرع و تشنجهاي ناشي از مدل صرعي کيندلينگ به درستي مشخص نشده است ، و با توجه به اهميت قشر پيريفورم در صرع زايي [١٣]، در اين تحقيق اثر اعمال LFS در قشر پيريفورم بر کيندلينگ اين ناحيه مورد بررسي قرار گرفت . بعلاوه، تأثير تغيير برخي کميت هاي LFS از قبيل مدت زمان پالس ، شدت و مدت تحريک نيز بر اثر بخشي آن بررسي شد.
مواد و روشها
جراحي حيوانات
در اين تحقيق از موشهاي صحرايي نر نژاد Wistarبا محدوده وزني ٣٠٠ تا ٣٥٠ گرم استفاده شد. براي بيهوشي ، کتامين (mg.kg١٠٠) و زايلازين (mg.kg٢٠) به صورت داخل صفاقي به حيوانات تزريق شدند. حيوان بيهوش در دستگاه استريوتاکس (Narishige, Japan) قرار داده شده و پس از مشخص شدن برگما، بر اساس اطلس Paxinos و Watson [١٦] مختصات قشر پيريفورم (mm ٠.٢+ =mm، Ap ٤± =L و mm ٧.٦ =V نسبت به پرده سخت شامه ) که محل قرارگيري الکترود سه قطبي (براي تحريک و ثبت ) بود بر روي سطح استخوان جمجمه به دقت تعيين و سپس با مته دستي آن نقطه سوراخ مي گرديد. دو الکترود تک قطبي نيز بوسيله پيچ هاي متصل به آنها به سطح جمجمه محکم مي شدند. همچنين دو پيچ عينک در دو نقطه ديگر از سطح جمجمه متصل مي گرديد.
در پايان کار گذاري الکترودها, پين هاي متصل به آنها داخل مادگي سوکت مخابراتي قرار داده مي شد و سوکت توسط سيمان دندانپزشکي به روي سر حيوان متصل مي گرديد.
ايجاد کيندلينگ
براي ايجاد موج تحريکي از دستگاه استيمولاتو ( Nihon Kohden، ساخت آمريکا) و ايزولاتور و واحد ثابت کنندة جريان (J٢٠٢-SS،Nihon Kohden ، ساخت آمريکا) استفاده گرديد. تحريک کيندلينگ به صورت موج مربعي تک فازي با مدت پالس ١ ميلي ثانيه , فرکانس ٦٠ هرتز و به مدت ٢ ثانيه بود.
حداقل يک هفته بعد از جراحي ، از شدت آستانه به منظور تحريک دادن استفاده مي گرديد. براي تعيين شدت آستانه از حداقل شدت جريان الکتريکي که قادر به ايجاد امواج تخليه متعاقب (حداقل به مدت ٥ ثانيه ) مي باشد، استفاده مي شد. پس از آن حيوان با شدت جريان آستانه هر ٢٤ ساعت يکبار تحريک مي شد تا کيندل شود. کميت هايي مورد اندازهگيري در اين تحقيق عبارت بودند از: (١) مدت امواج تخليه متعاقب (ADD؛ Afterdisharge duration): براي تعيين آن زمان بين شروع تحريک تا پايان امواج تخليه متعاقب در نظر گرفته مي شد؛ (٢) مدت زمان تأخيري بين تحريک تا شروع مرحله ٤ تشنج (S4L؛ latency ٤ Stage ) که از زمان تحريک تا شروع مرحله ٤ تشنج در نظر گرفته مي شد؛ (٣) مدت زمان مرحله ٥ تشنج (S5D؛ duration ٥ Stage ) که فاصله زماني بين شروع و خاتمه مرحله پنج تشنج بود و (٤) مدت زمان امواج تخليه متعاقب تجمعي (Cumulative ADD) که با جمع مدت تمام امواج تخليه متعاقب ثبت شده پس از هر تحريک از روز اول تا ظهور مرحلة پنج تشنج در حيوان محاسبه مي گردد.
گروههاي آزمايشي
آزمايش ١- اثر LFSقبل از تحريک کيندلينگ بر شدت تشنج هاي ناشي از کيندلينگ قشر پيريفورم :
در اين آزمايش پس از اينکه حيوانات سه بار مرحله ٥ تشنج را نشان دادند و بطور کامل کيندل شدند، الگوهاي مختلف LFSبا فرکانس يک هرتز بلافاصله قبل از تحريک کيندلينگ اعمال مي شد. در اين آزمايش اثر شدت تحريک، مدت زمان اعمال تحريک و مدت زمان پالس بررسي گرديد. در تمامي گروه ها، دادههاي بدست آمده با دادههاي قبل از اعمال LFS در همان حيوانات (به عنوان دادههاي کنترل) مقايسه شدند.
آزمايش ٢- اثر LFS بر دوره هاي مهاري پس از تشنج هاي کيندلينگ قشر پيريفورم : در اين آزمايش ، حيوانات کيندل ابتدا با شدت آستانه تخليه متعاقب تحريک مي شدند. سپس به مدت چندين روز، هر ٢٤ ساعت يک بار، فقط الگوهاي مختلف LFS با فرکانس يک هرتز به آنها اعمال مي شد. ٢٤ ساعت پس از آخرين LFS حيوانات مجددا" با شدت آستانه تخليه متعاقب تحريک مي شدند و کميت هاي تشنجي آنها ثبت مي گرديد. در اين آزمايش الگوهاي مختلف LFS (با شدت و مدت زمان پالس متفاوت) به مدت سه روز، يک هفته و دو هفته مورد بررسي قرار گرفت . در هر گروه دادههاي بدست آمده با دادههاي حاصل از گروهي که LFS دريافت نکرده بودند مقايسه گرديد.
آزمايش ٣- اثر LFS بر روند کيندلينگ قشر پيريفورم : در اين آزمايش پس از تعيين آستانه تخليه متعاقب ، LFS با فرکانس يک هرتز و به مدت ١٥ دقيقه روزانه بلافاصله بعد از تحريک کيندلينگ به حيوانات داده شد و اثر شدت تحريک و مدت زمان پالس بررسي گرديد. دادههاي حاصل از اين گروهها با دادههاي گروهي که در طي روند کيندلينگ LFS به آن اعمال نشده بود مقايسه شدند.
تعداد حيوانات در تمام گروهها ٦ سر بود.
تأييد بافت شناسي
در پايان هر آزمايش جهت اطمينان از قرار داشتن الکترود در محل مورد نظر, پس از پرفيوژن با سرم فيزيولوژيک و فرمالدئيد
١٠ درصد، مغز حيوانات خارج و برشگيري مي شد. نمونه هايي که الکترود در قشر پيريفورم قرار نداشت از نتايج حذف مي گرديد. همچنين براي اطمينان از عدم آسيب بافتي ناشي ازLFS، رنگ آميزي نيسل انجام شد.
روش تجزيه و تحليل آماري
در آزمايش اول براي مقايسة تأثير LFS بر کميت هاي تشنج از آزمون t- زوجها استفاده شده است . در آزمايش دوم براي مقايسة اثر هر يک از کميت هاي LFS (شدت، مدت زمان پالس و مدت تحريک) بر کميت هاي تشنج در گروههاي آزمايش
شکل ١- الف - نماي شماتيک از قشر پيريفورم از اطلس پاکسينوس- واتسون بر اساس محل کار گذاري الکترود (سمت راست ) و برش کرونال از مغز موش صحرايي که در آن مسير الکترود و قشر پيريفورم قابل مشاهده است (سمت چپ ). ب- برش بافتي قشر پيريفورم در گروه کنترل (بدون دريافت تحريک الکتريکي ، سمت راست )، گروه LFS با مدت پالس ١ ميلي ثانيه با شدت برابر آستانه امواج تخليه متعاقب (وسط ) و گروه LFS با مدت پالس ١٠ ميلي ثانيه با شدت برابر آستانه تخليه متعاقب که فقط يک نوبت در حيوانات کيندل داده شد (سمت چپ ). همانگونه که در شکل مشاهده مي شود به دنبال تحريک با مدت پالس ١٠ ميلي ثانيه تخريب بافتي ديده مي شود. PC= قشر پيريفورم .
نسبت به گروههاي کنترل از آزمون t- غير زوجها استفاده شده است . در آزمايش سوم براي بررسي تأثير LFS بر درصد افزايش مدت امواج تخليه متعاقب در طي روند کيندلينگ در هر يک از گروههاي آزمايشي نسبت به گروه کنترل از آزمون آناليز واريانس دو طرفه (آزمون LSD) و براي بررسي تأثير LFS بر مدت امواج تخليه متعاقب تجمعي و تعداد تحريکات لازم براي ظهور مراحل يک تا پنج تشنج در گروههاي آزمايش نسبت به گروه کنترل از آزمون t- غير زوجها استفاده شده است .
يافته ها
بررسي هاي بافت شناسي نشان داد که LFS با مدت پالس ١ ميلي ثانيه هيچگونه آسيب نوروني در محل تحريک ايجاد
شکل ٢- اثر الگو هاي مختلف LFS (به مدت يک هفته ) بر مرحلة پنج تشنج در فاصله بين دو تشنج . الف - LFS با مدت پالس ٠.٠٥ ميلي ثانيه در شدت هاي مختلف ، ب- LFS با مدت پالس ٠.١ ميلي ثانيه در شدت هاي مختلف ، ج- LFS با مدت پالس ١ ميلي ثانيه در شدت هاي مختلف .
مقادير به صورت ميانگين ± خطاي معيار ميانگين و بر حسب درصد است .
* نشان دهنده ٠٠٥>P و ** نشان دهنده ٠٠١>P است . تعداد حيوانات در هر گروه ٦ سر است . PD= مدت زمان پالس و ADT= آستانه امواج تخليه متعاقب .
نمي کند، در حالي که LFS با مدت پالس ١٠ ميلي ثانيه سبب آسيب نوروني در محل تحريک مي گردد (شکل ١).
نتايج آزمايش ١
الف - بررسي اثر شدت تحريک: در گروه اول تا سوم، LFS با مدت زمان پالس ٠.١ ميلي ثانيه و به مدت ١٥ دقيقه با
شکل ٣- اثر چهار LFS بر درصد افزايش مدت امواج تخليه متعاقب (ADD) در طي تحريکات روزانه براي ايجاد کيندلينگ (الف ). LFS با مدت پالس ٠.١ ميلي ثانيه با شدت يک چهارم؛ (ب ) LFS به مدت پالس
٠.١ وشدت برابر آستانه امواج تخليه متعاقب ؛ (ج ) LFS با مدت پالس ١ ميلي ثانيه با شدت يک چهارم و (د) LFS با مدت پالس ١ ميلي ثانيه و شدت برابر آستانه امواج تخليه متعاقب . تغييرات ADD بر حسب درصد افزايش نسبت به روز اول مي باشد. مقادير به صورت ميانگين ± خطاي معيار ميانگين است . آزمون آناليز واريانس دو طرفه (آزمون LSD) تفاوت معني داري را بين دو گروه نشان داد. * نشان دهنده 0.05>P است . تعداد حيوانات در هر گروه ٦ سر است .PD = مدت زمان پالس ، INT= شدت تحريک .
