Effects of Magnesium Sulfate on Pentylenetetrazol‐Induced Status Epilepticus

Summary: The use of magnesium sulfate (MgSO 4 ) as an anticonvulsant is controversial. Status epilepticus was induced in 0.5% halothane‐anesthetized Wistar rats with a threshold (90 mg/kg) or suprathreshold (200 mg/kg) dose of intravenous (i.v.) pentylenetetrazol (PTZ) under stereotactic hippocampal depth electrode monitoring. Fifteen minutes after seizure induction, the maximum hemo‐dynamically tolerated dose of MgSO 4 (10 mg/kg/min in 22 min) was administered i.v. MgSO 4 was ineffective in altering seizure discharge. A subgroup of nine animals received hypertonic mannitol before MgSO 4 to open the blood‐brain barrier (BBB) to facilitate Mg 2+ CNS penetration. Again MgSO 4 was ineffective in attenuating epileptic activity. These results support the contention that MgSO 4 is not an effective treatment for status epilepticus. We hypothesize that because Mg 2+ blocks Ca 2+ influx into the neuron through the JV‐methyl‐D‐aspartate (NMDA) receptor‐operated calcium channel in a voltage‐dependent manner it would be ineffective in neurons that are continuously depolarizing as in status epilepticus. RÉSUMÉ L'utilisation du MgSO 4 comme antiépileptique est contestée. Un état de mal épileptique a été induit chez des rats Wistar anesthésiés àľhalotane 0.5%, au moyen ďune dose seuil (90 mg/kg) ou supérieure au seuil (200 mg/kg) de pentylènetétrrazole IV, sous surveillance par électrodes profondes hippocampiques après stéréotaxic. Quinze minutes après ľinduction des crises, la dose maximale tolérée sur le plan hémodynamique de MgSO 4 10 mg/kg/mn sur 22 mn) a été administerée IV. MgSO 4 10 àété in‐efficace pour modifier la décharge critique. Dans un sous‐groupe de 9 animaux, du mannitol hypertonique a eaté administeré avant MgSO 4 afin ďouvrir la barrière hémato‐cérébrale pour faciliter la pénétration des ions Mg 2+ dans le système nerveux central. Dans ce groupe également MgSO 4 a été inefficace pour atténuer ľactivité eapileptique. Ces résultats sont en faveur ďune inefficacité du MgSO 4 dans le traitement de ľétat de mal épileptique. Les auteurs émettent ľhypothèse que, comme Mg 2 + bloque ľentrée des cations Ca 2 + dans le neurone à travers le canal calcique contrôlé par le récepteur NMDA, de façon voltage‐dépendante, le Mg 2 + se montre inefficace sur des neurones qui sont en état de depolarisation permanente, comme dans ľetat de mal épileptique. RESUMEN La utilizatión del MgSO4 como anticonvulsive permanece bajo controversia. Mediante una monitorización realizada con electrodes profundos implantados de modo estereotáctico en el hipocampo se ha provocado un “status epilépticus” en ratas Wistar anestesiadas con 0.5% de halotane utilizando dosis de umbral epiléptico (90 mg/kg) o supraumbral (200 mg/kg) de pentilentetrazol intravenoso. A los 15 minutos de la inductión de los ataques la dosis máxima de tolerancia hemodinámica del MgSO 4 (10 mg/kg/min en 22 min) se administró intravenosamente. El MgSO 4 fue ineficaz en alterar la descarga epiléptica. En un subgrupo de 9 animales se administeró Manitol hipertónico, antes del MgSO4, para abrir la barrera hemato‐encefálica y facilitar la penetrateón del Mg 2+ en el SNC. Nuevamente el MgSO 4 fue ineficaz en la atenuación de la actividad epiléptica. Estos resultados apoyan la opinión de que el MgSO 4 no es un tratamiento eficaz para el “status epilépticus”. Se plantea la hipótesis de que puesto que el Mg 2+ bloquea la penetratón en la neurona del Ca 2+ a través del canal del calcio operado por el receptor NMDA de modo voltaje‐dependiente, resultaría ineficaz en neu‐ronas que están contínuamente despolarizadas como ocurre en el “estatus epilépticus”. ZUSAMMENFASSUNG Der Einsatz von MgSO4 als Antikonvulsivum wird kontrovers diskutiert. Ein Status epilepticus (SE) wurde bei Halothan nakotisierten Wistar‐Ratten durch intravenöse Gabe von PTZ erzeugt (90 mg/kg bzw. 200 mg/kg) bei gleichzeitiger Registrierung mit hippokampalen Tiefenelektroden. 15 Minuten nach Anfallsauslösung wurde die hemodynamisch tolerierte Maxi‐maldosis von MgSO4 i.V. gegeben (10 mg/kg pro min wahrend 22 Minuten). MgSO4 war bei unregelmäßigen Anfallsentladungen unwirksam. In einer Gruppe von 9 Tieren wurde vor der MgSO4‐Gabe hypertone Mannit‐Lösung infundiert, um die Blut‐Hirn‐Schranke für den Einstrom ins Mg 2+ ZNS zu öffnen. Auch hier war MgSO4 wirkungslos. Diese Ergebnisse unterstützen die Erfahrung, daß MgSO4 für die Behandlung des SE ungeeignet ist. Unsere Hypothese lautet: da Mg 2+ den Ca 2 + ‐Einstrom in die Neurone in einer spannungsabhängigen Arbeitsweise blockiert mittels NMDA Rezeptor gesteuerten CA‐Kanälen ist es bei Neu‐ronen, die kontinuierlich durch den SE depolarisiert sind, unwirksam.