Control of the phosphorylation of the astrocyte marker glial fibrillary acidic protein (GFAP) in the immature rat hippocampus by glutamate and calcium ions: possible key factor in astrocytic plasticity

The present review describes recent research on the regulation by glutamate and Ca2+ of the phosphorylation state of the intermediate filament protein of the astrocytic cytoskeleton, glial fibrillary acidic protein (GFAP), in immature hippocampal slices. The results of this research are discussed against a background of modern knowledge of the functional importance of astrocytes in the brain and of the structure and dynamic properties of intermediate filament proteins. Astrocytes are now recognized as partners with neurons in many aspects of brain function with important roles in neural plasticity. Site-specific phosphorylation of intermediate filament proteins, including GFAP, has been shown to regulate the dynamic equilibrium between the polymerized and depolymerized state of the filaments and to play a fundamental role in mitosis. Glutamate was found to increase the phosphorylation state of GFAP in hippocampal slices from rats in the post-natal age range of 12-16 days in a reaction that was dependent on external Ca2+. The lack of external Ca2+ in the absence of glutamate also increased GFAP phosphorylation to the same extent. These effects of glutamate and Ca2+ were absent in adult hippocampal slices, where the phosphorylation of GFAP was completely Ca2+-dependent. Studies using specific agonists of glutamate receptors showed that the glutamate response was mediated by a G protein-linked group II metabotropic glutamate receptor (mGluR). Since group II mGluRs do not act by liberating Ca2+ from internal stores, it is proposed that activation of the receptor by glutamate inhibits Ca2+ entry into the astrocytes and consequently down-regulates a Ca2+-dependent dephosphorylation cascade regulating the phosphorylation state of GFAP. The functional significance of these results may be related to the narrow developmental window when the glutamate response is present. In the rat brain this window corresponds to the period of massive synaptogenesis during which astrocytes are known to proliferate. Possibly, glutamate liberated from developing synapses during this period may signal an increase in the phosphorylation

The neurobiology of infant maternal odor learning

Infant rats must learn to identify their mother’s diet-dependent odor. Once learned, maternal odor controls pups’ approach to the mother, their social behavior and nipple attachment. Here we present a review of the research from four different laboratories, which suggests that neural and behavioral responses to the natural maternal odor and neonatal learned odors are similar. Together, these data indicate that pups have a unique learning circuit relying on the olfactory bulb for neural plasticity and on the hyperfunctioning noradrenergic locus coeruleus flooding the olfactory bulb with norepinephrine to support the neural changes. Another important factor making this system unique is the inability of the amygdala to become incorporated into the infant learning circuit. Thus, infant rats appear to be primed in early life to learn odors that will evoke approach responses supporting attachment to the caregiver.

Telemetria de resposta neural intra-operatória em usuários de implante coclear

A possibilidade de realizar o implante coclear em crianças pequenas torna necessário o uso de medidas objetivas para auxiliar a programação do processador de fala. Telemetria é a propriedade que permite, no Nucleus 24®, a obtenção do potencial de ação composto evocado do VIII par (EAP) utilizando o implante como instrumento de estimulação e gravação para o estudo das propriedades neurais remanescentes. OBJETIVO: Descrever a utilização do sistema de telemetria para a gravação do EAP, caracterizando as respostas obtidas e a sua prevalência na condição intraoperatória. FORMA DE ESTUDO: clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Medidas das impedâncias dos eletrodos e do EAP em um grupo de 17 indivíduos usuários do implante Nucleus 24® durante a cirurgia. Análise das respostas de acordo com a etiologia, o tempo de duração da surdez e a posição dos eletrodos dentro da cóclea. RESULTADOS: Maior prevalência nos eletrodos apicais e limiares mais elevados nos casos de meningite e otosclerose. CONCLUSÃO: A telemetria é eficiente para a verificação da integridade dos eletrodos na condição intraoperatória e para a gravação do EAP, apresentando alta prevalência na população estudada.

Efeitos do potencial de ação neural sobre a percepção de fala em usuários de implante coclear

O Potencial de Ação Composto Evocado Eletricamente reflete a atividade do nervo auditivo, podendo ser registrado através dos eletrodos do implante coclear. A determinação dos elementos neurais estimuláveis pode contribuir para explicar a variabilidade de desempenho entre indivíduos implantados. OBJETIVO: Comparar o desempenho nos testes de percepção da fala entre pacientes que apresentaram e que não apresentaram potencial de ação composto evocado eletricamente no momento intra-operatório. MATERIAL E MÉTODO: Estudo prospectivo no qual 100 indivíduos usuários do implante coclear Nucleus 24 foram divididos em dois grupos de acordo com a presença ou ausência do potencial de ação intra-operatório. Após 6 meses de uso do dispositivo, os resultados dos testes de percepção de fala foram comparados entre os grupos. RESULTADOS: O potencial foi observado em 72% dos pacientes. A percepção no teste de frases em formato aberto foi melhor nos indivíduos com presença de potencial (média 82,8% contra 41,0%, p = 0,005). Houve associação entre ausência do potencial e etiologia da surdez por meningite. CONCLUSÃO: Ausência de potencial neural intraoperatório esteve associada ao pior desempenho na percepção da fala e à etiologia da surdez por meningite. Por outro lado, a presença do potencial de ação intraoperatório sugere ótimo prognóstico.

Perda auditiva sensório-neural na otite média crônica supurativa em pacientes com e sem colesteatoma

Perda auditiva sensório-neural (PASN) relacionada a otite média crônica supurativa (OMCS) foi estudada para esclarecer a participação do colesteatoma nesse contexto. OBJETIVO: Avaliar ocorrência de PASN na OMCS, correlacionando com colesteatoma, duração da doença e idade. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Estudo retrospectivo de 115 pacientes com OMCS com e sem colesteatoma submetidos à cirurgia. Incluíram-se pacientes com doença unilateral, orelha contralateral normal e idade inferior a 60 anos. RESULTADOS: Idade média foi de 26 anos, sendo 58 homens e 57 mulheres. Tempo médio de duração da doença otológica de 12,4 anos. Limiar auditivo médio foi de 40 dB na orelha com OMCS e 22dB na orelha normal (P=0,002). Observou-se colesteatoma em 78 dos 115 casos. Na orelha com OMCS, ocorreram 15 (13%) casos de PASN, sendo 7 associadas à colesteatoma e 8 não associadas. Seis casos de PASN foram severa/profunda, correlacionando-se com idade ajustada (P=0,003), ausência de colesteatoma (P=0,01), mas não com duração da doença (P=0,458). CONCLUSÃO: PASN ocorreu em 13% dos pacientes com OMCS, correlacionando-se com o aumento da idade, mas não com a presença de colesteatoma ou com maior duração da doença otológica.

Intra-population plasticity of Anopheles darlingi's (Diptera, Culicidae) biting activity patterns in the state of Amapá, Brazil

OBJECTIVE: To assess the variation in Anopheles darlingi's biting activity compared to An. marajoara in the same locality and to biting activity data from other regions. METHODS: Using human bait, eight observations of the biting activity of An. darlingi and An. marajoara were carried out during 1999 and 2000 in the municipality of São Raimundo do Pirativa, state of Amapá, Brazil. Each observation consisted of three consecutive 13-hour collections, close to full moon. There were shifts of collectors in the observation points and nocturnal periods. RESULTS: An. darlingi revealed considerable plasticity of biting activity in contrast to An. marajoara, which showed well-defined crepuscular biting peaks. No significant correlation between density and biting activity was found, but a significant correlation existed between time and proportional crepuscular activity, indicating underlying ecological processes not yet understood. Two of the four available data sets having multiple observations at one locality showed considerable plasticity of this species' biting patterns as well. CONCLUSION: Intra-population variation of biting activity can be as significant as inter-population variation. Some implications in malaria vector control and specific studies are also discussed.

Rede neural artificial para detecção de sobremortalidade atribuível à cólera no Ceará

OBJETIVO: Avaliar as redes neurais recorrentes enquanto técnica preditiva para séries temporais em saúde. MÉTODOS: O estudo foi realizado durante uma epidemia de cólera ocorrida no Estado do Ceará, em 1993 e 1994, a partir da sobremortalidade tendo como causa básica as infecções intestinais mal definidas (CID-9). O número mensal de óbitos por essa causa, referente ao período de 1979 a 1995 no Estado do Ceará, foram obtidos do Sistema de Informação de Mortalidade (SIM) do Ministério da Saúde. Estruturou-se uma rede com dois neurônios na camada de entrada, 12 na camada oculta, um neurônio na camada de saída e um na camada de memória. Todas as funções de ativação eram a função logística. O treinamento foi realizado pelo método de backpropagation, com taxa de aprendizado de 0,01 e momentum de 0,9, com dados de janeiro de 1979 a junho de 1991. O critério para fim do treinamento foi atingir 22.000 epochs. Compararam-se os resultados com os de um modelo de regressão binomial negativa. RESULTADOS: A predição da rede neural a médio prazo foi adequada, em dezembro de 1993 e novembro e dezembro de 1994. O número de óbitos registrados foi superior ao limite do intervalo de confiança. Já o modelo regressivo detectou sobremortalidade a partir de março de 1992. CONCLUSÕES: A rede neural se mostrou capaz de predição, principalmente no início do período, como também ao detectar uma alteração concomitante e posterior à ocorrência da epidemia de cólera. No entanto, foi menos precisa do que o modelo de regressão binomial, que se mostrou mais sensível para detectar aberrações concomitantes à circulação da cólera.

Efeito da fortificação alimentar com ácido fólico na prevalência de defeitos do tubo neural

OBJETIVO:Analisar o efeito de alimentos fortificados com ácido fólico na prevalência de defeitos de fechamento do tubo neural entre nascidos vivos. MÉTODOS: Estudo longitudinal de nascidos vivos do município de Recife (PE) entre 2000 e 2006. Os dados pesquisados foram obtidos do Sistema Nacional de Informações de Nascidos Vivos. Os defeitos de fechamento do tubo neural foram definidos de acordo com o Código Internacional de Doenças-10ª Revisão: anencefalia, encefalocele e espinha bífida. Compararam-se as prevalências nos períodos anterior (2000-2004) e posterior (2005-2006) ao período mandatório à fortificação. Analisou-se a tendência temporal das prevalências trimestrais de defeitos do fechamento do tubo neural pelos testes de Mann-Kendall e Sen's Slope. RESULTADOS: Não se identificou tendência de redução na ocorrência do desfecho (Teste de Mann-Kendall; p= 0,270; Sen's Slope =-0,008) no período estudado. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as prevalências de defeitos do fechamento do tubo neural nos períodos anterior e posterior à fortificação dos alimentos com acido fólico de acordo com as características maternas. CONCLUSÕES: Embora não tenha sido observada redução dos defeitos do fechamento do tubo neural após o período mandatório de fortificação de alimentos com ácido fólico, os resultados encontrados não permitem descartar o seu benefício na prevenção desta malformação. São necessários estudos avaliando maior período e considerando o nível de consumo dos produtos fortificados pelas mulheres em idade fértil.

Biological implications of the phenotypic plasticity in the Schistosoma mansoni - Nectomys squamipes model

The water-rat Nectomys squamipes is mostly important non-human host in schistosomiasis mansoni transmission in Brazil, due to its susceptibility, high abundance and water-contact pattern. During experimental infection of N. squamipes with Schistosoma mansoni, adult worms show phenotypic plasticity. This finding led us to investigate whether biological behavior is also affected. This was assessed comparing the biological characteristics of four S. mansoni strains: BE (State of Belém do Pará), CE (State of Pernambuco), CMO (State of Rio Grande do Norte) and SJ (State of São Paulo) using laboratory-bred N. squamipes. The infection was monitored by determination of the pre-patent period, fecal egg output, egg viability, intestinal egg count and, infectivity rate. No biological modification was observed in these parameters. Overall results highlight that N. squamipes was susceptible to several S. mansoni strains, suggesting that it might contribute to the maintenance of schistosomiasis mansoni in Brazil.

A utilização de uma rede neural artificial para previsão da incidência da malária no município de Cantá, estado de Roraima

INTRODUÇÃO: A malária é uma doença endêmica na Amazônia Legal Brasileira, apresentando riscos diferentes para cada região. O Município de Cantá, no Estado de Roraima, apresentou para todo o período estudado, um dos maiores índices parasitários anuais do Brasil, com valor sempre maior que 50. O presente estudo visa à utilização de uma rede neural artificial para previsão da incidência da malária nesse município, a fim de auxiliar os coordenadores de saúde no planejamento e gestão dos recursos. MÉTODOS: Os dados foram coletados no site do Ministério da Saúde, SIVEP - Malária entre 2003 e 2009. Estruturou-se uma rede neural artificial com três neurônios na camada de entrada, duas camadas intermediárias e uma camada de saída com um neurônio. A função de ativação foi à sigmoide. No treinamento, utilizou-se o método backpropagation, com taxa de aprendizado de 0,05 e momentum 0,01. O critério de parada foi atingir 20.000 ciclos ou uma meta de 0,001. Os dados de 2003 a 2008 foram utilizados para treinamento e validação. Comparam-se os resultados com os de um modelo de regressão logística. RESULTADOS: Os resultados para todos os períodos previstos mostraram-se que as redes neurais artificiais obtiveram um menor erro quadrático médio e erro absoluto quando comparado com o modelo de regressão para o ano de 2009. CONCLUSÕES: A rede neural artificial se mostrou adequada para um sistema de previsão de malária no município estudado, determinando com pequenos erros absolutos os valores preditivos, quando comparados ao modelo de regressão logística e aos valores reais.

Electromyography function, disability degree, and pain in leprosy patients undergoing neural mobilization treatment

INTRODUCTION: This study aimed to evaluate the effect of the neural mobilization technique on electromyography function, disability degree, and pain in patients with leprosy. METHODS: A sample of 56 individuals with leprosy was randomized into an experimental group, composed of 29 individuals undergoing treatment with neural mobilization, and a control group of 27 individuals who underwent conventional treatment. In both groups, the lesions in the lower limbs were treated. In the treatment with neural mobilization, the procedure used was mobilization of the lumbosacral roots and sciatic nerve biased to the peroneal nerve that innervates the anterior tibial muscle, which was evaluated in the electromyography. RESULTS: Analysis of the electromyography function showed a significant increase (p<0.05) in the experimental group in both the right (Δ%=22.1, p=0.013) and the left anterior tibial muscles (Δ%=27.7, p=0.009), compared with the control group pre- and post-test. Analysis of the strength both in the movement of horizontal extension (Δ%right=11.7, p=0.003/Δ%left=27.4, p=0.002) and in the movement of back flexion (Δ%right=31.1; p=0.000/Δ%left=34.7, p=0.000) showed a significant increase (p<0.05) in both the right and the left segments when comparing the experimental group pre- and post-test. The experimental group showed a significant reduction (p=0.000) in pain perception and disability degree when the pre- and post-test were compared and when compared with the control group in the post-test. CONCLUSIONS: Leprosy patients undergoing the technique of neural mobilization had an improvement in electromyography function and muscle strength, reducing disability degree and pain.

Factors associated with neural alterations and physical disabilities in patients with leprosy in São Luis, State of Maranhão, Brazil

Introduction Leprosy is a chronic infectious disease that is caused by Mycobacterium leprae. The objective of this study was to evaluate the risk factors that are associated with neural alterations and physical disabilities in leprosy patients at the time of diagnosis. Methods A prospective cross-sectional study was conducted on 155 leprosy patients who participated in a program that aimed to eliminate leprosy from São Luis, State of Maranhão. Results Patients who were 31-45 years of age, were older than 60 years of age or had a partner were more likely to have a disability. Patients with partners were 1.14 times more likely (p = 0.025) to have disabilities of the hands. The frequency of disabilities in the feet among the patients with different clinical forms of leprosy was statistically significant. Conclusions The identification of risk factors that are associated with neural alterations and physical disabilities in leprosy patients is important for diagnosing the disease because this approach enables physicians to plan and prioritize actions for the treatment and monitoring of patients.

Density-dependent morphological plasticity and trade-offs among vegetative traits in Eichhornia crassipes (Pontederiaceae)

Density-dependent responses are an important component of the organism life-history, and the resource allocation theory is a central concept to the life-history theory. When resource allocation varies due to environmental changes, a plant may change its morphology or physiology to cope with the new conditions, a process known as phenotypic plasticity. Our study aimed to evaluate how plant density affects Eichhornia crassipes allocation patterns. A total of 214 individuals in high and low density were collected. The density effect was observed in all plant traits examined including biomass accumulation. All traits of E. crassipes demonstrated higher values in high density conditions, except for biomass of leaves. Density exhibited a high influence on vegetative traits of E. crassipes, but did not influence allocation pattern, since a trade-off among the vegetative traits was not found. The morphological plasticity and the absence of trade-offs were discussed as strategies to overcome neighbor plants in competition situations. In high density conditions, there were clear changes in the morphology of the plants which probably allows for their survival in a highly competitive environment.

Neural Mechanisms and Delayed Gastric Emptying of Liquid Induced Through Acute Myocardial Infarction in Rats

Background: In pathological situations, such as acute myocardial infarction, disorders of motility of the proximal gut can trigger symptoms like nausea and vomiting. Acute myocardial infarction delays gastric emptying (GE) of liquid in rats. Objective: Investigate the involvement of the vagus nerve, α 1-adrenoceptors, central nervous system GABAB receptors and also participation of paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus in GE and gastric compliance (GC) in infarcted rats. Methods: Wistar rats, N = 8-15 in each group, were divided as INF group and sham (SH) group and subdivided. The infarction was performed through ligation of the left anterior descending coronary artery. GC was estimated with pressure-volume curves. Vagotomy was performed by sectioning the dorsal and ventral branches. To verify the action of GABAB receptors, baclofen was injected via icv (intracerebroventricular). Intravenous prazosin was used to produce chemical sympathectomy. The lesion in the PVN of the hypothalamus was performed using a 1mA/10s electrical current and GE was determined by measuring the percentage of gastric retention (% GR) of a saline meal. Results: No significant differences were observed regarding GC between groups; vagotomy significantly reduced % GR in INF group; icv treatment with baclofen significantly reduced %GR. GABAB receptors were not conclusively involved in delaying GE; intravenous treatment with prazosin significantly reduced GR% in INF group. PVN lesion abolished the effect of myocardial infarction on GE. Conclusion: Gastric emptying of liquids induced through acute myocardial infarction in rats showed the involvement of the vagus nerve, alpha1- adrenergic receptors and PVN.