background image

z

Antiepileptic Drugs

Dr. Hussain adday aljabery

FICMS ( RAD. ) 

Pharmacology  


background image

z

Basic information  

▪

Epilepsy, a chronic disease, occurs approximately  1% of the population. The cause of most 
cases of epilepsy is unknown, although   some   people develop epilepsy as the result of   
brain injury  , stroke, brain tumor and drug toxicity. Genetic mutations are linked to a small 
proportion of thee disease.

▪

Epileptic seizures result from excessive and abnormal cortical nerve c cell activity in the 
brain.

▪

Thee diagnosis typically involves ruling out other conditions that cause similar neurological 

symptoms. This may be confirmed by brain imaging and electroencephalogram ( (EEG) but 
normal test does not exclude the condition.

▪

Antiepileptic drugs (AEDs  ) are effective for about 80%  of these patients. Lifelong 

treatment may be necessary s.

▪

It may take weeks to establish adequate drug plasma levels and to determine the 

adequacy of therapeutic  improvement. Lack of compliance is responsible for many 
treatment failures.


background image

AED s are most  effective   and have the least e adverse effects 
when they are used as monotherapy  .

Addition or  withdrawal of any drug should  be gradual , because 

seizures   may occur on withdrawal.

Some AEDs  are teratogenic  this may call  for the reduction or 

termination  of therapy during  pregnancy  .


background image

z

Definitions

▪

Convulsion:  

Sudden attack of involuntary muscular 

contractions and relaxations.

▪

Seizure:  

Abnormal central nervous system electrical activity.

▪

Epilepsy:  

A group of recurrent disorders of cerebral function 

characterized by both seizures and convulsions.


background image

z

Background

▪

Epilepsy:  Neurological disorder affecting the CNS.

▪

Approximately 2.5 million people in the U.S. (~1% general pop)

▪

Cost per patient ranges from $4,272 for persons with remission after 
initial diagnosis and treatment to $138,602 for persons with intractable 
and frequent seizures.

▪

Causes:

▪

Genetic (autosomal dominant genes)

▪

Congenital defects

▪

Severe head trauma

▪

Ischemic injury, tumor

▪

Drug abuse

▪

Unknown

http://www.med.uc.edu/neurology/images/


background image

z

Basic Neuroscience Relevant to Seizure 

Disorders and Epilepsy


background image

z

The Brain

An extremely complex organ 
made up of billions of 
connections between neurons. 

These connections are each 
highly controlled and regulated.


background image

z

Nerve Cell Communication

▪

Neurons communicate between themselves using small molecules called 
neurotransmitters.

▪

These neurotransmitters modulate and regulate the electrical activity of a given neuron, 

and tell it when to fire an action potential or when not to.

-

Glutamate = excitatory (tells the neuron to fire)

-

GABA = inhibitory (dampens the neuron firing rate)

▪

The action potential is an electrical signal that travels down the axon, and is created using 

sodium ions (Na+), and inhibited by potassium ions (K+).

▪

Usually these processes work synergistically to produce normal behavior and activity.

▪

When dysfunctional, abnormal electrical activity occurs and can produce seizures.


background image

z

Cellular Mechanisms of 
Seizure Generation

⬧ Excitation (too much)

▪

Ionic: inward Na

+

and Ca

++

currents

▪

Neurotransmitter: glutamate, aspartate

⬧ Inhibition (too little)

▪

Ionic: inward CI

-

, outward K

+

currents

▪

Neurotransmitter: GABA

P

-Sli

de 
9

Am

e

ric

a

n

 Epile

p

s

y

 Soc

ie

ty

 2

0

1

1


background image

z

Neurotransmitters

Sodium Ions/Channels

Potassium Ions/Channels

Action Potential

(Glutamate, GABA)


background image

background image

background image

background image

z

GABA Receptors

GABA is the major inhibitory neurotransmitter in the CNS.  There 

are 2 types of receptors:

▪

GABA

A 

receptor

▪

Postsynaptic fast inhibition

▪

Specific recognition sites (see next slide)

▪

Inhibition mediated by CI

-

current

▪

GABA

B

receptor

▪

Postsynaptic slow inhibition

▪

Pre-synaptic reduction in calcium influx

▪

Inhibition mediated by K

+

current

Am

e

ric

a

n

 Epile

p

s

y

 Soc

ie

ty

 2

0

1

1

P-Slide 

14


background image

GABA Receptors

Diagram of the GABA

A

receptor 

P-Slide 15

GABA site

Barbiturate site

Benzodiazepine

site

Steroid site

Picrotoxin site


background image

z

Glutamate Receptors

▪

Group I mGluRs (mGluRs 1 and 5)

▪

Primarily postsynaptic/perisynaptic

▪

Net excitatory effect (ictogenic)

▪

Couple to inositol triphosphate

▪

Long-lasting effects (epileptogenic)

▪

Group II (mGluRs 2 & 3) and group III (4,6,7,8)

▪

Primarily presynaptic

▪

Net inhibitory effect; reduce transmitter release

▪

Negatively coupled to adenylate cyclase, reduce cAMP

Am

e

ric

a

n

 Epile

p

s

y

 Soc

ie

ty

 2

0

1

1


background image

Glutamate Receptors

P-Slide 17

Diagram of the  various glutamate receptor 

subtypes and locations


background image

z

TYPES OF SEIZURES


background image

z

Partial (focal) Seizures

▪

Excessive electrical activity in one cerebral hemisphere.  -
Affects only part of the body.

▪

Simple Partial: Person may experience a range of strange or 
unusual sensations.

▪

Motor

▪

Sensory

▪

Autonomic

▪

Key feature: preservation of consciousness.


background image

z

Partial (focal) Seizures

▪

Complex Partial:  

▪

Loss of awareness at seizure onset. Person seems dazed or 

confused and exhibits meaningless behaviors. 

▪

Typically originate in frontal or temporal lobes (e.g. Temporal lobe 

epilepsy)


background image

z

Generalized Seizures 

▪

Excessive electrical activity in both cerebral hemispheres. 

▪

Usually originates in the thalamus or brainstem.  

▪

Affects the whole body. 

▪

Loss of consciousness is common. 


background image

z

Generalized Seizures 

▪

Myoclonic: Brief shock-like muscle jerks generalized or restricted to part of one 
extremity. 

▪

Atonic:  Sudden loss of muscle tone. 

▪

Tonic Seizures: sudden stiffening of the body, arms, or legs

▪

Clonic Seizures: rhythmic jerking movements of the arms and legs without a tonic 
component

▪

Tonic-clonic (grand mal):  

▪

Tonic phase followed by clonic phase  


background image

z

Tonic-Clonic Seizure

Can last from one to several minutes

Therapeutic intervention = lorazepam injection 

Status epilepticus  :
Prolonged seizure   (>20 0 min) of any of the 
types previously   described; the most common 
is life  threatening   generalized  tonic–clonic
status epilepticus.


background image

z

Generalized Seizures 

▪

Absence (petit mal): 

Person appears to “blank out”  - “Daydreaming”

▪

Simple Absence (primarily effects consciousness only)

▪

Complex Absence

▪

Atypical Absence (Includes physical symptoms like eye blinking or lip movements)

▪

Lenox-Glastaut Syndrome.

▪

Atypical absence, atonic and myclonic

▪

Status Epilepticus: A seizure lasting longer than 30 min, or 3 seizures without a normal period in 
between

▪

May be fatal 

▪

Emergency intervention required


background image

z

Absence Seizure

Can last from a second to several minutes 


background image

z

Incidence of Seizure Types

Mayo Clinic Proceedings 1996; 71:576-568


background image

background image

z

Seizure Facts

▪

Seizures are not usually life threatening.

▪

The brain almost always stops the seizure on its own. 

▪

Breathing may cease for a few seconds, and the patient may turn 

blue.

▪

People don’t feel pain during a seizure; muscles may be sore 
afterward.

▪

Person may be “different” for a while after the seizure.


background image

z

Antiepileptic Drug

▪

An antiepileptic drug (AED) is a drug which decreases the 
frequency and/or severity of seizures in people with epilepsy

⬧

Treats the symptom of seizures, not the underlying epileptic 
condition 

⬧

Does not prevent the development of epilepsy in individuals 
who have acquired a risk for seizures (e.g., after head 
trauma, stroke, tumor)

▪

Goal of therapy is to maximize quality of life by eliminating 
seizures (or diminish seizure frequency) while minimizing 
adverse drug effects

P

-Sli

de 
29

Am

e

ric

a

n

 Epile

p

s

y

 Soc

ie

ty

 2

0

1

1


background image

z

Treatment

▪

Try to find a cause. (e.g. fever, head trauma, drug abuse)

▪

Recurrent seizures that cannot be attributed to any cause are seen in 

patients with epilepsy.

▪

Therapy is aimed at control 

▪

drugs do not cure.

▪

The type of seizure determines the choice of drug!

▪

More than 80% of patients with epilepsy can have can have their 

seizures controlled with medications.


background image

z

Treatment 

▪

Monotherapy with anticonvulsant

▪

Increase dose gradually until seizures are controlled or adverse effects 

become unacceptable.

▪

Multiple-drug therapy may be required.

▪

Achieve steady-state kinetics

▪

Monitor plasma drug levels

▪

Avoid sudden withdrawal


background image

Diphenylhydantoin  ( Phenytoin)

Mechanism:
it blocks Na +  , K +  and   Ca2+
channels   in the brain (and   heart) leading to decrease propagation   of 
abnormal impulses. It produces  some  degree of drowsiness.

Therapeutic   uses  

Partial and generalized  seizures
Status epilepticus  : it should  be given   i.v. in   the form of fosphenytoin (prodrug  

).

Ventricular arrhythmia .

Adverse effects
– CNS  : Nystagmus, diplopia, ataxia.
– Hepatotoxicity  .
– Microsomal enzyme induction  .
– Bone marrow depression   & Megaloblastic  anemia (due to ↓ folic acid).
– Teratogenicity a y: craniofacial abnormalities.
– Gingival hyperplasia  :   2ry to increased expression   of platelet   derived growth 
factor (PDGF )).
- Lymphadenopathy 


background image

z

Phenytoin Induced Gingival Hyperplasia

17 year old boy treated with 

300mg/day phenytoin for 2 

years (unsupervised) 

Partial recovery at 3 months 

after discontinuation

Images in Clinical Medicine (Feb 2000) 342:325


background image

2. Carbmazepine (Tegretol)

Mechanism: it blocks Na+ channels & ↓ excitability of cortical neurons.
Therapeutic uses

Partial and generalized seizures (grand mal epilepsy).

Trigeminal neuralgia.

Adverse effects
– CNS: diplopia & ataxia.
– Hepatotoxicity.
– Microsomal enzyme induction.
– Bone marrow depression.
– Congestive heart failure (CHF).
3. 

Valproic acid (Depakene)

Mechanism: it activates glutamic acid decarboxylase enzyme→ ↑ GABA synthesis.
Therapeutic uses: all types of epilepsy.
Adverse effects
– Sedation
– Microsomal enzyme inhibition
– Teratogenicity.
– Alopecia


background image

4. 

Ethosuximide (Zarontin

)

Mechanism: blocks neuronal voltage-dependent Ca2+ and Na+ channels.
Therapeutic uses: absence seizures (petit mal epilepsy) (1st choice).
Adverse effects
– Sedation
– Vomiting
– Leucopenia
5. 

Benzodiazepines: Clonazepam and diazepam

Mechanism: allosteric modulation of GABA action to facilitate its effects.


background image

Therapeutic uses

Clonazepam: petit mal epilepsy.
Diazepam: status epilepticus.

Adverse effects: see before.
6. 

Barbiturates: Phenobarbitone

Mechanism: enhancement of GABA-mediated inhibition of glutamate excitation.
Therapeutic uses: grand mal epilepsy (contraindicated in petit mal epilepsy).
Adverse effects: see before.
█ 

NEWER ANTIEPILEPTIC DRUGS

1. 

Felbamate

Mechanism

Block glycine site on the N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors.

2+ +

Block voltage-dependent Ca & Na channels.

Therapeutic uses: wide variety of partial and generalized seizures.
Adverse effects
– Hepatotoxicity
– Microsomal enzyme induction.
– Bone marrow depression.


background image

2. 

Lamotrigine

Mechanism

Decreases glutamate and aspartate, which are excitatory neurotransmitters
Blocks sodium channels and high voltage-dependent calcium channels leading

to ↓ excitability.
Therapeutic uses: wide variety of partial and generalized seizures and typical
absence seizures in children and adults.
3. 

Gabapentin

Mechanism: unknown but may interfere with voltage-dependent Ca2+ channels
Therapeutic uses: as adjuvant therapy in wide variety of partial and generalized
seizures.
Adverse effects: headache, nystagmus, dizziness & ataxia.
4. 

Tiagabine

Potent and specific inhibitor of GABA uptake into glial and other neurons. Thus, it
enhances the action of GABA by decreasing its removal from the synaptic


background image

z

Status epilepticus management


background image

z

During pregnancy

Safer antiepileptics

▪

Carbamazepine

▪

Oxcarbamazepine

▪

Lamotrigine

▪

Ethosuximide

Folic acid supplement


background image

z

Summary


background image

z

Na+ Channel Drugs

▪

Phenytoin (Dilantin, Phenytek)

▪

Cabamazepine (Tegretol, Carbatrol)

▪

Valproic Acid (Depakene, Depakote)

▪

Lamotrigine (Lamictal)

▪

Topiramate (Topamax)

▪

Zonisamide (Zonegran)

▪

Lidocaine


background image

z

GABA Drugs

▪

Barbiturates:

▪

Phenobarbital (Luminal)

▪

Pimidone (Mysoline)

▪

Benzodiazepines:

▪

Diazepam (Valium)

▪

Lorazepam (Ativan)

▪

Clonazepam (Klonopin)

▪

Clorazepate (Tranxene-SD)

•Tiagabine (Gabitril)

•Valproic Acid (Depakene, Depakote)

•Topiramate (Topamax)

•Zonisamide (Zonegran)


background image

z

Ca

2+

Channel Drugs

▪

Ethosuximide (Zarontin)

▪

Valproic Acid (Depakene, Depakote)

▪

Zonisamide (Zonegran)

▪

Gabapentin (Neurontin)

▪

Pregabalin (Lyrica)

▪

Levetiracetam (Keppra)


background image

z

Other/Unknown MOA

▪

Magnesium chloride

▪

Paraldehyde


background image

z

Primary Generalized Tonic-Clonic
(Grand Mal) Seizures 

▪

Drugs of Choice:

▪

Phenytoin

▪

Carbamazepine

▪

Oxcarbazepine

▪

Valproate

•Alternatives

•Lamotrigine
•Topiramate
•Zonisamide
•Levetiracetam
•Primidone
•Phenobarbital
•Diazepam


background image

z

Partial, Including Secondarily 
Generalized  Seizures

▪

Drugs of Choice:

▪

Phenytoin

▪

Carbamazepine

▪

Oxcarbazepine

▪

Valproate

•Alternatives

•Lamotrigine
•Topiramate
•Zonisamide
•Levetiracetam
•Primidone
•Phenobarbital
•Gabapentin
•Pregabalin
•Tiagabine


background image

z

Absence (Petit Mal) 

▪

Drugs of Choice:

▪

Ethosuximide

▪

Valproate

•Alternatives

•Clonazepam
•Zonisamide


background image

z

Atypical Absence, Myoclonic, Atonic 
Seizures

▪

Drug of Choice:

▪

Valproate

•Alternatives

•Clonazepam
•Topiramate
•Zonisamide
•Levetiracetam




رفعت المحاضرة من قبل: Ali Haider
المشاهدات: لقد قام عضوان و 220 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل