Biochemical events related to glial response in spinal cord injury / Eventos bioquímicos de respuesta glial en la fisiopatología de la lesión de médula espinal

Abstract Introduction: Spinal cord injury (SCI) is a devastating event with physical, psychological and socioeconomic implications. Morphophysiological changes are observed in the tissue close to the injury, which allow determining the functional recovery of the medullary segment and the effector organs that depend on the injured axonal tracts. Objective: To describe the most relevant sequential biochemical events of glial cells response after SCI. Materials and methods: A search of scientific publications released in the past 18 years was carried out in PubMed and Science Direct databases, with the terms spinal cord injury (SCI), SCI pathophysiology, SCI inflammation, microglia in SCI, glial scar and chondroitin sulfate proteoglycans (CSPG). Results: The pathophysiological processes resulting from SCI are determinant for the neurological recovery of patients. Activation of glial cells plays an important role in promoting bioactive molecules and the formation of physical barriers that inhibit neural regeneration. Conclusion: Knowledge of neurobiological changes after SCI allows a greater understanding of the pathophysiology and favors the search for new therapeutic alternatives that limit the progression of the primary injury and minimize secondary damage, responsible for neurological dysfunction.

Resumen Introducción. La lesión de la médula espinal (LME) es un evento devastador con implicaciones físicas, psicológicas y socioeconómicas. En el tejido cercano a la lesión se instauran cambios morfofisiológicos que determinan la recuperación funcional del segmento medular y de los órganos efectores dependientes de los tractos axonales lesionados. Objetivo. Describir los eventos bioquímicos secuenciales más relevantes de la respuesta de las células gliales posterior a la LME. Materiales y métodos. Se realizó una búsqueda de publicaciones científicas de los últimos 18 años en las bases de datos PubMed y ScienceDirect, bajo los términos en inglés spinal cord injury (SCI), SCI pathophysiology, SCI inflammation, microglia in SCI, glial scar y chondroitin sulfate proteoglycans (CSPG). Resultados. Los procesos fisiopatológicos que se producen después de la LME determinan la recuperación neurológica de los pacientes. La activación de las células gliales juega un papel importante, ya que promueve la producción de moléculas bioactivas y la formación de barreras físicas que inhiben la regeneración neural. Conclusión. El conocimiento de los cambios neurobiológicos ocurridos tras la LME permite una mayor comprensión de la fisiopatología y favorece la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas que limiten la progresión de la lesión primaria y que minimicen el daño secundario responsable de la disfunción neurológica.

Toxicity of trichlorfon exposure using an experimentally induced model with Silver Pacu (Piaractus brachypomus) / Efectos toxicológicos generados por la exposición a triclorfón en un modelo inducido experimentalmente en cachama blanca (Piaractus brachypomus) / Efeitos toxicológicos no peixe Pirapitinga (Piaractus brachypomus) gerado pela exposição a triclorfon em um modelo induzido experimentalmente

The trichlorfon (TCF) is an organophosphate insecticide widely used in agricultural systems and livestock production. However, its indiscriminate use has generated serious problems affecting organisms in aquatic ecosystems that are not direct targets of the chemical. Therefore, the aim of this study was to assess acute toxicity (LC50) and chronic subletal of TCF in cachama blanca fingerlings (Piaractus brachypomus). Acute toxicity was evaluated at 96 hours, using four concentrations of TCF (0.01, 0.1, 0.25, 0.5 mg/L) and a control group, each group consisted of 8 animals (2.5 ± 0.5 g). The LC50 value calculated using the Trimmed Spearman-Karber software was 0.18 mg/L (p<0,05). The evaluation of the effect of chronic exposure to sublethal TCF on the immune response of P. brachypomus was performed by testing respiratory burst, showing significant increase in animals exposed to 0.029 mg / L during the first 10 days of exposure compared to control. Likewise, the plasma bactericidal capacity was evaluated in TCF exposed fish using Aeromonas hydrophila, finding greater of colony forming units on day 20 and 30 of exposure to the concentration 0.018 mg/L as opposed to the control. In addition, a histopathological study was performed, finding gill lesions compatible with epithelial cell hypertrophy and lamellar detachment in fish exposed to 0,05 mg/L on day 30 of exposure. This work showed the cachama blanca as a biomarker in contaminations associated with these xenobiotics.

El Triclorfón (TCF) es un insecticida organofosforado ampliamente utilizado en sistemas de producción agrícola y pecuario; sin embargo, su uso indiscriminado ha generado serios problemas en ecosistemas acuáticos afectando organismos que no son blanco directo del compuesto químico. Por este motivo, el presente estudio tuvo como objetivos evaluar la toxicidad aguda (CL50) y crónica subletal del TCF en alevinos de cachama blanca (Piaractus brachypomus). La toxicidad aguda se evaluó a 96 horas, empleando cuatro concentraciones de TCF (0,01, 0,1, 0,25, 0,5 mg/L) y un grupo control, cada grupo consto de 8 animales (2,5 ± 0,5 g). El valor de CL50 calculado mediante el software Trimmed Spearman-Karber fue 0,18 mg/L (p<0,05). La evaluación del efecto de la exposición crónica subletal a TCF sobre la respuesta inmune de P. brachypomus se realizó mediante el ensayo de explosión respiratoria, evidenciándose aumento significativo en animales sometidos a 0,029 mg/L durante los primeros 10 días de exposición en comparación con el control. Asimismo, se evalúo la capacidad bactericida del plasma de los peces expuestos a TCF frente Aeromonas hydrophila, presentándose mayor conteo de unidades formadoras de colonia para el día 20 y 30 de exposición a la concentración de 0,018 mg/L a diferencia del control. Aunado a esto, se realizó estudio histopatológico, hallándose lesiones branquiales compatibles con hipertrofia de células epiteliales y desprendimiento lamelar en los peces expuestos a 0,05 mg/L para el día 30 de exposición. Este trabajo demuestra que la cachama blanca se constituye en un bioindicador de contaminación asociado a estos xenobióticos.

O triclorfom (TCF) é um inseticida organofosforado amplamente utilizado em sistemas de produção agrícola e pecuária; no entanto, seu uso indiscriminado tem levado a sérios problemas que afetam os organismos nos ecossistemas aquáticos que não são alvos diretos da substância química. Portanto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade aguda (CL50) e crônica subletal de TCF em alevinos de cachama blanca (Piaractus brachypomus). A toxicidade aguda foi avaliada em 96 horas, usando quatro concentrações de TCF, com um grupo control, cada grupo com 8 animais (2,5 ± 0,5 g). O valor de CL50 calculado com o software de Spearman-Karber foi de 0,18 mg/L (p<0,05). A avaliação do efeito da exposição crônica a concentrações subletais de TCF na resposta imune de P. brachypomus foi realizada pelo teste de explosão respiratória, mostrando um aumento significativo nesta, em animais expostos a 0,029 mg/L, durante os primeiros 10 dias de exposição. Também, a capacidade bactericida do plasma dos peixes expostos a TCF foi avaliada frente a Aeromonas hydrophila, os quais apresentaraõ maior unidades formadoras de colônias no dia 20 e 30 de exposição a concentração de 0,018 mg/L, ao contrario do controle. Alem disso, um estudo histopatológico foi realizado, emcontrando lesões de brânquia compatíveis com hipertrofia e desprendimento de células epiteliais nas lamelas de peixes expostos a 0,05 mg/L no dia 30 de exposição. este trabalho mostra ao cachama blanca como um biomarcador de contaminação asociado com estes xenobióticos.

Neurotoxic potettial of trichlorfon to multiple sublethal doses in wistar rats / Potencial neurotóxico del Triclorfón a dosis múltiples subletales en ratas wistar

The organophosphates used for pest control induce sensory, motor and psychiatric disturbances after chronic exposure. The ester type is the cause of the intermediate syndrome and delayed neuropathy, in which the white and gray matter in the brain are severely affected.The aim of this study was to evaluate the effect of multiple sublethal doses of Trichlorfon on neurons, astrocytes and myelinated tissue in a rat model of brain neurotoxicity. Trichlorfon (metrifonate) was administered to adult Wistar rats at doses of 11 or 22 λg/kg by oral gavage every seven days for four or eight weeks (four experimental groups) and a control group (placebo). One week after the last dose, animals were euthanized and the brains perfused, removed and cut into coronal segments of 50 λm of thickness by using a vibratome. The sections were analyzed by immunohistochemistry, using markers of neuronal survival, astrocytic reactivity and the myelin basic protein. Neuronal and astrocytic reactivity were significantly reduced in Trichlorfon-treated animals relative to controls, whereas myelin reactivity was significantly increased, with abnormal distribution of myelin in white matter. The results suggest a neurotoxic damage of Trichlorfon on neuronal and astrocyte functional balance and abnormal myelin formation consequent to the cell damage.

Los organofosforados usados para control de plagas inducen trastornos sensoriales, motores y psiquiátricos por exposición crónica, siendo los de tipo éster, causa del síndrome intermedio y de la neuropatía retardada, que afectan severamente la sustancia blanca y gris del cerebro. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto del organofosforado Triclorfón sobre neuronas, astrocitos y tejido mielinizado en un modelo murino de neurotoxicidad encefálica a dosis múltiples subletales. Se suministró a ratas Wistar, triclorfón (metrifonato) a dosis de 11 y 22 λg/kg mediante sondaje esofagogástrico, cada siete días durante cuatro y ocho semanas en cuatro grupos experimentales y un grupo control (placebo). Una semana después de la última dosis, los animales fueron sacrificados y los cerebros perfundidos, extraídos y cortados en segmentos coronales de 50 λm de grosor mediante vibrátomo. Los cortes fueron analizados por inmunohistoquímica , usando marcadores de supervivencia neuronal, de reactividad astrocitaria y de la proteína base mielina. La reactividad neuronal y astrocitaria se redujo significativamente en los animales tratados con triclorfón en relación a los controles, mientras la reactividad de la mielina se incrementó significativamente, con distribución anormal en la sustancia blanca. Los resultados sugieren un daño neurotóxico del Triclorfón sobre el equilibrio funcional neuronal y astrocitario, con formaciones anómalas de mielina consecuente al daño celular.