The epileptogenic effect of ouabain (g-strophanthin) its action on the EEG and cortical morphology

Abstract

SUMMARY: Local application of ouabain in agar on the cerebral cortex elicits generalized seizures. Progressive deterioration of the uppermost cortical layers takes place, related in extent and degree to the concentration of the drug and duration of application. The seizure patterns under ouabain start earlier and are more apt to be of hippo‐campal type when the concentration of the drug is high. The decrease in voltage of the seizure activity is related to the increasing number of neurons destroyed. Finally relations between EEG and clinical seizure patterns are described. Particularly in later stages of status epilepticus, the relation between cortical transients and jerks of the limbs decreases, and the conclusion is drawn that deep brain centers increasingly take over the role of pace‐makers for myoclonic jerks. The results are discussed with respect to the mechanisms both of the action of ouabain and of neurophysiological events during ouabain seizures. RÉSUMÉ: Ľapplication locale ďouabaine sur agar, sur le cortex cérébral provoque des crises généralisées. Une détérioration progressive des couches corticales les plus super‐ficielles prend place, liééàľétendue et au degré de concentration de la drogue et à la durée de ľapplication. Les types de crises sous ouabaíne apparaissent plus précocement et sont plutôt de type hippocampien, ďautant plus que la concentration de la drogue est plus élevée. La diminution de voltage de ľactivité critique est en relation avec ľaugmentation du nombre de neurones détruits. Ensuite les relations entre les patterns EEG et les crises cliniques sont décrites. En particulier dans la période tardive des états de mal, on observe une diminution des relations entre les décharges corticales et les secousses des membres. On tire la conclusion que les structures cérébrales profondes prennent progressivement le rôle de plus en plus important, comme pace‐maker dans ľorigine des secousses myocloniques. Les résultats sont discutés en ce qui concerne les mécanismes à la fois de Taction de ľouabaïne et des phénomènes neurophysiologiques pendant les crises provoquées par ouabaïne. ZUSAMMENFASSUNG: Lokale Applikation von Ouabain in Agar auf den Cortex verursacht generalisierte Anfälle. Es kommt zu einer zunehmenden Zerstörung der oberflächlichen kortikalen Schichten, deren Ausmass von der Konzentration des Ouabains und der Dauer der Einwirkung abhängt. Die Anfallsmuster beginnen umso früher, je stärker die Konzentration von Ouabain ist. Die Amplitudenabnahme, die im Lauf des Status eintritt, steht in Beziehung zur Anzahl der Neuronen, die durch Ouabain zerstört werden. Die Beziehungen zwischen EEG‐Mustern und klinischem Anfallsmuster werden untersucht. Besonders in Spätstadien des Status epilepticus nimmt die anfangs so klare Beziehung zwischen korticalen Entladungen und Myoklonismen ab, woraus gefolgërt wird, dass nun Regionen in der Tiefe des Gehirns mehr und mehr die Rolle von Pace‐makers für die Myoklonismen iibernehmen. Die Ergebnisse werden diskutiert im Hinblick auf die Mechanismen der Ouabain‐Wirkung und die möglichen neurophysiologischen Vorgänge während der Ouabain‐Anfälle. RESUMEN: Las aplicaciones locales de la oubaina en agar en el cortex cerebral provocan des‐cargas generalizadas. Aparece una progresiva deteriorización en las capas super‐ficiales del cortex, en relación con la concentración de la droga y la extensión y duratión de su aplicación. El tipo de crisis provocadas por la oubaina, cuando la concentración de la droga es alta, es de rápido inicio y adquiere los caracteres de las crisis hipocámpicas. La disminución en voltaje de la actividad convulsiva está en relacion con el aumento del número de neuronas destruidas por la acción de la oubaina. Finalmente se describen las relaciones entre los tipos de descarga clínica y EEG. Particularmente en los últimos estadíos del status epiléptico, la relación entre los paroxismos corticales y las clonias de las extremidades disminuye, llegandose a la conclusión que los centros cerebrales profundos asumen cada vez más el papel de “pace‐makers” para las sacudidas mioclónicas. Se discuten los resultados obtenidos respecto al mecanismo de la acción de la oubaina y respecto a la neurofisiología de las manifestaciones ocurridas durante la crisis por oubaina.