癲癇在從出生窒息中恢復(fù)的新生兒中很常見，但人們普遍認(rèn)為目前的藥物治療效果不佳，需要新的抗癲癇藥物。苯巴比妥(PhB)是新生兒癲癇發(fā)作的一線治療藥物，12包括由HIE引起的癲癇發(fā)作，但它在治療的前24小時內(nèi)僅抑制40%–80%的新生兒癲癇發(fā)作。最近在出生窒息的大鼠模型中表明，癲癇發(fā)作是由窒息后腦pH值的恢復(fù)引發(fā)的。腦pH調(diào)節(jié)多種離子通道的功能，這些離子通道控制神經(jīng)元興奮性和突觸信號傳導(dǎo)。這些通道以功能協(xié)同的方式響應(yīng)pH值的變化，因此酸中毒抑制神經(jīng)元興奮性和癲癇發(fā)作，而堿中毒增強神經(jīng)元興奮性和癲癇發(fā)作。

本論文研究目的是研究誘導(dǎo)全身性酸中毒的碳酸酐酶抑制劑(CAI)是否能阻斷窒息后癲癇發(fā)作。研究了CA抑制劑(CAIs)、乙酰唑胺(AZA)、苯甲酰胺(BZA)和乙惡唑胺(EZA)對足月出生大鼠模型中癲癇發(fā)作時對應(yīng)的腦的pH值和腦P o 2的影響。

實驗步驟

用4.5%異氟醚空氣麻醉幼鼠，腹腔注射1.0 mg/g氨基甲酸乙酯，置于35℃加熱墊上。手術(shù)時異氟醚濃度降至2.5%~1.5%。將由30號針頭組成的導(dǎo)管連接到帶有10厘米PE10聚乙烯管并預(yù)填充0.9%NaCl的注射器，插入側(cè)尾靜脈并用氰基丙烯酸酯膠固定到位。取出一塊頭皮，在頂葉皮層兩側(cè)鉆出顱窗，使用unisense微電極系統(tǒng)老鼠大腦內(nèi)pH值和O 2的測試（A/P-4.5，M/L 2.0 mm，距前腦門，右側(cè)pH傳感器），左側(cè)枕頂葉皮層上方，用于局部場電位(LFP)電極并在小腦（從lambda的尾部和側(cè)面約1毫米）上連接地線。在六只動物中，在下背部切開皮膚切口（長度：2-3 mm），用于測量老鼠體內(nèi)的pH值和PO 2。unisense的pH(Unisense pH-500)和P o 2(Unisense OX-N)探針從麻醉后的老鼠皮膚切口推進到皮下空間至少10 mm。用細(xì)針尖小心地切開老鼠顱窗下的硬腦膜，用pH微傳感器(Unisense pH-25)、O2微電極微傳感器(Unisense OX-10)和一個玻璃毛細(xì)管LFP電極（填充溶液：150 mM NaCl）插入到大腦皮層約1 mm處，將Ag/AgCl接地線硬膜外放置在老鼠的小腦上。

實驗結(jié)果

三種CAIs可降低腦pH值0.14~0.17個pH單位，抑制窒息后癲癇電圖。AZA、BZA和EZA在脂溶性(EZA>AZA>BZA)和藥代動力學(xué)方面存在較大差異。然而，腹腔注射對腦ph的影響只有輕微的延遲(0.8-3.7分鐘)差異。CAIs誘導(dǎo)了窒息后腦Po2的適度升高，但對LFP活性沒有影響。AZA在行為自由的大鼠身上進行了試驗，它誘發(fā)了呼吸性酸中毒，并將驚厥發(fā)作的發(fā)生率從20只中的9只降低到17只中的2只。

圖1、乙酰唑胺(AZA)對出生后第11天大鼠腦pH值和P o 2的影響。(A)腹膜內(nèi)(ip)注射鹽水或1-20 mg/kg AZA后老鼠腦內(nèi)pH值變化的時間過程和(C)P o 2顯示為連續(xù)記錄的平均值。AZA（在零時間注射）導(dǎo)致腦pH值降低和腦P o 2增加.（B和D）：注射后45-60分鐘觀察到的AZA作用的劑量依賴性顯示20 mg/kg劑量對腦pH值的飽和作用。(E)IP和靜脈內(nèi)(iv)注射20 mg/kg AZA(n=9和4)后腦pH值平均變化的時間過程。帶有歸一化y軸的插圖顯示了與吸入5%CO 2(n=5)的效果相比的相同數(shù)據(jù)。靜脈注射AZA和CO 2后腦酸中毒的發(fā)展速度相當(dāng)吸入。注射AZA的延遲、最大速率和幅度。與靜脈內(nèi)給藥相比，腹腔內(nèi)給藥后腦pH值的下降具有較長的發(fā)作延遲，定義為從注射到最大變化的10%(F)的時間，并且以較低的速率(G)發(fā)生。(H)兩種給藥途徑在注射后45-60分鐘的腦pH值沒有差異。(FH)中的條形表示中位數(shù)和四分位距。

圖2、碳酸酐酶抑制劑乙酰唑胺(AZA)、苯甲酰胺(BZA)和乙惡唑胺(EZA)對腦pH值的影響。(A)腹腔(ip)注射20 mg/kg AZA或等摩爾劑量(90μmol/kg)BZA或EZA后腦pH值平均變化的時間過程。與AZA或BZA相比，注射EZA后腦pH值下降得更快。注射后45-60分鐘記錄的腦pH變化幅度（B）在藥物之間沒有差異。(B)中的條形表示中位數(shù)和四分位數(shù)范圍。

圖3、碳酸酐酶抑制劑(CAIs)乙酰唑胺(AZA)、苯甲酰胺(BZA)和乙惡唑胺(EZA)對窒息后老鼠腦內(nèi)pH值和Po 2的影響。(A)頂部的線圖顯示了窒息后恢復(fù)開始時的氣體應(yīng)用方案和靜脈注射藥物(90μmol/kg)的時間。垂直虛線標(biāo)記窒息的開始和結(jié)束。窒息結(jié)束時，腦pH(a)嚴(yán)重酸中毒，腦P o 2(b)幾乎為零?；謴?fù)室內(nèi)空氣后，大腦pH值快速增加7分鐘（快速恢復(fù)階段結(jié)束，用箭頭標(biāo)記)之后慢慢穩(wěn)定在基線水平附近。Brain P o 2超過基線水平，隨后迅速恢復(fù)至基線。癲癇發(fā)作總是出現(xiàn)在大腦pH值恢復(fù)的快速階段。插圖(c)中顯示了在這7分鐘期間內(nèi)注射鹽水的大鼠中記錄的樣本局部場電位?？焖賞H恢復(fù)階段（7分鐘）結(jié)束時的腦pH值顯示在B中。鹽組平均pH值已從值中扣除。用任何CAI治療的動物的腦pH值較低。(C)腦P o 2在過沖的峰值。

圖4、乙酰唑胺(AZA)可抑制窒息后驚厥發(fā)作。自由活動大鼠中陣攣和/或強直陣攣窒息后癲癇發(fā)作的發(fā)生率(A)和持續(xù)時間(B)。窒息結(jié)束前10分鐘腹腔給予20mg/kg AZA或生理鹽水。

圖5、乙酰唑胺(AZA)可誘導(dǎo)快速、短暫的呼吸性酸中毒和延遲性代謝性酸中毒。(A)腹膜內(nèi)(ip)注射20 mg/kg AZA后皮下(“身體”)和腦pH(a)和P o 2(b)變化的時間過程，顯示為連續(xù)記錄的平均值(n=5代表身體，12代表大腦記錄）。在基線期間，身體pH值略低，P o 2遠(yuǎn)高于大腦。AZA注射后身體和大腦的pH值降低了相似的量。P o 2的平行增加在大腦中比在身體中更為突出。血液pH(B),Pco 2(C)和HCO3-濃度(D)腹腔注射20 mg/kg AZA后1-4小時（2小時第二次給藥）。

結(jié)論與展望

本論文研究了CA抑制劑(CAIs)、乙酰唑胺(AZA)、苯唑胺(BZA)和乙氧唑胺(EZA)對足月窒息大鼠癲癇發(fā)作、腦pH和腦Po2的影響。研究表明CAIs以類似于外源性CO 2的方式抑制出生窒息大鼠模型中的癲癇發(fā)作。24在臨床上使用易于給藥的藥物顯然比使用5%CO2吸入要簡單得多?，F(xiàn)在判斷哪種特定的CAI藥物在治療新生兒窒息后癲癇發(fā)作中是最佳的（參見30）還為時過早。然而，現(xiàn)有的臨床數(shù)據(jù)表明AZA在新生兒和兒科人群中具有很高的安全性和耐受性，這表明這種抗癲癇藥物可用于NICU。AZA、BZA和EZA可有效阻斷窒息后癲癇發(fā)作。盡管它們的藥代動力學(xué)存在差異，但它們對腦pH值的影響相似，這表明它們的抗癲癇作用模式是基于抑制血源性和細(xì)胞外血管碳酸酐酶導(dǎo)致的呼吸性（高碳酸血癥）酸中毒。AZA已被用于新生兒的多種適應(yīng)癥，這表明它可以安全地重新用于治療新生兒癲癇發(fā)作，作為當(dāng)前治療方案的補充。