Neuronal activity in the hub of extrasynaptic Schwann cell-axon interactions.

The integrity and function of neurons depend on their continuous interactions with glial cells. In the peripheral nervous system glial functions are exerted by Schwann cells (SCs). SCs sense synaptic and extrasynaptic manifestations of action potential propagation and adapt their physiology to support neuronal activity. We review here existing literature data on extrasynaptic bidirectional axon-SC communication, focusing particularly on neuronal activity implications. To shed light on underlying mechanisms, we conduct a thorough analysis of microarray data from SC-rich mouse sciatic nerve at different developmental stages and in neuropathic models. We identify molecules that are potentially involved in SC detection of neuronal activity signals inducing subsequent glial responses. We further suggest that alterations in the activity-dependent axon-SC crosstalk impact on peripheral neuropathies. Together with previously reported data, these observations open new perspectives for deciphering glial mechanisms of neuronal function support.

Variabilidade espacial de atributos químicos do solo sob diferentes usos e manejos

O uso e manejo do solo e da cultura são importantes condicionadores da variabilidade de atributos do solo. O trabalho foi desenvolvido em Selvíria (MS), com o objetivo de avaliar a variabilidade espacial do pH, potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e saturação por bases (V) em Latossolo Vermelho sob diferentes usos e manejos. Os solos foram amostrados em malha, com intervalos regulares de 2 m, perfazendo o total de 64 pontos, nas profundidades de 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m, nas seguintes áreas: vegetação natural (Cerrado), plantio direto, plantio convencional e pastagem. As maiores variabilidades, medidas por meio do coeficiente de variação, foram observadas para K, Mg e Ca; o pH apresentou o menor coeficiente de variação nos diferentes usos e manejo do solo, e o atributo V, coeficiente de variação médio. Os sistemas preparo convencional e pastagem apresentaram os menores alcances quando comparado aos sistemas Cerrado e plantio direto.

Conditional BDNF release under pathological conditions improves Huntington's disease pathology by delaying neuronal dysfunction

Background Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) is the main candidate for neuroprotective therapy for Huntington's disease (HD), but its conditional administration is one of its most challenging problems. Results Here we used transgenic mice that over-express BDNF under the control of the Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP) promoter (pGFAP-BDNF mice) to test whether up-regulation and release of BDNF, dependent on astrogliosis, could be protective in HD. Thus, we cross-mated pGFAP-BDNF mice with R6/2 mice to generate a double-mutant mouse with mutant huntingtin protein and with a conditional over-expression of BDNF, only under pathological conditions. In these R6/2:pGFAP-BDNF animals, the decrease in striatal BDNF levels induced by mutant huntingtin was prevented in comparison to R6/2 animals at 12 weeks of age. The recovery of the neurotrophin levels in R6/2:pGFAP-BDNF mice correlated with an improvement in several motor coordination tasks and with a significant delay in anxiety and clasping alterations. Therefore, we next examined a possible improvement in cortico-striatal connectivity in R62:pGFAP-BDNF mice. Interestingly, we found that the over-expression of BDNF prevented the decrease of cortico-striatal presynaptic (VGLUT1) and postsynaptic (PSD-95) markers in the R6/2:pGFAP-BDNF striatum. Electrophysiological studies also showed that basal synaptic transmission and synaptic fatigue both improved in R6/2:pGAP-BDNF mice. Conclusions These results indicate that the conditional administration of BDNF under the GFAP promoter could become a therapeutic strategy for HD due to its positive effects on synaptic plasticity.

Efeito da variabilidade da precipitação pluvial e do uso e manejo do solo sobre o escoamento superficial e o aporte de sedimento de uma bacia hidrográfica do Distrito Federal

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da variabilidade da precipitação sobre o escoamento direto e sobre o aporte de sedimento na bacia do rio Pipiripau (A = 235 km²), no Distrito Federal. Cinco anos típicos da série de precipitação foram selecionados: o ano mais úmido, o ano mais seco, o ano médio e dois anos que representaram os desvios-padrão da série (médio-seco e médio-úmido). Depois de o modelo ser calibrado com dados diários de chuva e vazão da bacia, simulações foram realizadas para cada evento chuvoso de cada um dos cinco anos selecionados da série, e o escoamento direto e o aporte de sedimento da bacia foram calculados com a MUSLE em três diferentes cenários de uso e manejo do solo: o cenário atual, onde predomina o preparo convencional do solo (PC) nas áreas de agricultura da bacia; o passado recente, em que predominava o Cerrado nativo (CER); e o cenário de plantio direto (PD), nas áreas de agricultura da bacia. Apesar de as vazões médias anuais observadas terem apresentado relação linear com os volumes de precipitação pluvial anual, em todos os cenários, o escoamento direto e o aporte de sedimento apresentaram aumento exponencial com o aumento da precipitação pluvial anual, sendo esse mais pronunciado na condição de preparo convencional (PC) do que nos outros cenários estudados (CER e PD). O aumento observado pode ser explicado pela não-linearidade do modelo MUSLE ao volume de precipitação e ao volume de escoamento.

Seleção de modelos de variabilidade espacial para elaboração de mapas temáticos de atributos físicos do solo e produtividade da soja

Pesquisas sobre a variabilidade espacial dos atributos do solo que influenciam a produtividade são de uma grande importância para o desenvolvimento de novas técnicas que beneficiam a agricultura. A variabilidade desses atributos pode ser avaliada por técnicas de geoestatística e auxiliar no mapeamento e manejo do solo. Este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do ajuste dos modelos teóricos espaciais segundo o Critério de Informação de Akaike, de Filliben, de Validação Cruzada e o valor máximo do logaritmo da função verossimilhança, de dados da umidade do solo, da densidade do solo e da resistência do solo à penetração, nas camadas de 0 a 0,1, 0,1 a 0,2 e 0,2 a 0,3 m, e de produtividade da soja do ano agrícola 2004-2005. Os parâmetros dos modelos de variabilidade espacial foram estimados por meio dos métodos de mínimos quadrados ordinários, mínimos quadrados ponderados e máxima verossimilhança. A pesquisa foi desenvolvida em uma área de 57 ha de um Latossolo Vermelho distroférrico, utilizando-se uma malha de 75 x 75 m georreferenciada. Concluiu-se que, dos métodos de avaliação de ajustes estudados, o da Validação Cruzada foi o mais adequado para escolha do melhor ajuste do modelo de variabilidade espacial; conseqüentemente têm-se mapas temáticos mais acurados.

Alteration of amino acid metabolism in neuronal aggregate cultures exposed to hypoglycaemic conditions.

The neuronal effects of glucose deficiency on amino acid metabolism was studied on three-dimensional cultures of rat telencephalon neurones. Transient (6 h) exposure of differentiated cultures to low glucose (0.25 mm instead of 25 mm) caused irreversible damage, as judged by the marked decrease in the activities of two neurone-specific enzymes and lactate dehydrogenase, 1 week after the hypoglycemic insult. Quantification of amino acids and ammonia in the culture media supernatants indicated increased amino acid utilization and ammonia production during glucose-deficiency. Measurement of intracellular amino acids showed decreased levels of alanine, glutamine, glutamate and GABA, while aspartate was increased. Added lactate (11 mm) during glucose deficiency largely prevented the changes in amino acid metabolism and ammonia production, and attenuated irreversible damage. Higher media levels of glutamine (4 mm instead of 0.25 mm) during glucose deprivation prevented the decrease of intracellular glutamate and GABA, while it further increased intracellular aspartate, ammonia production and neuronal damage. Both lactate and glutamine were readily oxidized in these neuronal cultures. The present results suggest that in neurones, glucose deficiency enhances amino acid deamination at the expense of transamination reactions. This results in increased ammonia production and neuronal damage.

Variabilidade e correlação espacial de propriedades físicas de solo sob plantio direto e preparo convencional

Os sistemas de manejo do solo influenciam a distribuição espacial das propriedades físicas do solo. Os objetivos deste estudo foram verificar a dependência e a correlação espacial de algumas propriedades físicas do solo por meio do ajuste de dados aos semivariogramas simples e cruzados num Latossolo Vermelho distroférrico, sob plantio direto e preparo convencional, no município de Campo Mourão, Estado do Paraná. Em abril de 2004, realizou-se a amostragem de solo e retiraram-se 128 amostras de solo indeformadas, em malha de 3,0 x 5,0 m, no terço médio da camada de 0-0,15 m de profundidade. Foram determinadas as seguintes propriedades físicas do solo: densidade do solo, macroporosidade, microporosidade, porosidade total, e o conteúdo de água do solo na tensão de 100 hPa ou equivalente à capacidade de campo. Essas propriedades físicas do solo apresentaram semivariogramas simples com maior variabilidade espacial e menor alcance no plantio direto do que no preparo convencional. Contrariamente, os semivariogramas cruzados entre a densidade do solo com a porosidade total ou a capacidade de campo mostraram correlação espacial com menor variabilidade espacial e maior alcance no plantio direto, comparado ao preparo convencional. Os semivariogramas cruzados evidenciaram que a densidade do solo determinou as correlações espaciais com as outras propriedades físicas nos dois sistemas de manejo do solo.

Variabilidade espacial dos parâmetros hidrodinâmicos de duas parcelas agrícolas no estado da Paraíba

O conhecimento das curvas de retenção e da condutividade hidráulica da água do solo é indispensável para a modelagem do transporte de água e de poluentes em sistemas agrícolas. Essas propriedades são afetadas por numerosas fontes de variabilidade, geralmente associadas a fatores espacial e temporal, e relacionadas com o manejo agrícola. O objetivo desse trabalho foi analisar a variabilidade espacial dos parâmetros das curvas de retenção da água (van Genuchten) e da condutividade hidráulica (Brooks & Corey) da água do solo, obtidos com o método "Beerkan", que se baseia em ensaios de infiltração simplificados e nas informações texturais do solo. Esses parâmetros são de forma ou texturais (parâmetros de ajuste que dão forma às curvas) e de normalização ou estruturais (umidade volumétrica saturada, condutividade hidráulica saturada do solo e potencial de entrada de ar). Os ensaios de campo foram conduzidos em uma malha regular de 25 x 25 m num Neossolo Flúvico e num Latossolo Amarelo cultivados com feijão (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Para ambos os solos, os valores dos parâmetros de forma, da umidade volumétrica saturada, dos logaritmos da condutividade hidráulica saturada e do potencial de entrada de ar apresentaram dependência espacial. Os valores da umidade volumétrica saturada e dos logaritmos do potencial de entrada de ar foram mais sensíveis à variação a pouca distância no Neossolo Flúvico do que do Latossolo Amarelo, com semivariogramas apresentando estruturas de variação com fraca dependência espacial.

Simulação da variabilidade espacial da erosão hídrica em uma sub-bacia hidrográfica de Latossolos no sul de Minas Gerais

A simulação da distribuição espacial da erosão do solo consiste em uma ferramenta poderosa para o planejamento conservacionista em bacias hidrográficas, sendo uma importante aplicação da Equação Universal de Perdas de Solo (EUPS) associada a princípios de interpolação espacial, principalmente a geoestatística. Este trabalho objetivou simular a distribuição espacial da erosão hídrica numa sub-bacia hidrográfica da região do Alto Rio Grande (MG), aplicando ferramentas geoestatísticas para distribuição espacial e mapeamento. Diferentes cenários de uso do solo foram analisados. A erosão foi estimada com base na EUPS aplicada a células, considerando as unidades pedológicas e diferentes usos em cada célula. O fator topográfico (LS) das células foi obtido com base no Modelo Digital de Elevação da sub-bacia, identificando comprimento e direção principal do escoamento. A erosividade média anual da região é de 8.030 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, e a erodibilidade dos solos foi extraída da literatura. A EUPS foi aplicada a cada célula, levando-se em conta a situação atual do solo, áreas degradadas plantadas com eucalipto, pastagem plantada e plantio convencional de milho, considerando a ocupação de toda a sub-bacia hidrográfica. Na situação atual, a sub-bacia apresenta taxas de erosão inferiores aos limites de tolerância para os respectivos solos, com exceção das áreas degradadas ocupadas por eucalipto e pastagem em Cambissolo. No entanto, em todas as situações analisadas, seu lado leste apresentou as maiores perdas de solo, especialmente para os cenários de eucalipto nas condições atuais e plantio convencional de milho em Cambissolo e Latossolo Vermelho-Amarelo, sendo necessária a aplicação de técnicas conservacionistas.

Anisotropia no estudo da variabilidade espacial de algumas variáveis químicas do solo

No estudo do mapeamento da fertilidade do solo, pelas técnicas de geoestatística, algumas características estruturais da variabilidade espacial devem ser consideradas, tais como continuidade espacial e ausência de anisotropia. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma análise da anisotropia no estudo da variabilidade espacial das variáveis químicas do solo: ferro (Fe), acidez potencial (H + Al), matéria orgânica (MO) e Mn, de um conjunto de dados de 128 parcelas sem manejo químico localizado, espacialmente referenciados, estudados entre 1998 e 2002, em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Cascavel-PR. A identificação da anisotropia foi realizada por meio da construção de semivariogramas direcionais com modelos ajustados, e a correção da anisotropia realizou-se por meio de transformações lineares e de modelos combinados. Em seguida, utilizou-se um modelo ajustado ao semivariograma omnidirecional para construção de mapas temáticos de variabilidade das variáveis estudadas. Observou-se a existência de anisotropia geométrica para a variável H + Al. Já as variáveis MO, Mn e Fe mostraram a presença de anisotropia combinada, sendo corrigida inicialmente a anisotropia geométrica e, posteriormente, a anisotropia zonal. Por meio do estudo da anisotropia, foi possível eliminar as direções privilegiadas, melhorando assim o ajuste dos semivariogramas e produzindo mapas temáticos das variáveis químicas estudadas com maior acurácia.

Variabilidade espacial de atributos mineralógicos de um latossolo sob diferentes formas do relevo: I - mineralogia da fração argila

A distribuição dos minerais da fração argila depende de condições pedoambientais específicas. O estudo das relações entre atributos desses minerais e locais específicos de sua ocorrência na paisagem torna-se importante para o entendimento das relações entre a mineralogia e os demais atributos do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar os atributos cristalográficos, as razões Gt/(Gt+Hm) e Ct/(Ct+Gb) dos minerais da fração argila (hematita, goethita, caulinita e gibbsita) e o padrão de distribuição espacial destes em um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar há mais de 30 anos, com colheita no sistema cana crua. As amostras de solo foram coletadas nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos regulares de 10 m, e dimensão de 100 x 100 m, na profundidade de 0,2-0,4 m, totalizando 119 pontos, em uma área de 1 ha. As amostras de solos foram analisadas quimicamente. Posteriormente, a fração argila foi submetida à difração de raios X. Foram feitas as análises estatísticas e geoestatísticas dos atributos cristalográficos dos minerais analisados. Mapas de krigagem foram realizados para a visualização da variabilidade espacial dos atributos. Todos os atributos estudados apresentaram dependência espacial, e os atributos mineralógicos apresentaram-se relacionados com variações das formas do relevo. A gibbsita apresentou o maior diâmetro médio do cristal (DMC) entre os minerais da fração argila estudados, e a goethita foi o mineral que apresentou a maior variação do DMC e da largura à meia altura. Os maiores valores do DMC da goethita, hematita e gibbsita foram encontrados no compartimento II, caracterizado por uma área côncavo-convexa.

Variabilidade espacial de atributos mineralógicos de um latossolo sob diferentes formas do relevo: II - correlação espacial entre mineralogia e agregados

A caulinita (Ct), a gibbsita (Gb), a goethita (Gt) e a hematita (Hm) são os principais minerais da fração argila dos Latossolos brasileiros. A cristalinidade desses minerais interfere nos atributos físicos do solo, que são dependentes do relevo. Este trabalho teve como objetivo correlacionar espacialmente a estabilidade e o diâmetro médio geométrico dos agregados com os atributos cristalográficos dos minerais da fração argila de um Latossolo Vermelho eutroférrico sob cultivo de cana-de-açúcar com colheita no sistema cana crua. As amostras de solo foram coletadas nos pontos de cruzamento de uma malha, georreferenciados, com intervalos regulares de 10 m e dimensão de 100 x 100 m, na profundidade de 0,2- 0,4 m, totalizando 119 pontos, em uma área de 1 ha, onde as variações da forma do relevo foram mapeadas. Foram determinados o diâmetro médio geométrico e a percentagem de agregados retidos nas classes > 2 e < 1 mm das amostras, e a mineralogia da fração argila foi caracterizada por difratometria de raios X. Esses resultados foram submetidos à análise estatística e geoestatística. Buscando correlacionar a estabilidade e as diferentes classes de tamanho dos agregados com a cristalinidade dos minerais da fração argila do solo, foram realizados semivariogramas cruzados. Observou-se que goethitas de menor grau de cristalinidade se relacionam espacialmente com agregados de maior diâmetro médio geométrico e tamanho dos agregados e que os atributos estudados e suas relações são dependentes das formas do relevo.

Variabilidade espacial de atributos de solos em unidades de manejo em área piloto de produção integrada de coco

O objetivo deste trabalho foi, inicialmente, acessar as variações espaciais dos solos de parcelas experimentais de produção integrada do coco por meio do mapeamento detalhado dos solos e da construção de mapas de contorno de atributos do solo. Foram feitas observações, medições e coleta de amostras em microtrincheiras e perfis de solo. O teor de argila dos solos das microtrincheiras foi avaliado a campo pela sensação ao tato. Em todas as amostras foram realizadas análises físicas e químicas. Foram determinados granulometria (perfis), Al, Ca e Mg, acidez potencial, K e Na, pH, P disponível e C orgânico. Nas amostras dos perfis, foram determinados Fe, Al, Ti, P e Si pelo ataque sulfúrico. O Fe também foi determinado na fração argila, por extração com ditionito-citrato-bicarbonato de Na. Foi realizada difração de raios X da fração argila desferrificada. A construção de semivariogramas possibilitou a classificação e a comparação dos atributos do solo por meio do grau de dependência espacial destes. A elaboração dos mapas de contorno foi realizada pelo método interpolador de krigagem. A área mapeada corresponde a um topo amplo de tabuleiros costeiros, com uma depressão fechada no seu extremo sul. Do centro da depressão para fora dela seguem, em seqüência, Cambissolo Háplico textura argilosa, Latossolo Amarelo textura média/argilosa e Latossolo Amarelo textura média. Esses Latossolos são coesos em subsuperfície. Predominam atributos com elevado grau de heterogeneidade. Os valores médios de P, K e Ca + Mg estão influenciados por correções e adubações sistemáticas realizadas na área de plantio. Todas as variáveis analisadas apresentaram dependência espacial, expressa pelos modelos de semivariogramas. A análise da relação C0/(C0 + C1) revelou um grau de dependência espacial, de todas as variáveis, de moderado a forte. Os mapas de contorno detalharam diferenças que o mapa de solos já apontava para vários atributos, influenciados pela presença da depressão no extremo sul da área. Foram estabelecidas duas unidades de manejo para a área de estudo, as quais exigem práticas de manejo de água e solo diferenciadas.

Variabilidade da produtividade da soja em função de atributos físicos de um latossolo vermelho distroférrico sob plantio direto

Atualmente, no cenário nacional, a cultura da soja em plantio direto é muito utilizada na integração agricultura-pecuária. No ano agrícola de 2006/2007, no município de Selvíria (MS), entre as latitudes de 20 ° 18 ' 05 " S e 20 ° 18 ' 28 " S e as longitudes de 52 ° 39 ' 02 " W e 52 ° 40 ' 28 " W, foi analisada a produtividade da soja, em plantio direto, em função de alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos do solo pesquisados, aquele que melhor se apresentasse para explicar a variabilidade espacial da produtividade agrícola. Para isso, foi instalada a malha geoestatística para a coleta dos dados do solo e da planta, contendo 120 pontos amostrais, numa área de 4.068 m² e declive homogêneo de 0,025 m m-1. Do ponto de vista linear e espacial, a elevada produtividade de grãos de soja pôde ser explicada em função da densidade do solo e da umidade volumétrica. A baixa variabilidade da maioria dos atributos do solo indicou que o plantio direto é um sistema que proporciona a homogeneização do ambiente físico do solo.

Neuronal expression of the ubiquitin ligase Nedd4-2 in rat dorsal root ganglia: Modulation in the spared nerve injury model of neuropathic pain.

Neuronal hyperexcitability following peripheral nerve lesions may stem from altered activity of voltage-gated sodium channels (VGSCs), which gives rise to allodynia or hyperalgesia. In vitro, the ubiquitin ligase Nedd4-2 is a negative regulator of VGSC α-subunits (Na(v)), in particular Na(v)1.7, a key actor in nociceptor excitability. We therefore studied Nedd4-2 in rat nociceptors, its co-expression with Na(v)1.7 and Na(v)1.8, and its regulation in pathology. Adult rats were submitted to the spared nerve injury (SNI) model of neuropathic pain or injected with complete Freund's adjuvant (CFA), a model of inflammatory pain. L4 dorsal root ganglia (DRG) were analyzed in sham-operated animals, seven days after SNI and 48h after CFA with immunofluorescence and Western blot. We observed Nedd4-2 expression in almost 50% of DRG neurons, mostly small and medium-sized. A preponderant localization is found in the non-peptidergic sub-population. Additionally, 55.7±2.7% and 55.0±3.6% of Nedd4-2-positive cells are co-labeled with Na(v)1.7 and Na(v)1.8 respectively. SNI significantly decreases the proportion of Nedd4-2-positive neurons from 45.9±1.9% to 33.5±0.7% (p<0.01) and the total Nedd4-2 protein to 44%±0.13% of its basal level (p<0.01, n=4 animals in each group, mean±SEM). In contrast, no change in Nedd4-2 was found after peripheral inflammation induced by CFA. These results indicate that Nedd4-2 is present in nociceptive neurons, is downregulated after peripheral nerve injury, and might therefore contribute to the dysregulation of Na(v)s involved in the hyperexcitability associated with peripheral nerve injuries.