Mixed synapses discovered and mapped throughout mammalian spinal cord.

Previously, synaptic activity in the spinal cord of adult mammals was attributed exclusively to chemical neurotransmission. In this study, evidence was obtained for the existence, relative abundance, and widespread distribution of "mixed" (chemical and electrical) synapses on neurons throughout the spinal cords of adult mammals. Using combined confocal microscopy and "grid-mapped freeze fracture," 36 mixed synapses containing 88 "micro" gap junctions (median = 45 connexons) were found and mapped to 33 interneurons and motor neurons in Rexed laminae III-IX in cervical, thoracic, and lumbosacral spinal cords of adult male and female rats. Gap junctions were adjacent to presumptive active zones, where even small gap junctions would be expected to increase synaptic efficacy. Two morphological types of mixed synapse were discerned. One type contained distinctive active zones consisting of "nested" concentric toroidal deformations of pre- and postsynaptic membranes, which, because of their unusual topology, were designated as "synaptic sombreros." A second type had gap junctions adjacent to active zones consisting of broad, flat, shallow indentations of the plasma membrane. Morphometric analysis indicates that mixed synapses correspond to 3-5% of all synapses on the somata and proximal dendrites, but, because of their subcellular location and morphology, they could represent 30-100% of excitatory synapses. The relative abundance of mixed synapses on several classes of neurons in spinal cords of adult rats suggests that mixed synapses provide important but previously unrecognized pathways for bidirectional communication between neurons in the mammalian central nervous system.

Avaliação da inervação entérica e análise proteômica do intestino delgado de ratos expostos à dose aguda ou crônica de fluoreto

O trato gastrointestinal (TGI) é a principal rota de exposição ao fluoreto (F) e o seu mais importante sítio de absorção. Acredita-se que a toxicidade do F comprometa a fisiologia do intestino, devido à relevante sintomatologia gastrointestinal relatada em consequência da exposição excessiva ao F. A função intestinal é controlada por uma complexa rede neuronal interligada e incorporada à parede deste órgão, denominada Sistema Nervoso Entérico (SNE). Embora os efeitos tóxicos do F sobre o Sistema Nervoso Central sejam descritos na literatura, não há estudos relacionados à sua toxicidade sobre o SNE. Neste estudo realizado em ratos, foi avaliado o efeito da exposição aguda ou crônica ao F, sobre a população geral de neurônios entéricos e sobre as subpopulações que expressam os principais neurotransmissores entéricos: Acetilcolina (ACh), Óxido Nítrico (NO), Peptídeo Vasoativo Intestinal (VIP), Peptídeo Relacionado ao Gene da Calcitonina (CGRP) e Substância P (SP). Os animais foram divididos em 5 grupos: 3 destinados à exposição crônica (0 ppm, 10 ppm ou 50 ppm de F na água de beber) e 2 à exposição aguda (0 ou 25 mgF/Kg por gavagem gástrica). Foram coletados os 3 segmentos do intestino delgado (duodeno, jejuno e íleo) e processados para a detecção da HuC/D, ChAT, nNOS, VIP, CGRP e SP, através de técnicas de imunofluorescência, no plexo mioentérico. Foram obtidas imagens para a realização da análise quantitativa dos neurônios da população geral (HuC/D) e nitrérgicos (imunorreativos à nNOS); e morfométrica dos neurônios imunorreativos à HuC/D ou nNOS; e das varicosidades imunorreativas à ChAT, VIP, CGRP ou SP. Amostras dos 3 segmentos intestinais foram preparadas e coradas em Hematoxilina e Eosina para análise histológica da morfologia básica. O segmento intestinal considerado mais afetado na análise morfométrica da população geral de neurônios, o duodeno, foi selecionado para a realização da análise proteômica, com o objetivo de oferecer o seu perfil proteico e determinar diferenças na expressão proteica em decorrência da exposição crônica ou aguda ao F. A análise da concentração de F no plasma sanguíneo foi realizada para a confirmação da exposição. Na análise quantitativa, o grupo de 50 ppm F, apresentou uma diminuição significativa na densidade da população geral de neurônios do jejuno e do íleo e na densidade dos neurônios imunorreativos à nNOS no duodeno e no jejuno. Quanto à análise morfométrica, a população geral e as subpopulações neuronais entéricas avaliadas apresentaram alterações morfológicas significativas, tanto após a exposição crônica quanto a aguda. Para a análise proteômica do duodeno, verificou-se que da associação de seus genes a um termo, e assim classificadas de acordo com diferentes processos biológicos. No caso do grupo da dose aguda, o processo biológico com a maior porcentagem de genes associados foi a geração de metabólitos precursores e energia (27% das proteínas); enquanto para os grupos de 10 e 50 ppm F foram o processo metabólico da piridina (41%) e a polimerização proteica (33%), respectivamente.

Efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos infartados

Do ponto de vista clínico, o remodelamento ventricular está associado a um pior prognóstico. Pacientes com remodelamento já diagnosticado, ou com alto risco de desenvolvê-lo, devem ser tratados de forma intensiva, a fim de prevenir, atenuar ou mesmo reverter esse processo. O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos. Medidas ecocardiográficas foram determinadas 24 horas pós infarto e seis semanas após tratamento. Cortes teciduais do coração foram submetidos a coloração com Hematoxilina eosina e Picrosirius red. Duas regiões distintas do ventrículo esquerdo remotas ao infarto foram examinadas: subendocárdica e não subendocárdica. A extensão do infarto, o diâmetro dos miócitos, a fração de variação da área e o índice de expansão do ventrículo esquerdo foram determinados. No ecocardiograma observamos que os grupos infartados apresentaram um aumento no diâmetro diastólico e sistólico, uma diminuição da fração de encurtamento e da fração de variação da área quando comparados ao grupo controle. Na análise morfométrica, foi observado que nos animais infartados houve um aumento do diâmetro dos miócitos, da expansão do ventrículo esquerdo e da fração de volume do colágeno, principalmente na região subendocárdica, quando comparado ao grupo controle. A vitamina E associada a nanopartículas lipídicas, não apresentou efeitos protetores e nem atenuantes no remodelamento cardíaco nesse modelo experimental

Salema, Sarpa salsa (Linnaeus 1758) : stock structure in the eastern atlantic and biological characterizatin off the portuguese coast

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia Marinha e Aquacultura), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

Mouse cellular cementum is highly dependent on growth hormone status

Cementum is known to be growth-hormone (GH)-responsive, but to what extent is unclear. This study examines the effects of extremes of GH status on cementogenesis in three lines of genetically modified mice; GH excess (giant), GH antagonist excess (dwarf), and GH receptor-deleted (GHR-KO) (dwarf). Age-matched mandibular molar tissues were processed for light microscope histology. Digital images of sections of first molar teeth were captured for morphometric analysis of lingual root cementum. Cross-sectional area of the cellular cementum was a sensitive guide to GH status, being reduced nearly 10-fold in GHR-KO mice, three-fold in GH antagonist mice, and increased almost two-fold in giant mice (p

Structural and cellular characterization of Idiopathic Pulmonary Fibrosis

La Fibrosi Polmonare Idiopatica (IPF) è una malattia polmonare cronica, irreversibile la cui eziologia risulta essere ignota, caratterizzata da un processo fibrotico progressivo che inizia nel tratto respiratorio inferiore. Le persone affette da IPF presentano età media compresa tra 55 e 77 anni. L’incidenza annuale di IPF è stata recentemente stimata tra 14 e 42,7 casi per 100.000 persone e tale dato risulta essere in aumento. IPF fa parte delle malattie Polmonari Idiopatiche Interstiziali (IIP) che comprendono patologie con quadri istologici e clinici differenti. Le affezioni su cui si concentrerà questo studio sono: UIP (Usual Interstitial Pneumonia) caratterizzata da fibrosi interstiziale e dalla presenza di foci fibrotici connessi alla pleura e corrispondente al quadro anatomopatologico della maggior parte dei casi di IPF; NSIP (Non Specific Interstitial Pneumonia) simile alla UIP ma con maggiore uniformità temporale e spaziale delle manifestazioni; Sarcoidosi, malattia granulomatosa ad eziologia ignota. Attualmente la gravità della IPF, che implica una mortalità del 50% dei pazienti a 5 anni dall’esordio, e la scarsa efficacia farmacologica nel rallentarne la progressione vedono il trapianto polmonare come unica possibilità di sopravvivenza nelle forme più severe. Al momento non è chiaro il meccanismo patogenetico di insorgenza e progressione della IPF anche se sono stati individuati alcuni fattori scatenanti quali fumo di sigaretta, infezioni respiratorie e inquinanti atmosferici; tuttavia nessuno di tali elementi può da solo determinare un così esteso e progressivo rimodellamento del parenchima polmonare. Numerose sono le evidenze di come il substrato genetico, le alterazioni del rapporto morte/proliferazione cellulare e le citochine svolgano un ruolo nella genesi e nella progressione della malattia, ma non sono ancora chiari i fenomeni biologico-cellulari che la sostengono e, quindi, quali siano i punti di attacco per poter incidere terapeuticamente nel modificare l’evoluzione della IPF. Poiché il nostro laboratorio ha partecipato alla scoperta dell’esistenza di cellule staminali nel polmone umano normale, uno degli obiettivi finali di questo progetto si basa sull’ipotesi che un’alterazione del compartimento staminale svolga un ruolo cruciale nella eziopatogenesi di IPF. Per questo in precedenti esperienze abbiamo cercato di identificare nella IPF cellule che esprimessero antigeni associati a staminalità quali c-kit, CD34 e CD133. Questo lavoro di tesi si è proposto di condurre un’indagine morfometrica ed immunoistochimica su biopsie polmonari provenienti da 9 pazienti affetti da UIP, 3 da NSIP e 5 da Sarcoidosi al fine di valutare le alterazioni strutturali principali imputabili alle patologie. Preparati istologici di 8 polmoni di controllo sono stati usati come confronto. Come atteso, è stato osservato nelle tre patologie esaminate (UIP, NSIP e Sarcoidosi) un significativo incremento nella sostituzione del parenchima polmonare con tessuto fibrotico ed un ispessimento dei setti alveolari rispetto ai campioni di controllo. L’analisi dei diversi pattern di fibrosi presenti fa emergere come vi sia una netta differenza tra le patologie con una maggiore presenza di fibrosi di tipo riparativo e quindi altamente cellulata nei casi di UIP, e NSIP mentre nelle Sarcoidosi il pattern maggiormente rappresentato è risultato essere quello della fibrosi replacement o sostitutiva. La quantificazione delle strutture vascolari è stata effettuata tenendo separate le aree di polmone alveolare rispetto a quelle occupate da focolai sostitutivi di danno (componente fibrotica). Nei campioni patologici analizzati era presente un significativo riarrangiamento di capillari, arteriole e venule rispetto al polmone di controllo, fenomeno principalmente riscontrato nel parenchima fibrotico. Tali modifiche erano maggiormente presenti nei casi di NSIP da noi analizzati. Inoltre le arteriole subivano una diminuzione di calibro ed un aumento dello spessore in special modo nei polmoni ottenuti da pazienti affetti da Sarcoidosi. Rispetto ai controlli, nella UIP e nella Sarcoidosi i vasi linfatici risultavano inalterati nell’area alveolare mentre aumentavano nelle aree di estesa fibrosi; quadro differente si osservava nella NSIP dove le strutture linfatiche aumentavano in entrambe le componenti strutturali. Mediante indagini immunoistochimiche è stata documentata la presenza e distribuzione dei miofibroblasti, positivi per actina muscolare liscia e vimentina, che rappresentano un importante componente del danno tissutale nella IPF. La quantificazione di questo particolare fenotipo è attualmente in corso. Abbiamo inoltre analizzato tramite immunoistochimica la componente immunitaria presente nei campioni polmonari attraverso la documentazione dei linfociti T totali che esprimono CD3, andando poi a identificare la sottopopolazione di T citotossici esprimenti la glicoproteina CD8. La popolazione linfocitaria CD3pos risultava notevolmente aumentata nelle tre patologie analizzate soprattutto nei casi di UIP e Sarcoidosi sebbene l`analisi della loro distribuzione tra i vari distretti tissutali risultasse differente. Risultati simili si sono ottenuti per l`analisi dei linfociti CD8pos. La componente monocito-macrofagica è stata invece identificata tramite la glicoproteina CD68 che ha messo in evidenza una maggiore presenza di cellule positive nella Sarcoidosi e nella UIP rispetto ai casi di NSIP. I dati preliminari di questo studio indicano che il rimodellamento strutturale emo-linfatico e cellulare infiammatorio nella UIP si differenziano rispetto alle altre malattie interstiziali del polmone, avanzando l’ipotesi che il microambiente vascolare ed immunitario giochino un ruolo importante nella patogenesi della malattia

Efeito sacietogênico de um novo inibidor de tripsina da paçoca do amendoim com aumento plasmático de colecistocinina (cck)

Obesity is increasing, reaching epidemic levels in many regions of the world. Studies have shown that consumption of peanuts influences on weight control and this influence may be due to the action of trypsin inhibitors sacietogênica that condition increased plasma colescistocinina (CCK). Moreover, the peanut has other health benefits, and these assignments are guaranteed to increase their production and consumption of several of its products, including the paçoca peanut. The aim of this study was to identify the presence of a trypsin inhibitor in paçoca peanut and evaluate its effect on food intake, weight gain and histomorphological changes in swiss mice (n = 8) and Wistar rats (n = 6). Experimental diets were prepared based on the AIN-93G and supplemented with tack or peanut trypsin inhibitor partially purified paçoca peanut (AHTI). After each treatment, the animals were anesthetized and euthanized, their bloods were collected by cardiac puncture for the determination of CCK and other biochemical parameters (glucose, triglycerides, total cholesterol, high density lipoprotein, low density lipoprotein, glutamic-pyruvic transaminase, glutamic oxaloacetic transaminase and albumin) and their pancreas removed for histologic and morphometric analysis. The supplementation with paçoca peanut and the AHTI showed a decrease of body weight gain and food intake in both mice and rats, due to the satiety, since the animals showed no evidence of impairment of nutritional status conditioned by consumption the AHTI. There were also observed biochemical or morphological important when compared with controls. However, AHTI led to increased secretion of CCK, a peptide sacietogênico. Thus, these results indicate that AHTI present in paçoca peanut, is able to enhance the secretion of plasma CCK and thereby reduce the weight gain associated with lower food intake of experimenta animals

Structural features of the epididymal region of the domestic duck (Anas plathyrynchos)

A região epididimária do pato doméstico era composta pelos ductúlos eferentes, os quais hitotopologicamente foram caracterizados como dúctulos eferentes proximal e distal e, sequencialmente, pelo ducto epididimal. O epitélio dos dúctulos eferentes era pseudo-estratificado, formado por células colunares. O epitélio dos ductos epididimários mostrou-se também pseudo-estratificado, mas não ciliado. de acordo com as análises histomorfométricas, a média da altura epitelial foi significativamente maior nos dútulos esferentes distais, diferindo das baixas médias de altura epitelial observadas nos dúctulos eferentes proximais e ducto epididimal. A média dos diâmetros máximos e mínimos foi significativamente maior nos dúctulos eferentes proximais, comparativamente as médias dos mesmos diâmetros dos outros dúctulos.

EVIDENCE FOR MECHANICAL STRAINS INFLUENCE IN OSTEOPHYTE DEVELOPMENT

Purpose: Osteophytes are osteo-cartilaginous metaplastic tissue outgrowths of bone capped by cartilage usually found in degenerative and inflammatory joint disease. The presence and degree of maturity of osteophytes, along with joint space narrowing, are the main radiographic criteria for diagnosis and grading osteoarthritis (OA). Although osteophytes are known for being anatomic signs of advanced OA, they can occur in non-symptomatic joints, in joints with no other observable alterations, and in early stage OA. It remains unclear if they develop from molecular, physiological and/or mechanical stimuli. We hypothesized that mechanical strains play a role in osteophyte development. The overall objective of this thesis was to find evidence that osteophytes are influenced by mechanical strains. Methods: The first project was to develop a mechanically-induced osteophyte animal model. One single impact load that was reported to induce moderate joint damage was applied to the periosteum of the rat knee. Animals were sacrificed at four time points to characterize the evolution of damaged tissue and the joint by histology. A second study using human mature hip osteophytes was conducted to evaluate if mature osteophyte presented histological signs of proliferating and developmental processes. The histological characterization of mature osteophyte was used to compare findings of the mechanically-induced osteophyte in the animal model to validate the use of this rodent model in studying some aspect of osteophyte development of human. Lastly, a detailed three-dimensional (3D) radiological morphometric analysis was performed on microscopic computed tomography (µCT) scanned femoral heads collected from total hip arthroplasty patients presenting mature hip osteophytes. Quantitative morphometric measures of osteophytes internal structure was compared to three regions of the femoral head of known quality of organisation and mechanical constraint. Results and Conclusion: Osteophyte can be mechanically induced by a single load impact to the joint periosteum, indicating that a moderate trauma to the periosteal layer of the joint may play a role in osteophyte development. Mature osteophytes have proliferation, developing and remodelling zones and have trabecular structures. Mechanically-induced osteophytes and mature osteophytes presented similar histological composition. Mature osteophytes have organized internal structure. These results provide evidence that mechanical strain can influence osteophyte development.

An integrative multidisciplinary approach to understanding cryptic divergence in Brazilian species of the Anastrepha fraterculus complex (Diptera: Tephritidae).

An integrative multidisciplinary approach was used to delimit boundaries among cryptic species within the Anastrepha fraterculus complex in Brazil. Sexual compatibility, courtship and sexual acoustic behaviour, female morphometric variability, variation for the mitochondrial gene COI, and the presence of Wolbachia were compared among A. fraterculus populations from the Southern (Vacaria, Pelotas, Bento Gonçalves, S~ao Joaquim) and Southeastern (Piracicaba) regions of Brazil. Our results suggest full mating compatibility among A. fraterculus populations from the Southern region and partial pre-zygotic reproductive isolation of these populations when compared with the population from the Southeastern region. A. fraterculus populations from both regions differed in the frequency of courtship displays and aspects of the calling phase and mounting acoustic signal. Morphometric analysis showed differences between Southern region and Southeastern region samples. All populations analyzed were infected with Wolbachia. The trees generated from the COI sequencing data are broadly congruent with the behavioural and morphometric data with the exception of one Southern population. The likely mechanisms by which A. fraterculus populations might have diverged are discussed in detail based on behavioural, morphometric, molecular genetics, and biogeographical studies