Effects of intra-dentate gyrus microinjection of myokine irisin on long-term potentiation in male rats / Efeitos da microinjeção da miocina irisina no giro denteado sobre a potenciação a longo prazo em ratos machos

ABSTRACT Induction of long-term potentiation (LTP) increases the storage capacity of synapses in the hippocampal dentate gyrus (DG). Irisin is a myokine generated from FNDC5 (a gene precursor) during exercise. Although intra-cornu ammonis 1 administration of irisin fortifies LTP in mice with Alzheimer's disease, the effects of intra-DG injection of irisin on the LTP in rats remains to be elucidated in vivo. In this study, male Wistar rats were randomly divided into a control group (saline), irisin (0.5, 1, and 1.5 μg/rat), and dimethyl sulfoxide (DMSO). After treatment, the population spike (PS) amplitude and slope of excitatory postsynaptic potentials (EPSP) were measured in the DG of rats in vivo. Moreover, following completion of the experiments, the stimulating and recording sites in the hippocampus were confirmed histologically from brain sections. Furthermore, biochemical assays like malondialdehyde (MDA), total antioxidant capacity (TAC), and total oxidant status (TOS) were evaluated (the antioxidant markers were analyzed in the plasma). Our results suggest that all doses of irisin (0.5, 1, 1.5 μg/rat) caused an increase in the EPSP slope and PS amplitude when compared with the control group. In addition, the results obtained showed that irisin decreased TOS and MDA levels while increasing TAC levels as a marker of lipid peroxidation in plasma. The present report provides direct evidence that irisin affects the activity-dependent synaptic plasticity in the dentate gyrus.

RESUMO A indução de potenciação de longo prazo (LTP) aumenta a capacidade de armazenamento das sinapses no giro denteado (DG) do hipocampo. A irisina é uma miocina gerada a partir do FNDC5 (um precursor genético) durante o exercício. Embora a administração intra-Cornu Ammonis1 de irisina fortaleça a LTP em camundongos com doença de Alzheimer, os efeitos da injeção intra-denteada de irisina sobre a LTP em ratos ainda precisam ser elucidados in vivo. Neste estudo, ratos Wistar machos foram divididos aleatoriamente em um grupo controle (solução salina), irisina (0,5, 1 e 1,5 μg / rato) e dimetilsulfóxido (DMSO). Após o tratamento, a amplitude do pico populacional (PS) e a variação dos potenciais pós-sinápticos excitatórios (EPSP) foram medidos no DG de ratos in vivo. Além disso, após a conclusão das experiências, os locais de estimulação e registro no hipocampo foram confirmados histologicamente a partir de secções do cérebro. Adicionalmente, ensaios bioquímicos como malondialdeído (MDA), capacidade antioxidante total (TAC) e status oxidante total (TOS) foram avaliados (os marcadores antioxidantes foram analisados no plasma). Nossos resultados sugerem que todas as doses de irisina (0,5, 1, 1,5 μg / rato) causaram um aumento na variação da EPSP e na amplitude da PS quando comparadas com o grupo controle. Além disso, os resultados obtidos mostraram que a irisina diminuiu os níveis de TOS e MDA, enquanto aumentou os níveis de TAC como um marcador da peroxidação lipídica no plasma. O presente estudo fornece evidências diretas de que a irisina afeta a plasticidade sináptica dependente de atividade no DG.

Evaluation of the protective effects of tocotrienol-rich fraction from palm oil on the dentate gyrus following chronic restraint stress in rats

Exposure to chronic restraint stress has been shown to cause a number of morphological changes in the hippocampal formation of rats. Tocotrienol, an isoform of vitamin E, exhibits numerous health benefits, different from those of tocopherol. Recent studies have demonstrated that tocotrienol prevents stress-induced changes in the gastric mucosa, thus indicating that it may also protect other organs such as the brain from the damaging effects of stress. Therefore, the aim of the present study was to investigate the protective effect of tocotrienol-rich fraction (TRF) extracted from palm oil on the dentate gyrus of rats following exposure to chronic restraint stress. Thirty-six male Sprague Dawley rats were divided into four groups: control, stress, tocotrienol and combination of stress and tocotrienol. Animals were stressed by restraining them for 5 hours every day for 21 consecutive days. TRF was administered via oral gavage at a dose of 200 mg/kg body weight. Our results showed that the plasma corticosterone level was significantly increased in response to stress, compared to the control. The results confirmed previous findings that chronic restraint stress suppresses cellular proliferation and reduces granule cell number in the dentate gyrus. However, TRF supplementation failed to prevent or minimize these stress-induced changes. Therefore, we conclude that TRF at the current dosage is not effective in preventing the morphological changes in the dentate gyrus induced by chronic restraint stress.

A exposição crônica ao estresse por restrição causa série de alterações morfológicas na formação do hipocampo de ratos. Tocotrienol, uma isoforma da vitamina E, apresenta inúmeros benefícios para a saúde, diferente do tocoferol. Estudos recentes demonstraram que o tocotrienol impediu alterações induzidas por estresse na mucosa gástrica, indicando, assim, a possibilidade de que ele pode, também, proteger outros órgãos, como o cérebro, dos efeitos nocivos do estresse. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi investigar o efeito protetor da fração rica em tocotrienol (TRF), extraída do óleo de palma, no giro denteado após exposição crônica ao estresse por restrição. Trinta e seis ratos machos Sprague Dawley foram divididos em quatro grupos: controle, estresse, tocotrienol e combinação de estresse e tocotrienol. Os animais foram estressados por restrição, 5 horas por dia, durante 21 dias consecutivos. TRF foi administrado por gavagem oral na dose de 200 mg/kg de peso corporal. Nossos resultados mostraram que o nível de corticosterona plasmática foi significativamente aumentado em resposta ao estresse em comparação ao controle. Os resultados confirmam os achados anteriores de que o estresse por restrição suprime a proliferação celular e reduz o número de células granulares do giro denteado. No entanto, a suplementação de TRF foi ineficaz para evitar ou minimizar as alterações induzidas por estresse. Assim, concluímos que TRF na dose corrente não é efetiva para prevenir as alterações morfológicas no giro denteado induzida por estresse crônico por restrição.

Aquisição de uma tarefa espacial por ratos submetidos a lesão hipocampal neonatal induzida por radiação ionizante / Acquisition of a non-matching to place task by rats with neonatal hippocampal lesion induced by ionizing radiation

Costa, Bueno e Xavier (2005) mostraram que ratos com lesão do giro denteado hipocampal produzida por colchicina apresentam prejuízo de desempenho em testes pós-operatórios em uma tarefa espacial de discriminação condicional (tarefa de non-matching-to-place, NMTP), embora o treino repetitivo promova recuperação do desempenho dos animais lesados. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de ratos com danos seletivos no giro denteado, induzidos pela exposição neonatal a radiação ionizante, na tarefa de NMTP. O grupo irradiado apresentou prejuízo nas primeiras sessões de treino quando comparado ao grupo controle; porém, seu desempenho se igualou ao dos animais controles nas últimas sessões, replicando resultados anteriores. Os resultados são discutidos no contexto da teoria do mapa espacial cognitivo.

Costa, Bueno e Xavier (2005) showed that rats with hippocampus dentate gyrus lesions produced by colchicine have post-surgical tests deficits in spatial tasks involving conditional discrimination (non-matching-to-place, NMTP), although repetitive training does promote the recovery of the lamed subject's performance. The purpose of this experiment was to assess the performance of rats with selective lesions of dentate gyrus induced by neonatal ionizing radiation in the NMTP task. The irradiated group showed deficits in the first training sessions when compared to the control group. Nevertheless, the performance of lesion and control groups was similar at the end of the sessions, as previously reported. The results are discussed in light of the cognitive map theory.