1-triacontanol cerotate isolated from Marsilea quadrifolia Linn. safeguards hippocampal CA3 neurons and augments special memory deficit in chronic epileptic rats / Cerotato de 1-triacontanol aislado de Marsilea quadrifolia Linn. protege las neuronas CA3 del hipocampo y mejora el déficit de memoria especial en ratas epilépticas crónicas

SUMMARY: Currently many people with epilepsy do not have seizure control even with the best available medications. Moreover various antiepileptics have adverse cognitive impact with other side effect. Thus, need for new antiepileptic drugs still remains challenge. However, many of the natural components have antiepileptic action and this fact remains scientifically unexplored. This study was designed to check the behavioral and neuro-pathological outcome of 1-Triacontanol cerotate (1TAC), isolated from Marsilea quadrifolia Linn. (MQ) on chronic Pentylenetetrazol (PTZ) kindling model of epilepsy in rats. Two-month-old adult male Wistar rats (n=60) were randomly divided into six groups; Group I (Cage Control), II (Vehicle Control), III (Positive Control), IV (Standard drug treated), V (1TAC: 40 mg/kg) & VI (1TAC: 80 mg/kg). To induce kindling a 35 mg/kg dose of PTZ was injected i.p. in every 48 hrs for 30 days in Group III to VI. Spatial memory performance was tested using Morris water maze, following which brains were further processed for histopathological investigations. Interestingly, 1TAC was able to minimize the loss of pyramidal cells in hippocampal CA3 region. These cellular changes were behaviorally responded as improved special learning and memory, a better spatial navigation and object place configuration. The current study strongly implicates that 1TAC from MQ has potent neuroprotective role and augments special memory deficit in chronic epileptic rats. The isolated component which attenuates spatial memory performance could be beneficial outcome to retain cognitive blunting in chronic epilepsy.

RESUMEN: Actualmente, muchas personas con epilepsia no cuentan con un control adecuado de las convulsiones, incluso con los mejores medicamentos disponibles. Además, varios antiepilépticos tienen un impacto cognitivo adverso además de efectos secundarios. Por lo tanto, la necesidad de nuevos fármacos antiepilépticos sigue siendo un desafío. Sin embargo, muchos de los componentes naturales tienen acción antiepiléptica y este hecho permanece científicamente inexplorado. Este estudio se diseñó para verificar el resultado conductual y neuro-patológico del cerotato de 1-triacontanol (1TAC), aislado de Marsilea quadrifolia Linn. (MQ) en el modelo de epilepsia en ratas del pentilenetetrazol (PTZ) crónico (PTZ). Ratas Wistar adultas de dos meses de edad (n = 60) se dividieron aleatoriamente en seis grupos; Grupo I (Control de jaula), II (Control de vehículo), III (Control positivo), IV (Medicamento estándar de tratamiento), V (1TAC: 40 mg / kg) y VI (1TAC: 80 mg / kg). Para inducir la inflamación se inyectó una dosis de 35 mg / kg de PTZ i.p. en cada 48 horas durante 30 días en los grupos III a VI. El rendimiento de la memoria espacial se probó utilizando el laberinto de agua de Morris, después de lo cual se procesaron los cerebros para investigaciones histopatológicas. Curiosamente, 1TAC pudo minimizar la pérdida de células piramidales en la región CA3 del hipocampo. Estos cambios celulares respondieron de manera conductual como una mejora del aprendizaje especial y la memoria, una mejor navegación espacial y la configuración del lugar del objeto. El estudio actual implica fuertemente que 1TAC de MQ tiene un potente papel neuroprotector y mejora el déficit de memoria especial en ratas epilépticas crónicas. El componente aislado que atenúa el rendimiento de la memoria espacial podría ser un resultado beneficioso para retener la reducción cognitiva en la epilepsia crónica.

Alteraciones de las células de la microglía del sistema nervioso central provocadas por lesiones del nervio facial / Facial nerve injuries cause changes in central nervous system microglial cells

Resumen Introducción. El grupo de investigación del Laboratorio de Neurofisiología Comportamental de la Universidad Nacional de Colombia ha descrito modificaciones estructurales y electrofisiológicas en neuronas piramidales de la corteza motora producidas por la lesión del nervio facial contralateral en ratas. Sin embargo, poco se sabe sobre la posibilidad de que dichos cambios neuronales se acompañen también de modificaciones en las células gliales circundantes. Objetivo. Caracterizar el efecto de la lesión unilateral del nervio facial sobre la activación y proliferación de las células de la microglía en la corteza motora primaria contralateral en ratas. Materiales y métodos. Se hicieron pruebas de inmunohistoquímica para detectar las células de la microglía en el tejido cerebral de ratas sometidas a lesión del nervio facial, las cuales se sacrificaron en distintos momentos después de la intervención. Se infligieron dos tipos de lesiones: reversible (por compresión, lo cual permite la recuperación de la función) e irreversible (por corte, lo cual provoca parálisis permanente). Los tejidos cerebrales de los animales sin lesión (grupo de control absoluto) y de aquellos sometidos a falsa cirugía se compararon con los de los animales lesionados sacrificados 1, 2, 7, 21 y 35 días después de la lesión. Resultados. Las células de la microglía en la corteza motora de los animales lesionados irreversiblemente mostraron signos de proliferación y activación entre el tercero y séptimo días después de la lesión. La proliferación de las células de la microglía en animales con lesión reversible fue significativa solo a los tres días de infligida la lesión. Conclusiones. La lesión del nervio facial produce modificaciones en las células de la microglía de la corteza motora primaria. Estas modificaciones podrían estar involucradas en los cambios morfológicos y electrofisiológicos descritos en las neuronas piramidales de la corteza motora que comandan los movimientos faciales.

Abstract Introduction: Our research group has described both morphological and electrophysiological changes in motor cortex pyramidal neurons associated with contralateral facial nerve injury in rats. However, little is known about those neural changes, which occur together with changes in surrounding glial cells. Objective: To characterize the effect of the unilateral facial nerve injury on microglial proliferation and activation in the primary motor cortex. Materials and methods: We performed immunohistochemical experiments in order to detect microglial cells in brain tissue of rats with unilateral facial nerve lesion sacrificed at different times after the injury. We caused two types of lesions: reversible (by crushing, which allows functional recovery), and irreversible (by section, which produces permanent paralysis). We compared the brain tissues of control animals (without surgical intervention) and sham-operated animals with animals with lesions sacrificed at 1, 3, 7, 21 or 35 days after the injury. Results: In primary motor cortex, the microglial cells of irreversibly injured animals showed proliferation and activation between three and seven days post-lesion. The proliferation of microglial cells in reversibly injured animals was significant only three days after the lesion. Conclusions: Facial nerve injury causes changes in microglial cells in the primary motor cortex. These modifications could be involved in the generation of morphological and electrophysiological changes previously described in the pyramidal neurons of primary motor cortex that command facial movements.

The effects of progesterone on hypoxic ischemic injuries in the Cornu Ammonis (CA) region of the hippocampus of neonatal rats / Efectos de la progesterona en lesiones por hipoxia isquémica en la región Cornu Ammonis (CA) del hipocampo en ratas neonatas

Hypoxia-ischemia (HI) is a major cause of brain damage in the newborn. Several studies elicited the neuroprotective effects of progesterone in adult rats but there is very little literature available on neonatal rats. Therefore the present study is undertaken to see the effect of progesterone in hypoxic ischemic brain injury in neonatal rats, using an established neonatal HI rat pup model. Seven-day-old rat pups were subjected to right common carotid artery ligation and then 60 minutes hypoxia. The first dose of progesterone to treatment group was administered by peritoneal injection (4 mg/kg), after 10 minutes of exposure and subsequent doses were given by subcutaneous injection at 6 h, 24 h and 48 h intervals. Control group was also exposed to HI and was given only the vehicle (peanut oil) through the same route and intervals as that of treatment group. After 96 h, the pups were perfused with 10% formalin and brains were sampled and stained with toluidine blue. Cells density and number of pyramidal cells of the hippocampal Cornu Ammonis (CA) regions were examined by stereological methods. The histomorphometric assessment of the effects of progesterone showed minimal but no significant protective value in the volume, cells density and total number of pyramidal cells of hippocampal CA region of the treatment and control groups (p>0.05) after HI. Our results concluded that 4 mg/kg of PROG had no significant neuroprotective effect in HI model of the neonatal rat's hippocampus.

La hipoxia-isquémica (HI) es una causa importante de daño cerebral en el recién nacido. Varios estudios indican los efectos neuroprotectores de la progesterona en ratas adultas, sin embargo existe poca literatura disponible en ratas recién nacidas. Por tanto, el presente estudio se llevó a cabo para ver el efecto de la progesterona en la lesión cerebral HI en ratas recién nacidas, utilizando un modelo de cría de rata neonata HI establecido. A los siete días de nacidas, las crías de ratas fueron sometidas a la ligadura de la arteria carótida común derecha y luego 60 minutos de hipoxia. La primera dosis de progesterona fue administrada al grupo de tratamiento mediante inyección peritoneal (4 mg/kg), después de 10 minutos de exposición y las dosis posteriores fueron administradas por inyecciones subcutáneas en intervalos de 6 h, 24 h y 48 h. El grupo control también fue expuesto a HI y se le administró solamente aceite de cacahuete a través de la misma ruta y con los intervalos que recibió el grupo de tratamiento. Después de 96 h, las crias fueron perfundidas con formalina al 10% y se tomaron muestras de los cerebros, los que se tiñeron con azul de toluidina. La densidad celular y el número de células piramidales de las regiones del hipocampo Cornu Ammonis (CA) fueron examinadas por métodos estereológicos. La evaluación histomorfométrica de los efectos de la progesterona mostró un valor protector mínimo, pero no significativo en el volumen, densidad de las células y el número total de células piramidales de la región de CA del hipocampo de los grupos de tratamiento y control (p>0,05) después de HI. En conclusión, nuestros resultados indican que 4 mg/kg de progesterona no tuvo efecto neuroprotector significativo en el modelo de HI del hipocampo de ratas neonatas.

Retracción a largo plazo del árbol dendrítico de neuronas piramidales córtico-faciales por lesiones periféricas del nervio facial / Peripheral facial nerve lesion induced long-term dendritic retraction in pyramidal cortico-facial neurons

Introducción. Poco se sabe sobre las modificaciones morfológicas de las neuronas de la corteza motora tras lesiones en nervios periféricos, y de la implicancia de dichos cambios en la recuperación funcional tras la lesión. Objetivo. Caracterizar en ratas el efecto de la lesión del nervio facial sobre la morfología de las neuronas piramidales de la capa V de la corteza motora primaria contralateral. Materiales y métodos. Se reconstruyeron neuronas piramidales teñidas con la técnica de Golgi-Cox, de animales control (sin lesión) y animales con lesiones y sacrificados a distintos tiempos luego de la lesión. Se utilizaron cuatro grupos: sham (control), lesión 1S, lesión 3S y lesión 5S (animales con lesiones y evaluados 1, 3 y 5 semanas después de la lesión irreversible del nervio facial, respectivamente). Se evaluaron mediante el análisis de Sholl, las ramificaciones dendríticas de las células piramidales de la corteza motora contralateral a la lesión. Resultados. Los animales con lesiones presentaron parálisis completa de las vibrisas mayores durante las cinco semanas de observación. Comparadas con neuronas de animales sin lesiones, las células piramidales córtico-faciales de los lesionados mostraron una disminución significativa de sus ramificaciones dendríticas. Esta disminución se mantuvo hasta cinco semanas después de la lesión. Conclusiones. Las lesiones irreversibles de los axones de las motoneuronas del núcleo facial, provocan una retracción sostenida del árbol dendrítico en las neuronas piramidales córtico-faciales. Esta reorganización morfológica cortical persistente podría ser el sustrato fisiopatológico de algunas de las secuelas funcionales que se observan en los pacientes con parálisis facial periférica.

Introduction. Little evidence is available concerning the morphological modifications of motor cortex neurons associated with peripheral nerve injuries, and the consequences of those injuries on post lesion functional recovery. Objective. Dendritic branching of cortico-facial neurons was characterized with respect to the effects of irreversible facial nerve injury. Materials and methods. Twenty-four adult male rats were distributed into four groups: sham (no lesion surgery), and dendritic assessment at 1, 3 and 5 weeks post surgery. Eighteen lesion animals underwent surgical transection of the mandibular and buccal branches of the facial nerve. Dendritic branching was examined by contralateral primary motor cortex slices stained with the Golgi-Cox technique. Layer V pyramidal (cortico-facial) neurons from sham and injured animals were reconstructed and their dendritic branching was compared using Sholl analysis. Results. Animals with facial nerve lesions displayed persistent vibrissal paralysis throughout the fiveweek observation period. Compared with control animal neurons, cortico-facial pyramidal neurons of surgically injured animals displayed shrinkage of their dendritic branches at statistically significant levels. This shrinkage persisted for at least five weeks after facial nerve injury. Discussion. Irreversible facial motoneuron axonal damage induced persistent dendritic arborization shrinkage in contralateral cortico-facial neurons. This morphological reorganization may be the physiological basis of functional sequelae observed in peripheral facial palsy patients.

Diabetes-induced prefrontal nissl substance deficit and the effects of neem-bitter leaf extract treatment / Diabetes inducida por déficit prefrontal de sustancia de nissl y el efecto del tratamiento con extracto de hoja de neem amargo

Cognitive dysfunction is reportedly associated with poorly-managed diabetes mellitus. In this study, we report the effect of oral treatment with combined leaf extract (CLE) of neem and bitter leaf on the prefrontal cortex of diabetic Wistar rats. Adult male Wistar rats were randomized to one of the following groups: control, diabetic (STZ-induced), STZ + CLE, STZ + metformin and CLE only. At euthanasia, paraffin sections of the prefrontal cortex were stained with cresyl fast violet; while malondialdehyde (MDA) and glutathione peroxidase (GPx) were assayed in prefrontal homogenates. Oral CLE produced normoglycemia in the treated hyperglycaemic rats. Besides, Nissl-stained prefrontal sections showed no morphologic deficits in all the groups except the untreated diabetic rats. In the latter, there was weak Nissl staining, while prefrontal MDA was significantly high at euthanasia, compared with the control and CLE-treated rats (P<0.05). This study showed that untreated diabetes mellitus is associated with prefrontal Nissl body deficit and oxidative stress in Wistar rats. The absence of these deficits in CLE-treated rats suggests a neuroprotective effect of the extract in streptozotocin-induced diabetic rats. This may improve the cognitive function of the prefrontal cortex in diabetes mellitus.

La disfunción cognitiva es presuntamente asociada con un mal manejo de la diabetes mellitus. En este estudio, se presenta el efecto del tratamiento oral combinado con extracto de hoja (CLE) de hoja de neem amarga sobre la corteza prefrontal de ratas Wistar con diabetes. Las ratas Wistar adultas fueron asignadas al azar a uno de los siguientes grupos: control, diabetes (STZ inducida), STZ + CLE, STZ + metformina y CLE. Después de la eutanasia, los cortes de parafina de la corteza prefrontal se tiñeron con violeta de cresil rápido, mientras que el malondialdehído (MDA) y la glutatión peroxidasa (GPx) fueron analizadas en homogenizados prefrontales. El CLE produce normoglucemia en las ratas hiperglucémicas tratadas. Además, las secciones prefrontales teñidas para Nissl no muestran ningún déficit morfológico en todos los grupos excepto en las ratas diabéticas sin tratamiento. En este último caso, hubo una tinción de Nissl débil, mientras que la MDA prefrontal fue significativamente más alta en comparación con los grupos de ratas control y las tratadas con CLE (p <0,05). Este estudio mostró que la diabetes mellitus no tratada se asocia con déficit prefrontal de cuerpos de Nissl y estrés oxidativo en ratas Wistar. La ausencia de estos déficits en las ratas tratadas CLE, sugiere un efecto neuroprotector del extracto en ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina. Esto puede mejorar la función cognitiva de la corteza prefrontal en la diabetes mellitus.

Resistance of CA1 pyramidal cells to STZ-induced diabetes in young rats / Resistencia de las células piramidales CA1 a diabetes inducida por STZ en ratas jóvenes

The pyramidal cell density of CA1 hippocampal subfield following STZ-induced diabetes in young rats were studied. 12 male albino 6-week Wistar rats were allocated equally in groups of normal and diabetic. Hyperglycemia induced by Streptozotocin (80 mg/kg) in animals of diabetic group. After 5 weeks of study, all the rats were sacrificed and coronal sections were taken from dorsal hippocampal formation of the right cerebral hemispheres and stained with crysel violet. The area densities of the CA1 pyramidal cells were measured and compared among two groups. No significant difference between the densities of two experimental groups was found. The results can arise from the short period of diabetes and also the possible regenerative processes in developing brain of the young diabetic rats which compensated significant diabetes-induced neuronal loss.

La densidad de las células piramidales del subcampo CA1 hipocampal resultantes de diabetes inducida por STZ en ratas jóvenes fue estudiada. 12 ratas albinas Wistar macho, de 6 semanas fueron asignadas equitativamente en grupos normal y diabético. La hiperglicemia fue inducida por Streptozotocin (80 mg/kg) en los animales del grupo de diabéticos. Después de 5 semanas de estudio, todas las ratas se sacrificaron y se tomaron secciones coronales de la formación del hipocampo dorsal de los hemisferios cerebrales derecho y se tiñeron con violeta crisol. Las áreas de densidad de las células piramidales CA1 fueron medidas y comparadas entre los dos grupos. No se encontraron diferencias significativas entre las densidades de los dos grupos experimentales. Los resultados pueden explicarse debido al corto periodo de diabetes y también por la posibilidad de procesos regenerativos del cerebro en desarrollo de las ratas jóvenes diabéticas los cuales compensan significativamente la pérdida neuronal en la diabetes inducida.