As epilepsias caracterizam-se por convulsões recorrentes e espontâneas, principalmente relacionadas ao desequilíbrio entre os neurotransmissores excitatório e inibitório, o que provoca aumento exacerbado de glutamato ou redução de GABA na fenda sináptica e induz ao aumento da excitabilidade neuronal. A manutenção da concentração de glutamato abaixo de níveis neurotóxicos depende da regulação do ciclo glutamato-glutamina, função desempenhada principalmente pelos astrócitos. Apesar de existirem estudos que indicam que alterações pontuais nesse ciclo podem desencadear convulsão em animais, não existem estudos in vitro que estabeleçam uma relação direta entre a inibição dos transportadores e/ou enzima e o processo de excitotoxicidade observado na epilepsia. Assim, com o objetivo de determinar a relação de transportadores e enzimas da via glutamato-glutamina de astrócitos com a patogênese da epilepsia em modelo in vitro, culturas primárias de astrócitos e co-culturas de astrócitos e neurônios hipocampais obtidos de ratos Wistar neonatos foram submetidas à incubação com glutamato (1 mM) e/ou inibidores dos transportadores de glutamato astrocitários (threo-β-hydroxyaspartate - inibidor de GLAST; ou ácido dihidrocaínico - inibidor de GLT-1), ou da enzima glutamina sintetase (methionine sulfoximine - inibidor de GS). Os astrócitos foram avaliados por imunofluorescência em relação à expressão da proteína fibrilar ácida da glia (GFAP), dos transportadores GLAST e GLT-1, e da enzima GS. A análise funcional dos transportadores e da enzima foi realizada pela dosagem de glutamato e glutamina intra e extracelular por HPLC. A atividade elétrica neuronal foi verificada a partir do plaqueamento de astrócitos e neurônios em matriz de microeletrodos, e a análise da neurodegeneração foi realizada utilizando-se Fluoro-Jade. O glutamato 1 mM aumentou a expressão de GFAP nos astrócitos, enquanto a associação com o inibidor do transportador GLAST reduziu a expressão da proteína. No modelo de epilepsia in vitro pelo excesso de glutamato, a inibição dos componentes do ciclo glutamato-glutamina reduziu a expressão de GLAST, GLT-1, e GS, enquanto o glutamato aumentou a expressão dos transportadores, e diminuiu GS. A captação de glutamato foi reduzida após a inibição de GLAST, e a metabolização do aminoácido diminuiu após a inibição de GS. Altos níveis de glutamato intracelular foram detectados com a inibição de GLT-1 e de GS. No caso dos neurônios, o aminoácido provocou aumento no número de potenciais de ação e induziu a neurodegeneração. A partir desses resultados podemos constatar que o excesso de glutamato provoca alterações no ciclo glutamato-glutamina que causam um aumento nos níveis do aminoácido, iniciando um processo contínuo de perturbação da homeostase que acarreta aumento da excitabilidade neuronal e neurodegeneração, comprovando a participação e a relação do ciclo glutamato-glutamina com o processo epileptogênico.