Does Seizure Activity Produce Purkinje Cell Loss?

Summary: Eight Wistar rats were exposed to 140 electroconvulsive seizures over 50 days. Ten rats served as controls. The density of Purkinje cells in cerebellum ranged from 15.3 to 18.5/mm in the treated rats and from 15.2 to 19.1/mm in the controls. No Purkinje cell loss was disclosed in the rats subjected to electroconvulsive seizures. Twenty‐five Mongolian gerbils of the seizure‐susceptible strain were selected according to seizure score with five animals in each group. Five Mongolian gerbils of a seizure‐resistant strain served as controls. The density of the Purkinje cells ranged from 21.4 to 29.8/mm in the seizure‐susceptible animals and from 27.6 to 31.5/mm in the controls, with a lower density in the gerbils with seizures compared with the controls (p <0.05). There was no relation to type or number of seizures. Eight gerbils of the seizure‐susceptible strain were included as a supplementary group, to disclose any possible genetic trait as an explanation of the lower Purkinje cell density. The Purkinje cell density in these animals ranged from 24.8 to 30.9/mm and did not differ from the density in the seizure‐resistant gerbils. Thus the lower density of Purkinje cells in the seizure‐susceptible Mongolian gerbils is a result of seizure activity. The excessive epileptic input with stimulation of the glutamatergic innervation of the Purkinje cells resulting in a persistent elevated 7‐amino‐butyric acid (GABA) tone may explain the damage to the Purkinje cells in the gerbils and the loss of Purkinje cells found in patients with severe epilepsy. RÉSUMÉ Huit rats Wistar ont subi 140 électrochocs pendant 50 jours. Dix rats ont servi de contrǒle. La densité des cellules de Purkinje du cervelet était de 15,3 á 18 par mm chez les rats traités et de 15,2 à 19,1 chez les contrǒles. L'on n'a pas trouvé de pertes de cellules de Purkinje chez les rats soumis aux électrochocs. Vingtcinq gerbils de Mongolie de la souche prédisposée aux crises ont été sélectionnés d'après leur laux de crises, et distribués en groupes de 5. Cinq Gerbils de Mongolie et une souche résistante aux crises ont servi de contrǒle. Le densité des cellules de PUT‐kinje se situant entre 21,0 et 29,8 par mm chez les animaux sensibles aux crises, et entre 27,6 et 31,5 par mm chez les contrǒles, avec une densité plus faible chez les Gerbils ayant des crises par rapport aux contrǒles (p < 0,05). Il n'y avait pas de relation avec le type et le nombre des crises. Huit gerbils de la souche prédisposée aux crises ont été inclus dans un groupe supplémentaire, pour rechercher s'il n'y avait pas un trait génétique expliquant la plus faible densité des cellules de Purkinje. La densité des cellules de Purkinje chez ces animaux se situait entre 24,8 et 30,9 par mm et ne différait pas de la densité chez les animaux réfractaires aux crise. Donc la plus faible densité des cellules de Purkinje chez les Gerbils de Mongolie prédisposés aux crises est le résultat de l'activité critique. L'activitéépileptique excessive entraǐnant une stimulation de l'innervation glutamatergique des cellules de Purkinje ayant pour résultat une activité GABA élevée persistante peut expliquer l'atteinte des cellules de Purkinje chez les Gerbils et la perte des cellules de Purkinje chez les sujets atteints d'épilepsie sévère. ZUSAMMENFASSUNG Och Wistar‐Ratten wurden während 50 Tagen 140 elektrokon‐vulsiven Krämpfen ausgesetzt. Zehn Ratten dienten als Kon‐trollen. Die Dichte der Purkinje‐Zellen im Kleinhirn pro Millimeter betrug 15,3 bis 18,5 bei den behandelten Ratten und 15,2 bis 19,1 bei den Kontrollen. Bei den Ratten wurde kein Verlust von Purkinje‐Zellen als Folge elektrokonvulsiver Krämpfe fest‐gestellt. Mongolische Gerbils (25) eines für Anfälle empfänglichen Stammes wurden entsprechend der Anfallshäufigkeit in Gruppen zu 5 Tieren unterteilt; fimph mongolische Gerbils eines anfalls‐resistenten Stammes dienten als Kontrollen. Die Dichte der Purkinje‐Zellen schwankte von 21,4 bis 29,8 pro Millimeter bei den fur Anfälle empfänglichen Tieren und zwischen 27,6 und 31,5/ Millimeter bei den Kontrollen; dabei zeigten Gerbils mit Anfällen eine geringere Dichte gegenuber Kontrollen (p < 0,05). Es bestanden keine Beziehungen zu dem Typ oder der Anzahl der An‐fälle. Och Gerbils eines für Anfälle empfindlichen Stammes wurden zusätzlich untersucht, um die Frage einer möglichen genetischen Beeinflussung der Purkinje‐Zelldichte zu untersuchen. Die Purkinje‐Zelldichte bei diesen Tieren schwankte von 24,8 bis 30,9/Millimeter und unterschied sich nicht von der Dichte bei den für Anfälle resistenten Gerbils. Damit ist die geringere Dichte der Purkinje‐Zellen bei den fúr Anfälle empfindlichen mongolischen Gerbils eine Folge der Krampfaktivität. Der excessive epileptische input bei Stimulation der Glutamatergen Innervation der Purkinje‐Zellen, der zur persistierenden Erhöh‐ung der Gaba führt, könnte die Schädigung der Purkinje‐Zellen bei den Gerbils erklären und auch den Verlust der Purkinje‐Zellen der bei Patienten mit schwerer Epilepsie zu beobachten ist.