Effects of smoking on P50 waveform in schizophrenic patients

Objective: Smoking is very common in schizophrenic patients compared to general population. It is considered that nicotine improves cognitive disturbances in addition to its role in normalization of auditory sensory gating deficit in schizophrenia. P50 is an auditory evoked potential that appears about 50 msec as a positive deflexion after stimulus onset and reflects neural response. This positive waveform is used to show sensory gating mechanism. In schizophrenia P50 is found to be non-suppressed due to the insufficiency of this mechanism. In this study we aimed to investigate the effects of smoking on P50 and the relationship of this effect on probable cognitive impairment in chronic schizophrenic patients.

Methods: Forty-three schizophrenic inpatients who fully met the DSM-IV criteria for schizophrenia and forty-four healthy controls were included in the study. Nine of the patients were not taking any drug. Twenty-four of them were on atypical antipsychotics and 10 patients were on typical antipsychotics. The patients and controls were divided into two groups; smokers and non-smokers. Smoker patients and controls were asked to refrain from smoking after midnight. P50 measurement was performed the following morning. Smoker subjects were allowed to consume their usual amount of cigarettes for 30 minutes after the first measurement. Then P50 measurement was repeated. The Wechsler Digit Span Task was performed while smoking and at the end of the restriction of smoking. In non-smokers the procedure was performed only once

Results: There was a significant difference in P50 ratios between the four groups (F=19.01, p0.05). P50 ratio of smoker patients after smoking was also lower than that of nonsmoker patients (t=3.32, p<0.005). When the patients were divided into subgroups as “no drug” (n=9), “atypical antipsychotics” (n=24) or “typical antipsychotic” (n=10), there was no significant difference in P50 ratios among subgroups, but all patient groups had higher P50 ratios than the controls (p<0.05, p<0.001, p<0.001; respectively). It was found that digit span scores were not different between the smoker and nonsmoker patients and between the smoker and nonsmoker controls.

Conclusion: This study supports P50 non-supression which is a reflection of cognitive disturbances in schizophrenia. However, in schizophrenic patients smoking after overnight abstinence improves P50 deficit. Schizophrenic patients may be trying to treat their cognitive symptoms by smoking since antipsychotics and other known treatments are insufficient to ameliorate cognitive symptoms. It will be better to develop long-half life nicotine-like drugs to solve this problem.

Sigaranın şizofrenili hastalarda P50 dalgası üzerine etkileri

Amaç: Genel popülasyonla karşılaştırıldığında sigara içimi şizofrenik hastalarda çok yaygındır. Nikotinin şizofrenide görülen işitsel duyusal kapılama yetersizliğinin normalleştirilmesindeki rolüne ek olarak bilişsel bozuklukları iyileştirdiği düşünülmektedir. P50, uyaranın başlangıcından itibaren yaklaşık 50 milisaniye sonra pozitif sapma olarak ortaya çıkan işitsel uyarılmış bir potansiyeldir ve nöral cevabı yansıtır. Bu pozitif dalga şekli duyusal kapılama mekanizmasını göstermek için kullanılır. Şizofrenide bu mekanizmadaki yetersizliğe bağlı olarak P50’nin baskılanmadığı bulunmuştur. Bu çalışmada kronik sigara içen ve sigara içmeyen şizofrenik hastalarda sigaranın P50 bileşeni üzerine olan etkisinin ve bu etkinin şizofreni hastalarındaki muhtemel bilişsel bozulma ile bağlantısının incelenmesi amaçlanmıştır.

Yöntemler: Şizofreni için DSM-IV tanı kriterlerini tam olarak karşılayan hastanede yatmakta olan 43 şizofrenik hasta ve 44 sağlıklı kontrol çalışmaya dahil edildi. Dokuz hasta herhangi bir ilaç kullanmıyordu. Yirmi dört hasta atipik antipsikotik ve 10 hasta ise tipik antipsikotik kullanıyordu. Hastalar ve kontroller sigara içenler ve içmeyenler olmak üzere iki gruba ayrıldı. Sigara içen hastalardan ve kontrollerden gece yarısından sonra sigara içmemeleri istendi. Ertesi sabah P50 işlemi uygulandı. İlk ölçümden sonra, sigara içen deneklerin her zamanki içtikleri sigara miktarını tüketmelerine izin verildi. Otuz dakikalık sigara içiminden sonra P50 ölçümü tekrar edildi. Wechsler Sayı Menzili Testi sigara içme esnasında ve sigaranın kısıtlanmasının bitiminde uygulandı. İşlem sigara içmeyen deneklerde yalnızca bir kez uygulandı.

Bulgular: Dört grup arasında P50 oranları açısından anlamlı fark vardı (F=19.01, p<0.001). Sigara içen hastalar sigaranın kısıtlanmasından sonra (sigara içmeden önce) ve sigara içmeyen hastalar, sigara içen ve sigara içmeyen kontrollerinkinden anlamlı derecede yüksek P50 oranlarına sahipti (karşılaştırmaların tümü için p<0.001). Sigara içen hastaların P50 oranı sigara içmeden öncekiyle karşılaştırıldığında 30 dakikalık sigara içiminden sonra azalmıştı (t=7.07, p<0.001) ve kontrollerinkiyle benzer hale gelmişti (t=1.96, p>0.05). Sigara içen hastaların sigara içiminden sonraki P50 oranı sigara içmeyen hastalarınkinden aynı zamanda daha düşüktü (t=3.32, p<0.005). Hastalar ‘ilaç kullanmayan’ (n=9), ‘atipik antipsikotik kullananlar’ (n=24) veya ‘tipik antipsikotik kullananlar’ (n=10) olarak alt gruplara ayrıldıklarında, alt gruplar arasında P50 oranları açısından anlamlı fark yoktu, ancak tüm hastaların P50 oranları kontrollerinkinden daha yüksekti (sırasıyla p<0.05, p<0.001, p<0.001). Sayı menzili testi puanları açısından sigara içen ve içmeyen hastalar ve sigara içen ve içmeyen kontroller arasında fark bulunmadı.

Sonuçlar: Bu çalışma şizofrenideki bilişsel bozuklukların bir yansıması olan P50‘deki baskılanmamayı desteklemektedir. Bununla birlikte, şizofrenik hastalarda bir gecelik yoksunluktan sonra sigara içme P50 defisitini düzeltmektedir. Antipsikotikler ve bilinen diğer tedavilerin bilişsel semptomları iyileştirmede yetersiz kalması nedeniyle şizofrenik hastalar bilişsel semptomlarını sigara içerek tedavi etmeye çalışıyor olabilir. Bu sorunu çözmek için uzun ömürlü nikotin benzeri ilaçların geliştirilmesi daha iyi olacaktır.