Enriched environment contributes to recovery of visual acuity and increases perineuronal nets in monocular-deprived animals

ABSTRACT The aim of the present study was to analyze the influence of enriched environment on the distribution of perineuronal nets (PNNs) using a stereogically based unbiased protocol and visual acuity in adult Swiss albino mice that underwent monocular deprivation during the critical period of postnatal development. Eight female Swiss albino mice were monocular deprived were removed and cut at 70 µm thickness in a vibratome and processed for lectin histochemical staining with Wisteria floribunda agglutinin (WFA). Architectonic limits of area 17 were conspicuously defined by WFA histochemical staining, and the optical fractionator stereological method was applied to estimate the total number of PNNs in the supragranular, granular, and infragranular layers. All groups were compared using Student's t-test at a 95% confidence level. Comparative analysis of the average PNN estimations revealed that the EE group had higher PNNs in the supragranular layer (2726.33 ± 405.416, mean ± standard deviation) compared with the SE group (1543.535 ± 260.686; Student's t-test, p = .0495). No differences were found in the other layers. Visual acuity was significantly lower in the SE group (0.55 cycles/degree) than in the EE group (1.06 cycles/degree). Our results suggest that the integrity of the specialized extracellular matrix PNNs of the supragranular layer may be essential for normal visual acuity development.

Acuidade visual e matriz extracelular no córtex visual primário: alterações associadas à privação monocular precoce e ao enriquecimento ambiental

O objetivo do presente trabalho e analisar a influencia do enriquecimento ambiental sobre a acuidade visual e a distribuição das redes perineuronais (RPNs) no córtex visual primário de camundongos submetidos a privação monocular durante o período critico pos-natal. Camundongos suíços albinos fêmeas foram submetidos a sutura da pálpebra direita no 10o dia pos-natal (M, n=16), enquanto que os animais do grupo binocular não foram submetidos a nenhum procedimento cirúrgico (B, n=16). Ao completarem 21 dias, os animais foram subdivididos em: ambiente padrão e ambiente enriquecido, constituindo os grupos M.AP, M.AE, B.AP e B.AE. Após três meses, os animais foram submetidos ao teste de acuidade visual, perfundidos e secções coronais de seus cérebros processadas para histoquímica da lectina Wisteria floribunda e posterior quantificação através do método estereologico do fracionador óptico. Os animais do grupo B.AP apresentaram acuidade visual de 0.48 ciclos/grau, enquanto que aqueles alojados em ambiente enriquecido (B.AE) apresentaram um melhor desempenho do teste, atingindo 0.996 ciclos/grau. A acuidade visual foi significantemente menor nos animais submetidos a privação monocular (M.AP 0.18 ciclos/grau; M.AE 0.4 ciclos/grau). Os resultados estereologicos revelaram que o ambiente enriquecido aumenta o numero de RPNs tipo 1 e de RPNs total nas camadas supragranular e granular em ambos os hemisférios nos camundongos submetidos a privação monocular (ANOVA dois critérios, p<0.05), sendo que essa diferença na camada granular e decorrente principalmente do aumento das redes perineuronais da matriz extracelular no hemisfério direito. Na camada infragranular, os animais do grupo M.AE apresentaram um aumento apenas no numero de RPNs tipo 1.

Avaliação da exposição ao mercúrio e seus compostos sobre o desenvolvimento neuropsicomotor em crianças de Porto Velho-RO

Foram estudados 100 binômios mãe-filho para verificação dos níveis de mercúrio total ao nascimento e o curso da exposição pós-natal sobre o desenvolvimento e crescimento de lactentes durante o primeiro semestre de vida, na cidade de Porto Velho. Para avaliação da exposição pré-natal, verificaram-se os níveis de mercúrio total ao nascimento, em amostras de cabelo da mãe e recém-nascido, placenta, cordão umbilical e sangue materno. Os recém-nascidos foram submetidos a exame clínico e físico de rotina. As mães responderam um questionário com informações relevantes na busca de fatores de risco para a acumulação mercurial ou que poderiam afetar o desenvolvimento neuropsicomotor de suas crianças. Para avaliação da exposição pós-natal, 86 crianças foram submetidas a uma avaliação física e do desenvolvimento neuropsicomotor na semana em que completavam seis meses de idade. O teste de Gesell foi o instrumento utilizado oara avaliação do desenvolvimento neuropsicomotor. Também foi coletada uma nova amostra de cabelo da criança para verificação dos níveis de mercúrio total aos seis meses de idade. Todos os dados foram analisados, comparados e submetidos a tratamento estatístico. Das vinte e três crianças (26%) que apresentaram atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, 11 eram do sexo masculino e 12 eram do sexo feminino. Estas alterações foram correlacionadas com os níveis de mercúrio total no cabelo da criança ao nascer e aos seis meses de vida. Também foram encontradas correlações estatisticamente significantes entre o perímetro cefálico e os níveis de mercúrio total nas diversas amostras estudadas.

Efeito do ambiente sobre o período crítico de plasticidade do córtex pré-frontal de ratos

O período crítico de plasticidade do córtex cerebral é a etapa do desenvolvimento pós-natal do sistema nervoso onde os circuitos neurais são mais suscetíveis à mudanças influenciadas por informações oriundas do ambiente. No córtex pré-frontal de humanos, responsável pelas funções executivas, o período crítico de plasticidade estende-se desde o nascimento até o final da adolescência e início da vida adulta. Isto é definido, entre outros fatores, pelo amadurecimento das redes perineuronais, uma estrutura especializada da matriz extracelular, localizada em volta do corpo celular e dendritos proximais de interneurônios inibitórios. O objetivo desta pesquisa foi verificar o efeito do ambiente em etapas distintas da adolescência sobre a estrutura e a função do córtex pré-frontal de ratos e a distribuição da expressão espacial e temporal das redes perineuronais sob estas condições. As funções executivas foram avaliadas através de testes comportamentais medindo a capacidade de memória operacional e a inibição comportamental. Observamos que estímulos estressores crônicos imprevisíveis provocam alterações no período crítico de plasticidade do córtex pré-frontal e, consequentemente, influenciam o amadurecimento das funções executivas. Observamos também que o estresse crônico induz modificação no padrão de amadurecimento das redes perineuronais no córtex pré-frontal. Estes resultados indicam a vulnerabilidade do córtex pré-frontal de ratos adolescentes para os efeitos negativos de estímulos ambientais estressores sobre o período crítico de plasticidade.

Influência da atividade mastigatória e do ambiente sobre o aprendizado espacial e o padrão da atividade exploratória em modelo murinho senil

Para medir possíveis influências da mastigação e do estilo de vida sedentário em modelo murino senil, impusemos um de três regimes de dieta aos diferentes grupos experimentais do 21º dia pós-natal até 6 ou 18 meses de vida: dieta sólida tipo pellet; dieta em pellet seguida por uma em pó, farelada; ou dieta peletizada seguida de pó e novamente pellet, com intervalos de tempo iguais em cada dieta. Para mimetizar o estilo de vida sedentário ou ativo, os animais foram criados, respectivamente, em gaiolas-padrão (ambiente empobrecido-AP) ou em gaiolas enriquecidas (ambiente enriquecido-AE). Para medir os efeitos da dieta, do ambiente e da idade sobre a atividade exploratória, realizamos o teste do campo aberto, onde camundongos jovens de AP que sofreram alteração da atividade mastigatória demonstraram maior preferência pela zona periférica, mas no envelhecimento e no AE essas diferenças foram minimizadas. Nos velhos de AE, essas diferenças reapareceram. Já sobre as influências na aprendizagem e memória espacial, aplicamos o labirinto aquático de Morris e vimos que a redução da atividade mastigatória, independente do ambiente, diminuiu a taxa média de aprendizado espacial e sua reabilitação recuperou as perdas associadas em animais jovens e, quando combinada ao AE, melhorou a taxa de aprendizado em velhos. Não se encontrou correlação entre taxa de aprendizado e velocidade de nado dos camundongos sugerindo que os déficits são de natureza cognitiva. Concluímos assim, que a alteração da atividade mastigatória influencia o padrão de exploração por zonas no campo aberto e a estimulação ambiental acentua os seus efeitos no envelhecimento, privilegiando a preferência pela zona periférica e a redução da atividade mastigatória prejudica a memória espacial durante o teste do labirinto aquático de Morris e a sua reabilitação é capaz de recuperar as habilidades espaciais, mas em idosos é necessária a combinação com um AE.

Aspectos morfológicos comparativos entre neurônios da camada I do córtex visual de duas espécies de roedores: Cavia porcellus e Rattus norvegicus

A camada I tem como característica principal a baixa quantidade de neurônios e uma alta densidade de fibras nervosas. A morfologia dos neurônios da camada I ainda é pouco estudada, tanto que nos estudos que avaliaram a morfologia desses neurônios não se chegou ainda a um consenso sobre as formas e funções desses neurônios. Este estudo avaliou a morfologia dos neurônios da camada I do córtex visual de duas espécies de roedores: Cavia porcellus, popularmente conhecido no Brasil como porquinho-da-índia e Rattus norvegicus, que é o rato e foi utilizada a linhagem Wistar, comumente usado nas pesquisas científicas. O porquinho-da-índia é um modelo animal muito estudado, utilizado em diversos segmentos da ciência. Apesar dessa espécie ser bem estudada, trabalhos na camada I desse animal são relativamente raros, especialmente em relação à morfologia e eletrofisiologia dos neurônios dessa região cortical. Pesquisas em ratos sobre os neurônios da camada I são mais frequentes, tanto em relação a morfologia quanto a eletrofisiologia. Para discriminar as possibilidades de diferenças na morfologia dos neurônios da camada I do córtex visual do porquinho-da-índia e do rato, este estudo classificou esses neurônios de acordo com a trajetória de seus dendritos e analisou as medidas dendríticas utilizando a técnica de injeção intracelular de biocitina. Após a classificação dos neurônios as comparações foram feitas entre os mesmos tipos celulares de cada roedor. Foram utilizados 35 porquinhos-da-índia da variedade Dunkin-Hartley de pêlo curto de ambos os sexos com idades de 4 a 5 dias de vida pós-natal. Quanto aos ratos, foram utilizados 30 ratos da variedade Wistar, de ambos os sexos com idades de 14 a 21 dias de vida pós-natal. Os animais foram anestesiados e tiveram seus encéfalos removidos, hemisférios separados e foram realizados cortes no plano coronal na região occipital onde se localiza a área visual dos roedores. As fatias foram mantidas em líquido cérebro-espinhal artificial e em seguida levadas ao microscópio para injeção de biocitina e posteriormente foram fixadas e tratadas para montagem em lâmina e contracoradas com Nissl para melhor visualização. Os neurônios encontrados foram classificados como: horizontais, ascendentes, descendentes e radias. Foram analisadas as seguintes medidas dendríticas: área do campo receptor, comprimento dendrítico total e médio, área total do corpo celular, número de dendritos, distância da pia-máter e análise da distribuição de Sholl. Dos resultados obtidos os mais notáveis foram o alcance dos ramos dendríticos e o tamanho do corpo celular dos neurônios da camada I do porquinho-da-índia quando comparados aos do rato. Isso sugere que, nessa espécie, um maior número de microcircuitos neurais podem ser estabelecidos, e por conseguinte maior taxa metabólica, justificada pelo maior tamanho do corpo celular.

Avaliação das alterações cerebelares decorrentes da exposição ao etanol da adolescência à fase adulta

O abuso de álcool tem alcançado proporções massivas, associado a uma série de consequências adversas, transformando-se num dos fenômenos mais generalizados das últimas décadas sendo, portanto o álcool, agente da doença alcoólica, um problema de saúde pública.Os jovens estão em fase de transição fisiológica e social, sendo a curiosidade, a pressão do grupo social, o modelo familiar, a propaganda e a falta de políticas públicas,os principais fatores de riscos que os conduzem para o consumo precoce de álcool. O adolescente uma vez que se encontra em fase de maturação apresenta seu sistema nervoso central (SNC) vulnerável às agressões causadas pelo consumo dessa droga. Sabe-se que o álcool promove uma série de alterações motoras do ponto de vista clínico e concomitantemente fisiológico. Estas alterações são consequentes da ação do álcool sobre o SNC, mais especificamente sobre o Cerebelo, e que mediante uso crônico da droga sofre (como os demais órgãos do SNC) algumas alterações.O objetivo desse trabalho foi avaliar as alterações cerebelares decorrentes da exposição ao etanol da adolescência à fase adulta em ratos, sobre os padrões morfométricos observados no órgão, investigação da resposta tecidual e balanço oxidativo do órgão frente à injúria causada pelo tóxico. Ratos receberam a partir do 35° dia de vida pós-natal (período de puberdade), por gavagem, EtOH na dose de 6,5 g/kg/dia até completar 90 dias (fase adulta). Para visualização da injúria causada ao tecido, foi feito investigação morfométrica e análise bioquímica através de estresse oxidativo. Os resultados encontrados mostram que a massa cerebelar não é alterada, porém há uma redução no tamanho do órgão e houve um aumento na densidade da população celular nas camadas molecular e granular.No entanto ocorreu uma diminuição de células neuronais, contudo as alterações morfo-histológicas não foram acompanhadas de alterações na bioquímica oxidativa.

Investigação dos prejuízos motores decorrentes da exposição crônica ao etanol, em ratas intoxicadas da adolescência à fase adulta

De acordo com a Organização Mundial da Saúde, o etanol é a droga psicotrópica mais utilizada em todo mundo, ocupando hoje um lugar de destaque por já ser considerado um problema de saúde pública em todo o mundo. Seu consumo pesado está em alta dentre adolescentes, a partir de 15 anos, e adultos jovens Uma grande variedade de pesquisas relacionam seus efeitos nocivos a diversos órgãos e sistemas do organismo, bem como prejuízos e degeneração de estruturas do Sistema Nervoso central, sendo o cerebelo um de seus principais alvos, seja pela afinidade dessa substância por estruturas celulares seja pela capacidade de gerar uma cascata de processos deletérios. O objetivo deste estudo foi avaliar alterações comportamentais, associadas ao cerebelo, em ratas intoxicadas cronicamente por etanol da adolescência a fase adulta. Ratas com 35 dias de vida pós-natal receberam, durante 55 dias, etanol por meio de gavagem. Após esse período de intoxicação, os animais passaram por uma bateria de testes para avaliar déficits motores. Os testes comportamentais consistiram Open Field, Pole Test, Beam Walking e Rota-rod. Os resultados demonstraram que os animais expostos ao etanol apresentaram déficits motores em todos os testes comportamentais. Embora vários mecanismos estejam associados à degeneração cerebelar, estudos mais aprofundados devem ser realizados para investigar o verdadeiro efeito desta droga e sua correlação aos resultados obtidos nesta pesquisa.