Altered oligodendrocytes in spinal enlargements of streptozotocin diabetic rats / Oligodendrocitos alterados en la intumescencia espinal de ratas diabéticas con estreptozotocina

ABSTRACT

SUMMARY: Disturbances of sensory and motor nerve conduction velocity in the spinal cord as well as degenerated myelin sheaths are observed in diabetic patients and animal models. Indeed, oligodendrocytes (OLs), which are important neuroglial cells, generate myelin in the central nervous system. Spinal enlargement, including cervical and lumbar enlargements, innervates all limbs. Thus, the purposes of this study were to examine and compare the ultrastructural alterations of OLs in spinal enlargements of streptozotocin (STZ)- induced diabetic rats and controls. Thirteen male Sprague-Dawley rats were induced with STZ in citrate buffer and six control rats were injected with the same buffer solution. All rats were sacrificed after inductions at four (short-term DM) and twenty-four weeks (long-term DM). The selected spinal enlargements were processed for transmission electron microscopy. The OL alterations in both the cervical and lumbar enlargements were apparently the same. In short-term DM, the nuclei of OLs became swelled with chromatin clumping. Cytoplasmic organelles were moderately damaged. In long-term DM, OLs contained shrinkage nuclei with thick heterochromatin clumping. Severely degenerated mitochondria with disrupted cristae and broken membranes were observed. Moreover, distended and fragmented rough endoplasmic reticulum were observed, and large clear areas were present in the cytoplasm. Additionally, the loosening, splitting, and destruction of myelin lamellae were found. This study can provide important preliminary information about the alteration of OLs in the spinal cords of diabetic patients, which might be involve in the impairments of sensory and motor conduction velocities in these individuals.

RESUMEN

RESUMEN En pacientes diabéticos y modelos animales se observan alteraciones de la velocidad de conducción nerviosa sensorial y motora en la médula espinal, así como vainas de mielina degeneradas. De hecho, los oligodendrocitos (OL), que son importantes células neurogliales, generan mielina en el sistema nervioso central. La intumescencia espinal, a nivel cervical y lumbar, inerva los miembros. Por lo tanto, los propósitos de este estudio fueron examinar y comparar las alteraciones ultraestructurales de los OL en la intumescencia espinal de ratas diabéticas inducidas por estreptozotocina (STZ) y controles. Se indujeron trece ratas macho Sprague-Dawley con STZ en tampón citrato y se inyectaron seis ratas de control con la misma solución tampón. Todas las ratas se sacrificaron después de la inducción a las cuatro (DM a corto plazo) y a las veinticuatro semanas (DM a largo plazo). Las ampliaciones de la columna seleccionadas se procesaron para microscopía electrónica de transmisión. Las alteraciones de OL en las intumescencias cervical y lumbar eran aparentemente las mismas. En la DM a corto plazo, los núcleos de los OL se hincharon con la acumulación de cromatina. Los orgánulos citoplasmáticos sufrieron daños moderados. En la DM a largo plazo, los OL contenían núcleos de contracción con aglutinación de heterocromatina gruesa. Se observaron mitocondrias severamente degeneradas con crestas y membranas rotas. Además, se observó un retículo endoplásmico rugoso distendido y fragmentado, y estaban presentes grandes áreas claras en el citoplasma. Además, se encontraron el aflojamiento, la división y la destrucción de las laminillas de mielina. Este estudio puede proporcionar información preliminar importante sobre la alteración de los OL en la médula espinal de los pacientes diabéticos, que podría estar involucrada en las alteraciones de las velocidades de conducción sensorial y motora en estos individuos.