Effect of melatonin on peripheral nerve damage resulting from tibial defect in rats / Efecto de la melatonina sobre el daño de los nervios periféricos como resultado de un defecto tibial en ratas

SUMMARY: Peripheral nerve damage (PNI) can cause demyelination, axonal degeneration and loss of motor and sensory function. Melatonin with its antioxidative effect, has been reported to reduce scar formation in nerve injury, take a role in repair process by suppressing fibroblast proliferation in the damaged area. It was aimed to investigate the effect of melatonin in the repair of peripheral nerve damage and the relationship between S100 proteins and angiogenic regulation. Wistar albino rats were divided into 3 groups. In the Defect group, 6 mm tibial bone defect using a motorized drill was created and kept immobile for 28 days. In Defect + graft group, tibial bone defect with allograft treatment was applied and kept immobile for 28 days. In Defect + graft + Melatonin group, melatonin was administered to defect + allograft group. All rats were sacrified by decapitation, skin and tibia bone were removed then fixed with 10 % neutral buffered formalin and embedded in paraffin, sections were examined under light microscopy. In the Defect+Graft group, enlargement and occlusion of the vessels with degeneration of the epineural sheath, thickening of the endoneural sheath and mild hyperplasia of schwannocytus (Schwann cells) were remarkable. In the Defect+Graft+Melatonin group, the epineural sheath was tight and regular, the axonal structures were prominent in the endoneural area. Mild S100 expression was observed in Defect+Graft group in fibers of the endoneural region with a prominent expression in schwannocytus. In Defect+Graft+Melatonin group (10mg/kg), S100 expression was moderate in areas where schwannocytus proliferated and nerve-connective tissue sheaths were reconstructed. VEGF expression was moderate in endoneural, perineural and epineural connective tissue sheaths in the Defect+Graft+Melatonin group, with negative expression in blood vessel endothelial cells, but with a positive expression in schwannocytus. We conclude that with the application of melatonin; oxidative stress decreases, schwannocytus proliferation increases, having positive influence on nerve repair with the regulation of S100 signaling and angiogenetic structuring.

RESUMEN: El daño a los nervios periféricos puede causar desmielinización, degeneración axonal y pérdida de la función motora y sensorial. Se ha informado que la melatonina, con su efecto antioxidante, reduce la formación de cicatrices en lesiones nerviosas y desempeña un papel en el proceso de reparación al suprimir la proliferación de fibroblastos en el área dañada. El objetivo de este trabajo fue investigar el efecto de la melatonina en la reparación del daño de los nervios periféricos y la relación entre las proteínas S100 y la regulación angiogénica. Ratas albinas Wistar se dividieron en 3 grupos. En el grupo Defecto, se creó un defecto óseo tibial de 6 mm con un taladro motorizado y se mantuvo inmóvil durante 28 días. En el grupo Defecto + injerto, se aplicó tratamiento de defecto óseo tibial con aloinjerto y se mantuvo inmóvil durante 28 días. En el grupo Defecto + injerto + Melatonina, se administró melatonina al grupo defecto + aloinjerto. Todas las ratas fueron sacrificadas por decapitación, se extrajo la piel y el hueso de la tibia y luego se fijaron con formalina tamponada neutra al 10 % y se incluyeron en parafina, las secciones se examinaron bajo microscopía óptica. En el grupo Defecto+Injerto, fueron notables el agrandamiento y la oclusión de los vasos con degeneración de la vaina epineural, engrosamiento de la vaina endoneural e hiperplasia leve de los schwannocitos (neurolemnocitos). En el grupo Defecto+Injerto+Melatonina, la vaina epineural era estrecha y regular, las estructuras axonales eran prominentes en el área endoneural. Se observó expresión leve de S100 en el grupo Defecto+Injerto en fibras de la región endoneural con una expresión prominente en los schwannocitos. En el grupo Defecto+Injerto+Melatonina, la expresión de S100 fue moderada en áreas donde proliferaron los schwannocitos y se reconstruyeron las vainas de tejido conectivo nervioso. La expresión de VEGF fue moderada en vainas de tejido conectivo endoneural, perineural y epineural en el grupo Defecto+Injerto+Melatonina, con expresión negativa en células endoteliales de vasos sanguíneos, pero con expresión positiva en schwannocitos. Concluimos que con la aplicación de melatonina; disminuye el estrés oxidativo, aumenta la proliferación de schwannocitos, influyendo positivamente en la reparación nerviosa con la regulación de la señalización S100 y la estructuración angiogenética.

Electrical stimulation attenuates morphological alterations and prevents atrophy of the denervated cranial tibial muscle / Eletroestimulação atenua alterações morfológicas e previne atrofia do músculo tibial cranial desnervado

ABSTRACT Objective To investigate if electrical stimulation through Russian current is able to maintain morphology of the cranial tibial muscle of experimentally denervated rats. Methods Thirty-six Wistar rats were divided into four groups: the Initial Control Group, Final Control Group, Experimental Denervated and Treated Group, Experimental Denervated Group. The electrostimulation was performed with a protocol of Russian current applied three times per week, for 45 days. At the end, the animals were euthanized and histological and morphometric analyses were performed. Data were submitted to statistical analysis with a significance level of p<0.05. Results The Experimental Denervated Group and the Experimental Denervated and Treated Group had cross-sectional area of smaller fiber compared to the Final Control Group. However, there was significant difference between the Experimental Denervated Group and Experimental Denervated and Treated Group, showing that electrical stimulation minimized muscle atrophy. The Experimental Denervated and Treated Group and Initial Control Group showed similar results. Conclusion Electrical stimulation through Russian current acted favorably in maintaining morphology of the cranial tibial muscle that was experimentally denervated, minimizing muscle atrophy.

RESUMO Objetivo Investigar se a estimulação elétrica pela corrente russa é capaz de manter a morfologia do músculo tibial cranial de ratos desnervados experimentalmente. Métodos Foram utilizados 36 ratos Wistar, distribuídos em quatro grupos: Grupo Controle Inicial, Grupo Controle Final, Grupo Experimental Desnervado Tratado, Grupo Experimental Desnervado. A eletroestimulação foi realizada com um protocolo de corrente russa aplicada três vezes por semanas, durante 45 dias. Ao final, os animais foram eutanasiados e, em seguida, foram realizadas as análises histológica e morfométrica. Os dados foram submetidos à análise estatística, com nível de significância de p<0,05. Resultados Os Grupos Experimental Desnervado e o Grupo Experimental Desnervado Tratado apresentaram área de secção transversal da fibra menor quando comparados ao Grupo Controle Final. Entretanto, constatou-se diferença significativa entre o Grupo Experimental Desnervado e o Grupo Experimental Desnervado Tratado, mostrando que a estimulação elétrica minimizou atrofia muscular. Ainda, observou-se que o Grupo Experimental Desnervado Tratado apresentou resultados semelhantes ao Grupo Controle Inicial. Conclusão A estimulação elétrica por meio da corrente russa foi favorável na manutenção da morfologia do músculo tibial cranial desnervado experimentalmente, minimizando a atrofia muscular.

Comparative osteometric study of long bones in Yankasa sheep and red Sokoto goats / Estudio osteométrico comparativo de los huesos largos entre oveja Yankasa y las cabras rojas Sokoto

A morphometric study was undertaken on the long bones in the two predominant breeds of small ruminant in Northern Guinea Savanna zone of Nigeria, to determine their anatomical differences and thus, provide a means of differentiating the remains of these two species during zooarchaeological studies and gross anatomy practical session. The pelvic and pectoral limbs from thirty animals (15 Yankasa sheep and 15 Red Sokoto goats) of both sexes were used for this study. The long bones of the pectoral limbs considered were the humerus, radius, ulna and metacarpal III while those of the pelvic limbs were the femur, tibia and metatarsal III. The parameters considered were the mean weights, lengths and diameters of the proximal extremity, mid-shaft and distal extremities of these bones. The result of this study showed that there is a very high statistically significant difference (p < 0.001) in the length of long bones between the two species, with that of the Yankasa sheep being significantly longer than the Red Sokoto goat. Also, the differences in weights as well as diameters of the proximal, middle and distal shafts of the tibia between the two species are of a very high statistical importance (p < 0.001). Conversely, the differences in the proximal and distal diameters of the femur between the two species are not statistically significant (p > 0.05). Factors that may be responsible for these differences were discussed. It is concluded that the bones of the Yankasa sheep and Red Sokoto goat can be differentiated by the disparity in the length of these long bones or the disparity in the entire morphometry of the tibia bone.

Se realizó un estudio morfométrico en los huesos largos en las dos razas predominantes de pequeños rumiantes del norte de Guinea, zona de Sabana de Nigeria, para determinar sus diferencias anatómicas y proporcionar un medio de que permita diferenciar los restos, de estas dos especies, durante los estudios zooarqueológico y en además en práctica de anatómica. Se utilizaron los miembros pélvicos y pectorales de treinta animales (15 ovejas Yankasa y 15 cabras rojas de Sokoto) de ambos sexos. Los huesos largos de los miembros pectorales considerados fueron: húmero, radio, ulna y III metacarpiano, mientras que en los miembros pélvicos fueron: fémur, fíbula y el III metatarso. Los parámetros considerados fueron los pesos medios, longitudes y diámetros de la extremidad proximal y tercios medio y distal de estos huesos. Los resultados mostraron que existe una diferencia altamente significativa (p <0,001) en la longitud de los huesos largos entre las dos especies. Los huesos en las ovejas Yankasa son significativamente más largos que los de la cabra roja de Sokoto. Además, de las diferencias en el peso, así como los diámetros de los ejes proximal, media y distal de la fíbula entre las dos especies son estadísticamente significativos (p <0,001). Por el contrario, las diferencias en los diámetros proximal y distal del fémur entre las dos especies no son estadísticamente significativas (p> 0,05). Fueron discutidos los factores que pueden ser responsables de estas diferencias. Se concluye que los huesos de las ovejas y cabras Yankasa Red Sokoto, se pueden diferenciar por la disparidad en la longitud de los huesos largos o en la morfometría de la tibia.