Epilepsi

Kejang epilepsi (serangan epilepsi, epileptic fit) dipicu oeh perangsangan sebagian besar neuron secara berlebihan, spontan, dan sinkron sehingga menyebabkan aktivitas fungsi motorik (kejang), sensorik (kesan sensorik), otonom (misal, salivasi) atau fungsi kompleks (kognitif, emosional) secara lokal atau umum.

Kejang epilepsi dapat terjadi secara lokal, misalnya digirus presentralis kiri dengan neuron didaerah tersebut yang mengatur kaki kanan (kejang persial). Kejang dapat menyebar dari tempat tersebut ke seluruh girus presentralis (epilepsi Jacksonian). Seperti contoh ini, kram klonik dapat menyebar dari kaki kanan keseluruh tubuh bagian kanan (gerakan motorik Jacksonian) tanpa pasien kehilangan kesadarannya. Namun, jika kejang menyebar ke tubuh sisi lainnya, pasien akan kehilangan kesadaran (kejang parsial dengan generalisasi sekunder). Kejang umum primer selalu disertai dengan kehilangan kesadaran. Kejang tertentu (absans) dapat juga hanya menyebabkan kehilangan kesadaran yang terisolasi.

Fenomena pemicunya adalah depolarisasi paroksimal pada neuron tunggal (pergeseran depolarisasi paroksimal [PDS]). Hal ini disebabkan oleh pengaktifan kanal Ca⁺². Ca⁺² yang masuk mula-mula akan membuka kanal kation yang tidak spesifik sehingga menyebabkan depolarisasi yang berlebihan, yang akan terhenti oleh pembukaan kanal K⁺ dan Cl^- yang diaktivasi oleh Ca⁺². Kejang epilepsi terjadi jika jumlah neuron yang terangsang terdapat dalam jumlah yang cukup. Penyebab atau faktor yang memudahkan terjadinya epilepsi adalah misal, kelainan genetik (kanal K⁺ dan lainnya), malformasi otak, trauma otak (jaringan parut di sel glia), tumor, perdarahan atau abses. Kejang juga dapat dipicu atau lebih dipermudah oleh keracunan (misal, alkohol), inflamasi, demam, pembengkakan sel atau pengerutan sel (lebih jarang), hipoglikemia, hipomagnesemia, hipokalsemia, kurang tidur, iskemia atau hipoksia, dan perangsangan berulang (misal, kilatan cahaya). Hiperventilasi dapat menyebabkan hipoksia serebri melalui vasokonstriksi serebri dan hipokapnia, dan karena itu memudahkan terjadinya kejang. Kejang epileptik memiliki insiden yang lebih tinggi pada wanita hamil.

Perangsangan neuron atau penyebaran rangsangan ke neuron di sekitarnya di tingkatkan oleh sejumlah mekanisme seluler.

Dendrit sel piramidal mengandung kanal Ca⁺² bergerbang voltase yang akan membuka pada saat depolarisasi sehingga meningkatkan depolarisasi. Pada lesi neuron, akan lebih banyak kanal Ca⁺² yang di ekspresikan. Kanal Ca⁺² di hambat oleh Mg⁺², sedangkan hipomagnesemia akan meningkatkan aktivitas kanal ini. Peningkatan konsentrasi K⁺ ekstrasel akan mengurangi efluks K⁺ melalui kanal K⁺. Hal ini berarti K⁺ memiliki efek depolarisasi, dan karena itu pada waktu yang bersamaan meningkatkan pengaktifan kanal Ca⁺².

Dendrit sel piramidal juga di depolarisasi oleh glutamat dari sinaps eksitatorik. Glutamat bekerja pada kanal kation yang tidak permeabel terhadap Ca⁺² (kanal AMPA) dan pada kanal yang permeabel terhadap Ca⁺² (kanal NMDA). Kanal NMDA normalnya dihamba oleh Mg⁺². Akan tetapi, depolarisasi yang di picu oleh pengaktifan kanal AMPA menghilangkan penghambatan Mg⁺² (kerja sama dari kedua kanal). Jadi defisiensi Mg⁺² dan depolarisasi memudahkan pengaktifan kanal NMDA.

Potensial membran neuron normalnya dipertahankan oleh kanal K^+.  Syarat untuk hal ini adalah gradien K⁺ yang melewati membran sel harus adekuat. Gradien ini dihasilkan oleh Na⁺ / K⁺-ATPase. Kekurangan energi (misal, akibat kekurangan O₂ atau hipoglikemia) akan menghambat Na⁺ / K⁺-ATPase sehingga memudahkan depolarisasi sel.

Depolarisasi normalnya dikurangi oleh neuron inhibitorik yang mengaktifkan kanal K⁺ dan/ atau Cl^- diantaranya melalui GABA. GABA dihasilkan oleh glutamat dikarboksilase (GD), yakni enzim yang membutuhkan piridoksin (vitamin B₆) sebagai ko-faktor. Defisiensi vitamin B₆ atau berkurangnya afinitas enzim terhadap vitamin B₆ (kelainan genetik) memudahkan terjadinya epilepsi. Hiperpolarisasi neuron talamus dapat meningkatkan kesiapan kanal Ca⁺² tipe T untuk diaktifkan sehingga memudahkan serangan absans.