Features of Seizures and Behavioral Changes Induced by Intrahippocampal Injection of Zinc Sulfate In the Rabbit: A New Experimental Model of Epilepsy

Summary: Seizure produced by intrahippocampal injection of zinc sulfate in rabbits is a new chronic model of experimental epilepsy. In this model, the clinical manifestations are easily observed and are expressed not only as partial clonic seizures, but also by secondary generalized seizures. The electrohippocampalogram (EHG) and electrocorticogram (ECoG) discharges change correspondingly during both types of seizures, and last for weeks. The mechanism for induced seizures may be partly related to the inhibitory effect of zinc sulfate injections on the acetylcholinesterase (AchE) activity in the hippocampus. The commonly used antiepileptic drugs, such as phenobarbital and phenytoin, afforded protection against the zinc‐induced secondary generalized clonic seizures and alleviated the partial clonic seizures but had no influence on the EHG‐ and ECoG‐monitored periodic bursts of spike discharges. Nitrazepam was found to antagonize both types of seizures and also transiently restored the EHG and ECoG to normal. D‐penicillamine, a metal chelator, may be the most effective agent for the treatment of zinc‐induced seizures; the agent, in addition to affording protection against both types of seizures, also caused the periodic burst spike discharges in EHG and ECoG to disappear. RÉSUMÉ Les crises provoquées par l'injection intrahippocampique de sulfate de zinc chez le lapin représentent un nouveau modèle d'epilepsie expérimentale chronique. Dans ce modèle, les manifestations cliniques sont facilement observables et consistent en crises partielles cloniques et crises secondairement généralisées. Les décharges EHG et ECoG se modifient en correspondance avec les deux types de crises et durent longtemps (au moins des semaines). Le mécanisme des crises induites est probablement partiellement en relation avec l'effet inhibiteur de l'injection de sulfate de zinc sur l'activité AchE de l'hippocampe. Les médicaments antiépileptiques classiques comme le phénobarbital et la phénytoine protègent contre les crises cloniques secondairement généralisées et réduisent les crises cloniques partielles, mais n'ont pas d'influence sur les bouffées périodiques de pointes enregistrées sur l'EHG et l'ECoG. Le Nitrazepam supprime les 2 types de crises et ramène transitoirement à la normale l'EHG et l'ECoG. La D‐penicillamine (chélateur métallique) paraǐt ětre l'agent le plus efficace pour le traitement des crises induites par le zinc. Cet agent en effet protège contre les 2 types de crises et supprime aussi les décharges périodiques de pointes sur l'EHG et l'ECoG. RESUMEN Los ataques producidos por la inyección intrahipocámpica de sulfato de zinc en conejos constituye un nuevo modelo crónico de epilepsia experimental. En este modelo las manifestaciones clfnicas son fácilmente observables y se expresan, no sólo como ataques clónicos parciales, sino también como ataques con generalización secundaria. Las descargas en el EHG y ECoG cam‐bian, de modo correspondiente, durante los dos tipos de ataques, y duran por lo menos durante dos semanas. Los mecanismos que inducen los ataques pueden estar relacionados parcialmente con el efecto inhibitorio de las inyecciones de sulfato de zinc sobre la actividad AchE en el hipocampo. Las medicaciones antiepilépticas utilizadas habitualmente, tal como el fenobarbital y la fenitoína, ofrecieron protección contra los ataques clónicos generalizados secundariamente y aliviaron las crisis clónicas parciales, pero no influenciaron las descargas periódicas de puntas en forma de brotes monitorizadas en el EHG y el ECoG. Se ha encontrado que el Nitrazepam antagoniza los dos tipos de ataques, y también que restaura hacia la normalidad el EHG y el ECoG. La penicilamina, un quelante de metales, puede ser el agente más efectivo para el tratamiento de los ataques inducidos por el zinc. Este agente, además de ofrecer protección contra ambos tipos de ataques, también hizo desaparecer los brotes periódicos de descargas de puntas en el EHG y en el ECoG. ZUSAMMENFASSUNG Anfälle bei Kaninchen durch intrahippokampale Injektion von Zinksulfat stellen ein neues chronisches Modell der experimentellen Epilepsie dar. In diesem Modell sind die klinischen Manifestationen leicht zu beobachten und drücken sich nicht nur als partielle klonische Anfälle sondern auch als sekundär generalisierte Anfälle aus. Die EHG und ECoG‐ Entladungen ändern sich entsprechend bei beiden Anfallstypen und halten min‐destens wochenlang‐an Der Mechanismus induzierter Anfälle kann teilweise in Beziehung gesetzt werden zu der inhibitorischen Wirkung von Zinksulfat‐Injektionen auf die AchE‐Aktivität im Hippokampus. Die gebräuchlichen Antiepileptika, wie Phenobarbital, Phenytoin, schützten gegen Zink‐induzierte sekundär generalisierte klonische Anfälle und minderten klonische Partialanfälle; sie hatten aber keinen Einfluß auf die im EHG und ECoG aufgezeichneten periodischen bursts von spike Entladungen. Nitrazepam antagonisierte beide Anfallstypen und normalisierte vorübergehend EHG und ECoG. D‐Penicillamin, ein Metallchelator kann als das effektivste Mittel für die Behandlung Zink‐induzierter Anfälle gelten. Dieses Mittel bewirkt zusätzlich zum Schutz gegen beide Anfallstypen ein Verschwinden der periodischen spike‐bursts in EHG únd ECoG.