947 resultados para Nervous System
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The etiology of primary open-angle glaucoma (POAG) remains the subject of continuing investigation. Despite the many known risk factors and mechanism of damage, the principal treatment objectives in POAG still consist of reduction of intraocular pressure, which although straightforward in many cases, often leaves the clinician with the question of how far to pursue a sufficiently low pressure to prevent further damage. Other risk factors such as hemodynamic insufficiency due to vascular dysregulation and abnormal blood pressure are often overlooked in the day-to-day practice; their harmful effects for glaucoma are, it seems, more potent at night while the patient sleeps and when clinical investigation is most difficult. Although the status of autonomic nervous system is an important determinant of the systemic hemodynamic parameters, this issue is usually ignored by the clinician in the process of glaucoma diagnosis. Consequently, there is a lack of alternative therapies tailored to address associated systemic risk factors for POAG on a case and chronological basis; this approach could be more effective in preventing the progression and visual loss in selected glaucoma cases. © 2004 Elsevier Inc. All rights reserved.
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Central nervous system (CNS) drug disposition is dictated by a drug’s physicochemical properties and its ability to permeate physiological barriers. The blood–brain barrier (BBB), blood-cerebrospinal fluid barrier and centrally located drug transporter proteins influence drug disposition within the central nervous system. Attainment of adequate brain-to-plasma and cerebrospinal fluid-to-plasma partitioning is important in determining the efficacy of centrally acting therapeutics. We have developed a physiologically-based pharmacokinetic model of the rat CNS which incorporates brain interstitial fluid (ISF), choroidal epithelial and total cerebrospinal fluid (CSF) compartments and accurately predicts CNS pharmacokinetics. The model yielded reasonable predictions of unbound brain-to-plasma partition ratio (Kpuu,brain) and CSF:plasma ratio (CSF:Plasmau) using a series of in vitro permeability and unbound fraction parameters. When using in vitro permeability data obtained from L-mdr1a cells to estimate rat in vivo permeability, the model successfully predicted, to within 4-fold, Kpuu,brain and CSF:Plasmau for 81.5% of compounds simulated. The model presented allows for simultaneous simulation and analysis of both brain biophase and CSF to accurately predict CNS pharmacokinetics from preclinical drug parameters routinely available during discovery and development pathways.
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The etiology of central nervous system tumors (CNSTs) is mainly unknown. Aside from extremely rare genetic conditions, such as neurofibromatosis and tuberous sclerosis, the only unequivocally identified risk factor is exposure to ionizing radiation, and this explains only a very small fraction of cases. Using meta-analysis, gene networking and bioinformatics methods, this dissertation explored the hypothesis that environmental exposures produce genetic and epigenetic alterations that may be involved in the etiology of CNSTs. A meta-analysis of epidemiological studies of pesticides and pediatric brain tumors revealed a significantly increased risk of brain tumors among children whose mothers had farm-related exposures during pregnancy. A dose response was recognized when this risk estimate was compared to those for risk of brain tumors from maternal exposure to non-agricultural pesticides during pregnancy, and risk of brain tumors among children exposed to agricultural activities. Through meta-analysis of several microarray studies which compared normal tissue to astrocytomas, we were able to identify a list of 554 genes which were differentially expressed in the majority of astrocytomas. Many of these genes have in fact been implicated in development of astrocytoma, including EGFR, HIF-1α, c-Myc, WNT5A, and IDH3A. Reverse engineering of these 554 genes using Bayesian network analysis produced a gene network for each grade of astrocytoma (Grade I-IV), and ‘key genes’ within each grade were identified. Genes found to be most influential to development of the highest grade of astrocytoma, Glioblastoma multiforme (GBM) were: COL4A1, EGFR, BTF3, MPP2, RAB31, CDK4, CD99, ANXA2, TOP2A, and SERBP1. Lastly, bioinformatics analysis of environmental databases and curated published results on GBM was able to identify numerous potential pathways and geneenvironment interactions that may play key roles in astrocytoma development. Findings from this research have strong potential to advance our understanding of the etiology and susceptibility to CNSTs. Validation of our ‘key genes’ and pathways could potentially lead to useful tools for early detection and novel therapeutic options for these tumors.
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À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.
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À la fin du 19e siècle, Dr. Ramón y Cajal, un pionnier scientifique, a découvert les éléments cellulaires individuels, appelés neurones, composant le système nerveux. Il a également remarqué la complexité de ce système et a mentionné l’impossibilité de ces nouveaux neurones à être intégrés dans le système nerveux adulte. Une de ses citations reconnues : “Dans les centres adultes, les chemins nerveux sont fixes, terminés, immuables. Tout doit mourir, rien ne peut être régénérer” est représentative du dogme de l’époque (Ramón y Cajal 1928). D’importantes études effectuées dans les années 1960-1970 suggèrent un point de vue différent. Il a été démontré que les nouveaux neurones peuvent être générés à l’âge adulte, mais cette découverte a créé un scepticisme omniprésent au sein de la communauté scientifique. Il a fallu 30 ans pour que le concept de neurogenèse adulte soit largement accepté. Cette découverte, en plus de nombreuses avancées techniques, a ouvert la porte à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles pour les maladies neurodégénératives. Les cellules souches neurales (CSNs) adultes résident principalement dans deux niches du cerveau : la zone sous-ventriculaire des ventricules latéraux et le gyrus dentelé de l’hippocampe. En condition physiologique, le niveau de neurogenèse est relativement élevé dans la zone sous-ventriculaire contrairement à l’hippocampe où certaines étapes sont limitantes. En revanche, la moelle épinière est plutôt définie comme un environnement en quiescence. Une des principales questions qui a été soulevée suite à ces découvertes est : comment peut-on activer les CSNs adultes afin d’augmenter les niveaux de neurogenèse ? Dans l’hippocampe, la capacité de l’environnement enrichi (incluant la stimulation cognitive, l’exercice et les interactions sociales) à promouvoir la neurogenèse hippocampale a déjà été démontrée. La plasticité de cette région est importante, car elle peut jouer un rôle clé dans la récupération de déficits au niveau de la mémoire et l’apprentissage. Dans la moelle épinière, des études effectuées in vitro ont démontré que les cellules épendymaires situées autour du canal central ont des capacités d’auto-renouvellement et de multipotence (neurones, astrocytes, oligodendrocytes). Il est intéressant de noter qu’in vivo, suite à une lésion de la moelle épinière, les cellules épendymaires sont activées, peuvent s’auto-renouveller, mais peuvent seulement ii donner naissance à des cellules de type gliale (astrocytes et oligodendrocytes). Cette nouvelle fonction post-lésion démontre que la plasticité est encore possible dans un environnement en quiescence et peut être exploité afin de développer des stratégies de réparation endogènes dans la moelle épinière. Les CSNs adultes jouent un rôle important dans le maintien des fonctions physiologiques du cerveau sain et dans la réparation neuronale suite à une lésion. Cependant, il y a peu de données sur les mécanismes qui permettent l'activation des CSNs en quiescence permettant de maintenir ces fonctions. L'objectif général est d'élucider les mécanismes sous-jacents à l'activation des CSNs dans le système nerveux central adulte. Pour répondre à cet objectif, nous avons mis en place deux approches complémentaires chez les souris adultes : 1) L'activation des CSNs hippocampales par l'environnement enrichi (EE) et 2) l'activation des CSNs de la moelle épinière par la neuroinflammation suite à une lésion. De plus, 3) afin d’obtenir plus d’information sur les mécanismes moléculaires de ces modèles, nous utiliserons des approches transcriptomiques afin d’ouvrir de nouvelles perspectives. Le premier projet consiste à établir de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires à travers lesquels l’environnement enrichi module la plasticité du cerveau adulte. Nous avons tout d’abord évalué la contribution de chacune des composantes de l’environnement enrichi à la neurogenèse hippocampale (Chapitre II). L’exercice volontaire promeut la neurogenèse, tandis que le contexte social augmente l’activation neuronale. Par la suite, nous avons déterminé l’effet de ces composantes sur les performances comportementales et sur le transcriptome à l’aide d’un labyrinthe radial à huit bras afin d’évaluer la mémoire spatiale et un test de reconnaissante d’objets nouveaux ainsi qu’un RNA-Seq, respectivement (Chapitre III). Les coureurs ont démontré une mémoire spatiale de rappel à court-terme plus forte, tandis que les souris exposées aux interactions sociales ont eu une plus grande flexibilité cognitive à abandonner leurs anciens souvenirs. Étonnamment, l’analyse du RNA-Seq a permis d’identifier des différences claires dans l’expression des transcripts entre les coureurs de courte et longue distance, en plus des souris sociales (dans l’environnement complexe). iii Le second projet consiste à découvrir comment les cellules épendymaires acquièrent les propriétés des CSNs in vitro ou la multipotence suite aux lésions in vivo (Chapitre IV). Une analyse du RNA-Seq a révélé que le transforming growth factor-β1 (TGF-β1) agit comme un régulateur, en amont des changements significatifs suite à une lésion de la moelle épinière. Nous avons alors confirmé la présence de cette cytokine suite à la lésion et caractérisé son rôle sur la prolifération, différentiation, et survie des cellules initiatrices de neurosphères de la moelle épinière. Nos résultats suggèrent que TGF-β1 régule l’acquisition et l’expression des propriétés de cellules souches sur les cellules épendymaires provenant de la moelle épinière.
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Brain abscesses can cause an incapacitating neurological deicit in up to 50% of patients, thus the reduction of these sequelae becomes the main goal of its timely and speciic surgical and medical treatment. With technological advances in bacteriological identiication and diagnostic imaging, the clinical suspicion can be conirmed, and the speciic etiological agent can be identiied in a larger number of cases. New pathogens have emerged through this process, such as Streptococcus porcinus, in which the ability to affect the central nervous system has not been documented. A clinical case is presented of a brain abscess in an immunocompetent patient, and its favorable response to surgical drainage t hrough a skull burr h ole and nee dle aspiration with antibiotic therapy (ceftriaxone, metronidazole and vancomycin) is discussed.
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Neurologic complications of HIV infection are numerous. This review focuses on the clinical presentation, diagnostic particularities and therapeutic issues of neurotuberculosis. The pertinent literature describing this important infection is succinctly summarized with a particular emphasis on the discussion of differences in clinical presentation between HIV-infected and -uninfected patients.
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The enteric nervous system (ENS) modulates a number of digestive functions including well known ones, i.e. motility, secretion, absorption and blood flow, along with other critically relevant processes, i.e. immune responses of the gastrointestinal (GI) tract, gut microbiota and epithelial barrier . The characterization of the anatomical aspects of the ENS in large mammals and the identification of differences and similarities existing between species may represent a fundamental basis to decipher several digestive GI diseases in humans and animals. In this perspective, the aim of the present thesis is to highlight the ENS anatomical basis and pathological aspects in different mammalian species, such as horses, dogs and humans. Firstly, I designed two anatomical studies in horses: “Excitatory and inhibitory enteric innervation of horse lower esophageal sphincter”. “Localization of 5-hydroxytryptamine 4 receptor (5-HT4R) in the equine enteric nervous system”. Then I focused on the enteric dysfunctions, including: A primary enteric aganglionosis in horses: “Extrinsic innervation of the ileum and pelvic flexure of foals with ileocolonic aganglionosis”. A diabetic enteric neuropathy in dogs: “Quantification of nitrergic neurons in the myenteric plexus of gastric antrum and ileum of healthy and diabetic dogs”. An enteric neuropathy in human neurological patients: “Functional and neurochemical abnormalities in patients with Parkinson's disease and chronic constipation”. The physiology of the GI tract is characterized by a high complexity and it is mainly dependent on the control of the intrinsic nervous system. ENS is critical to preserve body homeostasis as reflect by its derangement occurring in pathological conditions that can be lethal or seriously disabling to humans and animals. The knowledge of the anatomy and the pathology of the ENS represents a new important and fascinating topic, which deserves more attention in the veterinary medicine field.
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Recent interpretations of developmental gene expression patterns propose that the last common metazoan ancestor was segmented, although most animal phyla show no obvious signs of segmentation. Developmental studies of non-model system trochozoan taxa may shed light on this hypothesis by assessing possible cryptic segmentation patterns. In this paper, we present the first immunocytochemical data on the ontogeny of the nervous system and the musculature in the sipunculan Phascolion strombus. Myogenesis of the first anlagen of the body wall ring muscles occurs synchronously and not subsequently from anterior to posterior as in segmented spiralian taxa (i.e. annelids). The number of ring muscles remains constant during the initial stages of body axis elongation. In the anterior-posteriorly elongated larva, newly formed ring muscles originate along the entire body axis between existing myocytes, indicating that repeated muscle bands do not form from a posterior growth zone. During neurogenesis, the Phascolion larva expresses a non-metameric, paired, ventral nerve cord that fuses in the mid-body region in the late-stage elongated larva. Contrary to other trochozoans, Phascolion lacks any larval serotonergic structures. However, two to three FMRFamide-positive cells are found in the apical organ. In addition, late larvae show commissure-like neurones interconnecting the two ventral nerve cords, while early juveniles exhibit a third, medially placed FMRFamidergic ventral nerve. Although we did not find any indications for cryptic segmentation, certain neuro-developmental traits in Phascolion resemble the conditions found in polychaetes (including echiurans) and myzostomids and support a close relationship of Sipuncula and Annelida.
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Migraine is a common genetically linked neurovascular disorder. Approximately ~12% of the Caucasian population are affected including 18% of adult women and 6% of adult men (1, 2). A notable female bias is observed in migraine prevalence studies with females affected ~3 times more than males and is credited to differences in hormone levels arising from reproductive achievements. Migraine is extremely debilitating with wide-ranging socioeconomic impact significantly affecting people's health and quality of life. A number of neurotransmitter systems have been implicated in migraine, the most studied include the serotonergic and dopaminergic systems. Extensive genetic research has been carried out to identify genetic variants that may alter the activity of a number of genes involved in synthesis and transport of neurotransmitters of these systems. The biology of the Glutamatergic system in migraine is the least studied however there is mounting evidence that its constituents could contribute to migraine. The discovery of antagonists that selectively block glutamate receptors has enabled studies on the physiologic role of glutamate, on one hand, and opened new perspectives pertaining to the potential therapeutic applications of glutamate receptor antagonists in diverse neurologic diseases. In this brief review, we discuss the biology of the Glutamatergic system in migraine outlining recent findings that support a role for altered Glutamatergic neurotransmission from biochemical and genetic studies in the manifestation of migraine and the implications of this on migraine treatment.
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As indicated in the Introduction, the many significant developments in the recent past in our knowledge of the lipids of the nervous system have been collated in this article. That there is a sustained interest in this field is evident from the rather long bibliography which is itself selective. Obviously, it is not possible to summarize a review in which the chemistry, distribution and metabolism of a great variety of lipids have been discussed. However, from the progress of research, some general conclusions may be drawn. The period of discovery of new lipids in the nervous system appears to be over. All the major lipid components have been discovered and a great deal is now known about their structure and metabolism. Analytical data on the lipid composition of the CNS are available for a number of species and such data on the major areas of the brain are also at hand but information on the various subregions is meagre. Such investigations may yet provide clues to the role of lipids in brain function. Compared to CNS, information on PNS is less adequate. Further research on PNS would be worthwhile as it is amenable for experimental manipulation and complex mechanisms such as myelination can be investigated in this tissue. There are reports correlating lipid constituents with the increased complexity in the organization of the nervous system during evolution. This line of investigation may prove useful. The basic aim of research on the lipids of the nervous tissue is to unravel their functional significance.
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Parkinson´s Disease (PD) is a neurodegenerative movement disorder resulting from loss of dopaminergic (DA) neurons in substantia nigra (SN). Possible causative treatment strategies for PD include neurotrophic factors, which protect and in some cases restore the function of dopaminergic neurons. Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) family of neurotrophic factors have been to date the most promising candidates for treatment of PD, demonstrating both neuroprotective and neurorestorative properties. We have investigated the role of GDNF in the rodent dopaminergic system and its possible crosstalk with other growth factors. We characterized the GDNF-induced gene expression changes by DNA microarray analysis in different neuronal systems, including in vitro cultured Neuro2A cells treated with GDNF, as well as midbrains from GDNF heterozygous (Hz) knockout mice. These microarray experiments, resulted in the identification of GDNF-induced genes, which were also confirmed by other methods. Further analysis of the dopaminergic system of GDNF Hz mice demonstrated about 40% reduction in GDNF levels, revealed increased intracellular dopamine concentrations and FosB/DeltaFosB expression in striatal areas. These animals did not show any significant changes in behavioural analysis of acute and repeated cocaine administration on locomotor activity, nor did they exhibit any changes in dopamine output following treatment with acute cocaine. We further analysed the significance of GDNF receptor RET signalling in dopaminergic system of MEN2B knock-in animals with constitutively active Ret. The MEN2B animals showed a robust increase in extracellular dopamine and its metabolite levels in striatum, increased tyrosine hydroxylase (TH) and dopamine transporter (DAT) protein levels by immunohistochemical staining and Western blotting, as well as increased Th mRNA levels in SN. MEN2B mice had increased number of DA neurons in SN by about 25% and they also exhibited increased sensitivity to the stimulatory effects of cocaine. We also developed a semi-throughput in vitro micro-island assay for the quantification of neuronal survival and TH levels by computer-assisted methodology from limited amounts of tissue. This assay can be applied for the initial screening for dopaminotrophic molecules, as well as chemical drug library screening. It is applicable to any neuronal system for the screening of neurotrophic molecules. Since our microarray experiments revealed possible GDNF-VEGF-C crosstalk we further concentrated on studying the neurotrophic effects of VEGF-C. We showed that VEGF-C acts as a neurotrophic molecule for the DA neurons both in vitro and in vivo, however without additive effect when used together with GDNF. The neuroprotective effect for VEGF-C in vivo in rat 6-OHDA model of PD was demonstrated. The possible signalling mechanisms of VEGF-C in the nervous system were investigated - infusion of VEGF-C to rat brain induced ERK activation, however no direct activation of RET signalling in vitro was found. VEGF-C treatment of rat striatum lead to up-regulation of VEGFR-1-3, indicating that VEGF-C can regulate the expression level of its own receptor. VEGF-C dopaminotrophic activity in vivo was further supported by increased vascular tissue in the neuroprotection experiments.
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Sympathetic and parasympathetic divisions of the autonomic nervous system constantly control the heart (sympathetic and parasympathetic divisions) and blood vessels (predominantly the sympathetic division) to maintain appropriate blood pressure and organ blood flow over sometimes widely varying conditions. This can be adversely affected by pathological conditions that can damage one or both branches of autonomic control. The set of teaching laboratory activities outlined here uses various interventions, namely, 1) the heart rate response to deep breathing, 2) the heart rate response to a Valsalva maneuver, 3) the heart rate response to standing, and 4) the blood pressure response to standing, that cause fairly predictable disturbances in cardiovascular parameters in normal circumstances, which serve to demonstrate the dynamic control of the cardiovascular system by autonomic nerves. These tests are also used clinically to help investigate potential damage to this control.