背景与目的：癫痫被认为是脑内神经元高度同步化放电所致的中枢神经系统功能失常综合征。物理学意义上的放电行为即正电荷顺电势差快速扩散,电势差是带电离子运动的电化学驱动力,依据细胞生物电相关知识我们知道,这种电化学驱动力形成的原动力为生物氧化所提供的能量。本实验通过观察青霉素致痫大鼠海马线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ亚基(COXⅠ)及细胞色素c氧化酶Ⅳ亚基(COXⅣ)在痫性发作不同时期的表达特征,并测定致痫灶电势,探讨痫性发作过程中神经元网络高生物电能的动态变化特征。同时通过观察金属电极对致痫灶电势及青霉素致痫大鼠海马线粒体COXⅠ及COXⅣ表达的影响,从神经元网络高生物电能及能量代谢角度进一步探讨“导法抗痫”机制。方法：采用大鼠海马微量注射青霉素制备大鼠急性痫性发作模型(注射点均为右侧海马)。将50只Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为4大组,10小组,每小组5只。分组如下：A：生理盐水对照组；B：青霉素模型1小时组(B1),青霉素模型3小时组(B3),青霉素模型24小时组(B24)；C：金属电极干预1小时组(C1),金属电极干预3小时组(C3),金属电极干预24小时组(C24)；D：绝缘电极干预1小时组(D1),绝缘电极干预3小时组(D3),绝缘电极干预24小时组(D24)。记录青霉素模型组、金属电极干预组及绝缘电极干预组致痫大鼠痫性发作的潜伏期,分别在惊厥期1小时及3小时点对各组大鼠痫性发作进行行为学Racine分级评估,同步记录实验大鼠脑电图及测定致痫灶电势,并免疫组化检测各组实验大鼠海马线粒体COXⅠ及COXⅣ表达水平。结果：1.行为学变化潜伏期：B组及D组潜伏期分别为12.52±4.18分和12.08±3.90分,C组潜伏期约为16.08±5.40分,C组与B组及D组相比,潜伏期延长(P<0.05)。痫性发作强度：B组及D组大鼠,在惊厥期1小时痫性发作以Racine4级为主,惊厥期3小时痫性发作以Racine 5级为主；C组大鼠,在惊厥期1小时痫性发作以Racine3-4级为主,惊厥期3小时痫性发作以Racine 4-5级为主。2.脑电图A组大鼠脑电波形频率以α、β波为主,散在可见e波；在B组及D组,经青霉素右侧海马局部注射后,惊厥前期脑电图上逐渐出现多种形式的痫性脑电活动,主要是散在的阵发性的尖波、棘波；在惊厥期3小时点,脑电图表现为中到高波幅的、持续性的尖波、棘波、尖慢波、棘慢波,惊厥后期虽无行为学痫性发作,但脑电图上仍可见低波幅的痫性放电；在C组,金属电极干预后仍可见类似B组及D组脑电图变化,但异常脑电活动的频率和幅度均有所减低。3.致痫灶电势变化A组致痫灶电势变化趋势近似直线；与A组相比,B组、C组及D组电势均增高,其差别有统计学意义(P<0.05)；B组、C组及D组呈由低到高再到低趋势；C组与B组、D组比较各时间点电势低,有统计学意义(P<0.05)。4.免疫组化结果4.1 COXⅠ免疫组化结果青霉素致痫大鼠海马线粒体COXⅠ表达在惊厥期1h时增加,3h时明显增加,24h时降至对照组水平,其表达呈现增强一再增强一减弱特征性变化；在各相同时间点上,B组、C组及D组实验大鼠海马线粒体COXⅠ表达组间差别无统计学意义。4.2 COXⅣ免疫组化结果青霉素致痫大鼠海马线粒体COXⅣ表达在惊厥期1h时增加,3h时明显增加,24h时降至对照组水平,其表达呈现增强一再增强一减弱特征性变化；在各相同时间点上,B组、C组及D组三组实验大鼠海马线粒体COXⅣ表达组间差别无统计学意义。结论：1.青霉素致痫大鼠致痫灶电势及海马线粒体COXⅠ及COXⅣ表达呈现增强一再增强一减弱特征性变化,反映了在痫性发作过程中神经元网络高生物电能存在动态变化(平衡→同步化增强→爆发→再平衡)。2.金属电极置入能延长痫性发作潜伏期,并能降低致痫灶电势,可能与金属电极干扰神经元网络高生物电能的蓄积、介导神经元网络生物电能的分流有关。