Anticonvulsant and sedative effect of Fufang Changniu pills and probable mechanism of action in mice

Purpose: To investigate the anticonvulsant and sedative effects of Fufang Changniu Pills (FCP) and its probable mechanism of action in mice. Methods: The water decoction of FCP was prepared and the main constituents were determined by high performance liquid chromatography (HPLC). The anticonvulsant activities of FCP were evaluated by maximal electroshock (MES) and pentylenetetrazole (PTZ)-induced seizures in mice. Pentobarbital sodium-induced sleeping time and locomotor activity measurements were performed to evaluate the sedative effects of FCP in mice. Finally, PTZ-induced chronic seizures were established, and expressions of gamma-aminobutyric acid A receptor (GABA-A) and glutamic acid decarboxylase 65 (GAD65) in the brains of the mice were assayed by western blot in order to explore the probable mechanisms of action of the drug. Results: Gallic acid, liquiritin, cinnamyl alcohol, cinnamic acid and glycyrrhizic acid were detected in FCP decoction. FCP (50, 100 and 200 mg/kg) showed significant anticonvulsant and sedative effects on epileptic mice induced by MES (p < 0.05) and PTZ (p < 0.05). Moreover, pentobarbital sodium-induced sleeping time and locomotor activity tests showed that FCP possesses sedative effect (p < 0.05). Western blot data indicate that FCP significantly up-regulated GABA-A and GAD 65 in the brains of chronic epileptic rats (p < 0.05). Conclusion: FCP has significant anticonvulsant and sedative effects, and the mechanism of its action may be related to the up-regulation of GABA-A and GAD 65 in mice brain.

Activité physique et récompense : impact de la leptine et de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques

La course d’endurance active le système de récompense (SR) et est reliée aux comportements de recherche alimentaire. L’influence de la leptine sur l’activité physique (AP) volontaire est bien documentée d’un point de vue physiologique, mais très peu en termes d’impact hédonique. La leptine inhibe l’effet récompensant lié à la consommation de nourriture et joue un rôle semblable pour d’autres types de stimuli. La leptine s’arrime à la forme longue du récepteur à la leptine (Leprb) situé sur les neurones à dopamine (DA) et GABA de l’aire tegmentale ventrale (ATV) dans le mésencéphale. Signal transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) est un facteur de transcription important de la cascade de signalisation de la leptine. La phosphorylation de STAT3 n’est détectée que dans une parcelle des neurones DA positifs pour le Leprb, conférant aux neurones DA STAT3-spécifiques des caractéristiques uniques. Nous avons généré un modèle murin invalidé pour STAT3 sélectivement dans les neurones DA (STAT3DAT-KO). La première expérience consistait à évaluer les paramètres métaboliques de base de notre modèle en utilisant les chambres métaboliques Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS), incluant l’activité ambulatoire, le ratio d’échanges respiratoires (RER) et la production de chaleur. Les STAT3DAT-KO sont hyperactives, démontré par une activité locomotrice augmentée, mais aucune variation entre les deux groupes n’est observée pour le RER et la production de chaleur, en plus d’un gain de poids identique. Une stratégie de récupération ciblant la réinsertion de STAT3 dans les neurones DA du système mésolimbique normalise l’AP anciennement plus élevée des STAT3DAT-KO à celle des contrôles, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines. L’injection d’un psychostimulant (agoniste du récepteur DA de type 1 (D1R), le Chloro-APB-Hydrobromide (SKF 82958)) reflète une fonction dopaminergique réduite chez les STAT3DAT-KO. Un test de recherche compulsive de nourriture révèle une suppression de la prise alimentaire chez les deux groupes expérimentaux. Nous démontrons pour la première fois que la motivation alliée à la course d’endurance, indépendamment de la régulation de la prise alimentaire par la leptine, est dépendant d’une signalisation leptine-STAT3 amoindrie dans les neurones DA du système mésolimbique, révélant STAT3 comme élément clé dans la régulation du tonus dopaminergique et des propriétés récompensantes de l’AP.

Activité physique et récompense : impact de la leptine et de la signalisation STAT3 dans les neurones dopaminergiques

La course d’endurance active le système de récompense (SR) et est reliée aux comportements de recherche alimentaire. L’influence de la leptine sur l’activité physique (AP) volontaire est bien documentée d’un point de vue physiologique, mais très peu en termes d’impact hédonique. La leptine inhibe l’effet récompensant lié à la consommation de nourriture et joue un rôle semblable pour d’autres types de stimuli. La leptine s’arrime à la forme longue du récepteur à la leptine (Leprb) situé sur les neurones à dopamine (DA) et GABA de l’aire tegmentale ventrale (ATV) dans le mésencéphale. Signal transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) est un facteur de transcription important de la cascade de signalisation de la leptine. La phosphorylation de STAT3 n’est détectée que dans une parcelle des neurones DA positifs pour le Leprb, conférant aux neurones DA STAT3-spécifiques des caractéristiques uniques. Nous avons généré un modèle murin invalidé pour STAT3 sélectivement dans les neurones DA (STAT3DAT-KO). La première expérience consistait à évaluer les paramètres métaboliques de base de notre modèle en utilisant les chambres métaboliques Comprehensive Lab Animal Monitoring System (CLAMS), incluant l’activité ambulatoire, le ratio d’échanges respiratoires (RER) et la production de chaleur. Les STAT3DAT-KO sont hyperactives, démontré par une activité locomotrice augmentée, mais aucune variation entre les deux groupes n’est observée pour le RER et la production de chaleur, en plus d’un gain de poids identique. Une stratégie de récupération ciblant la réinsertion de STAT3 dans les neurones DA du système mésolimbique normalise l’AP anciennement plus élevée des STAT3DAT-KO à celle des contrôles, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines, suivant l’accès libre à une roue d’exercice (RE) pour une durée de 4 semaines. L’injection d’un psychostimulant (agoniste du récepteur DA de type 1 (D1R), le Chloro-APB-Hydrobromide (SKF 82958)) reflète une fonction dopaminergique réduite chez les STAT3DAT-KO. Un test de recherche compulsive de nourriture révèle une suppression de la prise alimentaire chez les deux groupes expérimentaux. Nous démontrons pour la première fois que la motivation alliée à la course d’endurance, indépendamment de la régulation de la prise alimentaire par la leptine, est dépendant d’une signalisation leptine-STAT3 amoindrie dans les neurones DA du système mésolimbique, révélant STAT3 comme élément clé dans la régulation du tonus dopaminergique et des propriétés récompensantes de l’AP.

Production of bioactive metabolites by intestinal bacteria

The adult intestinal microbiota comprises a microbial ecosystem of approximately 100 trillion microorganisms, with specific bacterial communities holding distinct metabolic capabilities. Bacteria produce a range of bioactive compounds to survive unfavourable stimuli and to interact with other organisms, and generate several bioactive products during degradation of dietary constituents the host is not capable of digesting. This thesis addressed the impact of feeding potential probiotic bacteria and other dietary strategies such as pure fatty acids and prebiotics, on gut microbiota composition, short chain fatty acid (SCFA) production and modulation of metabolism in animal models. In the first experimental chapter (Chapter 2) a gas chromatography method for the quantification of SCFA was optimized and applied in the analysis of caecal samples obtained in animal studies described in other chapters of this thesis. In Chapter 3, t10, c12 CLA supplementation was shown to significantly alter murine gut microbiota composition and SCFA production rather than no supplementation. These changes were suggested to be extra factors affecting host lipid metabolism. Chapter 4 described the contrasting effects of CLA-producing strains, Bifidobacterium breve DPC 6330 and B. breve NCIMB 702258, on murine fat distribution/composition and gut microbiota composition, suggesting that these changes were most likely strain-dependent. In Chapter 5, dietary GABA-producing strain Lactobacillus brevis DPC 6108 was shown to significantly increase (p<0.05) serum insulin in healthy rats, leading to a second experiment using a type 1 diabetes rat model. Lb. brevis DPC 6108 administration did not change insulin levels in diabetic rats, but attenuated high levels of glucose when compared to diabetic control. However, an auto-immune-induced diabetes model was suggested as a better model to study GABA-related effects on diabetes. In Chapter 6 bovine milk oligosaccharides, 6’sialyllactose and Beneo Orafti P95 oligofructose supplementations were associated with depletion or reduction of less favourable bacteria, demonstrating that ingestion of these oligosaccharides might be a safe and effective approach to modulate populations of the intestinal microbiota. In Chapter 7 (General discussion) the major findings of all studies were reviewed and discussed.

Lost in translation? The potential psychobiotic Lactobacillus rhamnosus (JB-1) fails to modulate stress or cognitive performance in healthy male subjects

Background: Preclinical studies have identified certain probiotics as psychobiotics a live microorganisms with a potential mental health benefit. Lactobacillus rhamnosus (JB-1) has been shown to reduce stress-related behaviour, corticosterone release and alter central expression of GABA receptors in an anxious mouse strain. However, it is unclear if this single putative psychobiotic strain has psychotropic activity in humans. Consequently, we aimed to examine if these promising preclinical findings could be translated to healthy human volunteers. Objectives: To determine the impact of L. rhamnosus on stress-related behaviours, physiology, inflammatory response, cognitive performance and brain activity patterns in healthy male participants. An 8 week, randomized, placebo-controlled, cross-over design was employed. Twenty-nine healthy male volunteers participated. Participants completed self-report stress measures, cognitive assessments and resting electroencephalography (EEG). Plasma IL10, IL1β, IL6, IL8 and TNFα levels and whole blood Toll-like 4 (TLR-4) agonist-induced cytokine release were determined by multiplex ELISA. Salivary cortisol was determined by ELISA and subjective stress measures were assessed before, during and after a socially evaluated cold pressor test (SECPT). Results: There was no overall effect of probiotic treatment on measures of mood, anxiety, stress or sleep quality and no significant effect of probiotic over placebo on subjective stress measures, or the HPA response to the SECPT. Visuospatial memory performance, attention switching, rapid visual information processing, emotion recognition and associated EEG measures did not show improvement over placebo. No significant anti-inflammatory effects were seen as assessed by basal and stimulated cytokine levels. Conclusions: L. rhamnosus was not superior to placebo in modifying stress-related measures, HPA response, inflammation or cognitive performance in healthy male participants. These findings highlight the challenges associated with moving promising preclinical studies, conducted in an anxious mouse strain, to healthy human participants. Future interventional studies investigating the effect of this psychobiotic in populations with stress-related disorders are required.

Laminar and cellular distribution of AMPA, kainate, and NMDA receptor subunits in monkey sensory-motor cortex

In situ hybridization histochemistry and immunocytochemistry were used to examine lamina- and cell-specific expression of glutamate receptor (GluR) mRNAs and polypeptide subunits in motor and somatosensory cortex of macaque monkeys. Radioactive complementary RNA (cRNA) probes were prepared from cDNAs specific for α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxozolepropionate (AMPA)/kainate (GluR1-GluR4), kainate (GluR5-GluR7), and N-methylD-aspartate (NMDA; NR1, NR2A-NR2D) receptor subunits. AMPA/kainate and NR1, NR2A, and NR2B receptor transcripts show higher expression than other transcripts. All transcripts show lamina-specific patterns of distribution. GluR2 and GluR4 mRNAs show higher expression than do GluR1 and GluR3 mRNAs. GluR6 transcript expression is higher than that of GluR5 and GluR7. NR1 mRNA expression is much higher than that of NR2 mRNAs. NR2C subunit expression is very low except for a very distinct band of high expression in layer IV of area 3b. Immunocytochemistry, using subunit-specific antisera and double labeling for calbindin, parvalbumin, or α type II Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase (CaMKII-α), allowed identification of cell types expressing different subunit genes. GluR1 and GluR5/6/7 immunoreactivity is found in both pyramidal cells and gamma-amino butyric acid (GABA) cells; GluR2/3 immunoreactivity is preferentially found in pyramidal cells, whereas GluR4 immunoreactivity is largely restricted to GABA cells; NMDA receptor subunit immunoreactivity is far greater in excitatory cells than in GABA cells. The density of expression of AMPA/kainate, kainate, and NMDA receptor subunit mRNAs differed within and across the architectonic fields of sensory-motor cortex. This finding and the lamina- and cell-specific patterns of expression suggest assembly of functional receptors from different arrangements of available subunits in specific neuronal populations.

Medición de la cultura de seguridad del paciente en un hospital público de primer nivel en el municipio de Villeta

Esta investigación midió la percepción del personal asistencial sobre la cultura de seguridad de los pacientes en un hospital de primer nivel de complejidad por medio de un estudio descriptivo de corte transversal. Se utilizó como herramienta de medición la encuesta ‘Hospital Survey on Patient Safety Cultura’ (HSOPSC) de la Agency of Healthcare Research and Quality (AHRQ) versión en español, la cual evalúa doce dimensiones. Los resultados mostraron fortalezas como el aprendizaje organizacional, las mejoras continuas y el apoyo de los administradores para la seguridad del paciente. Las dimensiones clasificadas como oportunidades de mejora fueron la cultura no punitiva, el personal, las transferencias y transiciones y el grado en que la comunicación es abierta. Se concluyó que aunque el personal percibía como positivo el proceso de mejoramiento y apoyo de la administración también sentía que era juzgado si reportaba algún evento adverso.