Cholesterol-Independent Effects of Methyl-b- Cyclodextrin on Chemical Synapses

The cholesterol chelating agent, methyl-b-cyclodextrin (MbCD), alters synaptic function in many systems. At crayfish neuromuscular junctions, MbCD is reported to reduce excitatory junctional potentials (EJPs) by impairing impulse propagation to synaptic terminals, and to have no postsynaptic effects. We examined the degree to which physiological effects of MbCD correlate with its ability to reduce cholesterol, and used thermal acclimatization as an alternative method to modify cholesterol levels. MbCD impaired impulse propagation and decreased EJP amplitude by 40% (P,0.05) in preparations from crayfish acclimatized to 14uC but not from those acclimatized to 21uC. The reduction in EJP amplitude in the cold-acclimatized group was associated with a 49% reduction in quantal content (P,0.05). MbCD had no effect on input resistance in muscle fibers but decreased sensitivity to the neurotransmitter L-glutamate in both warm- and coldacclimatized groups. This effect was less pronounced and reversible in the warm-acclimatized group (90% reduction in cold, P,0.05; 50% reduction in warm, P,0.05). MbCD reduced cholesterol in isolated nerve and muscle from cold- and warmacclimatized groups by comparable amounts (nerve: 29% cold, 25% warm; muscle: 20% cold, 18% warm; P,0.05). This effect was reversed by cholesterol loading, but only in the warm-acclimatized group. Thus, effects of MbCD on glutamatesensitivity correlated with its ability to reduce cholesterol, but effects on impulse propagation and resulting EJP amplitude did not. Our results indicate that MbCD can affect both presynaptic and postsynaptic properties, and that some effects of MbCD are unrelated to cholesterol chelation.

Action of octopamine and tyramine on muscles of Drosophila melanogaster larvae

Octopamine (OA) and tyramine (TA) play important roles in homeostatic mechanisms, behavior, and modulation of neuromuscular junctions in arthropods. However, direct actions of these amines on muscle force production that are distinct from effects at the neuromuscular synapse have not been well studied. We utilize the technical benefits of the Drosophila larval preparation to distinguish the effects of OA and TA on the neuromuscular synapse from their effects on contractility of muscle cells. In contrast to the slight and often insignificant effects of TA, the action of OA was profound across all metrics assessed. We demonstrate that exogenous OA application decreases the input resistance of larval muscle fibers, increases the amplitude of excitatory junction potentials (EJPs), augments contraction force and duration, and at higher concentrations (10−5 and 10−4 M) affects muscle cells 12 and 13 more than muscle cells 6 and 7. Similarly, OA increases the force of synaptically driven contractions in a cell-specific manner. Moreover, such augmentation of contractile force persisted during direct muscle depolarization concurrent with synaptic block. OA elicited an even more profound effect on basal tonus. Application of 10−5 M OA increased synaptically driven contractions by ∼1.1 mN but gave rise to a 28-mN increase in basal tonus in the absence of synaptic activation. Augmentation of basal tonus exceeded any physiological stimulation paradigm and can potentially be explained by changes in intramuscular protein mechanics. Thus we provide evidence for independent but complementary effects of OA on chemical synapses and muscle contractility.

The action of octopamine on muscles of Drosophila melanogaster larvae

Octopamine (OA) and tyramine (TA) play important roles in homeostatic mechanisms, behavior, and modulation of neuromuscular junctions in arthropods. However, direct actions of these amines on muscle force production that are distinct from effects at the neuromuscular synapse have not been well studied. We utilize the technical benefits of the Drosophila larval preparation to distinguish the effects of OA and TA on the neuromuscular synapse from their effects on contractility of muscle cells. In contrast to the slight and often insignificant effects of TA, the action of OA was profound across all metrics assessed. We demonstrate that exogenous OA application decreases the input resistance of larval muscle fibers, increases the amplitude of excitatory junction potentials (EJPs), augments contraction force and duration, and at higher concentrations (10(-5) and 10(-4) M) affects muscle cells 12 and 13 more than muscle cells 6 and 7. Similarly, OA increases the force of synaptically driven contractions in a cell-specific manner. Moreover, such augmentation of contractile force persisted during direct muscle depolarization concurrent with synaptic block. OA elicited an even more profound effect on basal tonus. Application of 10(-5) M OA increased synaptically driven contractions by ≈ 1.1 mN but gave rise to a 28-mN increase in basal tonus in the absence of synaptic activation. Augmentation of basal tonus exceeded any physiological stimulation paradigm and can potentially be explained by changes in intramuscular protein mechanics. Thus we provide evidence for independent but complementary effects of OA on chemical synapses and muscle contractility.

Rôle d'un ajout de vitamine E alimentaire dans la prévention de la myopathie du poulet de chair

Des études précédentes ont montré qu’une carence en vitamine E prédispose à la myopathie du poulet de chair. L’effet d’un ajout de vitamine E dans la diète commerciale sur la dégénérescence des fibres musculaires de la poitrine et de la cuisse a été étudié chez les poulets de chair. Des poulets mâles ROSS 308 (n = 1100) ont été assignés de façon aléatoire à deux traitements alimentaires (aliment commercial + 25 à 50 mg de vitamine E surajouté par kg vs aliment commercial + 0 mg de vitamine E supplémentaire). Les poulets ont été répartis sur 10 parquets (cinq répétitions par traitement). Le poids corporel et la consommation d’aliment ont été mesurés hebdomadairement. Aux jours j28, j35, j42 et j49, du sang a été prélevé pour mesurer le niveau de vitamine E et l’activité de la créatine kinase (CK). Les muscles Pectoralis superficialis et Adductor magnus ont été prélevés pour des analyses histologiques aux jours j28, j42 et j49; les fibres dégénérées ont été dénombrées sur chaque muscle prélevé. La concentration plasmatique de vitamine E était plus élevée dans le groupe supplémenté (P = 0.001). L’activité de la CK n’était pas différente dans les deux groupes (P = 0.20) mais très élevée, et n’était pas toujours en relation avec les dommages musculaires, à cause de grandes fluctuations de la CK entre les individus du même groupe. Le nombre de fibres endommagées était plus élevé dans le muscle Pectoralis superficialis (poitrine) que dans le muscle Adductor magnus (cuisse) dans les deux groupes; il y avait aussi moins de fibres dégénérées à j28 dans la poitrine des poulets qui ont reçus la diète supplémentée. Ces résultats suggèrent que l’ajout de vitamine E à la diète conventionnelle augmente le niveau de vitamine E dans le plasma et dans les tissus, diminue le nombre de fibres dégénérées dans la poitrine des jeunes poulets sans pour autant modifier la conversion alimentaire. La mesure de l’activité plasmatique de la CK ne saurait suffire à elle seule pour détecter précocement la myopathie nutritionnelle dans les élevages de poulets de chair.

Role of a Novel Tetrodotoxin-Resistant Sodium Channel in the Nitrergic Relaxation of Corpus Cavernosum from the South American Rattlesnake Crotalus Durissus Terrificus

Introduction. Coitus in snakes may last up to 28 hours; however, the mechanisms involved are unknown. Aim. To evaluate the relevance of the nitric oxide (NO)-cyclic guanosine monophosphate (cGMP)-phosphodiesterase type 5 (PDE5) system in snake corpus cavernosum reactivity. Methods. Hemipenes were removed from anesthetized South American rattlesnakes (Crotalus durissus terrificus) and studied by light and scanning electronic microscopy. Isolated Crotalus corpora cavernosa (CCC) were dissected from the non-spiny region of the hemipenises, and tissue reactivity was assessed in organ baths. Main Outcome Measures. Cumulative concentration-response curves were constructed for acetylcholine (ACh), sodium nitroprusside (SNP), 5-cyclopropyl-2-[1-(2-fluorobenzyl)-1H-pyrazolo[3,4-b]pyridine-3-yl]pyrimidin-4-ylamine (BAY 41-2272), and tadalafil in CCC precontracted with phenylephrine. Relaxation induced by electrical field stimulation (EFS) was also done in the absence and presence of N omega nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME; 100 mu M), 1H-[1, 2, 4] oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one (ODQ; 10 mu M) and tetrodotoxin (TTX; 1 mu M). Results. The hemipenes consisted of two functionally concentric corpora cavernosa, one of them containing radiating bundles of smooth muscle fibers (confirmed by alpha-actin immunostaining). Endothelial and neural nitric oxide synthases were present in the endothelium and neural structures, respectively; whereas soluble guanylate cyclase and PDE5 were expressed in trabecular smooth muscle. ACh and SNP relaxed isolated CCC, with the relaxations being markedly reduced by L-NAME and ODQ, respectively. BAY 41-2272 and tadalafil caused sustained relaxations with potency (pEC(50)) values of 5.84 +/- 0.17 and 5.10 +/- 0.08 (N = 3-4), respectively. In precontracted CCC, EFS caused frequency-dependent relaxations that lasted three times longer than those in mammalian CC. Although these relaxations were almost abolished by either L-NAME or ODQ, they were unaffected by TTX. In contrast, EFS-induced relaxations in marmoset CC were abolished by TTX. Conclusions. Rattlesnake CC relaxation is mediated by the NO-cGMP-PDE5 pathway in a manner similar to mammals. The novel TTX-resistant Na channel identified here may be responsible for the slow response of smooth muscle following nerve stimulation and could explain the extraordinary duration of snake coitus. Capel RO, Monica FZ, Porto M, Barillas S, Muscara MN, Teixeira SA, Arruda AMM, Pissinatti, L, Pissinatti A, Schenka AA, Antunes E, Nahoum C, Cogo JC, de Oliveira MA, and De Nucci G. Role of a novel tetrodotoxin-resistant sodium channel in the nitrergic relaxation of corpus cavernosum from the South American rattlesnake Crotalus durissus terrificus. J Sex Med 2011;8:1616-1625.

Inhibition of the myotoxic activity of Bothrops jararacussu venom and its two major myotoxins, BthTX-I and BthTX-II, by the aqueous extract of Tabernaemontana catharinensis A. DC. (Apocynaceae)

Partial neutralization of the myotoxic effect of Bothrops jararacussu venom (BV) and two of its myotoxins [bothropstoxin-I (BthTX-I), catalytically inactive, and II (BthTX-II), showing low PLA(2) activity], by the lyophilized aqueous extract of Tabernaemontana catharinensis (AE), was studied in rat isolated soleus muscle preparations (in vitro) and through i.m. injection in the gastrocnemius muscle (in vivo) by determination of creatine kinase (CK) activity and histopathological analysis. Incubation of soleus muscle for 1 h with BV or toxins (20 mug/ml) plus AE (400 mug/ml) added immediately after BV, BthTX-I or BthTX-II reduced CK levels by 53%, 37% and 56%, respectively. The myonecrotic effects of BV (20 mug/ml) upon soleus muscle was reduced 24%, 35% and 36% when AE (400 mug/ml) was added 1 h after BV and CK was evaluated 30 min, 1 and 2 h later, respectively. For BthTX-I these values were 46%, 48% and 47%, while for BthTX-II no inhibitory effect was detected. Histological analysis of soleus muscle after incubation with AE (400 mug/ml, I h) did not reveal any change in muscle fibers, but severe necrosis induced by -BV or toxins (20 mug/ml) was clearly in evidence, and decreased significantly when soleus muscle was protected by AE. This protection was also observed when AE was administered 1 h after BV or BthTX-I, but not after BthTX-II. AE did not inhibit the catalytic PLA(2), activity of BthTX-II or BV and did not change the PAGE pattern of BV, BthTX-I or BthTX-II. In vivo assays were performed in 100-g rats and maximal CK release was attained at a dose of 100 mug of BV, 3 h after injection. AE was not effective when injected 20 s after BV or toxins. However, injecting BV or toxins (100 mug), which were pre-incubated with AE (2 mg) caused an inhibition of 57%, 59% and 51%, respectively, with zero time pre-incubation, but was less effective with I h pre-incubation. This plant represents a potential source of promising myotoxin inhibitors. (C) 2004 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Muscular Dystrophy in Dogs: Does the Crossing of Breeds Influence Disease Phenotype?

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos do esteróide anabólico nandrolona sobre o músculo sóleo de ratos submetidos a treinamento físico através de natação: estudo histológico, histoquímico e morfométrico

Este estudo teve por objetivo analisar as alterações histológicas, histoquímicas e morfométricas das fibras do músculo sóleo de ratos submetidos a um programa de natação, associado ou não à administração do esteróide anabólico decanoato de nandrolona. Foram utilizados 22 ratos Wistar machos, 12 dos quais receberam injeção intramuscular do esteróide (5mg/kg) e 10, óleo mineral (5mg/kg), duas vezes por semana. Os animais foram submetidos a 42 sessões de natação por nove semanas (de segunda a sexta-feira), com aumento progressivo de carga por meio do tempo de natação. Após o sacrifício, o músculo sóleo esquerdo foi retirado, imerso em n-hexana e acondicionado em nitrogênio líquido. Cortes do terço médio desse músculo foram feitos em micrótomo criostato (-20ºC) e corados pela técnica HE e pelo método histoquímico NADH-TR. Os animais submetidos a treinamento físico e a esteróide (TA) ou óleo mineral (TO) apresentaram fibras musculares com maior diâmetro, quando comparados com os animais-controle (NTA e NTO). Não houve diferença significativa entre as medidas das médias dos diâmetros das fibras dos grupos NTA e NTO e entre TA e TO. Nos grupos TA e NTA notou-se acentuado processo de fagocitose, arredondamento e hialinização das fibras musculares. Já nos grupos TA, TO e NTA observou-se perda da atividade enzimática oxidativa. Os resultados sugerem que a natação produz hipertrofia muscular de forma semelhante, tanto no grupo que recebeu esteróide como no que recebeu óleo mineral. No entanto, o grupo que recebeu esteróide apresentou sinais claros de maior degeneração muscular.

Efeitos da dieta suplementada com ômega-3 no músculo sóleo de ratos submetidos à natação: análise histológica e morfométrica

As lesões musculares têm sido observadas como as mais frequentes nos esportes. Considerando a produção de espécies reativas de oxigênio como um fator de risco para instalação de lesões e características antioxidantes e anti-inflamatórias do ômega-3, o objetivo deste trabalho foi verificar as alterações histológicas e morfométricas do músculo sóleo de ratos que realizaram natação, associado a uma dieta suplementada com ômega-3. Para sua realização foram utilizados 31 ratos Wistar divididos em quatro grupos, sendo os grupos A e C suplementados com azeite de oliva e B e D com 3g/dia de ômega-3 por quatro semanas. Os grupos C e D foram submetidos à natação cinco dias/semana por 28 dias, com acréscimo de 5% do peso corporal a partir da segunda semana, enquanto que os grupos A e B não realizaram treinamento. Após este período os animais foram sacrificados, o músculo sóleo retirado e corado com Hematoxilina-eosina para avaliação morfológica. Análise de variância bifatorial, com nível de significância de 5%, foi utilizada para análise dos valores do menor diâmetro das fibras musculares. Os grupos A e B (sedentários) apresentaram padrões histológicos de normalidade. O grupo C apresentou aumento do tecido endomisial e do número de núcleos, presença de fibras fagocitadas e de contornos poligonais não mantidos, enquanto que o grupo D apresentou poucas fibras fagocitadas e de contornos poligonais preservados. Com relação à medida do menor diâmetro das fibras musculares, as análises mostraram diferenças para o fator treinamento, mas não para o fator suplementação e a interação entre eles. As alterações histológicas induzidas pelo exercício foram atenuadas no grupo suplementado com ômega-3, sugerindo um efeito protetor da suplementação, contudo, o aumento do diâmetro das fibras para os grupos expostos ao exercício está relacionado ao efeito do treinamento e não à suplementação.

Aspectos morfológicos de biópsias musculares em equinos com miopatia sob forma de surto

As miopatias em equinos são classificadas de acordo com aspectos clínicos, morfológicos e moleculares, em três grandes grupos: não associadas ao exercício, associadas ao exercício e devido alteração da condução elétrica do sarcolema. Apesar dos avanços no diagnóstico, a literatura ainda relata surtos de miopatia em equinos sem etiologia esclarecida em diversos países. O objetivo desse estudo foi descrever as alterações histológicas e histoquímicas de biópsias musculares de equinos acometidos por miopatia. Sete equinos da raça Quarto de Milha, com 18-24 meses de idade, apresentaram sinais clínicos de miopatia. Dentre esses animais, cinco apresentaram sinais subagudos leves a moderados e dois apresentaram sinais hiperagudos severos e decúbito lateral. Foram realizadas biópsias musculares utilizando a técnica percutânea, por agulha tipo Bergström, no músculo glúteo médio em todos os animais acometidos. As amostras foram processadas por meio de técnicas histológicas (HE, Tricrômio de Gomori modificado) e histoquímicas (PAS, NADH, ATPase). Nos quadros clínicos mais leves, a principal alteração encontrada foi a presença de fibras vermelhas rajadas do tipo I e IIA, que estão associadas às alterações do metabolismo oxidativo e das funções mitocondriais, como ocorrem nas miopatias mitocondriais. Também foram observadas fibras atróficas do tipo I e IIA, além da presença de agregados subsarcolemais. Nos quadros mais severos o tecido muscular apresentou infiltrado inflamatório, aumento de colágeno, fagocitose, necrose, calcificação e regeneração muscular. Diante dos achados morfológicos, da resposta à terapia com vitamina E e Se e da baixa mortalidade quando comparado aos relatos de miopatia atípica, conclui-se que esse surto foi desencadeado por lesões mitocondriais, caracterizadas pelas fibras musculares vermelhas rajadas, possivelmente devido uma quebra da homeostase de vitamina E e Se, sendo compatível com o diagnóstico de miopatia nutricional.

Development of a rabbit's urethral sphincter deficiency animal model for anatomical-functional evaluation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeito da somatotropina na hipertrofia das fibras musculares esqueléticas e precocidade reprodutiva de novilhas Nelore

O trabalho objetivou avaliar o desempenho produtivo, precocidade sexual e hipertrofia das fibras musculares esqueléticas em resposta à aplicação de somatotropina bovina recombinante (rbST). Foram utilizadas 58 novilhas Nelore de sete meses de idade com peso vivo médio de 193 kg. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em um esquema fatorial incompleto e dividido em duas fases experimentais. Na primeira fase, com duração de 150 dias, os animais foram divididos em dois grupos, de acordo com os níveis de rbST, 0 mg (controle) e 500 mg, a cada 28 dias. Na Fase II, os animais do grupo controle da Fase I foram divididos em 15 e 14 novilhas, que receberam 0 mg e 500 mg de rbST, respectivamente; os animais tratados com 500 mg na Fase I foram divididos em 15 e 14 novilhas e receberam 500 mg e 1.000 mg de rbST, respectivamente, com intervalos de 28 dias, e dieta em regime de pastejo, durante 180 dias. Foram retirados fragmentos do músculo semitendinosus para análise das fibras, no início e final da Fase I. Os animais foram pesados a cada 28 dias. Os resultados mostraram que não houve diferença significativa (p>0,05) entre os tratamentos quanto ao ganho de peso e quanto à precocidade sexual. Quanto ao diâmetro das fibras, os animais que receberam rbST tiveram um aumento significativo (p<0,01) tanto nas fibras de contração lenta quanto nas fibras de contração rápida em relação aos animais-controle.

Caracterização das fibras musculares do músculo Semitendinosus de bezerros mestiços Angus-Nelore recebendo somatotropina bovina recombinante (rbST) até a desmama

Objetivando-se estudar o efeito da somatotropina bovina recombinante (rbST) sobre a freqüência de distribuição e o diâmetro das fibras musculares do músculo Semitendinosus, 36 bezerros mestiços ½Angus-Nelore, com idade inicial de 63 ± 17 dias e pesando 76,8 ± 14,7 kg, criados em pastagem de Brachiaria decumbens e suplementados em creep feeding, foram submetidos a dois tratamentos até a desmama (217 dias): 18 bezerros receberam 1,4 mg/kg de rbST (Boostin®) a cada 14 dias e 18 receberam solução salina (controle). As amostras de músculo foram coletadas aos 117 (biópsia) e aos 217 dias de idade, quando foram abatidos cinco animais por tratamento. Os animais suplementados apresentaram maior diâmetro para as fibras do tipo glicolítica de contração rápida (FG) aos 117 dias e tendência de aumento aos 217 dias e não diferiram em relação ao grupo controle quanto ao diâmetro das fibras oxidativas-glicolíticas de contração rápida (FOG) e oxidativas de contração lenta (SO) e à frequência de FG, FOG e SO aos 117 e 217 dias de idade. Independentemente da aplicação de rbST, houve significativo aumento do diâmetro das fibras SO e FOG, tendência de aumento de diâmetro das fibras FG, maior frequência de SO e redução da frequência de FG entre 117 e 217 dias de idade. A utilização de somatotropina exógena possibilitou maior hipertrofia das fibras musculares brancas de contração rápida em bezerros suplementados em creep feeding durante a fase de cria, sem interferir na frequência de distribuição dos tipos de fibras no músculo Semitendinosus.

Morfologia das fibras musculares esqueléticas de frangos de corte de diferentes linhagens criados em sistemas de confinamento e semiconfinamento

Avaliou-se o efeito da linhagem, do sistema de criação e do sexo sobre o peso vivo, o rendimento de carcaça e de pernas e os aspectos morfológicos das fibras musculares esqueléticas do músculo flexor longo do hálux de frangos de corte. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 2 x 2, ou seja, quatro linhagens (Ross-308, Pescoço Pelado Label Rouge, Caipirinha e Paraíso Pedrês), dois sistemas de criação (confinamento e semiconfinamento) e dois sexos, com duas repetições por tratamento, sendo que cada ave retirada ao acaso aos 56 dias de idade foi considerada uma unidade experimental, totalizando 64 aves. A linhagem Ross apresentou maior peso vivo e maiores pesos de carcaça, de pernas, de carne de penas e do músculo flexor longo do hálux e maiores rendimentos de carcaça e de carnes de pernas que as outras linhagens. A maior massa muscular das aves selecionadas para alta taxa de crescimento está relacionada ao aumento na área dos três tipos de fibras musculares (SO, FOG e FG). Machos apresentaram maior massa muscular e musculatura mais glicolítica que fêmeas. O sistema de semiconfinamento alterou a composição de fibras musculares esqueléticas dos machos, tornando-a mais oxidativa, porém, esse efeito não foi observado nas fêmeas.

Desempenho, fibras musculares e carne de bovinos jovens de três grupos genéticos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)