Efeitos da hipóxia-isquemia perinatal sobre o comportamento motor, distribuição da Tirosina Hidroxilase na substância negra e da NADPH diaforase no hipocampo durante o desenvolvimento em ratos

A hipóxia isquemia (HI) pré-natal é uma das principais causas de mortalidade e doenças neurológicas crônicas em neonatos, que podem apresentar déficits remanentes como: retardamento, paralisia cerebral, dificuldade de aprendizado ou epilepsia. Estes prejuízos, provavelmente, estão relacionados com o atraso no desenvolvimento neural, astrogliose e com a perda de neurônios e oligodendrócitos. Déficits funcionais e cognitivos estão associados à degeneração de vias dopaminérgicas e de estruturas hipocampais. A enzima tirosina hidroxilase (TH) é a enzima limitante na síntese de dopamina e seus níveis são alterados em eventos de HI. O óxido nítrico (NO) é um gás difusível que atua modulando diferentes sistemas, participando de eventos como plasticidade sináptica e neuromodulação no sistema nervoso central e é produzido em grandes quantidades em eventos de injúria e inflamação, como é o caso da HI. O presente estudo teve por objetivos avaliar, utilizando o modelo criado por Robinson e colaboradores em 2005, os efeitos da HI sobre o comportamento motor e avaliar o desenvolvimento de estruturas encefálicas relacionadas a este comportamento como a substância negra (SN) e o complexo hipocampal. A HI foi induzida a partir do clampeamento das artérias uterinas da rata grávida, por 45 minutos no décimo oitavo dia de gestação (grupo HI). Em um grupo de fêmeas a cirurgia foi realizada, mas não houve clampeamento das artérias (grupo SHAM). A avaliação do comportamento motor foi realizada com os testes ROTAROD e de campo aberto em animais de 45 dias. Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P9, P16, P23 e P90, sendo então realizada imunohistoquímica para TH e histoquímica para NADPH diaforase (NADPH-d), para avaliação do NO. Nossos resultados demonstraram redução da imunorreatividade para a TH em corpos celulares na SN aos 16 dias no grupo HI e aumento na imunorreatividade das fibras na parte reticulada aos 23 dias, com a presença de corpos celulares imunorreativos nesta região no grupo HI. Demonstramos também aumento do número de células marcadas para NADPH-d no giro dentado nos animais HI, nas idades analisadas, assim como aumento na intensidade de reação no corno de Ammon (CA1 e CA3) aos 9 dias no grupo HI, e posterior redução nesta marcação aos 23 e 90dias neste mesmo grupo. Nos testes comportamentais, observamos diminuição da atividade motora no grupo HI com uma melhora do desempenho ao longo dos testes no ROTAROD, sem entretanto atingir o mesmo nível do grupo SHAM. Os animais HI não apresentaram maior nível de ansiedade em relação ao grupo SHAM, descartando a hipótese das alterações observadas nos testes de motricidade estarem relacionadas a fatores ansiogênicos. O modelo de clampeamento das artérias uterinas da fêmea se mostrou uma ferramenta importante no estudo das alterações decorrentes do evento de HI pré-natal, por produzir diversos resultados que são similares aos ocorridos em neonatos que passam por este evento.

Personas con parálisis cerebral y participación social: un ámbito de intervención en Educación Social.

[es] El ejercicio de una ciudadanía plena y autónoma con deberes y derechos, es un factor fundamental para asegurar la inclusión de las personas. En este Trabajo de Fin de Grado, se analiza y pone en evidencia la situación de desigualdad que tienen las personas con parálisis cerebral para constituirse como una ciudadanía de pleno derecho. Con este objeto, se ha realizado un diagnóstico de dicha situación en el Territorio Histórico de Bizkaia, recogiendo datos de diversas fuentes tanto bibliográficas como sobre el terreno. De acuerdo a las conclusiones obtenidas, se presenta un diseño metodológico de intervención para empoderar a las personas con parálisis cerebral como una ciudadanía autónoma, con derechos y deberes sociales.

Acurácia da avaliação doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal: uma revisão sistemática

O contexto do estudo é a predição da anemia fetal em gestantes portadoras da doença hemolítica perinatal e tem como objetivo avaliar a acurácia da medida doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal. A identificação dos estudos foi realizada com a adoção de bancos de dados gerais (MEDLINE e LILACS) e a partir de referências bibliográficas de outros autores. Os estudos selecionados tinham como critérios serem do tipo observacionais, com gestantes apresentando coombs indireto maior do que 1:8, técnica de insonação do vaso adequada, Vmax-ACM ≥ 1,5MOM, presença obrigatória de comparação com o padrão-ouro (hemoglobina fetal e/ou neonatal), e nível de evidência diagnóstica acima ou igual a 4. Os dados dos estudos selecionados foram alocados em tabelas 2x2 comparando o resultado do teste com o padrão-ouro. A acurácia diagnóstica foi expressa principalmente através da razão de verossimilhança. A revisão incluiu onze estudos, com uma amostra total de 688. Três estudos apresentaram delineamento do tipo prospectivo e nível de evidência diagnóstica categoria 1. A performance do teste em questão apresentou variação razoável. O estudo de Mari et al (2000) foi considerado o de melhor qualidade metodológica, apresentando uma RV(+) de 8,45 e uma RV(-) de 0,02. A medida do doppler da Vmax da ACM como preditor da anemia fetal na doença hemolítica perinatal está consolidada. Porém, alguns pontos precisam ser melhor esclarecidos, como o intervalo ideal dos exames em casos graves e a validade do método em fetos que já foram submetidos a transfusões intra-uterinas.

Efeitos da hipóxia-isquemia pré-natal durante o desenvolvimento: receptores e transportadores glutamatérgicos e comunicação celular in vitro

O cérebro infantil humano submetido à hipóxia-isquemia (HI) apresenta perda de oligodendrócitos, hipomielinização, astrogliose, alterações no desenvolvimento cortical e no comportamento motor, incluindo a paralisia cerebral. O cerebelo desempenha um importante papel no controle motor e diversos danos vêm sendo observados em humanos e animais que sofreram HI. A excitotoxicidade glutamatérgica é frequentemente associada à HI e junções celulares podem ser responsáveis pela transferência de moléculas capazes de modular os danos decorrentes. Dados prévios de nosso grupo utilizando um modelo de HI pré-natal em ratos demonstraram danos permanentes na estrutura cerebelar, indicando que os efeitos deletérios da HI pré-natal podem ser mantidos até a vida adulta. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os níveis de conexinas, receptores e transportadores de glutamato ao longo do desenvolvimento do cerebelo HI, e avaliar a configuração das junções celulares em culturas de astrócitos derivadas do cerebelo de ratos submetidos a esse modelo. Ratas no 18 dia de gestação, após anestesia, tiveram as quatro artérias uterinas obstruídas por 45 minutos (Grupo HI). Animais controle tiveram os úteros expostos sem sofrer a obstrução (Grupo SH). A gestação prosseguiu e apenas filhotes nascidos a termo foram utilizados. Os animais foram decapitados aos 2 (P2), 9 (P9), 16 (P16),23 (P23), 30 (P30), 45 (P45) e 90 (P90) dias pós-natal. Os cerebelos foram submetidos à técnica de Western blotting utilizando os anticorpos anti-NR2B, anti-GluR3, anti-EAAT1, anti-GFAP e anti-Cx43. Para a cultura de astrócitos foram utilizados cerebelos de animais P2. Após terem atingido confluência, as células foram fixadas e imunomarcadas com os anticorpos anti-Cx43, anti-GFAP, anti-nestina e anti-A2B5. Nossos resultados demonstram diferenças nos níveis de GluR3 durante o desenvolvimento do cerebelo SH e HI, havendo uma redução significativa da expressão desta subunidade no grupo HI em P9. Por outro lado, não foram verificadas alterações nos níveis de NR2B e de GFAP entre os grupos nas diferentes idades. Observou-se redução significativa de Cx43 em animais HI em P2 bem como nos astrócitos HI em cultura, os quais também apresentaram alterações morfológicas e diferenças na expressão do marcador A2B5. A alteração referente a GluR3 no grupo HI pode ser causada pela redução da arborização das células de Purkinje e pela redução no número de precursores de oligodendrócitos no cerebelo de animais HI em P9, já observadas em nosso laboratório. A diminuição de Cx43 indica que a passagem de substâncias por canais astrocitários pode estar reduzida e contribuir para a expansão dos danos persistentes descritos em HI. Alterações morfológicas e na expressão de marcadores da diferenciação de astrócitos podem refletir os potenciais efeitos de HI sobre a maturação destas células a longo-prazo. Nossos resultados apontam que a HI sistêmica pré-natal pode ser responsável por alterações que caracterizam a excitotoxicidade glutamatérgica. Ressaltamos também a importância da comunicação entre astrócitos como estratégia neuroprotetora nesta lesão.

Curso temporal dos efeitos da exposição à nicotina durante a lactação no sistema colinérgico cerebral de ratos

A Organização Mundial da Saúde estima que existam aproximadamente 250 milhões de mulheres tabagistas no mundo. Em países em desenvolvimento, a prevalência do tabagismo pode variar de 11 a 35% em mulheres grávidas, constituindo um problema de saúde pública. Nicotina, um agonista colinérgico considerado o mais importante componente ativo da fumaça do cigarro, é capaz de causar déficits em um cérebro em desenvolvimento, no entanto, muitos estudos investigam estes efeitos durante a gestação de roedores, que corresponde aos dois primeiros trimestres de gestação em humanos. O presente estudo, foi focado nos efeitos da nicotina sobre o sistema colinérgico cerebral durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos. Ratas lactantes foram expostas a nicotina (NIC, 6 mg/Kg/dia) ou a salina (SAL) via mini-bombas osmóticas (s.c.) a partir do 2 dia ate o 16 dia pós-natal (PN). Filhotes NIC e SAL foram sacrificados durante a exposição, em PN15, e após a retirada em três momentos diferentes, PN21, PN30 e em PN90. Quatro biomarcadores foram considerados. Para avaliação dos efeitos sobre os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs), nós utilizamos [3H]citisina, que é um ligante seletivo para α4β2. Nos também medimos o marcador [3H]hemicholinium-3 (CH-3) de alta afinidade para o transportador pré-sináptico de colina, e a atividade das enzimas colina acetiltransferase (ChAT) e acetilcolinesterase (AChE) no córtex cerebral (CX), mesencéfalo (MB) e hipocampo (HP) na prole. O grupo NIC apresentou supra-regulação de nAChRs em todas as regiões durante a exposição, este efeito foi revertido pouco tempo após a retirada. Interessantemente, uma significante infra-regulação de nAChRs foi observada após um longo tempo da retirada somente em CX. A exposição à nicotina reduziu a marcação para HC-3 durante a exposição em todas as regiões e foi revertida em PN21. Já em PN30, o grupo NIC apresentou uma diminuição do HC-3. Em contraste, em PN90, foi observado um aumento de HC-3. Não foram observados efeitos para atividade da ChAT e da AChE em CX. No que diz respeito ao MB, o grupo NIC apresentou um aumento de atividade para ambas as enzimas, ChAT e AChE, em PN30. Para a mesma idade, nos observamos um decréscimo desta atividade somente em HP. E, após um longo tempo de retirada, somente HP apresentou um aumento na atividade da ChAT. Estes dados sugerem que a exposição à nicotina em ratos durante o equivalente ao terceiro trimestre de gestação em humanos promove alterações no sistema colinérgico dos filhotes. Somado a isto, nossos resultados indicam que os efeitos prejudiciais são observáveis mesmo muito tempo após a exposição ter sido interrompida.

Distribuição da caspase-3 clivada no cerebelo de ratos durante o desenvolvimento em um modelo de hipóxia-isquemia sistêmica pré-natal

A Hipóxia-isquemia (HI) perinatal é um problema de saúde pública, e ocorrem aproximadamente 1,5 casos de encefalopatias por HI por 1000 nascidos vivos. Dos que sobrevivem 25-60% sofrem de deficiências permanentes do desenvolvimento neurológico, incluindo paralisia cerebral, convulsões, retardo mental, e dificuldade de aprender. Neurônios e oligodendrócitos, especialmente os progenitores, são os mais afetados pela HI. Existem vários modelos de HI, no entanto, poucos levam em consideração as intercorrências maternas, a importância da atividade placentária, e as trocas entre mãe-filho, que são clinicamente observadas em humanos. Robinson estabeleceu um modelo de HI sistêmica pré-natal transitório, onde o fluxo das artérias uterinas da rata grávida era obstruído por 45 minutos no décimo oitavo dia (E18) de gestação. Neste modelo foram observadas alterações que são similares às observadas em cérebros humanos que passaram por hipóxia perinatal, dentre as quais foram relatados aumento no nível de apoptose. Caspase-3 é descrita como uma enzima que atua na apoptose, e é amplamente utilizada como marcador para células apoptóticas. Vários autores vêm mostrando, entretanto, que a enzima caspase-3 pode estar ativada para fins não apoptóticos. No modelo de HI sistêmica pré-natal, foram observados astrogliose na substância branca, morte de oligodendrócitos, lesão em axônios tanto na substância branca como no córtex cerebral, e danos motores. Pouco se sabe da influencia do insulto HI no desenvolvimento do cerebelo, considerando que o cerebelo junto com o córtex motor, contribui para o controle motor. O objetivo desse trabalho foi avaliar a distribuição da caspase-3 clivada durante o desenvolvimento do cerebelo em um modelo de HI pré-natal. Os resultados deste trabalho demonstram que as células caspase-3 clivadas apresentaram duas morfologias distintas em ambos os grupos. Uma onde a caspase-3 foi observada apenas no núcleo, oscilando entre células com imunorreatividade fraca a intensa, e de células com a presença da caspase-3 no corpo celular, nos prolongamentos condensados e presença de fragmentos ao redor do soma, morfologia típica de célula em apoptose. A HI pré-natal, assim como nos hemisférios cerebrais, levou ao aumento de células caspase-3 clivadas com morfologia de progenitores de oligodendrócitos no cerebelo do grupo HI em P2, mas não em P9 e P23. Também foi demonstrado que a HI pré-natal não levou a uma ativação da apoptose em oligodendrócitos, neurônios e microglia (identificados por seus respectivos marcadores, CNPase, NeuN e ED1) apresentando marcação no núcleos de células GFAP+, na substância branca, camada granular e nas células da glia de Bergmann, em P9 e P23 no cerebelo. Podemos concluir que a HI pré-natal aumentou o número de células imunorreativas para a caspase-3 em um período crítico do desenvolvimento da oligodendroglia no cerebelo, e que a diminuição de progenitores de oligodendrócitos no cerebelo decorrente do insulto pré-natal visto em trabalhos anteriores, pode estar relacionada a morte celular por apoptose, embora não se possa descartar a hipótese da participação dessas células que apresentam caspase-3 clivada em outros eventos não apoptóticos desencadeados pela hipóxia-isquemia.

Efeito da vibração gerada em plataforma oscilante/vibratória em indivíduos com síndrome metabólica ou paralisia cerebral

A realização de atividade física regular é uma intervenção não farmacológica com grandes benefícios para melhora da qualidade de vida, redução da morbidade e da mortalidade de disfunções cardiorrespiratórias, controle da síndrome metabólica (SM), bem como no manejo de portadores de distúrbios neurológicos como na paralisia cerebral (PC). Os exercícios de vibração de corpo inteiro (EVCI) são produzidos quando o indivíduo está em contato com a base de uma plataforma oscilante/vibratória (POV) ligada devido a efeitos de vibrações sinusoidais e deterministas produzidas por essas plataformas. Os EVCI têm sido utilizados por pessoas treinadas e não treinadas e no tratamento de pacientes com diferentes desordens clínicas. Efeitos biológicos como aumento da flexibilidade e da força muscular são relatados através da realização destes exercícios. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos das vibrações geradas em POV em pacientes com SM ou com PC. Em relação aos estudos com SM, foi realizada uma busca no banco de dados PubMed para a palavra-chave flexibilidade e sua relação com os EVCI, bem como um estudo de caso sobre o efeito dos EVCI na flexibilidade de paciente com SM. Em relação à investigação com PC, revisão sistemática foi realizada sobre os efeitos dos EVCI em portadores de PC através de pesquisas nas bases de dados PubMed, Cochrane Library, Cinahl (Ebsco Host), PEDro, Science Direct and Scopus. Os resultados obtidos através do uso de protocolo de EVCI com baixa frequência (5 a 14 Hz) foi verificado aumento da flexibilidade anterior de tronco em paciente com SM e parece haver uma estabilização desta medida ao longo do protocolo proposto de onze sessões. Um importante número de publicações é encontrado no PubMed para a palavra-chave flexibilidade e os achados de nossa investigação revelam que há interesse em avaliar o efeito dos EVCI na flexibilidade dos indivíduos. Os efeitos pesquisados em pacientes com PC incluem fortalecimento muscular, redução da espasticidade, aumento na flexibilidade, aumento de densidade mineral óssea e melhora do controle postural. Em conclusão, a análise dos estudos apresentados permite sugerir que os EVCI podem ser uma modalidade de intervenção segura para portadores de SM, melhorando a flexibilidade anterior de tronco. Além disso, a revisão realizada mostra melhora da flexibilidade em vários grupos estudados. Para portadores de PC, foi verificado que os EVCI melhoram vários parâmetros clínicos de portadores, porém, como os protocolos não são descritos com detalhes, as evidências para uma definição de melhores parâmetros para esta população permanecem inconclusiva.

Efeitos da exposição à nicotina e à fumaça de cigarro durante a lactação sobre o sistema de recompensa cerebral em ratos

Crianças de mães fumantes são mais suscetíveis a se tornarem adultos obesos e se viciarem em drogas ou alimentos palatáveis. Drogas e alimentos ativam a via mesolímbica de recompensa, causando sensação de prazer que induz ainda mais o consumo. Assim, avaliamos a relação entre a exposição apenas à nicotina ou à fumaça do cigarro durante a lactação com a preferência alimentar e sistema dopaminérgico de recompensa cerebral das proles, em dois modelos de programação: Modelo I: no 2o dia pós-natal (PN), lactantes receberam implante de minibombas osmóticas que liberam nicotina (NIC) ou salina (C), durante 14 dias. Em PN150 e novamente em PN160, as proles foram divididas em 4 grupos para um desafio alimentar: N-SC e C-SC que receberam ração padrão; N-SSD e C-SSD que podiam escolher livremente entre as dietas hiperlipídica e hiperglicídica. A ingestão alimentar foi avaliada após 12 h. As mães foram sacrificadas apenas na 21 da lactação (desmame) e as proles em PN15 (com nicotina), PN21 e PN170 (ausência da NIC). Ao desmame, as ratas lactantes NIC apresentaram menor conteúdo de tirosina hidroxilase (TH), maior OBRb e SOCS3 na area tegmentar ventral (VTA); menor TH, maior receptor de dopamina 1 (D1R), receptor de dopamina 2 (D2R) e transportador de dopamina (DAT) no núcleo accumbens (NAc); maior conteúdo de TH no estriado dorsal (DS); e maior D2R e SOCS3 no núcleo arqueado (ARC). Em PN15, os filhotes NIC apresentaram maior conteúdo de D1R, D2R e menor DAT no NAc, enquanto em PN21, apresentaram apenas menor DAT no DS, e menor conteúdo de pSTAT3 em ARC. Aos 170 dias, as proles SSD demonstraram maior preferência para a ração hiperlipídica. No entanto, os animais N-SSD consumiram mais ração hiperglicidica do que as proles C-SSD. A prole N apresentou menor conteúdo de D2R e DAT no NAc e menor D2R no ARC. Modelo II: as mães e suas proles foram divididas em: expostos à fumaça do cigarro (grupo S: 4 vezes / dia, do 3 ao 21 dia de lactação), e expostos ao ar filtrado (grupo C). Em PN175, as proles foram divididas em 4 grupos para o desafio alimentar S-SC, C-SC, S-SSD e C-SSD. A ingestão alimentar foi avaliada após 30 min e 12 h. Em PN180, as proles foram sacrificadas. O grupo S-SSD ingeriu mais das rações palatáveis do que o grupo C-SSD em 30 min e 12 h. Ambos os grupos preferiram a ração hiperlipídica. No entanto, os animais S-SSD consumiram mais ração hiperlipídica do que C-SSD em 30 min. A prole S apresentou menor conteúdo de TH no VTA, menor conteúdo de TH, D2R e maior conteúdo de D1R no NAc e menor OBRb no ARC. Demonstramos que tanto a nicotina isolada como a exposição à fumaça do cigarro durante a lactação resultaram em mudanças no sistema dopaminérgico das proles, programando o comportamento alimentar devido à diminuição da dopamina no NAc.

The computer simulation of primate (Macaca mulatta) spatial visual delayed response and cerebral prefrontal control function

Cerebral prefrontal function is one of the important aspects in neurobiology. Based on the experimental results of neuroanatomy, neurophysiology, behavioral sciences, and the principles of cybernetics and information theory after constructed a simple model simulating prefrontal control function, this paper simulated the behavior of Macaca mulatta completing delayed tasks both before and after its cerebral prefrontal cortex being damaged. The results indicated that there is an obvious difference in the capacity of completing delayed response tasks for the normal monkeys and those of prefrontal cortex cut away. The results are agreement with experiments. The authors suggest that the factors of affecting complete delayed response tasks might be in information keeping and extracting of memory including information storing, keeping and extracting procedures rather than in information storing process.

Neurons characterization in the cerebral ganglia of the green-lipped mussel, Perna canaliculus, using antibodies raised against neuropeptides and neurotransmitters involved in gastropod egg-laying behaviour and bivalve reproduction and spawning

Immunohistochemical techniques were used to characterise central neurons in the cerebral ganglia of both male and female Perna canaliculus. We used mollusc antibodies raised against neuropeptides and neurotransmitters known to control reproduction and spawning. Anti-ELH and anti-APGWamide showed very strong immunoreactivity in small type of neurons. Anti-5-HT and anti-DA immunoreactivity was mostly in large type of neurons. The labelled neurons are consistent with descriptions of neurosecretory cells implicated in the control of reproduction and spawning on the basis of earlier histological staining techniques used in this species. The use of selective immunological markers for peptides and amines appears to be a promising tool for further characterisation of neurosecretory cells, and to isolate and characterise neuropeptides and other biologically active materials involved in the control of reproduction in Perna canaliculus.

Effect of Pyrethrins and Rosemary on the ATPase Activities of Rat Cerebral Synaptosome

除虫菊酯越来越广泛地被应用于农业和家庭昆虫防治,主要通过作用于膜结合蛋白而对动物起神经毒性.迷迭香因其抗氧化功能而被应用于很多商业化的除虫菊酯产品中.本实验以大鼠大脑突触体ATP酶为研究对象,对除虫菊酯和迷迭香的药理学进行了研究.用Percoll梯度离心法分离突触体,通过检测无机磷的量来测定总ATP酶和Mg2+-ATP酶活性.结果表明,除虫菊酯在浓度为10 μmol/L时总ATP酶和Mg2+-ATP酶分别降低到对照的80.3%和46.9%.迷迭香在浓度为0.3～30 μmol/L时几乎不影响ATP酶活性,当浓度上升到3 000 μmol/L时,总ATP酶活性降低到66.8%,而Mg2+-ATP酶活性降低到54.5%. 10 μmol/L 除虫菊酯和30 μmol/L迷迭香混合物引起总ATP酶和Mg2+-ATP酶分别降低到72.9%和33.4%.结论: 1) 除虫菊酯能抑制大鼠大脑ATP酶活性; 2) 迷迭香只在高浓度下才对ATP酶有抑制作用; 3) 迷迭香能增强除虫菊酯对ATP酶的抑制作用.图3参19

Effects of Naotan Pill on repair of neural cells and cognitive disorders in juvenile rats following hypoxia and ischemia

BACKGROUND: Hypoxia and ischemia induce neuronal damage, decreased neuronal numbers and synaptophysin levels, and deficits in learning and memory functions. Previous studies have shown that lycium barbarum polysaccharide, the most effective component of barbary wolfberry fruit, has protective effects on neural cells in hypoxia-ischemia. OBJECTIVE: To investigate the effects of Naotan Pill on glutamate-treated neural cells and on cognitive function in juvenile rats following hypoxia-ischemia. DESIGN, TIME AND SETTING: The randomized, controlled, in vivo study was performed at the Cell Laboratory of Lanzhou University, Lanzhou Institute of Modern Physics of Chinese Academy of Sciences, and Department of Traditional Chinese Medicine of Gansu Provincial Rehabilitation Center Hospital, China from December 2005 to August 2006. The cellular neurobiology, in vitro experiment was conducted at the Institute of Human Anatomy, Histology, Embryology and Neuroscience, School of Basic Medical Sciences, Lanzhou University, and Department of Traditional Chinese Medicine of Gansu Provincial Rehabilitation Center Hospital, China from March 2007 to January 2008. MATERIALS: Naotan Pill, composed of barbary wolfberry fruit, danshen root, grassleaf sweetflag rhizome, and glossy privet fruit, was prepared by Gansu Provincial Rehabilitation Center, China. Rabbit anti-synaptophysin, choline acetyl transferase polyclonal antibody, streptavidin-biotin complex kit and diaminobenzidine kit (Boster, Wuhan, China), as well as glutamate (Hualian, Shanghai, China) were used in this study. METHODS: Cortical neural cells were isolated from neonatal Wistar rats. Neural cell damage models were induced using glutamate, and administered Naotan Pill prior to and following damage. A total of 54 juvenile Wistar rats were equally and randomly assigned into model, Naotan Pill, and sham operation groups. The left common carotid artery was ligated, and then rat models of hypoxic-ischemic injury were assigned to the model and Naotan Pill groups. At 2 days following model induction, rats in the Naotan Pill group were administered Naotan Pill suspension for 21 days. In the model and sham operation groups, rats received an equal volume of saline. MAIN OUTCOME MEASURES: Neural cell morphology was observed using an inverted phase contrast microscope. Survival rate of neural cells was measured by MTT assay. Synaptophysin and choline acetyl transferase expression was observed in the hippocampal CA1 region of juvenile rats using immunohistochemistry. Cognitive function was tested by the Morris water maze. RESULTS: Pathological changes were detected in glutamate-treated neural cells. Neural cell morphology remained normal after Naotan Pill intervention. Absorbance and survival rate of neural cells were significantly greater following Naotan Pill intervention, compared to glutamate-treated neural cells (P < 0.05). Synaptophysin and choline acetyl transferase expression was lowest in the hippocampal CA1 region in the model group and highest in the sham operation group. Significant differences among groups were observed (P < 0.05). Escape latency and swimming distance were significantly longer in the model group compared to the Naotan Pill group (P < 0.05). CONCLUSION: Naotan Pill exhibited protective and repair effects on glutamate-treated neural cells. Naotan Pill upregulated synaptophysin and choline acetyl transferase expression in the hippocampus and improved cognitive function in rats following hypoxia-ischemia.

GABAA receptor chloride channels are involved in the neuroprotective role of GABA following oxygen and glucose deprivation in the rat cerebral cortex but not in the hippocampus.

Assays on "ex vivo" sections of rat hippocampus and rat cerebral cortex, subjected to oxygen and glucose deprivation (OGD) and a three-hour reperfusion-like (RL) recovery, were performed in the presence of either GABA or the GABA(A) receptor binding site antagonist, bicuculline. Lactate dehydrogenase (LDH) and propidium iodide were used to quantify cell mortality. We also measured, using real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR), the early transcriptional response of a number of genes of the glutamatergic and GABAergic systems. Specifically, glial pre- and post-synaptic glutamatergic transporters (namely GLAST1a, EAAC-1, GLT-1 and VGLUT1), three GABAA receptor subunits (α1, β2 and γ2), and the GABAergic presynaptic marker, glutamic acid decarboxylase (GAD65), were studied. Mortality assays revealed that GABAA receptor chloride channels play an important role in the neuroprotective effect of GABA in the cerebral cortex, but have a much smaller effect in the hippocampus. We also found that GABA reverses the OGD-dependent decrease in GABA(A) receptor transcript levels, as well as mRNA levels of the membrane and vesicular glutamate transporter genes. Based on the markers used, we conclude that OGD results in differential responses in the GABAergic presynaptic and postsynaptic systems.

The effect of concentration and duration of normobaric oxygen in reducing caspase-3 and -9 expression in a rat-model of focal cerebral ischaemia.

The aim of this study was to determine the effect of different concentrations of normobaric oxygen (NBO) on neurological function and the expression of caspase-3 and -9 in a rat model of acute cerebral ischaemia. Sprague-Dawley rats (n=120) were randomly divided into four groups (n=30 per group), including 3 groups given NBO at concentrations of 33%, 45% or 61% and one control group given air (21% oxygen). After 2 h of ischaemic occlusion, each group was further subdivided into six subgroups (n=5) during reperfusion according to the duration (3, 6, 12, 24, 48 or 72 h) and concentration of NBO (33%, 45% or 61%) or air treatment. The Fluorescence Quantitative polymerase chain reaction (PCR) and immunohistochemistry were used to detect caspase-3 and -9 mRNA and protein relative expression respectively. The Neurologic Impairment Score (NIS) was significantly lower in rats given 61% NBO ≥3 h after reperfusion when compared to the control group (P<0.05, Mann–Whitney U). NBO significantly reduced caspase-3 and -9 mRNA and protein expression when compared to the control group at all NBO concentrations and time points (P<0.05, ANOVA). The expression of caspase-3 and -9 was lower in the group given 61% NBO compared any other group, and this difference was statistically significant when compared to the group given 33% NBO for ≥48 h and the control group (both P<0.05, ANOVA). These findings indicate that NBO may inhibit the apoptotic pathway by reducing caspase-3 and -9 expression, thereby promoting neurological functional recovery after stroke.