The Status of Vitamin B6Metabolism in Brains of Genetically Epilepsy-Prone Rats

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Abstract
Summary: The status of vitamin B6 in brains of genetically epilepsy-prone and epilepsy-resistant rats was ascertained by measuring the concentrations of pyridoxal phosphate and the activities of pyridoxal kinase in the hippocampus, basal ganglia, cerebellum, and cerebral cortex, as well as in the entire brain. The concentrations of pyridoxal phosphate in whole brain of control rats and seizure-prone rats did not vary significantly from each other and were 1.2 ± 0.02 and 1.2 ± 0.03 μg/g, respectively. Similarly, the activities of pyridoxal kinase in brains of the two groups were uniform and had values of 3.6 ± 0.1 and 3.5 ± 0.06 μg pyridoxal phosphate formed/mg protein/15 min, respectively. Unlike in the whole brain, the concentration of pyridoxal phosphate in the cerebral cortex of seizure-prone rats was lower (1.24 ± 0.026 μg/g) than that of seizure-resistant rats (1.47 ± 0.23 μg/g). The opposite was noted in the cerebellum. The concentrations of pyridoxal phosphate in the hippocampus and in the basal ganglion of seizureprone and seizure-resistant rats were identical. The activities of pyridoxal kinase in the basal ganglion (3.84 ± 0.23 vs. 4.99 ± 0.11 μg pyridoxal phosphate/mg protein/15 min) and in the cerebral cortex (3.40 ± 0.06 vs. 3.70 ± 0.04 μg pyridoxal phosphate/mg protein/15 min) were lower in seizureprone rats than in seizure-resistant rats. The reverse took place in the hippocampus and in the cerebellum. No uniform associations among the concentration of pyridoxal phosphate, the activity of pyridoxal kinase, and the susceptibility or lack of susceptibility to seizure could be demonstrated. It is concluded that the deficiency in noradrenergic, serotonergic, and γ-aminobutyric acid transmission reported in the CNS of seizureprone rats does not result from a reduction in the concentration of pyridoxal phosphate in the brain. RÉSUMÉ La situation de la vitamine B6 dans le cerveau des rats génétiquement prédisposés à l'épilepsie et des rats résistants à l'épilepsie a étéétudiée en mesurant les concentrations de pyridoxalphosphate et l'activité de la pyridoxal-kinase dans l'hippocampe, les ganglions de la base, le cervelet, le cortex cérébral et le cerveau entier. Les concentrations de pyridoxal-phosphate dans le cerveau entier des rats controòlés et des rats prédisposés aux crises ne sont pas significativement différentes et sont respectivement de 1,2 ± 0,02 et 1,2 ± 0,03 μg/g. De même l'activité de la pyridoxal-kinase da: les cerveaux des 2 groupes est uniforme, les valeurs de pyridoxal-phosphate formé par mg de protéìne par 15 minutes étaient respectivement de 3,6 ± 0,1 et de 3,5 ±.06 μg. Par contre, la concentration de pyridoxal-phosphate dans le cortex cérébral des rats prédisposés aux crises était plus faible (1,24 ± 0,026 μg/g) que chez les rats résistants (1,47 ± 0,23 μ/g). Dans le cervelet, les résultats sont inversés. Les concentrations de pyridoxal-phosphate dans l'hippocampe et les ganglions de la base sont identiques chez les rats prédisposés aux crises et chez les rats résitants. L'activité de la pyridoxal-kinase dans les ganglions de la base (3,84 ± 0,23 contre 4,99 ± 0,11 μg de pyridoxal-phosphate par mg de protéine en 15 minutes) et dans le cortex cérébral (3,70 ± 0,04 contre 3,40 ± 0,06 μg de pyridoxal-phosphate par mg de protéine en 15 minutes) était plus basse chez les rats prédisposés aux crises que chez les rats résistants. Les résultats étaient inversés pour l'hippocampe et le cervelet. L'on n'a done pas trouvé d'association uniforme entre les concentrations de pyridoxal-phosphate, l'activité de la pyridoxalkinase et la prédisposition ou l'absence de prédisposition aux crises. Il est conclu que le déficit des transmissions noradrenergique, serotonergique et gabaergique rapporté chez les rats prédisposés aux crises n'est pas la conséquence d'une réduction du pyridoxal-phosphate cérébral. RESUMEN La situatión de la Vitamina B6 en los cerebros de ratas genéticamente propensas a epilepsia y ratas resistentes a la epilepsia ha sido determinada midiendo las concentraciones de piridoxal fosfato y la actividad de la piridoxal kinasa en el hipocampo, ganglios basales, cerebelo y corteza cerebral a la vez que se determinaban en el cerebro total. Las concentraciones de piridoxal fosfato en el cerebro completo de las ratas control y de las ratas susceptibles a ataques no variaron significativamente entre estos animales, obteniéndose 1.2 ± 0.02 y 1.2 ± 0.03 μ/g, respectivamente. De modo semejante, la actividad de la piridoxal kinasa en los cerebros de los dos grupos fué uniforme con valores de 3.6 ± 0.1 y 3.5 ± 0.06 μg de piridoxal fosfato formado/mg proteina/15 min, respectivamente. Contrariamente a lo que ocurrió en el cerebro total, las concentraciones de piridoxal fosfato en la corteza cerebral de las ratas susceptibles a ataques fueron más bajas (1.24 ± 0.026 μg/g) que las de las ratas resistentes a ataques (1.47 ± 0.23 μg/g). Hallazgos opuestos se encontraron en el cerebelo. Las concentraciones de piridoxal fosfato en el hipocampo y en los ganglios basales de ambos tipos de ratas fueron idénticas. Las actívidades de piridoxal kinasa en los ganglios basales (3.84 ± 0.23 vs. 4.99 ± 0.11 μg piridoxal fosfato/mg/15 min) y en la corteza cerebral (3.70 ± 0.04 vs. 3.40 ± 0.06 μg piridoxal fosfato/mg proteina/15 min) fueron más bajas en las ratas susceptibles a ataques que en las resistentes. Resultados opuestos tuvieron lugar en el hipocampo y en el cerebelo. No se ha podido demostrar una asociación uniforme entre las concentraciones de piridoxal fosfato, la actividad de piridoxal kinasa y la susceptibilidad o ausencia de susceptibilidad para ataques. Se concluye que la deficiencia en la transmisión noradrenérgica, serotoninérgica y GABA érgica que se ha publicado en el SNC de las ratas susceptíbles de ataques no resulta de una reducción en la concentración de piridoxal fosfato en esos cerebros. ZUSAMMENFASSUNG Der Vitamin-B6-Stoffwechsel wurde im Gehirn von genetisch epileptogenen und epilepsieresistenten Ratten mit Hilfe von Konzentrationsuntersuchungen von Pyridoxalphosphat und der Aktivität von Pyridoxalkinase im Hippocampus, den basalen Ganglien, dem Cerebellum und dem Cortex sowie im gesamten Hirn untersucht. Die Konzentration von Pyridoxalphosphat im gesamten Hirn unterschied sich nicht signifikant in Kontrolltieren und den epileptischen Tieren, sie betrug 1,2 ± 0,02 und 1,2 ± 0,03 μg/g. Die Aktivitäten von Pyridoxalkinase war in beiden Gruppen einheítlìch und betrug 3,6 ± 0,1, bzw. 3,5 ± 0,06 μg gebildetes Pyridoxalphosphat/mg Protein/15 Minuten. Im Gegensatz zum gesamten Gehirn waren die Konzentrationen von Pyridoxalphosphat im cerebralen Cortex der epileptischen Ratten geringer (1,24 ± 0,026 μg/g) als bei anfallsfreien Tieren (1,47 ± 0,23 μg/g). Im Kleinhirn wurde das Gegenteil beobachtet. Die Konzentrationen von Pyridoxalphosphat im Hippocampus und in den basalen Ganglien waren bei beiden Gruppen gleich. Die Aktivitäten von Pyridoxalkinase in den basalen Ganglien (3,84 ± 0,23 gegenüber 4,99 ± 0,11 μg Pyridoxalphosphat/mg/15 Minuten) und im cerebralen Cortex (3,70 ± 0,04 gegenüber 3,40 ± 0,06 mg Pyridoxalphosphat/mg/Protein/15 Minuten) waren bei den epileptischen Ratten geringer als bei den nichtepileptischen Ratten. Die umgekehrten Befunde wurden im Hippocampus und Cerebellum gefunden. Es wurde kein einheitlicher Zusammenhang zwischen der Konzentration von Pyridoxalphosphat und der Aktivität von Pyridoxalkinase und der Anfallssuszeptibilität oder Widerstandsfähigkeit gefunden. Als Schlußfolgerung scheint ein Mangel an noradrenerg-, serotonerg- und gagaerger Übertragung in ZNS von epileptischen Ratten nicht von einer Reduktion der Konzentrationen von Pyridoxalphosphat in Gehirn zu resultieren.