The Protective Effect of Vitamin B12 on Epileptic Seizure Activity in Rats Induced by Penicillin

Abstract

Amaç: Merkezi sinir sisteminde ani, anormal ve kontrolsüz nöronal aktivite ile karakterize edilen epilepsi, kronik nörolojik bir hastalıktır. B12 vitamini türevleri, belirli bir grup enzim için karmaşık organometalik yardımcılar olarak görev yapar. Bu vitamin merkezi ve periferik sinir sistemindeki birçok hücresel fonksiyonu etkiler. Bu çalışma, B12 Vitamininin anestezi altındaki sıçanlarda penisilin kaynaklı epileptik benzeri aktiviteyi elektrokortikografi (ECoG) yoluyla nasıl etkilediğini araştırmayı amaçladı. Materyal ve Metod: Bu çalışma için 35 adet erkek Wistar sıçanı kullanıldı ve her biri 7 sıçandan oluşan beş gruba ayrıldı. Gruplar şu şekildeydi: Kontrol +Penisilin; Sıçanlara intrakraniyal (i.c.) olarak 2.5 μL 500 IU penisilin ve intraperitoneal (i.p.) olarak 1 ml salin solüsyonu verildi, 1 mg/kg Vit B12 +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 1 mg/kg Vitamin B12 ve penisilin verildi, 2 mg/kg Vit B12 +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 2 mg/kg Vitamin B12 ve penisilin verildi, VPA +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 500 mg/kg sodyum valproat ve penisilin verildi, ve 2 mg/kg Vit B12 + VPA +Penisilin; Sıçanlara 2 mg/kg Vitamin B12 i.p. ve 500 mg/kg sodyum valproat i.p. ve penisilin verildi, ilaçlar penisilinden 30 dakika sonra uygulandı. Uygulama sonrasında stereotaksik cihaza yerleştirilen sıçanlardan (180 dakika süreyle) ECoG kayıtları alındı. Bulgular: B12 Vitamininin hemen uygulanması, sıçanlarda penisilin kaynaklı epileptiform aktivitenin hem spike-dalga frekansında hem de spike-dalga amplitüdünde anlamlı bir azalmaya neden oldu (p<0.05). Sonuç: Bu sonuçlar, B12 Vitamininin akut olarak uygulamasının penisilin kaynaklı fokal başlangıçlı epileptik aktivite üzerinde antikonvülsan etkiler gösterdiğine işaret etmektedir. Çalışma ayrıca B12 vitamini tedavisinin anti-epileptojenik potansiyele sahip olabileceğini öne sürüyor.

Keywords

• Epilepsy
• Vitamin B12
• Penicillin.

Penisilin ile İndüklenen Sıçanlardaki Epileptik Nöbet Aktivitesinde B12 Vitamininin Koruyucu Etkisi

Abstract

Amaç: Merkezi sinir sisteminde ani, anormal ve kontrolsüz nöronal aktivite ile karakterize edilen epilepsi, kronik nörolojik bir hastalıktır. B12 vitamini türevleri, belirli bir grup enzim için karmaşık organometalik yardımcılar olarak görev yapar. Bu vitamin merkezi ve periferik sinir sistemindeki birçok hücresel fonksiyonu etkiler. Bu çalışma, B12 Vitamininin anestezi altındaki sıçanlarda penisilin kaynaklı epileptik benzeri aktiviteyi elektrokortikografi (ECoG) yoluyla nasıl etkilediğini araştırmayı amaçladı. Materyal ve Metod: Bu çalışma için 35 adet erkek Wistar sıçanı kullanıldı ve her biri 7 sıçandan oluşan beş gruba ayrıldı. Gruplar şu şekildeydi: Kontrol +Penisilin; Sıçanlara intrakraniyal (i.c.) olarak 2.5 μL 500 IU penisilin ve intraperitoneal (i.p.) olarak 1 ml salin solüsyonu verildi, 1 mg/kg Vit B12 +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 1 mg/kg Vitamin B12 ve penisilin verildi, 2 mg/kg Vit B12 +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 2 mg/kg Vitamin B12 ve penisilin verildi, VPA +Penisilin; Sıçanlara intraperitoneal (i.p.) olarak 500 mg/kg sodyum valproat ve penisilin verildi, ve 2 mg/kg Vit B12 + VPA +Penisilin; Sıçanlara 2 mg/kg Vitamin B12 i.p. ve 500 mg/kg sodyum valproat i.p. ve penisilin verildi, ilaçlar penisilinden 30 dakika sonra uygulandı. Uygulama sonrasında stereotaksik cihaza yerleştirilen sıçanlardan (180 dakika süreyle) ECoG kayıtları alındı. Bulgular: B12 Vitamininin hemen uygulanması, sıçanlarda penisilin kaynaklı epileptiform aktivitenin hem spike-dalga frekansında hem de spike-dalga amplitüdünde anlamlı bir azalmaya neden oldu (p<0.05). Sonuç: Bu sonuçlar, B12 Vitamininin akut olarak uygulamasının penisilin kaynaklı fokal başlangıçlı epileptik aktivite üzerinde antikonvülsan etkiler gösterdiğine işaret etmektedir. Çalışma ayrıca B12 vitamini tedavisinin anti-epileptojenik potansiyele sahip olabileceğini öne sürüyor.

Keywords

• Epilepsi
• B12 Vitamini
• Penisilin.

References

1. 1. Li HH, Lin PJ, Wang WH, Tseng LH, Tung H, Liu WY, et al. Treatment effects of the combination of ceftriaxone and valproic acid on neuronal and behavioural functions in a rat model of epilepsy. Experimental physiology. 2021;106(8):1814-28.
2. 2. Serikawa T, Mashimo T, Kuramoro T, Voigt B, Ohno Y, Sasa M. Advances on genetic rat models of epilepsy. Experi-mental animals. 2015;64(1):1-7.
3. 3. Moshé SL, Perucca E, Ryvlin P, Tomson T. Epilepsy: new advances. Lancet. 2015;385(9971):884-98.
4. 4. Kwan P, Brodie MJ. Early identification of refractory epilep-sy. The New England journal of medicine. 2000;342(5):314-9.
5. 5. Aronica E, Muhlebner A. Neuropathology of epilepsy. Hand-book of clinical neurology. 2017;145:193-216.
6. 6. Vezzani A, French J, Bartfai T, Baram TZ. The role of in-flammation in epilepsy. Nature reviews Neurology. 2011;7(1):31-40.
7. 7. Lenck-Santini PP, Scott RC. Mechanisms Responsible for Cognitive Impairment in Epilepsy. Cold Spring Harbor per-spectives in medicine. 2015;5(10).
8. 8. Reynolds E. Vitamin B12, folic acid, and the nervous sys-tem. The Lancet Neurology. 2006;5(11):949-60.

9. 9. Stabler SP. Vitamin B12 deficiency. The New England jour-nal of medicine. 2013;368(21):2041-2.
10. 10. Okada K, Tanaka H, Temporin K, Okamoto M, Kuroda Y, Moritomo H, et al. Methylcobalamin increases Erk1/2 and Akt activities through the methylation cycle and promotes nerve regeneration in a rat sciatic nerve injury model. Ex-perimental neurology. 2010;222(2):191-203.
11. 11. Erfanparast A, Tamaddonfard E. Effects of intracortical microinjection of vitamin B12 on penicillin-induced epilepti-form activity in rats. Acta neurobiologiae experimentalis. 2015;75(2):200-7.
12. 12. Lee YJ, Wang MY, Lin MC, Lin PT. Associations between Vitamin B-12 Status and Oxidative Stress and Inflammation in Diabetic Vegetarians and Omnivores. Nutrients. 2016;8(3):118.
13. 13. Mole TB, Appleton R, Marson A. Withholding the choice of sodium valproate to young women with generalised epilep-sy: Are we causing more harm than good? Seizure. 2015;24:127-30.
14. 14. Anyanwu E, Harding GF. The involvement of taurine in the action mechanism of sodium valproate (VPA) in the treat-ment of epilepsy. Acta physiologica, pharmacologica et therapeutica latinoamericana : organo de la Asociacion La-tinoamericana de Ciencias Fisiologicas y [de] la Asociacion Latinoamericana de Farmacologia. 1993;43(1-2):20-7.
15. 15. Acungil ZK, Nacar T. Effect of Resveratrol on a Penicillin-Induced Epilepsy Model in Rats. Arch Epilepsy. 2022;28(2):78-84.
16. 16. Albay C, Adanir O, Kahraman Akkalp A, Dogan VB, Gulec MA, Beytemur O. Cyanocobalamin and cholecalciferol syn-ergistically improve functional and histopathological nerve healing in experimental rat model. Ideggyogyaszati szemle. 2020;73(3-4):113-20.
17. 17. Arikan M, Togral G, Hasturk AE, Horasanli B, Helvacioglu F, Dagdeviren A, et al. Histomorphometric and Ultrastructural Evaluation of Long-Term Alpha Lipoic Acid and Vitamin B12 Use After Experimental Sciatic Nerve Injury in Rats. Turkish neurosurgery. 2016;26(6):944-52.
18. 18. Uyanikgil Y, Ozkeskek K, Cavusoglu T, Solmaz V, Tumer MK, Erbas O. Positive effects of ceftriaxone on pentylene-tetrazol-induced convulsion model in rats. The International journal of neuroscience. 2016;126(1):70-5.
19. 19. Ayyildiz M, Yildirim M, Agar E. The effects of vitamin E on penicillin-induced epileptiform activity in rats. Experimental brain research. 2006;174(1):109-13.
20. 20. Sawicka-Glazer E, Czuczwar SJ. Vitamin C: A new auxiliary treatment of epilepsy? Pharmacol Rep. 2014;66(4):529-33.
21. 21. Biancheri R, Cerone R, Rossi A, Schiaffino MC, Caruso U, Minniti G, et al. Early-onset cobalamin C/D deficiency: epi-lepsy and electroencephalographic features. Epilepsia. 2002;43(6):616-22.
22. 22. Incecik F, Herguner MO, Altunbasak S, Leblebisatan G. Neurologic findings of nutritional vitamin B12 deficiency in children. The Turkish journal of pediatrics. 2010;52(1):17-21.
23. 23. Sun H, Yang T, Li Q, Zhu Z, Wang L, Bai G, et al. Dexame-thasone and vitamin B(12) synergistically promote periph-eral nerve regeneration in rats by upregulating the expres-sion of brain-derived neurotrophic factor. Archives of medi-cal science : AMS. 2012;8(5):924-30.
24. 24. Tamaddonfard E, Farshid AA, Samadi F, Eghdami K. Effect of vitamin B12 on functional recovery and histopathologic changes of tibial nerve-crushed rats. Drug research. 2014;64(9):470-5.
25. 25. Gan L, Qian M, Shi K, Chen G, Gu Y, Du W, et al. Restorative effect and mechanism of mecobalamin on sciatic nerve crush injury in mice. Neural regeneration research. 2014;9(22):1979-84.
26. 26. Romano MR, Biagioni F, Carrizzo A, Lorusso M, Spadaro A, Micelli Ferrari T, et al. Effects of vitamin B12 on the corneal nerve regeneration in rats. Experimental eye research. 2014;120:109-17.
27. 27. Wang D, Zhang P, Li Z, Liu Y. [Effects of mecobalamin on Bax and Bcl-2 in neurons after peripheral nerve injury]. Zhonghua lao dong wei sheng zhi ye bing za zhi = Zhonghua laodong weisheng zhiyebing zazhi = Chinese journal of in-dustrial hygiene and occupational diseases. 2015;33(11):841-3.
28. 28. Akaike A, Tamura Y, Sato Y, Yokota T. Protective effects of a vitamin B12 analog, methylcobalamin, against glutamate cytotoxicity in cultured cortical neurons. European journal of pharmacology. 1993;241(1):1-6.
29. 29. Acharya MM, Hattiangady B, Shetty AK. Progress in neuro-protective strategies for preventing epilepsy. Progress in neurobiology. 2008;84(4):363-404.