Resumo
The objectives of this study were to investigate the effects of different concentrations of Suaeda rigida polysaccharides (SRPs) on the physiological characteristics of the frog heart and gastrocnemius muscle, compare their similarities and differences, and analyze the mechanisms. CaCl2 and acetylcholine (Ach) were selected respectively to be co-incubated with the high concentration SRPs to observe the effects on the heart contraction of frog. The effects of different concentrations of the SRPs on the activities of acetylcholinesterase (A-CHE), Na+-K+-ATPase and Ca2+-Mg2+-ATPase in the isolated frog heart were detected by UV-Vis spectrophotometry. The gastrocnemius muscle was immersed in the high concentration of SRPs for 10 min, and the systolic indexes were recorded. The effects of SRPs on the Ach content and A-CHE activity at the sciatic nerve-gastrocnemius junction were determined by UV-Vis spectrophotometry and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The results showed that the SRPs had significant inhibitory effects on the contractile amplitude of isolated heart and the contractile amplitude induced by CaCl2 and Ach, respectively (P<0.01). The activity of Ca2+-Mg2+-ATPase was significantly promoted, and the activity of A-CHE was significantly inhibited (P<0.01). The contraction amplitude, contraction rate, relaxation rate of gastrocnemius muscle and the Ach content at the junction of sciatic nerve-gastrocnemius muscle were significantly increased (P<0.01), and the activity of A-CHE at the junction was significantly inhibited (P<0.01) by the SRPs. All the results suggested that the SRPs could inhibit the contraction of heart and promote the contraction and relaxation of skeletal muscle. The mechanism was related to blocking the fast INa channel, inhibiting the ICa-L and activating the M receptors of myocardial membrane and then inhibiting external Ca2+ influx, increasing Ca2+-Mg2+-ATPase activity, decreasing a-che activity.
Os objetivos deste estudo foram investigar os efeitos de diferentes concentrações de Suaeda rigida polissacarídeos (SRPs) sobre as características fisiológicas do coração de rã e do músculo gastrocnêmio, comparar suas semelhanças e diferenças, e analisar os mecanismos. CaCl2 e acetilcolina (Ach) foram selecionados respectivamente para serem co-incubados com os SRPs de alta concentração para observar os efeitos sobre a contração do coração de rã. Os efeitos das diferentes concentrações dos SRPs sobre as atividades da acetilcolinesterase (A-CHE), Na+-K+-ATPase e Ca2+-Mg2+-ATPase no coração isolado de rã foram detectados pela espectrofotometria UV-Vis. O músculo gastrocnêmio foi imerso na alta concentração de SRP por 10 min, e os índices sistólicos foram registrados. Os efeitos das SRPs no conteúdo de Ach e na atividade de A-CHE na junção nervo-gastrocnêmio ciático foram determinados pela espectrofotometria UV-Vis e pelo ensaio de imunoabsorção enzimática (ELISA). Os resultados mostraram que os SRPs tiveram efeitos inibidores significativos sobre a amplitude contrátil do coração isolado e a amplitude contrátil induzida por CaCl2 e Ach, respectivamente (P<0,01). A atividade do Ca2+-Mg2+-ATPase foi significativamente promovida e a atividade do A-CHE foi significativamente inibida (P<0,01). A amplitude de contração, a taxa de contração, a taxa de relaxamento do músculo gastrocnêmio e o conteúdo de Ach na junção do músculo nervo ciático-gastrocnêmio foram significativamente aumentados (P<0,01), e a atividade do A-CHE na junção foi significativamente inibida (P<0,01) pelas SRPs. Todos os resultados sugeriram que os SRPs poderiam inibir a contração do coração e promover a contração e o relaxamento do músculo esquelético. O mecanismo estava relacionado ao bloqueio do canal INa rápido, inibindo a ICa-L e ativando os receptores M da membrana miocárdica e depois inibindo o influxo externo de Ca2+, aumentando a atividade de Ca2+-Mg2+-ATPase, diminuindo a atividade a-che.
Assuntos
Animais , Ranidae/fisiologia , Músculo Esquelético , Chenopodiaceae/química , Contração Miocárdica/efeitos dos fármacos , Estimulação Química , Modelos AnimaisResumo
Sciatic nerve transection (SNT), a model for studying neuropathic pain, mimics the clinical symptoms of "phantom limb", a pain condition that arises in humans after amputation or transverse spinal lesions. In some vertebrate tissues, this condition decreases acetylcholinesterase (AChE) activity, the enzyme responsible for fast hydrolysis of released acetylcholine in cholinergic synapses. In spinal cord of frog Rana pipiens, this enzymes activity was not significantly changed in the first days following ventral root transection, another model for studying neuropathic pain. An answerable question is whether SNT decreases AChE activity in spinal cord of frog Lithobates catesbeianus, a species that has been used as a model for studying SNT-induced neuropathic pain. Since each animal model has been created with a specific methodology, and the findings tend to vary widely with slight changes in the method used to induce pain, our study assessed AChE activity 3 and 10 days after complete SNT in lumbosacral spinal cord of adult male bullfrog Lithobates catesbeianus. Because there are time scale differences of motor endplate maturation in rat skeletal muscles, our study also measured the AChE activity in bullfrog tibial posticus (a postural muscle) and gastrocnemius (a typical skeletal muscle that is frequently used to study the motor system) muscles. AChE activity did not show significant changes 3 and 10 days following SNT in spinal cord. Also, no significant change occurred in AChE activity in tibial posticus and gastrocnemius muscles at day 3. However, a significant decrease was found at day 10, with reductions of 18% and 20% in tibial posticus and gastrocnemius, respectively. At present we cannot explain this change in AChE activity. While temporally different, the direction of the change was similar to that described for rats.[...](AU)
A transecção do nervo isquiático (SNT), um modelo para estudar dor neuropática, simula os sintomas clínicos do membro fantasma, uma condição dolorosa que ocorre nos humanos após amputação ou secção completa da medula espinal. Essa condição muda a atividade da acetilcolinesterase (AChE), a enzima responsável pela rápida hidrólise da acetilcolina liberada nas sinapses colinérgicas, em alguns tecidos de vertebrados. Em medula espinal de rã Rana pipiens, a atividade da AChE não foi significativamente alterada nos primeiros dias após a secção da raiz ventral, outro modelo para o estudo da dor neuroptípica. Uma questão ainda não respondida é se a SNT diminui a atividade da AChE na medula espinal de rã Lithobates catesbeianus, uma espécie que vem sendo usada como modelo em estudos da dor neuropática induzida por SNT. Como cada modelo animal é criado a partir de metodologia específica, e seus resultados tendem a variar com pequenas mudanças na metodologia de indução da dor, o presente estudo avaliou a atividade da AChE em medula espinal lombossacral de rã-touro Lithobates catesbeianus, adultos, machos, 3 e 10 dias após a completa SNT. Como há diferenças temporais na maturação de placas motoras em músculos esqueléticos de ratos, nosso estudo ainda demonstrou, na rã-touro, os efeitos da SNT sobre a atividade da AChE nos músculos esqueléticos tibial posticus, um músculo postural, e gastrocnêmio, um músculo frequentemente usado em estudos do sistema motor. A atividade da AChE não mudou significativamente na medula espinal aos 3 e 10 dias após a SNT. Nos músculos, a atividade não alterou significativamente aos 3 dias após a lesão, mas reduziu de forma significativa aos 10 dias após a SNT. Aos 10 dias, a diminuição foi 18% no músculo tibial posticus e 20% no gastrocnêmio. No momento, nós não temos explicação para essa mudança na atividade da AChE. Embora temporalmente diferente, o sentido da mudança é similar ao que é descrito em ratos.[...](AU)
Assuntos
Animais , Nervo Isquiático/cirurgia , Acetilcolinesterase/análise , Medula Espinal , Músculo Esquelético , Rana catesbeiana , Modelos AnimaisResumo
Abstract Sciatic nerve transection (SNT), a model for studying neuropathic pain, mimics the clinical symptoms of phantom limb, a pain condition that arises in humans after amputation or transverse spinal lesions. In some vertebrate tissues, this condition decreases acetylcholinesterase (AChE) activity, the enzyme responsible for fast hydrolysis of released acetylcholine in cholinergic synapses. In spinal cord of frog Rana pipiens, this enzymes activity was not significantly changed in the first days following ventral root transection, another model for studying neuropathic pain. An answerable question is whether SNT decreases AChE activity in spinal cord of frog Lithobates catesbeianus, a species that has been used as a model for studying SNT-induced neuropathic pain. Since each animal model has been created with a specific methodology, and the findings tend to vary widely with slight changes in the method used to induce pain, our study assessed AChE activity 3 and 10 days after complete SNT in lumbosacral spinal cord of adult male bullfrog Lithobates catesbeianus. Because there are time scale differences of motor endplate maturation in rat skeletal muscles, our study also measured the AChE activity in bullfrog tibial posticus (a postural muscle) and gastrocnemius (a typical skeletal muscle that is frequently used to study the motor system) muscles. AChE activity did not show significant changes 3 and 10 days following SNT in spinal cord. Also, no significant change occurred in AChE activity in tibial posticus and gastrocnemius muscles at day 3. However, a significant decrease was found at day 10, with reductions of 18% and 20% in tibial posticus and gastrocnemius, respectively. At present we cannot explain this change in AChE activity. While temporally different, the direction of the change was similar to that described for rats. This similarity indicates that bullfrog is a valid model for investigating AChE activity following SNT.
Resumo A transecção do nervo isquiático (SNT), um modelo para estudar dor neuropática, simula os sintomas clínicos do membro fantasma, uma condição dolorosa que ocorre nos humanos após amputação ou secção completa da medula espinal. Essa condição muda a atividade da acetilcolinesterase (AChE), a enzima responsável pela rápida hidrólise da acetilcolina liberada nas sinapses colinérgicas, em alguns tecidos de vertebrados. Em medula espinal de rã Rana pipiens, a atividade da AChE não foi significativamente alterada nos primeiros dias após a secção da raiz ventral, outro modelo para o estudo da dor neuropática. Uma questão ainda não respondida é se a SNT diminui a atividade da AChE na medula espinal de rã Lithobates catesbeianus, uma espécie que vem sendo usada como modelo em estudos da dor neuropática induzida por SNT. Como cada modelo animal é criado a partir de metodologia específica, e seus resultados tendem a variar com pequenas mudanças na metodologia de indução da dor, o presente estudo avaliou a atividade da AChE em medula espinal lombossacral de rã-touro Lithobates catesbeianus, adultos, machos, 3 e 10 dias após a completa SNT. Como há diferenças temporais na maturação de placas motoras em músculos esqueléticos de ratos, nosso estudo ainda demonstrou, na rã-touro, os efeitos da SNT sobre a atividade da AChE nos músculos esqueléticos tibial posticus, um músculo postural, e gastrocnêmio, um músculo frequentemente usado em estudos do sistema motor. A atividade da AChE não mudou significativamente na medula espinal aos 3 e 10 dias após a SNT. Nos músculos, a atividade não alterou significativamente aos 3 dias após a lesão, mas reduziu de forma significativa aos 10 dias após a SNT. Aos 10 dias, a diminuição foi 18% no músculo tibial posticus e 20% no gastrocnêmio. No momento, nós não temos explicação para essa mudança na atividade da AChE. Embora temporalmente diferente, o sentido da mudança é similar ao que é descrito em ratos. Esta similaridade torna a rã-touro um modelo válido para se estudar questões ainda não respondidas da SNT sobre a AChE.
Resumo
Abstract Sciatic nerve transection (SNT), a model for studying neuropathic pain, mimics the clinical symptoms of phantom limb, a pain condition that arises in humans after amputation or transverse spinal lesions. In some vertebrate tissues, this condition decreases acetylcholinesterase (AChE) activity, the enzyme responsible for fast hydrolysis of released acetylcholine in cholinergic synapses. In spinal cord of frog Rana pipiens, this enzymes activity was not significantly changed in the first days following ventral root transection, another model for studying neuropathic pain. An answerable question is whether SNT decreases AChE activity in spinal cord of frog Lithobates catesbeianus, a species that has been used as a model for studying SNT-induced neuropathic pain. Since each animal model has been created with a specific methodology, and the findings tend to vary widely with slight changes in the method used to induce pain, our study assessed AChE activity 3 and 10 days after complete SNT in lumbosacral spinal cord of adult male bullfrog Lithobates catesbeianus. Because there are time scale differences of motor endplate maturation in rat skeletal muscles, our study also measured the AChE activity in bullfrog tibial posticus (a postural muscle) and gastrocnemius (a typical skeletal muscle that is frequently used to study the motor system) muscles. AChE activity did not show significant changes 3 and 10 days following SNT in spinal cord. Also, no significant change occurred in AChE activity in tibial posticus and gastrocnemius muscles at day 3. However, a significant decrease was found at day 10, with reductions of 18% and 20% in tibial posticus and gastrocnemius, respectively. At present we cannot explain this change in AChE activity. While temporally different, the direction of the change was similar to that described for rats. This similarity indicates that bullfrog is a valid model for investigating AChE activity following SNT.
Resumo A transecção do nervo isquiático (SNT), um modelo para estudar dor neuropática, simula os sintomas clínicos do membro fantasma, uma condição dolorosa que ocorre nos humanos após amputação ou secção completa da medula espinal. Essa condição muda a atividade da acetilcolinesterase (AChE), a enzima responsável pela rápida hidrólise da acetilcolina liberada nas sinapses colinérgicas, em alguns tecidos de vertebrados. Em medula espinal de rã Rana pipiens, a atividade da AChE não foi significativamente alterada nos primeiros dias após a secção da raiz ventral, outro modelo para o estudo da dor neuropática. Uma questão ainda não respondida é se a SNT diminui a atividade da AChE na medula espinal de rã Lithobates catesbeianus, uma espécie que vem sendo usada como modelo em estudos da dor neuropática induzida por SNT. Como cada modelo animal é criado a partir de metodologia específica, e seus resultados tendem a variar com pequenas mudanças na metodologia de indução da dor, o presente estudo avaliou a atividade da AChE em medula espinal lombossacral de rã-touro Lithobates catesbeianus, adultos, machos, 3 e 10 dias após a completa SNT. Como há diferenças temporais na maturação de placas motoras em músculos esqueléticos de ratos, nosso estudo ainda demonstrou, na rã-touro, os efeitos da SNT sobre a atividade da AChE nos músculos esqueléticos tibial posticus, um músculo postural, e gastrocnêmio, um músculo frequentemente usado em estudos do sistema motor. A atividade da AChE não mudou significativamente na medula espinal aos 3 e 10 dias após a SNT. Nos músculos, a atividade não alterou significativamente aos 3 dias após a lesão, mas reduziu de forma significativa aos 10 dias após a SNT. Aos 10 dias, a diminuição foi 18% no músculo tibial posticus e 20% no gastrocnêmio. No momento, nós não temos explicação para essa mudança na atividade da AChE. Embora temporalmente diferente, o sentido da mudança é similar ao que é descrito em ratos. Esta similaridade torna a rã-touro um modelo válido para se estudar questões ainda não respondidas da SNT sobre a AChE.