Effect of Pyritinol on EEG and SSEP in Comatose Patients in the Acute Phase of Intensive Care Therapy

Abstract

The extent and duration of acute disturbances of consciousness depend on the severity and localization of the underlying cerebral dysfunction. The Glasgow Coma Scale (GCS) permits a relevant statement to be made on the course and recovery tendency of functional damage patterns in cerebral, mesencephalic, and brain stem structures.

Therapy is directed at exerting a beneficial effect on the disturbed cerebral metabolism by administration of centrally active substances and at utilizing the available reserve plasticity of the brain for any possible recovery of mental performance. The bioavailability and profile of action of pyritinol have been well documented in animal experiments. We have studied the question as to the extent to which the substance influences the depth of coma in patients receiving acute intensive care therapy, and how this can be objectified electrophysiologically in the form of a specific central effect on basal brain structures.

In a phase-II pilot study over five days the acute effect of intravenous 60-min. administration of 1,000 mg pyritinol on the depth of coma, the central conduction time (CCT) and the primary complex amplitude (N20/P25) of the SSEP, and on vigilance behavior (spectral edge frequencies and power) was investigated for 90 minutes in each case under intensive-medical steady-state conditions in 10 comatose patients.

Because of the differences in the underlying brain damage, the primary depth of coma, age (30-89 years), sex (two female, eight male), as well as previous treatment (surgery, conservative), the significance of the results could not be evaluated by confirmatory statistical analysis. On descriptive statistical evaluation, intraindividual comparison over the duration of the study showed, parallel to a decrease in the degree of unconsciousness (increase in the GCS score), a shortening of the CCT and an increase in N20/P25 amplitude (sign test) in the presence of a simultaneous reduction of delta power and an increase in performance in the rapid theta and alpha wave range, with a shift of the spectral edge frequencies in the cortical EEG. The effect of pyritinol is in our opinion attributable to a pyritinol-induced release of acetylcholine at the synapses of mesencephalic structures as well as to an increased postsynaptic reaction of the cholinergic system.

Zusammenfassung

Ausmaß und Dauer akuter Bewußtseinsstörungen entsprechen der Schwere und Lokalisation zugrundeliegen der zerebraler Funktionsstörungen. Die Glasgower Koma-Einteilung (GCS) ermöglicht eine relevante Aussage über Verlauf und Erholungstendenz funktioneller Schädigungsmuster von Großhirn-, Mittelhirn- und Hirnstammstrukturen.

Therapeutisch wird versucht, durch Gabe zentral wirksamer Substanzen den gestörten Hirnstoffwechsel günstig zu beeinflussen und die verbliebene Plastizität des Gehirns für eine noch mögliche Erholung mentaler Leistungen zu nutzen. Für Pyritinol sind Bioverfügbarkeit und Wirkprofil tierexperimentell gut dokumentiert. Wir sind der Frage nachgegangen, inwieweit diese Substanz bei komatösen Patienten im Rahmen der akuten Intensivtherapie den Grad der Komatiefe günstig beeinflußt und elektrophysiologisch in Form einer gerichteten, zentralen Wirkung auf basale Hirnstrukturen zu objektivieren ist.

In einer Phase-II-Pilotstudie wurde bei 10 komatösen Patienten unter intensiv medizinischen Steady-State-Bedingungen über 5 Tage die akute Wirkung von 1000 mg Pyritinol, über 60 Minuten intravenös verabreicht, auf die Komatiefe, die zentrale Überleitungszeit (CCT) und die Primär komplex amplitude (N20-P25) der SSEP und auf das im kortikalen EEG erkennbare Vigilanzverhalten (spektrale Eckfrequenzen und Power) über je 90 Minuten untersucht.

Wegen der Unterschiede der zugrundeliegenden Hirnschädigung und primären Komatiefe, des Lebensalters (30-89 Jahre) und des Geschlechts (2 w, 8 m) sowie der voraufgegangenen Behandlung (Op., konservativ) konnte die Sicherung der Ergebnisse nicht durch eine konfirmatorische Statistik erfolgen. Deskriptiv statistisch zeigte sich im intraindividuellen Vergleich über die Dauer der Untersuchung parallel zu dem Anstieg der GCS-Punktzahl eine Verkürzung der CCT und Zunahme der Amplitude N20-P25 (Sign-Test) bei gleichzeitiger Abnahme der Delta-Power und Zunahme der Leistung im schnellen Theta- und Alpha- Wellenbereich mit Verschiebung der spektralen Eckfrequenzen im kortikalen EEG. Diese Beeinflussung führen wir zurück auf eine durch Pyritinol induzierte Freisetzung von Acetylcholin an den Synapsen mesencephaler Strukturen sowie eine erhöhte postsynaptische Reaktion des cholinergen Systems.