Bicentenario del nacimiento de Darwin: el significado de su pensamiento para la medicina

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Estandarización de un protocolo para la combinación de técnicas neurohistológicas en cortes obtenidos con vibrátomo

Introduction. The histological study of the nervous system requires the use of special techniques. Currently, no methods are available to visualize simultaneously all the cellular constituents of nervous tissue.Objectives. A protocol was adapted for staining nervous tissue by modification of a formerly difficult procedure.Materials and methods. Slices of brain and spinal cord, 4 mm thick, were taken from adult mice, previously fixed by intracardiac perfusion with 4% paraformaldehyde. Vibratome sections were obtained with thickness of 15-25 μm. These were mounted on glass slides prepared with gelatin as an adhesive. The preparations were subjected to staining protocol Luxol Fast Blue-PAS-hematoxylin (LPH) combined with silver staining method (LPH-Holmes).Results. LPH technique yielded an excellent differentiation of gray and white matter in all regions of the nervous system. A panoramic view of the gray matter was colored pink in contrast to the myelinated nerve fibers and tracts which were light blue. The combination LPH-Holmes retained the staining characteristics but significantly improved the demarcation of axons and tracts.Conclusions. A protocol was standardized for the LPH and LPH-Holmes nervous tissue stains applied in combination to tissue slices obtained with a vibratome. The method was shorter, less wasteful and less expensive than the original and also better preserved the integrity of nervous tissue.Introducción. El estudio histológico del sistema nervioso ha requerido del uso de técnicas especiales. Esto se debe a que no existen métodos que permitan visualizar, simultáneamente, todos los constituyentes celulares del tejido nervioso.Objetivos. Adaptar un protocolo para llevar a cabo un método de coloración del tejido nervioso, previamente conocido pero poco utilizado hasta ahora, debido a las dificultades que presenta el procedimiento original.Materiales y métodos. Se trabajó con cortes de encéfalo y médula espinal de 4 mm de espesor, extraídas de ratones adultos previamente fijados mediante perfusión intracardiaca con paraformaldehído al 4 %. En un vibrátomo se obtuvieron cortes de 15 a 25 μm de espesor. Éstos se montaron sobre láminas portaobjeto preparadas con gelatina como adhesivo. Las preparaciones se sometieron al protocolo de coloración Luxol Fast Blue-PAS-Hematoxylin (LPH) y, su combinación, con un método de tinción argéntica (LPH-Holmes).Resultados. La técnica LPH permitió obtener una excelente diferenciación de la sustancia gris y la sustancia blanca en todas las regiones del sistema nervioso. En una vista panorámica, la sustancia gris se observa de color rosado, mientras que las fibras y tractos nerviosos con mielina se apreciaron de color azul claro. La combinación LPH-Holmes conservó las características de la tinción, pero mejoró ostensiblemente la demarcación de los axones y tractos.Conclusiones. Se estandarizó un protocolo para llevar a cabo la tinción LPH y su combinación LPH-Holmes en cortes obtenidos con un vibrátomo. Éste es más corto, menos dispendioso y menos costoso que el original y, además, preserva mejor la integridad del tejido nervioso

Different brain structures exhibit the same caffeine levels after the administration of a single dose of caffeine

Antecedentes: La cafeína es el estimulante del sistema nervioso más consumido a nivel mundial. Aunque, la cafeína tiene diferentes efectos sobre las funciones cerebrales, poco se sabe acerca de su farmacocinética en el cerebro. Por ejemplo, la mayoría de estudios que evaluaron la distribución de cafeína en el cerebro de rata han medido niveles de cafeína en corteza y estriado, pero no en áreas cerebrales más específicas. Objetivo: El propósito del trabajo fue medir la concentración de cafeína en sangre y diferentes regiones encefálicas (corteza, estriado, hipocampo, cerebelo, tallo cerebral), a diferentes tiempos, después de administrar una única dosis de cafeína. Método: Ratas Wistar adultas (250-300 gr) recibieron una dosis intraperitoneal de cafeína de 30mg/Kg de peso. 20, 40 60 y 80 minutos después de la administración, los sujetos se sacrificaron por decapitación y se obtuvieron muestras de plasma, corteza cerebral, estriado, hipocampo, cerebelo y tallo cerebral. Los niveles de cafeína en plasma y estructuras encefálicas se determinaron por RP-HPLC y se realizó análisis estadístico. Resultados: Los niveles de cafeína fueron mayores en plasma que en las regiones encefálicas estudiadas. Las distintas regiones encefálicas presentaron concentraciones similares de cafeína. En todas las regiones, la mayor concentración de cafeína se obtuvo 40 minutos después de la administración de cafeína. Conclusiones: Este estudio soporta resultados previos que muestran concentraciones similares de cafeína entre la corteza y el estriado, además los extiende a otras regiones encefálicas. La concentración de cafeína aumenta similarmente en plasma y estructuras encefálicas. 40, 60 y 80 minutos después de la administración, la concentración de cafeína en plasma es casi el doble de la encontrada en el cerebro. Lo anterior sugiere que los efectos de la cafeína en distintas funciones cerebrales no dependen de diferencias farmacocinéticas entre regiones encefálicas sino que son más bien explicadas por factores farmacodinámicos.Caffeine is a highly consumed stimulant of the nervous system. Although caffeine has diverse effects on different brain functions, little is known about the specific pharmacokinetics of this substance in the brain. For instance, most studies that assessed caffeine distribution in the rat brain have only measured caffeine levels in the cortex and striatum but not in more specific brain areas.Aims: The purpose of this work was to measure the caffeine concentration in blood and different brain regions (i.e. cortex, striatum, hippocampus, cerebellum and brainstem) at different times after the administration of a single intraperitoneal dose of caffeine.Methods: Adult Wistar rats (250 to 300 gr) were injected with a single intraperitoneal dose of 30 mg/ Kg of caffeine. 20, 40, 60 and 80 minutes after administration, subjects were sacrificed by decapitation and samples of plasma, cerebral cortex, striatum, hippocampus, cerebellum and brainstem were obtained. Caffeine levels in the blood and each brain structure were measured by RP-HPLC and statistical analysis was performed. Results: Caffeine levels were higher in the plasma compared to all the brain structures studied. Different brain regions displayed similar caffeine concentrations. For all brain regions, the maximal concentration levels of caffeine were reached in the first 40 minutes after caffeine administration.Conclusions: The results support previous studies that show similar caffeine concentration between cortex and striatum, but also extend the results to other brain structures. Furthermore, caffeine concentration increases similarly in the plasma and brain structures. 40, 60 and 80 minutes after administration, caffeine concentration in the blood is almost two times higher than in the brain. This suggests that the effects of caffeine on different brain functions do not depend on pharmacokinetic differences between brain areas and are rather explained by pharmacodynamics

Muscle Activity and Muscle Strength in Atypical Swallowing

Objective:   To characterize muscle activity and muscle strength in patients with atypical swallowing (AS; n = 88) and competent lips (CL) or incompetent lips (IL) versus a control group (Ctrl; n = 90) Methods and materials: an analytical case-control study was conducted using surface electromyography (sEMG) of the orbicularis oris, mentalis and masseter muscles. Compression forces of the orbicularis oris,  right  and left masseters muscle (Cfrmm, Cflmm)) , tongue tensile strength (Tts) via myoscan analysis and resistance of the orbicularis oris (Roo) via dynamometry were determined. Comparisons were made with the Mann-Whitney U test   under a 95% confidence interval. Results: The amplitude of the sEMG record of the orbicularis oris muscle, in maximal contraction, was lower (p<0.01) in the atypical swallowing group (596.40 ± 175.83) compared to controls (659.83 ± 203.79). The muscle strength studied in the experimental group was lower (p<0.01) than in controls (CFo: AS: 0.31 ± 0.13; Ctrl: 0.38 ± 0, 11; Cfrmm: AS: 0.40 ± 0.08; Ctrl: 0.50 ± 0.11; Cflmm: AS: 0.41 ± 0.08; Ctrl: 0.58 ± 0.59; Tts, AS: 0.52 ± 0.14, Ctrl: 0.65 ± 0.14, and Roo: AS: 2.47 ± 0.61; Ctrl: 2.73 ± 0.60). Patients with incompetent lips had a greater muscle activity of the orbicularis oris in swallowing (AS of IL: 197.01 ± 85.84; AS of CL: 160.54 ± 97.03; Ctrl: 147.18 ± 80.10). Conclusion: Patients with atypical swallowing showed differences in the strength of studied muscles and the muscle activity of the orbicular oris muscle compared to controls.Objective:   To characterize muscle activity and muscle strength in patients with atypical swallowing (AS; n = 88) and competent lips (CL) or incompetent lips (IL) versus a control group (Ctrl; n = 90) Methods and materials: an analytical case-control study was conducted using surface electromyography (sEMG) of the orbicularis oris, mentalis and masseter muscles. Compression forces of the orbicularis oris,  right  and left masseters muscle (Cfrmm, Cflmm)) , tongue tensile strength (Tts) via myoscan analysis and resistance of the orbicularis oris (Roo) via dynamometry were determined. Comparisons were made with the Mann-Whitney U test   under a 95% confidence interval. Results: The amplitude of the sEMG record of the orbicularis oris muscle, in maximal contraction, was lower (p<0.01) in the atypical swallowing group (596.40 ± 175.83) compared to controls (659.83 ± 203.79). The muscle strength studied in the experimental group was lower (p<0.01) than in controls (CFo: AS: 0.31 ± 0.13; Ctrl: 0.38 ± 0, 11; Cfrmm: AS: 0.40 ± 0.08; Ctrl: 0.50 ± 0.11; Cflmm: AS: 0.41 ± 0.08; Ctrl: 0.58 ± 0.59; Tts, AS: 0.52 ± 0.14, Ctrl: 0.65 ± 0.14, and Roo: AS: 2.47 ± 0.61; Ctrl: 2.73 ± 0.60). Patients with incompetent lips had a greater muscle activity of the orbicularis oris in swallowing (AS of IL: 197.01 ± 85.84; AS of CL: 160.54 ± 97.03; Ctrl: 147.18 ± 80.10). Conclusion: Patients with atypical swallowing showed differences in the strength of studied muscles and the muscle activity of the orbicular oris muscle compared to controls

PRIM1 Deficiency Causes a Distinctive Primordial Dwarfism Syndrome

DNA replication is fundamental for cell proliferation in all organisms. Nonetheless, components of the replisome have been implicated in human disease, and here we report PRIM1 encoding the catalytic subunit of DNA primase as a novel disease gene. Using a variant classification agnostic approach, biallelic mutations in PRIM1 were identified in five individuals. PRIM1 protein levels were markedly reduced in patient cells, accompanied by replication fork asymmetry, increased interorigin distances, replication stress, and prolonged S-phase duration. Consequently, cell proliferation was markedly impaired, explaining the patients' extreme growth failure. Notably, phenotypic features distinct from those previously reported with DNA polymerase genes were evident, highlighting differing developmental requirements for this core replisome component that warrant future investigation

ONTOGENIA Y FISIONOMÍA DEL PAISAJE EPIGENÉTICO: UN MODELO GENERAL PARA EXPLICAR SISTEMAS EN DESARROLLO

  El paisaje epigenético es una metáfora gráfica propuesta por Conrad H. Waddington para explicar el desarrollo de los organismos mediante la imagen de un paisaje compuesto por una superficie ondulante con cimas y valles, que representan las vías por las cuales se desplazan las células del organismo en su proceso de diferenciación. C.H. Waddington, considerado como el padre de la epigenética, es notable por sus aportes teóricos, que incluyen las nociones de asimilación genética, la canalización del desarrollo y el epi-genotipo. Estas ideas surgieron a partir de estudios experimentales en biología del desarrollo, los cuales resultaron en el descubrimiento del “organizador” en embriones de aves y, posteriormente, de fenocopias inducidas por factores ambientales en Drosophila. En el presente artículo se presenta una interpretación del paisaje epigenético y conceptos relacionados, que ponen en evidencia el poder heurístico de este modelo y su importancia para la biología contemporánea. Este trabajo es un homenaje a la vida de C. H. Waddington, cuya obra continúa siendo de gran actualidad.

La adaptación de las células gliales: una perspectiva evolutiva

La evolución glial permanece desconocida, aunque este proceso debió requerir adaptaciones al medio interno del sistema nervioso y a necesidades funcionales en el neuroeje de cada especie. Como objetivo se sustenta la hipótesis de la importancia funcional y adaptativa de la glia, fundamentada en la multiplicidad funcional astrocitaria. El número de células gliales aumenta de forma paralela con la complejidad encefálica, debido posiblemente a activación de nuevos genes asociados con la formación de tipos celulares diferentes; este aumento celular se pudo deber principalmente a la expansión de la población astroctaria. Se infiere, por tanto, una gran importancia funcional y adaptativa para la glía, supuesto reforzado por la complejidad funcional astrocitaria. El predominio de un tipo neuroglial u otro depende de las características morfológicas y fi siológicas encefálicas; en cerebros con parénquima más grueso hay predominio astrocitario sobre glía ependimaria. Existe una correlación directa entre expansión de neocorteza y número de astrocitos. La explicación más satisfactoria es que el elevado gasto energético de las neuronas hace necesario incrementar la población astrocitaria, estrategia adaptativa del sistema nervioso esencial para el sustento metabólico del sistema nervioso. En conclusión, la tendencia filogénica hacia la especialización neuronal debió depender de la aparición, aumento y adaptación del número de células gliales, posiblemente debido a la incapacidad de las neuronas para suplir sus necesidades energéticas por sí mismas. La separación funcional inicial debió permitir a las neuronas especializarse más en la neurotransmisión, mientras los astrocitos se adaptaban a las demandas metabólicas de las nuevas funciones neuronales

Potenciales evocados en dos casos de esquizencefalia de borde abierto

La esquizencefalia es una malformación cerebral producida por un trastorno en la migración neuronal. Se caracteriza por una hendidura que compromete todo el espesor del palio, desde la superficie pial hasta el sistema ventricular. Cuando los bordes de corteza alrededor de la hendidura están en contacto la esquizencefalia es de labio cerrado, pero cuando los bordes están separados la lesión se denomina de labio abierto. Las manifestaciones clínicas más frecuentes son: retraso psicomotor, déficit motor y epilepsia. Se presentan dos pacientes con esquizencefalia de labio abierto, uno unilateral y otro bilateral, a los que se les realizaron estudios de potenciales evocados auditivos, visuales, cognitivos y somatosensoriales. Estos estudios permitieron obtener correlaciones clínicas e imagenológicas. Cada caso presentó un patrón específico en los potenciales evocados somatosensoriales, los que pueden confirmar la sospecha de alformaciones hemisféricas. Por el contrario, los potenciales evocados cognitivos, visuales y auditivos son inespecíficos a para diferenciar los tipos de esquizencefalia

Muscle Activity and Muscle Strength in Atypical Swallowing

Objetivo: caracterizar la actividad y fuerza muscular de pacientes con deglución atípica ( DA ; N=88) con competencia labial ( CL ) o incompetencia labial ( IL ) vs un grupo control (Ctrl; N =90). Materiales y métodos: estudio analítico de casos y controles se realizó una electromiografía de superficie (s EMG ) de los músculos orbicular, mental y maseteros; se determinaron las fuerzas compresiva del orbicular de los labios ( FC o), contráctil del masetero derecho ( FC md) e izquierdo ( FC mi), extensora del músculo lingual ( FEl ) por mioescanografía y la fuerza de resistencia del orbicular de los labios ( FR o) por dinamometría. Resultados: La amplitud del registro s EMG del músculo orbicular de los labios, en con - tracción máxima, fue menor (p<0.01) en el grupo DA (596,40±175,83) con respecto a los controles(659,83±203,79); la fuerza de los músculos estudiados en el grupo experimental fue menor (p<0,01) que en los controles ( FC o: DA : 0,31±0,13; Ctrl: 0,38±0,11; FC md: DA : 0,40±0,08; Ctrl: 0,50±0,11; FC mi: DA : 0,41±0,08; Ctrl: 0,58±0,59; FEl ; DA : 0,52±0,14; Ctrl: 0,65±0,14; y FR o: DA : 2,47±0,61; Ctrl: 2,73±0,60). Los pacientes con DA - IL presen - taron mayor actividad muscular del orbicular en deglución ( DA-IL : 197,01±85,84; DA-CL : 160,54±97,03; Ctrl: 147,18±80,10). Conclusiones: Los pacientes con DA difieren en la fuerza de los músculos estudiados y en la actividad muscular del orbicular con respecto a los controles. Los pacientes con DA-CL y DA-IL difieren en la actividad y fuerza muscular del orbicular