Effects of Phenytoin Administration on Vestibular Function in the Rat

Summary: Acute or chronic treatment of epileptic patients with phenytoin is often associated with the appearance of disturbances such as ostural impairment and ocular nystagmus, probably due to high toxic plasma levels of the drug. We describe the changes in spontaneous electrical activity of vestibular units in cerebellectomized rats following an acute nontoxic dose of phenytoin, in static conditions and after macular stimulation. Administration on phenytoin induced an inhibition of deiters cells and a drug level‐dependent biphasic effect (excitation followed by inhibition) on medial and superior vestibular cells. The experiments pointed to a direct action of phenytoin on the vestibular nuclear complex, indicating that postural and motor disturbances are not only cerebellar but also vestibular in origin. RÉSUMÉ Le traitement aigü ou chronique des épileptiques par la phénytoïne est fréquemment associéà l'apparition de troubles divers comme les troubles de la posture et le nystagmus oculaire, probablement dûs à des taux plasmatiques élevés, toxiques du médicament. Ce travail décrit les modifications de l'activitéélectrique spontanée des unités vestibulaires chez des rats cérébellectomisés, à la suite de l'administration d'une dose unique, non toxique, de phénytoïne, dans les conditions statiques et après stimulation de la macula. L'administration de phénytoïne induit une inhibition des cellules de Deiters et a un effet bipha sique, dépendant du la drogue (excitation suivie d'inhibition), sur les cellules des noyaux vestibulaires médians et supérieurs. Cette expérimentation montre que la phénytoïne a une action directe sur le complexe des noyaux vestibulaires, ce qui indique que les troubles posturaux et moteurs entraînés par la phénytoïne ont une origine non seulement cérébelleuse, mais aussi vestibulaire. RESUMEN El tratamiento crónico o agudo de enfermos epilépticos con fenitoina se asocia, frecuentemente, con la aparición de trastornos diversos tales como dificultades con la postura y nistagmus ocular, probablemente debidos a niveles tóxicos plasmáticos de la medicación. En este trabajo se describen los cambios de la actividad eléctrica espontánea de las unidades vestibulares en ratas cerebelectomizadas tras la administración de una dosis aguda de fenitoina, no tóxica. Estos estudios se realizaron en condiciones estáticas y tras la estimulación macular. La administración de fenitoina indujo una inhibición de las células de Deiters y un efecto bifásico dependiendo del nivel de la droga (excitación seguida de inhibici|oAn) sobre las celulas de los núcleos vestibular superior y medial. Estos experimentos apuntan hacia una acción directa de la fenitoina sobre el complejo de los núcleos vestibulares indicando que los trastornos posturales y motores no sólo son de origen cerebeloso sino también vestibular. ZUSAMMENFASSUNG Die akute oder chronische Behandlung epileptischer Patienten mit Phenytoin wird oft begleitet von Störungen wie lageabhängigem Nystagmus, die möglicherweise auf hohe toxische Plasmaspiegel zurückzuführen sind. In dieser Arbeit beschreiben wir die Veränderungen in der spontanen elektrischen Aktivität vestibulärer Einheiten bei zerebellektomierten Ratten nach akuter, nicht toxischer Anwendung von Phenytoin, in Lageabhäangigkeit und nach makulärer Stimulation. Die Anwendung von Phenytoin rief eine Inhibition der Deiters schen Zellen und einen spiegelabhängigen, biphasischen Effekt (Inhibition nach Excitation) auf mediale und superiore vestibuläre Zellen hervor. Die Experimente deuten auf eine direkte Wirkung des Phenytoins auf den vestibulären Kernkomplex und sprechen dafür, daβ Lagestörungen und motorische Störungen nicht nur zerebellär sondern auch vestibulärer Ursache sein Können.