L’EPILESSIA

L’epilessia è una patologia conosciuta da tempo immemore

Le epilessie sono delle sindromi cerebrali croniche,

caratterizzate da crisi ricorrenti. Le crisi epilettiche sono

episodi parossistici causate da anomalie dell’attività di neuroni

cerebrali dovute alla scarica elettrica patologica di un pool

neuronale, solitamente appartenenti alla corteccia cerebrale.

In alcuni casi, come le assenze, sono presenti scariche tra

neuroni corticali e neuroni del tronco encefalico.

Sono manifestazioni improvvise che alterano le funzioni:

motorie, sensoriali, sensitive e psichiche, con compromissione

o meno della coscienza.

Le crisi epilettiche possono essere idiopatiche o causate da

una serie di fattori: traumi cranici, neoplasie, infezioni,

alterazioni metaboliche e solo per alcuni tipi di epilessie è

stata identificata l’ereditarietà come fattore importante.

I sintomi più comuni sono le convulsioni. Si tratta di

contrazioni muscolari involontarie ritmiche. Compaiono

all’improvviso.

TIPO CLONICO= contrazione della muscolatura del tronco,

degli arti e della faccia

TIPO TONICO= totale irrigidimento muscolare

Le crisi PARZIALI hanno origine da una determinata area

della corteccia che viene chiamata FOCUS EPILETTICO.

Spesso il focus epilettico si trova a livello dei lobi temporale e

frontale.

Le Crisi Parziali si dividono in

SEMPLICI

COMPLESSE

CRISI PARZIALI

Le Crisi Parziali SEMPLICI

Si manifestano con convulsioni e/o disturbi sensoriali che

riguardano un arto o un gruppo di muscoli.

Sono caratterizzate da una stretta corrispondenza con area di

origine e sintomi manifestati dal paziente.

Es: per una crisi che origina nell’area corticale corrispondente

al controllo del braccio destro si manifesteranno convulsioni o

parestesie in quest’arto.

Durata: 20-60 secondi

Le Crisi Parziali COMPLESSE

Provocano alterazioni dello stato di coscienza.

Spesso si manifestano in concomitanza movimenti afinalistici

come lo schioccamento delle labbra o la torsione delle mani.

Il paziente mostra incapacità di comunicare e perdita della

memoria per il periodo della crisi.

Durata: può arrivare fino a 2 minuti

CRISI GENERALIZZATE

Nelle crisi GENERALIZZATE le scariche hanno origine

contemporaneamente nei 2 emisferi cerebrali.

In questo caso NON si distingue un focus epilettico.

Le Crisi Parziali si dividono in

CRISI DI TIPO TONICO-CLONICO o GRANDE MALE

CRISI DI ASSENZA o PICCOLO MALE

CRISI DI TIPO TONICO, ATONICO o MIOCLONICO

CRISI DI TIPO TONICO-CLONICO o GRANDE MALE

Si manifestano inizialmente con la perdita di coscienza

seguita da un’alternanza di contrazioni muscolari

generalizzate a tutto il corpo e simmetriche (fase tonica) e

brevi rilassamenti della muscolatura (fase clonica).

L’intensità e la frequenza delle contrazioni diminuiscono

gradualmente col passare del tempo.

Durata= 1-2 minuti.

Queste crisi possono essere annunciate dall’ “aura epilettica”,

che si manifesta con ansia, irritabilità e cefalea.

CRISI DI ASSENZA o PICCOLO MALE

Si manifestano in età infantile e sono di durata molto breve=

massimo 30 secondi.

Sono caratterizzate da un’alterazione della coscienza che si

manifesta in maniera acuta, associata a fissità dello sguardo

e ad interruzione delle attività intraprese fino a quel momento.

Durante la crisi il paziente non risponde e in seguito non ha

alcun ricordo dell’accaduto.

Le crisi di assenza possono essere accompagnate da

contrazioni ritmiche della muscolatura mimica e raramente da

fenomeni di tipo tonico o atonico

CRISI DI TIPO TONICO, ATONICO o MIOCLONICO

Si tratta di crisi generalizzate molto brevi, di circa 1-3 secondi,

che si manifestano con o senza perdita di coscienza.

Si verificano in bambini con sindromi epilettiche o durante gli

stati febbrili.

L’individuazione del tipo di crisi prevalente in un soggetto

epilettico è di fondamentale importanza per scegliere la

corretta terapia, dal momento che esistono farmaci diversi

per i vari tipi di crisi.

Un individuo è considerato affetto da epilessia se le crisi

epilettiche si manifestano spontaneamente e se si ripetono

con una frequenza anche non ben definita.

Circa lo 0.5-1% della popolazione è affetto da epilessia.

Per la diagnosi di epilessia è necessaria un'accurata valutazione dei sintomi e della storia clinica.L'elettroencefalogramma (EEG) rileva l'attività elettrica del cervello ed è un'analisi fondamentale nella diagnosi dell'epilessia, perché le alterazioni elettriche, spesso molto indicative, possono essere presenti anche in assenza dei sintomi.Ogni forma di epilessia presenta un tracciato elettroencefalografico caratteristico

Generalizzate Tonico-cloniche

Convulsioni Generalizzate: Assenze

EEG effettuato durante una crisi di assenza

Gli spikes caratteristici delle crisi tonico-cloniche non sono

presenti. Sono invece evidenti gli spikes-wave cioè gli spikes

seguiti da onde

CAUSE DELLE CONVULSIONI

In genere le crisi si verificano in manieracasuale e imprevedibile

Possono in alcuni casi favorire le crisi in soggetti epilettici:

• La stimolazione luminosa intermittente• La deprivazione di sonno• Le situazioni di stress/tensione emotiva• Iperventilazione• Assunzione di alcool• Febbre

L’epilessia può essere divisa in 2 grandi categorie:

EPILESSIA PRIMARIA o IDIOPATICA

Non è possibile riconoscere alcuna causa specifica. I pazienti non

presentano lesioni cerebrali.

E’ dovuta probabilmente a predisposizione familiare.

EPILESSIA SECONDARIA o SINTOMATICA

Si sviluppa in seguito ad una lesione cerebrale.

Può essere provocata da disturbi dell’ossigenazione cerebrale al

momento della nascita, da malformazioni della corteccia

cerebrale, da patologie quali infezioni, traumi, tumori, disturbi

circolatori

L’epilessia è un disturbo molto vario e difficile da curare.

Spesso un paziente presenta contemporaneamente crisi

epilettiche di diversa tipologia.

I modelli sperimentali impiegati per la valutazione dei farmaci

antiepilettici aiutano il ricercatore nella scoperta di farmaci

specifici per ogni tipologia di epilessia.

Sistemi implicati nell’epilessia

Sistema GABAergico

Sistema glutammatergico

MODELLI SPERIMENTALI

DI

EPILESSIA E CONVULSIONI

Per lo screening e la valutazione dei farmaci antiepilettici si

utilizzano principalmente modelli sperimentali animali in vivo, ma

possono essere utilizzate anche preparazioni in vitro.

I modelli sperimentali di epilessia possono essere classificati in

base alle diverse tecniche impiegate:

1) MODELLI ELETTRICI: l’animale viene sottoposto a scariche

elettriche di intensità sufficiente a provocare una crisi

epilettica.

VANTAGGIO= possibilità di localizzare il focus epilettico

primario con estrema pecisione

2) MODELLI DI LESIONE: si inducono delle lesioni mirate in aree

ritenute importanti per lo scatenarsi della crisi epilettica. In

questo modo si genera un focus epilettico.

3) MODELLI CHIMICI: si inducono somministrando per via

generale composti convulsivanti, come gli antagonisti del

GABA o della glicina, oppure farmaci agonisti del glutammato.

VANTAGGIO: ripetibilità e facile modulazione dello stimolo

epilettogeno per semplice variazione della dose convulsivante.

4) MODELLI GENETICI: si utilizzano animali aventi una

predisposizione naturale per l’epilessia. Se sottoposti a

particolari stimoli visivi, uditivi o elettrici, vanno incontro

spontaneamente a convulsioni e ad episodi di assenze.

VANTAGGIO= con questi modelli si ha la possibilità di studiare

le convulsioni spontanee in animali naturalmente epilettici, e

quindi di poter risalire all’origine e alle cause della malattia.

Nei modelli in vivo il sintomo della crisi epilettica più

comunemente riprodotto è la convulsione.

Le convulsioni possiedono un’intensità diversa che può essere

misurata e classificata in 9 stadi, in ordine di gravità crescente.

Dopo un’accurata misurazione dell’intensità delle convulsioni

manifestate dall’animale si valuta l’attività dei farmaci

antiepilettici misurando il grado di antagonismo del farmaco

sulle convulsioni.

I NOVE STADI IN CUI E’ SUDDIVISA L’EVOLUZIONE

DELL’ACCESSO CONVULSIVO:

Gli stadi rappresentano un indice della gravità della malattia

riprodotta.

FASE 1= assenza di convulsioni.

Il sintomo di minore gravità indotto dalla somministrazione di un f.

convulsivante è la corsa all’interno della gabbia

FASI 2 -8

Successivamente si manifesteranno convulsioni cloniche dei

muscoli facciali e delle zampe anteriori, che a seconda della

dose e della potenza del farmaco convulsivante usato,

evolveranno in contrazioni tonico-cloniche di collo, tronco e

zampe posteriori fino al totale irrigidimento di tutti i muscoli del

corpo, coda compresa.

Generalmente si alternano periodi refrattari in cui l’animale appare

tranquillo, a periodi di corsa.

FASE 9

E’ la fase di convulsione più grave in cui si può verificare la morte

in seguito a contrazione del diaframma.

I 9 stadi menzionati rappresentano un indice della gravità della

patologia riprodotta, ma non necessariamente devono

manifestarsi con questa escalation. Spesso agenti

convulsivanti molto potenti o dosi molto elevate possano

riprodurre immediatamente un quadro convulsivo molto grave

CLASSIFICAZIONE DEI MODELLI SPERIMENTALI DI EPILESSIA

In base al tipo di crisi riprodotta sono classificabili in:

1-Modelli per accessi parziali

2-Modelli per accessi tonico-clonici generalizzati

3-Modelli per assenze

MODELLI PER ACCESSI PARZIALI

1. Impianto corticale di metalli: crema di allumina, cobalto, tungsteno, zinco, ferro, penicillina.

2. Lesioni criogene

3. Radiazione mirata

4. Kindling (0.1-1 mA; da 25-150 Hz)

5. Acido kainico

6. Tossina tetanica

7. Iniezioni nell’area tempesta

8. Fettine di cervello, fettine di ippocampo preparazioni di cellule isolate

Lo stimolo epilettogeno viene applicato localmente affinchè si

generi un focus primario.

Modelli che impiegano tossine e irritanti

Impianto corticale di metalli:

crema di allumina (idrossido di alluminio al 4%)

cobalto, tungsteno, zinco, ferro (in forma di gel), penicillina

Vengono applicati sulla corteccia cerebrale esposta chirurgicamente.

Dopo alcuni giorni si manifestano crisi parziali che possono evolvere, entro 1 o 2 mesi, in crisi generalizzate spontanee.

Le convulsioni compaiono spontaneamente

Iniezioni di Acido Kainico

L’acido Kainico e altre tossine con struttura simile al

glutammato vengono somministrate in aree

particolarmente ricche di recettori glutammatergici, in

particolare nell’ippocampo.

L’azione eccitatoria di queste tossine sui R è molto più

intensa di quella del Glu, in quanto hanno una

maggiore affinità.

L’abnorme stimolazione dei neuroni glutammatergici ne

provoca la degenerazione dando così origine ad un

focus epilettico.

Ad es. il pretrattamento con un f. antiepilettico riduce la

degenerazione indotta da ac Kainico.

Iniezioni nell’Area Tempesta

Si effettuano delle iniezioni locali nell’AREA TEMPESTA di

antagonisti del GABA, come la Picrotossina o la

Bicucullina, oppure agonisti glutammatergici, come

l’ac Kainico, l’NMDA, l’Aspartato, il Glutammato.

L’AREA TEMPESTA è una regione dell’encefalo del ratto

implicata nell’epilettogenesi.

Le convulsioni che si manifestano sono esclusivamente di

tipo clonico e sono caratteristiche per questo modello.

Iniezioni di Tossina Tetanica

Si effettuano delle iniezioni locali nell’IPPOCAMPO di

tossina del Clostridium Tetani. Si inducono nell’animale

convulsioni e paralisi spastica, dovute alla mancanza di

azione inibitoria del sistema GABAergico. La tossina

agisce come una PROTEASI scindendo la

sinaptobrevina, proteina che permette la fusione della

parete vescicolare con quella dell’elemento pre-

sinaptico.

In pratica si ha l’inibizione della liberazione di GABA dalle

vescicole che avverrebbe in seguito a depolarizzazione

del neurone pre-sinaptico.

Modelli che impiegano lesioni criogene e radiazione mirata

La lesione per raffreddamento mirato si ottiene toccando la corteccia cerebrale, esposta chirurgicamente, con una punta metallica connessa ad una camera contenente azoto liquido.

Il raffreddamento localizzato della corteccia o l’irradiazione mirata di una particolare regione possono indurre nel tessuto nervoso una abnorme eccitabilità, dovuta essenzialmente alla distruzione dei neuroni GABAergici corticali.

Il focus epilettico che si genera produce la comparsa di convulsioni spontanee che persistono per alcuni giorni.

Kindling

E’ il modello di epilessia parziale più utilizzato.

E’ riproducibile in diverse specie animali dalla rana ai primati.

Consiste nell’applicazione, a livello dell’Amigdala o di regioni ad essa connesse, di stimoli elettrici subconvulsivanti.

Si manifestano crisi convulsive fino alla comparsa di crisi generalizzate.

Si stimola l’area prescelta con un treno di

impulsi elettrici della durata di 0.2-1

msec ciascuno, di frequenza compresa

tra 25 e 150 Hz e di bassa intensità 0.1-1

mA.

Durata totale di esposizione agli impulsi

elettrici=1-60 sec

Ripetizioni= 1 al giorno per alcuni giorni

PROTOCOLLO

La prima stimolazione non produce alcuna variazione del

comportamento

Le successive portano alla manifestazione progressiva di

comportamenti quali:

1. Cloni di muscoli facciali

2. Movimenti oscillatori della testa

3. Cloni delle zampe anteriori

4. Rearing

5. Rearing seguito da caduta

= epilessia parziale complessa

= convulsioni motorie generalizzate

Raggiunto il 5° stadio anche in assenza di stimolazione

l’animale va incontro spontaneamente a convulsioni.

Il kindling è un buon modello per la sua affidabilità in

quanto abbiamo un’accurata localizzazione del focus,

una precisa valutazione dei segni, lo sviluppo di

un’epilessia spontanea.

E’ un buon modello anche per la stretta somiglianza con

alcune forme umane di epilessia.

Con questo modello è stato dimostrato che una crisi

focale può dare origine a crisi più prolungate e ad una

riduzione della soglia epilettogena

Modelli in vitro

Una condizione cellulare simile a quella osservabile nell’epilessia può essere riprodotta in vitro in cellule isolate o su sezioni coronali di cervello (corteccia, ippocampo).

Si preparano prelevando campioni di tessuto sano che vengono sottoposti a stimoli epilettogeni, come una stimolazione elettrica.

Si può anche utilizzare del tessuto prelevato da animali epilettici.

Su questi preparati possono essere eseguiti studi di elettrofisiologia con la tecnica del patch-clamp, attraverso cui si valuta l’azione dei f. antiepilettici monitorando le variazioni della conduttanza ionica di membrana da essi indotte.

Questa metodica consente di studiare i meccanismi molecolari e l’applicabilità a molte specie animali, uomo compreso

MODELLI PER ACCESSI GENERALIZZATI TONICO-CLONICI

1) GENETICI

2) ELETTROSHOCK (50-150 mA; 60 Hz)

3) CONVULSIVANTI SISTEMICI

1)GENETICI

BABBUINI

TOPI SENSIBILI A STIMOLI UDITIVI

TOPI TROTTERER

RATTI GEPR

GERBILLI

Vengono utilizzati ceppi selezionati di animali che

manifestano spontaneamente o in risposta a particolari

stimoli, una crisi epilettica

I TOPI TROTTERER e i RATTI GEPR sviluppano convulsioni

tonico-cloniche se sottoposti a stimolazione acustica di

frequenza superiore a 10 KHz e di intensità compresa

tra 90 e 120 dB (ad es. il suono di un campanello).

I BABBUINI FOTOSENSIBILI, che vanno incontro a

convulsioni se sottoposti a stimolazioni visive

improvvise ed intermittenti. Tali convulsioni sono ben

antagonizzate da

BENZODIAZEPINE, ACIDO VALPROICO e BARBITURICI.

Sono meno attivi fenitoina, carbamazepina e

trimetadione.

L’epilessia fotosensibile si riscontra anche nell’uomo e

soprattutto nel bambino.

VANTAGGI: sono molto utili nello screening dei f.

antiepilettici e nello studio della patogenesi del grande

male.

SVANTAGGI: costi molto elevati

2) ELETTROSHOCK

E’ una delle tecniche più usate per indurre conlvusioni

generalizzate.

Si applica una breve scarica di corrente (60 Hz, 30-150

mA, per 0,2 sec) utilizzando degli elettrodi posti dietro

le orecchie.

A seconda dell’intensità di corrente si può ottenere una

convulsione minima con clono localizzato o il quadro

classico dell’elettroshock massimale con clono

generalizzato.

L’E. ha una buona riproducibilità e si può variare

l’intensità della risposta variando l’intensità dello

stimolo elettrico applicato.

Permette di differenziare tra farmaci efficaci nei diversi

tipi di epilessia.

Per es l’etosuccimide utilizzata nelle assenze non

antagonizza le crisi convulsive causate dall’e, mentre

sono molto efficaci i f. usati nella cura del grande male.

3) CONVULSIVANTI SISTEMICI

La somministrazione per via sistemica di farmaci in grado

di inibire il sistema GABAergico o di stimolare quello

GLUtammatergico può indurre convulsioni tonico-

cloniche in diverse specie animali.

Vengono utilizzati:

-antagonisti del R per il GABA come la picrotossina, la

bicucullina, e il più impiegato, il pentilentetrazolo

-agonisti dei R per il glutammato ac kainico, NMDA, ac

GLU

-f. Con meccanismo d’azione diverso: pilocarpina,

agonista dell’Ach; stricnina, antagonista della glicina

Il profilo delle convulsioni indotte è simile

indipendentemente dall’agente utlizzato.

Si ottengono in una prima fase delle convulsioni cloniche

generalizzate, in una seconda fase abbiamo

un’iperestensione tonica che può portare a morte per

arresto respiratorio.

pentilenetetrazolo,

picrotossina,

bicucullina,

stricnina,

glutammato,

acido kainico,

N-metil-D-aspartico

pilocarpina

MODELLI PER LE ASSENZE

L e assenze epilettiche sono molto difficili da riprodurre.

Non si manifestano con dei sintomi ben visibili e facili

da valutare.

Si ottiene però un arresto del movimento che può essere

ben catalogato.

Anche l’EEG può confermare lo stato di assenza indotto

sperimentalmente.

Questi modelli sono caratterizzati da una perturbazione

delle strutture sottocorticali che si diffonde poi a tutta

la corteccia cerebrale.

1) Penicillina sistemica

L’iniezione i.m. di 300.000 u può indurre nel gatto uno stato di assenza ben evidenziabile con l’EEG che mostrerà onde larghe (spike-wave).

Non è un modello attendibile

2) Pentilentetrazolo sistemico

La somministrazione sistemica di PTZ

Resta il modello più attendibile in quanto il tracciato dell’EEG ottenuto in seguito alla somministrazione di PTZ presenta delle caratteristiche in comune con quello tipico delle assenze epilettiche

3) Oppioidi in ventricoli cerebrali

La somministrazione intracerebroventricolare di oppioidi naturali o di sintesi, induce una condizione simile all’assenza epilettica.

Vengono utilizzate enkefaline, beta-endorfine iniettate a concentrazioni che variano da 1 a 100 Mmol nel ventricolo laterale del ratto

Probabilmente gli oppioidi si legano ai R μ presenti nell’ippocampo andando a disinibire (inibiscono sinapsi inibitorie) strutture che innescano la crisi

Questo modello può essere considerato un

valido test per i f attivi contro le assenze.

Infatti solo i f. utilizzati nel piccolo male, ma

non quelli utilizzati nel grande male, sono

in grado di antagonizzare lo stato indotto

dalla somministrazione di oppioidi icv

4) Genetici (ratti)

Alcuni ceppi di ratti selezionati geneticamente manifestano spontaneamente un comportamento caratterizzato da arresti improvvisi e clono facciale, che sono considerati un modello sperimentale di assenza

FARMACI ANTIEPILETTICI

La terapia è di tipo principalmente

sintomatico.

La patologia epilettica è molto complessa e

non sempre un farmaco efficace su un

sintomo lo è anche su un altro.

L’utilizzo di modelli sperimentali come

elettroshock o PTZ permettono di

discriminare tra farmaci attivi sulle

assenze e f. efficaci su convulsioni

generalizzate

• INIBIZIONE DELLA FUNZIONE DEI CANALI DEL SODIO (carbamazepina, idantoine,

• INIBIZIONE DELLA FUNZIONE DEI CANALI DEL CALCIO (succinimidi)

• POTENZIAMENTO DELL’AZIONE DEL GABA (benzodiazepine, barbiturici)

• AZIONE MISTA (ac valproico)

PRINCIPALI MECCANISMI D’AZIONE DEI FARMACI ANTIEPILETTICI

Farmaci per gli accessi tonico-clonici

generalizzati e parziali:

Fenitoina e carbamazepina= efficaci nel grande

male. Antagonizzano le convulsioni da

elettroshock. Non sono efficaci nelle assenze

Fenobarbital= lunga durata d’azione, ma notevoli

effetti sedativi

Diazepam= buon anticonvulsivante ma non è un

buon antiepilettico. E’ efficace nell’antagonizzare

un singolo attacco convulsivo ma non può essere

usato cronicamente in quanto i suoi effetti vanno

incontro a tolleranza.

Farmaci per le assenze:

Etosuccimide= è molto efficace contro le

assenze ma non è un anticonvulsivante

Acido valproico= f. a largo spettro. E’ più

efficace nelle assenze, ma ha una certa

attività anche come anticonvulsivante

Clonazepam= è un f. efficace contro le

assenze, ma è un anticonvulsivante .

Antagonizza le convulsioni indotte da

elettroshock.

DE 50 in mg/Kg necessaria per inibire il 50% degli

accessi

MES= convulsioni massimali da elettroshock

PTZ= accessi da petilentetrazolo

M= topo; R=ratto; N.E.= non efficace