Kinetic Properties of Hexokinase in Resected Temporal Lobes of Patients with Drug‐Resistant Epilepsy

SUMMARY Properties of the cérébral glycolytic enzyme, hexokinase, were studied in biopsy samples of human temporal lobe, obtained during lobectomy for drug‐resistant epilepsy and compared “blind” with control biopsy samples of human cérébral cortex. No significant changes in the total activity or subcellular distribution of the enzyme were observed but the K m value for glucose was altered. The 17 control samples gave a normal mean value for K m (glucose) of 0.05 mM and the 14 epileptic samples gave a significantly higher mean value of 0.09 mM. The drugs used in previous treatment of the epilepsies were “scored” with respect to type and dose; analysis of these in relation to the kinetic results eliminated the possibility that the increase in K m value was an artifact due to the drugs. The observed change in enzyme kinetic properties is discussed in terms of potential interactions of small molecules with the isoenzymes of cérébral hexokinase. RÉSUMÉ Les proprietés de l'enzyme cérébral glyco‐lytique, l'hgxokinase, ont été eatudiées sur des echantillons biopsiques du lobe temporal humain, obtenus au cours de lobectomie pratiquee pour fipilepsie rSsistante au traite‐ment et compares et analyses en aveugle a des biopsies de controle du cortex humain. On n'a pas observe de changement notable dans l'activite globale ou la distribution subcellulaire de l'enzyme mais la valeur K m pour le glucose était modiftee. Les 17 echantillons de controle donnaient une valeur moyenne normale pour le K m (glucose) de 0.05 mM et les 14 echantillons 6pileptiques montraient une valeur moyenne significativement plus é1evé de 0.09 mM. Les produits qu'on avait utilises pour le traitement de l'épilepsie ont ete classes en tenant compte du type de traitement et de la dose. L'analyse de ceux‐ci en relation avec les resultats cinétiques eliminaient la possibility que l'augmentation de K m fflt un artefact du aux drogues. Le changement observe dans les proprietés cin‐etiques de l'enzyme est discute en fonction des interactions possibles entre petites molecules et isoenzymes de lliexokinase cerebral. RESUMEN Se han estudiado, en biopsia de lobulos temporales de enfermos con epilepsfa resistente, las propiedades de la hexokinasa, enzima glicolftico cerebral. Los resultados se compara‐ron bajo sistema “ciego” con biopsias control de corteza cérébral humana. No se obsejrvaron cambios significativos en la actividad total o en la distribution subcelular del enzima, pero estaba alterado el valor K m para la glucosa. Las 17 muestras control dieron un valor medio normal para K m (glucosa) de 0.05 mM y en las 14 muestras epilSpticas el valor medio se encontr6 significativamente aumentado (0.09 mM). Las medicaciones anticonvulsivas usadas en los tratamientos previos fueron valoradas con respecto a dosis y tipo; el analisis de estos factores, en relation con los resultados cinfiticos, elimin6 la posibilidad de que el aumento del valor K m fuera un artefacto debido a las medicaciones. El cambio observado en las propiedades enzimaticas cinettcas se discute en terminos de interacciones potenciales de moleculas pequenas con los isoenzimas de la hexokinasa cerebral. ZUSAMMENFASSUNG Die Eigenschaften des cerebralen glykolytit‐schen Enzyms Hexokinase wurden im Biopsi‐ematerial des menschlichen Temporallappen untersucht. Es wurde wahrend Lobektomie wegen therapieresistenter épilepsie gewonnen und “blind” verglichen mit Kontrollbiopsie‐material aus dem cerebralen Cortex des Menschen. Die GesamtAktivität und die subzel‐lulare Verteilung des Enzyms waren nicht signifikant unterschiedlich jedoch lag ein anderer X m ‐Wert fur Glukose vor. Die 17 Kontrollen ergaben einen normalen durch‐schnittlichen if m ‐Wert fur Glukose von 0.05 mM, wahrend der Durchschnittswert aus 14 Proben von Anfallskranken einen signifikant hoheren Wert von 0.09 mM zeigten. Die in der vorhergegangenen Behandlung der Epilepsien verwendeten Medikamente wurden in Hinsicht auf Art und Dosis aufgeschliisselt; die Analyse dieser Daten in Hinsicht auf die kinetischen Ergebnisse liessen die Moglichkeit ausschalten, dass der Anstieg des X m ‐Werts auf das vorher verwendete Medikament bezogen werden mus‐ste. Die beobachteten Veranderungen in den kinetischen Enzymeigenschaften werden hin‐sichtlich der moglichen Interaktionen kleiner Molekule mit den Isoenzymen der cerebralen Hexokinase diskutiert.