Der Effekt von Gabapentin und Gabapentin-Laktam auf das Überleben retinaler Ganglienzellen Situation nach akuter retinaler Ischämie im Tiermodell

Zusammenfassung

Hintergrund. Durch Reduktion Neurotransmitters Glutamat können retinale Ganglienzellen vor dem Zelltod geschützt werden. Wie wirken das Antiepileptikum Gabapentin und die Entwicklungssubstanz Gabapentin-Laktam (GBP-L) auf das Überleben von Ganglienzellen nach Netzhautischämie?

Material und Methoden. Bei 3 Gruppen von je 10 Ratten wurde eine 1-stündige Netzhautischämie durch Erhöhung des intraokularen Drucks auf 120 mmHg erzeugt. Kochsalzlösung, Gabapentin oder GBP-L wurden zu Beginn und 5 h nach Beendigung der Ischämie gegeben. Nach 2 Wochen wurde die Zahl überlebender Ganglienzellen histologisch quantifiziert. Ergänzend wurden in vitro Superfusionsexperimente durchgeführt, um den Einfluss von Gabapentin und GBP-L auf die ischämisch evozierte Ausschüttung von Glutamat zu untersuchen und um Informationen über den Wirkmechanismus von GBP-L zu erhalten.

Ergebnisse. In der Kontrollgruppe überlebten 17% der Ganglienzellen die Ischämie, unter GBP-L war diese Zahl verdoppelt. Gabapentin hatte keinen Effekt. Sowohl Gabapentin als auch GBP-L konnten in vitro die ischämisch evozierte Glutamatfreisetzung um 35,7 bzw. 42,5% reduzieren.

Schlussfolgerung. GBP-L senkt die Freisetzung von Glutamat und wirkt bei Netzhautischämie neuroprotektiv. Es gibt Hinweise darauf, dass die Wirkung von GBP-L über ATP-sensitive Kaliumkanäle vermittelt wird. Auch Gabapentin senkt die Freisetzung von Glutamat, hat aber in vivo keine neuroprotektiven Eigenschaften.

Abstract

Background. Reduction in the excitatory and potentially toxic neurotransmitter glutamate can protect retinal ganglion cells. What are the effects of the antiepileptic drug gabapentin, for which antiglutamatergic effects have been described, and the new substance gabapentin-lactam (GBP-L) on retinal ganglion cell survival after retinal ischemia?

Methods. In 3 groups of 10 rats each, ischemia was induced by elevating the intraocular pressure of the left eye to 120 mmHg for 1 h. Saline, gabapentin (2×50 mg/kg intraperitoneally) and GBP-L (2×50 mg/kg intraperitoneally) were injected before and 5 h after ischemia. Two weeks later ischemic damage was quantified histologically by counting the number of neurons in the ganglion cell layer. In vitro transmitter release experiments were performed to obtain information on the effect of gabapentin and GBP-L on ischemia-induced glutamate release and the mechanism of action of GBP-L.

Results. In the control group 17% of the retinal ganglion cells survived ischemia. GBP-L doubled the number of the surviving cells while gabapentin was not effective in these experiments. In vitro gabapentin and GBP-L reduced ischemia-induced glutamate release by 35.7% and 42.5%, respectively. The blockade of ATP-sensitive potassium channels antagonized the effect of GBP-L completely.

Conclusion. GBP-L is neuroprotective in retinal ischemia and diminishes the release of the excitatory neurotoxic amino acid glutamate. The effect of GBP-L might be mediated by ATP-sensitive potassium channels. Also gabapentin reduced glutamate release but was not neuroprotective in vivo.