Anabolic steroids and their effects of on neuronal density in cortical areas and hippocampus of mice / Esteroides anabolizantes e seus efeitos na densidade neuronal em áreas corticais e no hipocampo de camundongos

Abstract Anabolic substances have been increasingly used by bodybuilders and athletes with the goal of improving performance and aesthetics. However, this practice has caused some concern to physicians and researchers because of unknowledge of consequences that the indiscriminate and illicit use of these substances can cause. Thus, this study analyzed the effects of two commercially available anabolic steroids (AS), Winstrol Depot® (Stanozolol) and Deposteron® (Testosterone Cypionate), in the neuronal density of limbic, motor and sensory regions on the cerebral cortex and in CA1, CA2, CA3 regions of the hippocampus. A total of 60 Swiss mice were used (30 males and 30 females), separated into three groups: control and two experimental groups, which received the AAS. From each brain, homotypic and semi-serial samples were taken in frontal sections from areas established for the study. The results showed that females treated with testosterone cypionate presented a reduction in all regions tested and the ones treated with Stanozolol showed a decrease in some hippocampal areas. Regarding male animals, stanozolol led to a decrease in neuron number in one hippocampal region. These data allow us to conclude that supra-physiological doses of steroids used in this study, can cause considerable damage to nervous tissue with ultrastructural and consequently behavioral impairment. These changes could interfere with the loss of physical yield and performance of athletes and non-athletes and may cause irreparable damage to individuals making irresponsible use of anabolic steroids.

Resumo As substancias anabólicas tem sido cada vez mais utilizadas por fisiculturistas e atletas com o objetivo de melhorar o desempenho e a estética. No entanto, essa prática tem causado algumas preocupações aos médicos e pesquisadores, devido ao desconhecimento das consequencias que o uso indiscriminado e ilícito dessas substâncias podem causar. Diante disso, este estudo analisou os efeitos de dois esteroides anabolizantes (EA) comercialmente disponíveis, Winstrol Depot® (Stanozolol) e Deposteron® (cipionato de testosterona), na densidade neuronal das regiões corticais límbica, motora e sensitive bem como das áreas CA1, CA2, CA3 do hipocampo. Foram utilizados 60 camundongos Swiss (30 machos e 30 fêmeas), separados em três grupos: controle e dois grupos experimentais, que receberam o EA. De cada cérebro, foram coletadas amostras homotípicas e semi-seriadas em cortes frontais das áreas estabelecidas para o estudo. Os resultados mostraram que as fêmeas tratadas com cipionato de testosterona apresentaram uma redução em todas as regiões analisadas já as fêmeas tratadas com Stanozolol mostraram uma diminuição em algumas áreas do hipocampo. Em relação aos animais machos, o stanozolol levou a uma diminuição na densidade neuronal em uma região do hipocampo. Estes dados nos permitem concluir que doses supra fisiológicas de esteroides utilizadas neste estudo podem causar danos consideráveis ao tecido nervoso com comprometimento ultraestrutural e consequentemente comportamental. Essas alterações podem interferir na perda de rendimento físico e no desempenho de atletas e não atletas e podem causar danos irreparáveis a indivíduos que fazem uso irresponsável destes EA.

Anabolic steroids and their effects of on neuronal density in cortical areas and hippocampus of mice

Abstract Anabolic substances have been increasingly used by bodybuilders and athletes with the goal of improving performance and aesthetics. However, this practice has caused some concern to physicians and researchers because of unknowledge of consequences that the indiscriminate and illicit use of these substances can cause. Thus, this study analyzed the effects of two commercially available anabolic steroids (AS), Winstrol Depot® (Stanozolol) and Deposteron® (Testosterone Cypionate), in the neuronal density of limbic, motor and sensory regions on the cerebral cortex and in CA1, CA2, CA3 regions of the hippocampus. A total of 60 Swiss mice were used (30 males and 30 females), separated into three groups: control and two experimental groups, which received the AAS. From each brain, homotypic and semi-serial samples were taken in frontal sections from areas established for the study. The results showed that females treated with testosterone cypionate presented a reduction in all regions tested and the ones treated with Stanozolol showed a decrease in some hippocampal areas. Regarding male animals, stanozolol led to a decrease in neuron number in one hippocampal region. These data allow us to conclude that supra-physiological doses of steroids used in this study, can cause considerable damage to nervous tissue with ultrastructural and consequently behavioral impairment. These changes could interfere with the loss of physical yield and performance of athletes and non-athletes and may cause irreparable damage to individuals making irresponsible use of anabolic steroids.

Resumo As substancias anabólicas tem sido cada vez mais utilizadas por fisiculturistas e atletas com o objetivo de melhorar o desempenho e a estética. No entanto, essa prática tem causado algumas preocupações aos médicos e pesquisadores, devido ao desconhecimento das consequencias que o uso indiscriminado e ilícito dessas substâncias podem causar. Diante disso, este estudo analisou os efeitos de dois esteroides anabolizantes (EA) comercialmente disponíveis, Winstrol Depot® (Stanozolol) e Deposteron® (cipionato de testosterona), na densidade neuronal das regiões corticais límbica, motora e sensitive bem como das áreas CA1, CA2, CA3 do hipocampo. Foram utilizados 60 camundongos Swiss (30 machos e 30 fêmeas), separados em três grupos: controle e dois grupos experimentais, que receberam o EA. De cada cérebro, foram coletadas amostras homotípicas e semi-seriadas em cortes frontais das áreas estabelecidas para o estudo. Os resultados mostraram que as fêmeas tratadas com cipionato de testosterona apresentaram uma redução em todas as regiões analisadas já as fêmeas tratadas com Stanozolol mostraram uma diminuição em algumas áreas do hipocampo. Em relação aos animais machos, o stanozolol levou a uma diminuição na densidade neuronal em uma região do hipocampo. Estes dados nos permitem concluir que doses supra fisiológicas de esteroides utilizadas neste estudo podem causar danos consideráveis ao tecido nervoso com comprometimento ultraestrutural e consequentemente comportamental. Essas alterações podem interferir na perda de rendimento físico e no desempenho de atletas e não atletas e podem causar danos irreparáveis a indivíduos que fazem uso irresponsável destes EA.

Different levels of MT-I/II between patients with MTLE with or without seizure generalization: does hippocampal MT-I/II affects seizure spread, or does seizure spread promotes differential expression of MT-I/II? / Níveis diferentes de MT-I/II entre pacientes com MTLE com ou sem crise generalizada: os níveis hipocampais de MT-I/II afetam o alastramento das crises, ou o alastramento das crises promove expressão diferencial de MT-I/II?

In the central nervous system, zinc is released along with glutamate during neurotransmission and, in excess, can promote neuronal death. Experimental studies have shown that metallothioneins I/II (MT-I/II), which chelate free zinc, can affect seizures and reduce neuronal death after status epilepticus. Our aim was to evaluate the expression of MT-I/II in the hippocampus of patients with temporal lobe epilepsy (TLE). Hippocampi from patients with pharmacoresistant mesial temporal lobe epilepsy (MTLE) were evaluated for expression of MT-I/II and for neuronal, astroglial, and microglial populations. Compared to control cases, MTLE group displayed widespread increase in MT-I/II expression, astrogliosis and reduced neuronal population. MT-I/II levels did not correlate with any clinical variables, but patients with secondary generalized seizures (SGS) had less MT-I/II than patients without SGS. In conclusion, MT-I/II expression was increased in hippocampi from MTLE patients and our data suggest that it may be associated with different seizure spread patterns.

No sistema nervoso central, o zinco é liberado juntamente com o glutamato durante a neurotransmissão e, quando liberado em excesso, pode promover morte neuronal. Estudos indicam que as metalotioneínas I/II (MT-I/II), proteínas quelantes de zinco livre, podem afetar parâmetros relacionados às crises e reduzir a morte neuronal subsequente a um status epilepticus. Nosso objetivo foi avaliar a expressão de MT-I/II no hipocampo de pacientes com epilepsia do lobo temporal (ELT). Hipocampos de pacientes com ELT mesial (ELTM) resistente ao tratamento farmacológico foram avaliados para a expressão de MT-I/II e para as populações neuronal e astroglial. Quando comparadas com o grupo controle, pacientes com ELTM apresentaram aumento na expressão de MT-I/II, astrogliose e redução na densidade neuronal. Não foram observadas correlações entre os níveis de MT-I/II e as características clínicas dos pacientes, mas pacientes com crises secundariamente generalizadas apresentaram um aumento menor nos níveis de MT-I/II que os pacientes sem estas crises. Em resumo, um aumento na expressão de MT-I/II é observado em pacientes com ELTM e nossos dados sugerem que o aumento pode estar associado a diferentes padrões de crises epilépticas.

Densidad neuronal en la corteza visual primaria (área 17), en ratas sometidas a estrés crónico / Density in primary visual cortex (17 visual area) from rats subjected to chronic stress

El estrés puede ser definido como una amenaza a la integridad psicológica o fisiológica de un individuo. Por otro lado, se ha verificado que el estrés tiene efecto sobre la morfología y función de diversas estructuras del Sistema Nervioso Central, relacionadas con el aprendizaje, memoria y respuestas emocionales, tales como el hipocampo, amígdala y corteza prefrontal. Es por lo anterior, que el objetivo del presente trabajo fue realizar un estudio de la anatomía de la corteza visual primaria (área 17), en ratas machos (n=9), de la cepa Sprague-Dawley, de 3 meses de edad (250-350g.), sometidas a estrés crónico por inmovilización. Es así como se observó que el grupo estrés (n=3) presentó una menor densidad neuronal que el grupo control (n=3) y una significativa menor densidad neuronal (p<0,05) que el grupo post estrés (n=3) el cual presentó la más alta densidad neuronal observada. Estableciendo una relación inversa entre densidad neuronal y tamaño de los somas neuronales y sus respectivas conexiones y ramificaciones dendríticas. Lo anterior podría tener incidencia en el procesamiento de la información visual.

Stress can be understood as a threat to psychological or physiological integrity of the individual. Stress has previously shown to alter morphology and function of diverse structures of the Central Nervous System related to learning, memory and emotional response, such as hippocampus, amygdala and prefrontal cortex. In the current work we assessed the effect of chronic stress for immobilization on structure of primary visual cortex (area 17) in male adult Sprague-Dawley rats (n=9), of 3 months of age (250-350g.). Stressed rats (n=3) tended to show lower neuronal densities than control rats (n=3) and were significantly lower (p<0.05) than recovered post-stress rats (n=3), which showed the highest neuronal densities observed. Since an inverse correlation between neuronal density and size of neuronal bodies and their respective dendrite branches, these changes might impact processing of visual information.

Densidad neuronal en la corteza visual primaria (área 17), en dos especies de octodon / Neuronal density in primary visual cortex (17 visual area), in two species of octodon

Estudios experimentales demuestran que modificaciones medioambientales pueden producir alteraciones en el desarrollo normal de la corteza cerebral visual y sus conexiones. Por otra parte, es posible que en condiciones naturales, las especies animales hayan desarrollado adaptaciones genéticas a las distintas condiciones de luminosidad en que realizan su actividad. Recientemente, se han observado variaciones significativas en la densidad neuronal cortical del área 17 (área visual primaria), en roedores silvestres con diferentes períodos diarios de actividad y relación filogenética distante (Abrothrix olivaceus y Phyllotis darwini), pero aún no se ha determinado la naturaleza genética o plástica de dichas diferencias. En este trabajo se compararon especies con una mayor cercanía filogenética, para disminuir al máximo la variable taxonómica. Se estudió la corteza visual primaria (área 17), de roedores silvestres nativos, de las especies Octodon degus (n=5) y Octodon bridgesi (n=3), pertenecientes a la Familia Octodontidae, con el propósito de evidenciar cambios a través de la medición de la densidad neuronal, mediante la técnica del disector óptico, en cortes de 40 µm, incluidos en celoidina y teñidos con Nissl. Complementariamente, se realizó una cuantificación de la densidad neuronal de la corteza motora de las especies en estudio. O. degus, que presenta un período de actividad diurna, evidenció una densidad neuronal menor en la corteza visual (34,32 +/- 2,51 x 104 neuronas/mm3), que la observada en O. bridgesi (39,55 +/- 0,64 x 104 neuronas/mm3), especie de período de actividad nocturna; lo cual fue estadísticamente significativo (t=3,44; p<0,05). Las diferencias encontradas se podrían relacionar con el tipo de condiciones de luminosidad en que se desenvuelven dichas especies, aunque no se puede descartar la influencia de otros factores.

Studies show that environmental modifications can produce profound alterations in the normal development of the visual cortex and its connectivity. For the other hand it is possible that in natural conditions, animal species have developed genetic adaptations to the different conditions of luminance in which they normally behave. Recently have observed significant changes in cortical neuronal density of area 17 (primary visual area), in two sympatric Chilean rodents with different daily activity (Phyllotis darwini and Abrothrix olivaceus), but have not yet determined the genetic nature or plastic such differences. In this paper we compared species with a closer phylogenetic relation so as to minimize the taxonomic variable. We studied the primary visual cortex (area 17) of wild rodents native of the species Octodon degus (n=5) and Octodon bridgesi (n=3), belonging to the Octodontidae family, in order to show changes in the neuronal density, using celloidin-embedded, 40µm-thickness Nissl sections, with the aid of an optical dissector. In addition, we performed a quantification of the neuronal density of the motor cortex of the species under study. O. degus, bearing a crepuscular-diurnal activity pattern, showed a lower neuronal density in the visual cortex (34.32 +/- 2.51 x10(4) neuron/mm³) than that observed in O. bridgesi (39.55 +/- 0.64 x10(4) neuron/mm³), a species that exhibits a nocturnal phase preference, which was statistically significant (t=3.44; p<0.05). These differences might be related to differences in daily activity in two species, but we cannot discount the influence of other factors.

Análise comparativa da densidade de neurônios em áreas corticais de diferentes raças de cães / Comparative analisys of neuron densities in cortical areas of different dogs breed

Foram estudadas e comparadas as densidades neuronais do córtex cerebral de três raças de cães, com tipos constitucionais e aptidões funcionais característicos e distintos entre si. Dos encéfalos foram retirados fragmentos das diferentes áreas do córtex cerebral, correspondentes ao sistema límbico, visual, auditiva, motor, paladar, olfato e à área somestésica. Através de contagem visual-manual, foram buscados dados comparativos, entre áreas cerebrais versus raça associando tipos constitucionais versus aptidão funcional. Os fatores raças, áreas funcionais e hemisférios cerebrais podem ser variáveis dependentes entre si, pois foram encontradas diferenças estatisticamente significativas em valores correspondentes à média de densidade de neurônios das áreas estudadas nas diferentes raças, bem como entre os hemisférios cerebrais. Os resultados permitem concluir que a distribuição quantitativa de neurônios nas diferentes áreas corticais estudadas mostra diferenças significativas que estabelecem correlações com as aptidões funcionais e respectivos tipos constitucionais das raças enfocadas.

They were studied and compared the neuronal densities of the cerebral cortex of three dogs races, with constitutional types, characteristic and different functional aptitudes amongst themselves. Of the brain they were solitary fragments of the different areas of the cerebral cortex, corresponding to the system limbic, visual, hearing, motor, palate, sense of smell and to the area somestesic. Through counting appearance-manual, comparative data were looked for, among areas cerebral versus race associating types constitutional versus aptitude. The factors races, functional areas and cerebral hemispheres can be dependent variables amongst themselves, because they were found differences significant estimation in values corresponding to the average of density of neurons of the areas studied in the different races, as well as he/she enters the cerebral hemispheres. The results allow to end that the quantitative distribution of neurons in the different areas studied cortical display significant differences that establish correlations with the aptitudes functional.