Histological, biochemical and pharmacologycal characterization of the gastric muscular layer in Chagas disease / Caracterização histológica, bioquímica e farmacológica da musculatura gástrica na doença de Chagas

PURPOSE: To assess in vitro the correlation between the number of neurons and the sensitivity to cholinergic drugs and acetylcholinesterase activity in chagasic patients. METHODS: A 3x1 cm strip of the muscle layer of the anterior part of the stomach, always close to the angular incisure, was removed from 10 chronic chagasic patients (6 men) submitted to megaesophagus or megacolon surgery and from 10 non-chagasic patients (4 men) submitted to other types of surgery (control group), aged on average 52.3 and 50.1 years, respectively, for histological and pharmacological studies. The action of cholinergic drugs was investigated in isolated preparations according to the superfusion method of Ferreira and Costa, and acetylcholinesterase activity was determined by the method of Ellman. For neuron count, the strips were cut into 8 µm sections according to the method standardized by Alcântara. RESULTS: There was a difference in number of neurons between the chagasic (5,6) and control (7,3) groups. Acetylcholinesterase activity, in moles of hydrolyzed substrate per minute per gram tissue, was reduced in chagasic patients (4,32) compared to the controls (7,30). No hypersensitivity of the gastric musculature to cholinergic drugs was detected, with a reduced maximum response to carbachol and betanechol in the chagasic group. CONCLUSIONS: The reduction of neurons in the myenteric plexus of the stomach of chronic chagasic patients can be demonstrated even in the absence of clinical chagasic gastropathy. The hypersensitivity of the gastric musculature to cholinergic drugs probably depends on intense denervation. The reduced acetylcholinesterase activity demonstrates the involvement of the cholinergic innervation in the stomach of chronic chagasic patients. There was no correlation between number of neurons, sensitivity to cholinergic drugs and acetylcholinesterase activity in the gastric musculature of chagasic and non-chagasic patients.

OBJETIVO: Avaliar in vitro a correlação entre o número de neurônios e a sensibilidade a drogas colinérgicas e a atividade da acetilcolinesterase em pacientes chagásicos. MÉTODOS: Em 10 pacientes chagásicos crônicos (6 homens) submetidos à cirurgia de megaesôfago ou de megacólon e em 10 pacientes não chagásicos (4 homens) submetidos a outros tipos de cirurgia (grupo controle), respectivamente com idade média de 52,3 e 50,1 anos, retirou-se uma tira de 3x1 cm da camada muscular da parede anterior do estômago, sempre junto á cisura angular, que serviu para os estudos histológicos e farmacológicos. A ação de drogas colinérgicas foi feita em preparação isolada de acordo com o método de superfusão de Ferreira e Costa, e a determinação da atividade da acetilcolinesterase pelo método de Ellman. Para a contagem de neurônios a tira muscular foi submetida a cortes de 8 micra segundo método padronizado por Alcântara. RESULTADOS: Houve diferença do número de neurônios entre os grupos chagásico (5,6) e controle (7,3). A atividade da acetilcolinesterase mostrou-se diminuída nos chagásicos (4,32) expressa como número de moles do substrato hidrolisado por minuto por grama de tecido, em relação aos controles (7,30). Não se encontrou hipersensibilidade da musculatura gástrica a drogas colinérgicas, encontrando-se inclusive efeito máximo reduzido ao carbacol e betanecol no grupo chagásico. CONCLUSÕES: A redução de neurônios no plexo mioentérico do estômago de pacientes chagásicos crônicos pode ser demonstrada mesmo na ausência de gastropatia chagásica clínica. A hipersensibilidade da musculatura gástrica a drogas colinérgicas provavelmente depende de desnervação intensa. A redução da atividade da acetilcolinesterase demonstra o comprometimento da inervação colinérgica no estômago de pacientes chagásicos crônicos. Não houve correlação entre número de neurônios, sensibilidade a drogas colinérgicas e atividade da acetilcolinesterase na musculatura gástrica de pacientes chagásicos ou não chagásicos.

Estudo quantitativo da matriz extracelular e células do músculo liso de bexigas urinária após traumatismo raquimedular / Quantitative study of the extracellular matrix and smooth muscle cells of the urinary bladder after spinal cord injury

Lesões na inervação do trato urinário inferior ocasionado por traumatismo raquimedular afetam geralmente o músculo detrusor e o esfíncteres uretrais. Estas alterações acarretam problemas basicamente de incontinência urinária e aumento da pressão intravesical, decorrente deste traumatismo, trazendo consequências para o funcionamento do sistema urinário superior. Quantificar os elementos fibrosos da matriz extracelular e fibras musculares das bexigas neurogênicas hiper-reflexas comparando-as com bexigas normais. Foram utilizadas 6 amostras de bexigas neurogênicas de indivíduos que foram submetidos a cirurgia de reparação por cistoenteroplastia realizados pelo serviço de urologia do Hospital Municipal Souza Aguiar, estas amostras foram fixadas imediatamente em solução tamponada de formalina a 10%. O controle com amostras iguais as do estudo extraída de cadáveres cuja causa morte não relacionava-se ao sistema urogenital macroscópicamente. O material foi submetido as seguintes técnicas histoquímicas: H&E, van Gieson e Resorcina Fucsina resorcina de Weigert com prévia oxidação pela oxona. Imunohistoquímica: anti-elastina. A observação dos cortes corados pelo van Gieson demonstrou uma diminuição significativa do músculo liso de 13% e aumento do colágeno em 72% e as fibras do sistema elástico um aumento de 101%. Conclusão. Nas bexigas neurogênicas hiper-reflexas o músculo detrusor e os elementos fibrosos da matriz foram profundamente modificados. As fibras do sistema elástico foram as mais afetadas.

Lesions on lower urinary tract innervations caused by spinal cord injuries usually affect the detrusor muscle and urethral sphincter. Beside the smooth muscle fibers the collagen fibers and elastic system fibers, fibrous components of the extracellular matrix of the bladder wall, are strongly related to vesicle bladder compliance. For this reason the aim of this work is to quantify the fibrous elements of the extracellular matrix and muscle fibers of the neurogenic bladder hyperreflexia. Samples of neurogenic bladder were obtained from six men who had previously undergone surgical repair. The control group samples (n=6) were similarly obtained from patients whose deaths were not related to the urogenital system. The samples were stained using the following histochemical techniques: H&E, Van Gieson, Weigert and Sirius Red. Sections stained with Sirius Red were observed under polarization light microscopy to characterize possible different kinds of collagen. Immunohistochemical technique was used to characterize and quantify the elastic system fibers. Quantification analysis was performed by stereological methods. An increase of 72% of the collagen was observed. Nevertheless, the most significant difference observed was the raising of 101% of the elastic system fibers. Contrary the smooth muscle fibers showed a decrease of 13%. In the neurogenic bladder with detrusor hyperreflexia the fibrous elements of the extracellular matrix and smooth muscle fibers were greatly modified. The elastic system fibers seem to be the most affected in this disease.

Morphometry of myenteric neurons in stomach.

The wall of the gastrointestinal tract presents extensive plexuses of nerve fibres and neuronal cell bodies responsible for the modulation of the rhythmic gastrointestinal peristaltic activities, among other functions. One of the most developed ganglionated plexuses of the gastrointestinal tract is the Myenteric plexus located between the inner circular layer and outer longitudinal layer of the smooth muscle tunica. The musculature of fundus, body and pyloric parts of stomach are differently disposed and they perform different functions. Thus the present study was conducted to study the myenteric plexus of all parts of stomach by counting the number of collections of neurons, number of neurons in each collection, diameter and area of the neurons of the plexus. The stomach walls of 1 cm in size were taken from 5 cadavers of medical post mortem cases from Postgraduate Institute of Medical Sciences and Research, Chandigarh and were processed for paraffin sections. 5 and 10 micro thick sections were stained with haematoxylin and Eosin and examined under light microscope. Randomly selected sections were photomicrographed using digital camera and morphometrical analysis was done using Image-Pro Express software. Number of collections of neurons was maximum in fundus with an average of 4.521 and each collection on an average contain 5.27 neurons ranging from 1-31, while body had 3.292 collections containing 1-19 neurons (mean: 3.198), pylorus had 3.883 collections of neurons which contained 1-16 neurons (mean: 4.411). The neurons were classified as small, medium and large according to the size of the area of their cell bodies. In this way, 11.3% neurons were found to be small, 69.5% medium and 19.1% large in fundus, 8.7% small, 80.6% medium and 11.2% large in body and 11.1% small, 74.3% medium and 14.5% large in pylorus.

Intestinal Auerbach plexus structures with NADH histochemistry in three strains of spontaneous diabetic rats / Estructuras del plexo de Auerbach intestinal con histoquímica del NADH en tres líneas de ratas espontáneamente diabéticas

The enteric nervous system comprises two major systems: the submucosal and the myenteric plexus. Theaim of this study was to describe the myenteric plexusfrom three strains of spontaneous diabetic rats from thehistological point of view. Samples of small intestineand of proximal and distal colon were obtained fromthree spontaneous diabetic rats i.e., eSS, eSMT, βstrains and 1-year old Wistar rats. Specimens werestained with NADH (β-nicotinamide adenine dinucleotide,reduced form) histochemical technique andexamined with light microscope. Microscopically little modifications in mesh-like structure of intestinal Auerbach’s plexus from eSS were detected in comparisonwith Wistar rats samples. Intestinal plexus of eSMT and β rats showed disruption of mesh-like structures, modifications in the slightly colored background (smooth muscle) and augmented vascularization. Small intestine and colon are affected. In short: In our spontaneously diabetic rat models, mesh-like structure of Auerbach’s plexus is strain dependent.

El sistema nerviso entérico comprende dos sistemas mayores: el plexo submucoso y el plexo mientérico. Este estudio describe la estructura histológica del plexo mientérico en tres líneas de ratas espontáneamente diabéticas. Especímenes de intestino delgado, colon proximal y colon distal fueron obtenidos de tres líneas de ratas espontáneamente diabéticas: eSS, eSMT, β y Wistar de 1 año de edad. Los materiales obtenidos fueron procesados con la técnica histoquímica del NADH (β-nicotinamida adenina dinucleotido, forma reducida) y observados en un microscopio óptico. Pequeñas modificaciones histológicas en la estructura reticular del plexo de Auerbach intestinal pueden ser detectados en las ratas eSS cuando son comparadas con las ratas Wistar. La estructura reticular del plexo de Auerbach de las ratass eSMT y β muestran una desaparición de dicha estructura reticular, disminución de la coloración de base (músculo liso) y un aumento de la vascularización. Tanto el intestino delgado como el colon están afectados. Resumiendo: en nuestros modelos experimentales de ratas diabéticas la estructura reticular del plexo de Auerbach es dependiente de la línea de rata estudiada.

Rincones olvidados de la gastroenterología: las células intersticiales de Cajal / Forgotten corners of the gastrointestinal tract: interstitial cells of Cajal

Las células musculares lisas del tubo digestivo tienen tanto actividad eléctrica como mecánica. La contracción coordinada es regulada por un ritmo de marcapasos. La actividad eléctrica de marcapasos no es una propiedad intrínseca de la célula muscular, sino que es generada por un grupo especializado de otras células, dispuestas en una red entrelazada con los miocitos que se han denominado células intersticiales de Cajal, en honor del científico español Santiago Ramón y Cajal, quien las describiera en el siglo XIX. En el tubo digestivo esta red esta ubicada cerca del plexo mientérico y genera potenciales de marcapasos cuyos potenciales se transmiten pasivamente hacia las capas musculares vecinas donde generan cambios rítmicos en su potencial de membrana. El concepto actual es que los nervios autonómicos no contactan directamente con los miocitos para liberar sus neurotransmisores y así regular la función motora del tubo digestivo. En cambio, se contactan con las células de Cajal a través de sinapsis y éstas, a su vez, contactan con los miocitos vecinos. Por lo tanto, las células de Cajal son las responsables de recibir (¿y modular?) los estímulos, tanto excitatorios como inhibitorios. El estudio de sus alteraciones está mejorando nuestros conocimientos de diferentes trastornos motores del tubo digestivo. Pero además, las células de Cajal son el origen de las líneas celulares que dan lugar a los tumores estromales del tubo digestivo (GIST o gastrointestinal stromal tumors). Esta información no sólo nos da una mejor comprensión de la fisiología sino que además, permite diseñar terapias para estos tumores, en la medida que se conocen las bases moleculares y genéticas de esta transformación.

Morphometric Evaluation of PGP9.5 and NCAM Expressing Nerve Fibers in Colonic Muscle of Patients with Hirschsprung's Disease

A quantitative assessment of the density of the protein gene product 9.5 (PGP9.5), the neural cell adhesion molecule (NCAM), and the low-affinity nerve growth factor receptor (NGFR) expressing nerve fibers in the circular muscle layer in the colon was carried out by morphometric analyses from 13 patients with Hirschsprung's disease (HD). The difference in the nerve fiber density between the ganglionic and aganglionic segments was compared by calculating the ratio of the sum of the areas occupied by positively stained nerve fibers per unit area of the muscle after immunohistochemical staining on paraffin embedded tissue sections using computer software. There was an obvious difference in the density of the PGP9.5 stained nerve fibers between the ganglionic (0.0380 +/- 0.0171) and aganglionic segments (0.0143 +/- 0.01661). The NCAM-positive nerve fibers were fewer in number than those of both the PGP9.5-positive fibers and NCAM-positive fibers, which were also markedly lower in number in the aganglionic segment (0.0066 +/- 0.0076) than in the ganglionic segment (0.0230 +/- 0.0195). Immunostaining for low-affinity NGFR revealed much fainter staining in the ganglionic and aganglionic segment without a statistically significant difference in their density. Considering the fact that PGP9.5 is a very sensitive marker for nerve fibers, the results of this study reaffirm the innervation failure of the proper muscle in HD. The decreased NCAM expression level in the aganglionic segment appears to be caused not by the selective down-regulation of NCAM expression among the nerve fibers but by a markedly reduced number of nerve fibers.

El papel del músculo liso bronquial y los nervios en la fisiopatología del asma bronquial / The role of the airway smooth muscle and nerves in the physiopathology of bronchial asthma

Gran cantidad de evidencia se ha recopilado en los últimos años con relación a la naturaleza inflamatoria del asma bronquial, lo que ha traído como consecuencia la revisión obligada de aspectos importantes de su fisiopatología, y entre estos aspectos consideramos de sumo interés el papel que juega el músculo liso bronquial y los nervios en la génesis y desarrollo de esta enfermedad. La proteína quinasa C (PKC) está involucrada en la contracción mantenida del músculo liso bronquial in vitro, y puede por tanto ser de particular importancia en pacientes con asma crónica. El incremento del engrosamiento del músculo liso de las vías aéreas es otra característica llamativa en algunos pacientes con asma, y puede tener lugar tanto en las partes proximales como distales de las vías aéreas. La tos y la "apretazón" en el pecho son síntomas comunes en el asma y probablemente estos síntomas están mediados por la activación de aferentes nerviosos. Finalmente se expresan las posibles interrogantes futuras que pudieran definir las investigaciones en el campo de la fisiopatología del asma en lo relacionado con el músculo liso bronquial y la inervación pulmonar

Electromiografía en denervación autonómica y fibrosis de los cuerpos cavernosos / Electromyography in autonomic denervation and fibrosis on the corpus cavernosum

Describimos los hallazgos electromiográficos de 44 pacientes con lesión en la inervación autonómica del músculo liso cavernoso. Se utilizaron dos electromiógrafos adaptados para esa función, un polígrafo ATI 900 y un electromiógrafo de musculo liso Wiest. Las lesiones neurológicas fueron causadas en 17 pacientes por sección traumàtica de la uretra membranosa, en 25 por prostactectomia radical y 2 por resección abdominoperineal de recto (operación de Miles). La electromiografia de los cuerpos cavernosos EMG-CC permitió diagnosticar las lesiones de cada nervio eringente. Se observó que luego de un tiempo las lesiones completas pueden originar un registro compatible con una lesión degenerativa del músculo liso cavernoso causado por la falta de estimulación cavernosa basal. Se efectuaron registros simultáneos de la actividad simpática periférica de palmas y rótula con electrodos de superficio y coaxiales, correlacionándolos con la EMG-CC. Los pacientes con trastornos degenerativos del musculo liso cavernoso por lesión nerviosa presentaron una respuesta simpática epidérmica normal y registros de baja amplitud con respuesta escasa o ausente en los cuerpos cavernosos, aún ante maniobras de estimulación simpática. Se destaca la importancia de mantener farmacológicamente activo al musculo cavernoso, lo más tempranamente posible a la lesión neurológica

Pre and post-synaptic muscarinic receptors of the rat vas deferens: an update

Los receptores muscarínicos pre- y post sinápticos del vas deferens de la rata no son M1 ya que el antagonista muscarínico M1-selectivo pirenzepina (PZ) posee baja afinidad por ambos. Basándonos en este hecho las dos acciones de ACh, pre-0y post-sinápticas, en esta preparación parecen ser mediadas por receptores muscarínicos parecidos al subtipo M2. La siguiente serie de observaciones experimentales revelan que ambas respuestas son mediadas por receptores muscarínicos farmacológicamente distintos. El rango de orden de potencia desplegado por 3 antagonistas muscarínicos (Atropina, N-metil-escopolamina [NMS] y PZ) en cada uno de estos lugares son diferentes. Atropina y PZ son bloqueadores selectivos del receptor muscarínico presente en músculo liso. NMS es un antagonista selectivo del receptor pre-sináptico muscarínico que facilita la liberación de norepinefrina. Por último, PZ y NMS despliegan un antagonismo diferencial, siendo competitivos y no-competitivos pre- y post-sinápticamente, respectivamente. Los resultados sugieren que el receptor muscarínico post-sináptico presente en el músculo liso pertenece a los subtipos M2B (oM3). El receptor pre-sináptico pertenece a los subtipos M2A (o M2) o a una subclase de los receptores muscarínicos M2B (o M3)

Anaphylactic reaction in smooth muscle from the duck

1. Para saber si la falta de desensibilizacón en el pollo es característica del tejido aviario, se estudió la reacción anafiláctica en el pato. Las contracciones provocadas en segmentos de intestino de patos sensibilizados activamente, por exposición al antígeno específico, o reacción de Schultz-Dale, se comparan con respuestas similares de intestino sensibilizado de pollo y de cobayo. 2. El músculo liso de pollo sensibilizado activamente, se contrae cuando se le expone in vitro al antígeno específico. La tensión máxima desarrolalada duratne la reacción anafiláctica, se mantiene hasta que se lava la preparación. Una nueva exposición del músculo al antígeno produce otra vez desarrollo de tensión. Esto significa que la exposición al antígeno no desensibiliza el intestino de pollo. 3. El músculo liso intestinal de patos sensibilizados desarrolló tensión cuando se añadió el antígeno específico al bño, la tensión fué transitoria y pronto alcanzó la línea basal aún antes de lavar el antígeno. A diferencia de las observaciones en el músculo liso del pollo, una segunda dosis de antígeno no produce contracciónd el intestino del pato. El músculo liso del pato se comportó como el tejido del mamífero. La exposición al antígeno desensibilizó el intestino del pato. 4. En el pato con sensibilización múltiple, el orden de administración de los antígenos y su desensibilización no modifican la respuesta anafiláctica a cada antígeno. 5. Estos resultados se discuten en términos de las propiedades conocidas de los anticuerpos del pato