癫痫模型中特定发作类型对高碳酸血症引起的心肺通气反应的干扰

《Epilepsia》：Seizure-type–specific disruption of hypercapnic cardioventilatory responses in epilepsy models

本研究通过二氧化碳暴露测试，比较了慢性全面性强直-阵挛癫痫（KA）、遗传性全面性失神癫痫（GAERS）大鼠与健康对照组的呼吸频率、心率及心率变异性反应，发现KA组呼吸和心率反应抑制，GAERS组呼吸反应正常但心率变化居中，两组在二氧化碳暴露期间呼吸与心率耦合均受损，且KA组发作严重程度与心率反应相关。HCCVR测试可用于SUDEP风险分层。

　　

摘要

研究目的

癫痫患者中突然的意外死亡（SUDEP）与呼吸和自主神经功能障碍有关，发作后会出现持续的高碳酸血症，这表明中枢化学感受器功能受损。然而，不同类型的癫痫发作在发作间期的碳 dioxide（CO₂）引起的呼吸和心血管反应如何变化尚不清楚。我们的目的是确定在标准化的 CO₂ 挑战中，不同癫痫类型患者的中枢化学感受器和自主神经调节是否存在差异。我们假设，与患有全面性失神发作的患者及健康对照组相比，患有慢性全面性强直-阵挛发作的患者其碳 dioxide 引起的呼吸和心血管反应以及自主神经调节功能会受损。

方法

我们在三组雄性大鼠（Kainic 酸诱导的强直-阵挛发作组、来自斯特拉斯堡的遗传性失神癫痫组（GAERS）和 Wistar 对照组）中，测量了在暴露于 1% CO₂ 环境下（持续 1 小时）之前的呼吸频率（f_B）、心率（HR）和心率变异性（HRV）。

结果

对照组在高碳酸血症期间表现出呼吸频率增加和心率下降。Kainic 酸诱导的强直-阵挛发作组的大鼠呼吸频率和心率反应减弱；GAERS 组的大鼠呼吸频率升高但恢复较快，心率变化介于两者之间。在两种癫痫组中，呼吸频率和心率之间的耦合关系在 CO₂ 暴露期间消失，但在恢复后重新出现。在 Kainic 酸诱导的强直-阵挛发作组中，发作严重程度与高碳酸血症期间的心率呈正相关。对照组对高碳酸血症的心率变异性反应较强，GAERS 组较弱，而 Kainic 酸诱导的强直-阵挛发作组在发作间期的基线心率变异性在各组之间没有差异。

意义

这些数据支持不同类型的癫痫发作会导致化学反射与自主神经调节的整合功能受损。扩展临床高碳酸血症呼吸反应（HCVR）测试，即结合呼吸频率、心率和心率变异性指标的高碳酸血症呼吸和心血管反应（HCCVR）测试，可能有助于更精细地评估 SUDEP 的风险，而不仅仅基于发作频率和类型。

利益冲突声明

所有作者均无需要披露的利益冲突。

数据可用性声明

本研究中生成和/或分析的数据集可在癫痫与神经调节实验室的机构 Dataverse 仓库中获取（DOI: https://doi.org/10.14428/DVN/CFGIQI），可向作者申请获取。