Correlations Between Cerebellar Activity and Chronic Nontoxic Administration of Phenytoin in Rats

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Abstract
Summary: The effect of long‐term nontoxic treatment with phenytoin on the cerebellar Purkinje cell activity as determined by simultaneous monitoring of plasma and cerebellar levels of the drug has been studied in rats for the first time. The electrophysiological observations allowed the analysis of the spontaneous firing rate of the Purkinje cells and of the cerebellar field potentials generated by electrical stimulation of the ipsilateral radial nerve. The responses of single Purkinje cells to radial nerve stimulation were studied by constructing poststimulus time histograms and cumulative frequency distributions. The chronic treatment with phenytoin, which did not induce motor impairment or cerebellar symptoms, modified the firing rate of the Purkinje cells and the two modalities of Purkinje cell activation. In fact, phenytoin decreased significantly the spontaneous activity of the Purkinje cells and modified the strength of the mossy and climbing afferents.RESUMEN: Por primera vez se ha estudiado en ratas el efecto del tratamiento crónico, pero no tóxico, con fenitoina sobre la actividad de las cealulas de Purkinje durante la monitorización simultánea de niveles plasmáticos y cerebelosos de la droga. Las observaciones electrofisiológicas permitieron el análisis de la frecuencia de la actividad espontánea de las células de Purkinje y de los potenciales cerebelosos de campo, generados mediante estimulación eléctrica del nervio radial homolateral. Las respuestas de células de Purkinje aisladas a la estimulación del nervio radial han sido estudiadas mediante la construcción de histogramas de tiempo post‐estímulo y las distribuciones de frecuencias acumuladas. El tratamiento crónico COR fenitoína, que no había inducido alteraciones motoras o síntomas cerebelosos, modificó la frecuencia de la actividad de las células de Purkinje y las dos modalidades de activación de estas células. En realidad la fenitoína redujo significativamente la actividad espontánea de las células de Purkinje y modificó la fuerza de las aferentes musgosas y ascendentes.ZUSAMMENFASSUNG: Erstmalige Untersuchung der Wirkung einer chronischen, nicht toxischen Behandlung mit Phenytoin auf die Aktivität der cerebellären Purkinjezellen der Ratte bei gleichzeitiger Unter‐suchung der Medikamentenspiegel im Plasma und Cerebellum. Die elektrophysiologischen Beobachtungen erlauben eine Analyse der spontanen Entladungsrate der Purkinjezellen und der cerebellaren Feldpotential, die durch Elektrostimulation des ipsilateralen Radialisnewen gebildet werden. Die Antwort einzelner Purkinjezellen auf die Stimulation des Nervus radialis wurden durch Konstruktion von Zeit‐Histogrammen und kummulativen Frequenzverteilungen im Gefolge des Stimulus untersucht. Die chronische Behandlung mit Phenytoin, die keine motorische Beeinträchtigung Oder cerebelläre Symptome verursachte, modifizierte die Entladungsrate der Purkinjezellen und die zwei Modalitäten der Aktivierung von Purkinjezellen. Tatsächlich verminderte Phenytoin signifikant die spontane Aktivität der derkinjezellen und modifizierte die Stärke der afferenten Moos‐ und Kletterfasern.