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.

Agmatine Attenuates Brain Edema and Apoptotic Cell Death after Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury (TBI) is associated with poor neurological outcome, including necrosis and brain edema. In this study, we investigated whether agmatine treatment reduces edema and apoptotic cell death after TBI. TBI was produced by cold injury to the cerebral primary motor cortex of rats. Agmatine was administered 30 min after injury and once daily until the end of the experiment. Animals were sacrificed for analysis at 1, 2, or 7 days after the injury. Various neurological analyses were performed to investigate disruption of the blood-brain barrier (BBB) and neurological dysfunction after TBI. To examine the extent of brain edema after TBI, the expression of aquaporins (AQPs), phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs), and nuclear translocation of nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) were investigated. Our findings demonstrated that agmatine treatment significantly reduces brain edema after TBI by suppressing the expression of AQP1, 4, and 9. In addition, agmatine treatment significantly reduced apoptotic cell death by suppressing the phosphorylation of MAPKs and by increasing the nuclear translocation of NF-kappaB after TBI. These results suggest that agmatine treatment may have therapeutic potential for brain edema and neural cell death in various central nervous system diseases.

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.

Primary lateral sclerosis: a case report with spect study

Primary lateral sclerosis (PLS) is a neurodegenerative disease with progressive corticospinal involvement and characterized by lower limbs spasticity followed by upper limbs involvement, rare cranial nerve involvement, typical sparing of all sensory modalities, sphincteric function and eventually mild cognitive changes. The authors report a case of PLS in a 43-year-old woman with 3 years of clinical follow-up and extensive laboratory investigation, including a SPECT study which disclosed bilateral frontal motor area hypometabolism. Several aspects about this unique disease were reviewed, including differential diagnosis with other more common neurological disorders.