Prophylactic administration of melatonin to the mother throughout pregnancy can protect against oxidative cerebral damage in neonatal rats.

OBJECTIVE: The purpose of this study was to investigate whether prophylactic administration of melatonin to the mother throughout pregnancy could protect against ischemia/reperfusion (I/R)-induced oxidative brain damage in neonatal rats. METHODS: The utero-ovarian arteries were occluded bilaterally for 30 min in female Wistar rats on day 16 of pregnancy to induce fetal ischemia. Reperfusion was achieved by releasing the occlusion and restoring circulation. A sham operation was performed in control rats. Melatonin solution or vehicle alone was administrated orally throughout pregnancy. We collected brain mitochondria from neonatal rats, evaluated mitochondrial structure by electron microscopy, and measured the respiratory control index (RCI) as an indicator of mitochondrial respiratory activity as well as the concentration of thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS), a marker of oxidative stress. Histological analysis was performed at the Cornu Ammonis 1 (CA1) and Cornu Ammonis 3 (CA3) regions of the hippocampus. RESULTS: I/R significantly reduced the RCI and significantly elevated the concentration of TBARS. Melatonin treatment reversed these effects, resulting in values similar to that in untreated, sham-ischemic animals. Electron microscopic evaluation showed that the number of intact mitochondria decreased in the I/R group, while melatonin treatment preserved them. Histological analysis revealed a decrease in the ratio of normal to whole pyramidal cell number in the CA1 and CA3 regions in the I/R group. While melatonin administration protected against degeneration. CONCLUSIONS: These results indicate that prophylactic administration of melatonin to the mother throughout pregnancy may prevent I/R-induced oxidative brain damage in neonatal rats.

Mechanisms and time course of vocal learning and consolidation in the adult songbird.

In songbirds, the basal ganglia outflow nucleus LMAN is a cortical analog that is required for several forms of song plasticity and learning. Moreover, in adults, inactivating LMAN can reverse the initial expression of learning driven via aversive reinforcement. In the present study, we investigated how LMAN contributes to both reinforcement-driven learning and a self-driven recovery process in adult Bengalese finches. We first drove changes in the fundamental frequency of targeted song syllables and compared the effects of inactivating LMAN with the effects of interfering with N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor-dependent transmission from LMAN to one of its principal targets, the song premotor nucleus RA. Inactivating LMAN and blocking NMDA receptors in RA caused indistinguishable reversions in the expression of learning, indicating that LMAN contributes to learning through NMDA receptor-mediated glutamatergic transmission to RA. We next assessed how LMAN's role evolves over time by maintaining learned changes to song while periodically inactivating LMAN. The expression of learning consolidated to become LMAN independent over multiple days, indicating that this form of consolidation is not completed over one night, as previously suggested, and instead may occur gradually during singing. Subsequent cessation of reinforcement was followed by a gradual self-driven recovery of original song structure, indicating that consolidation does not correspond with the lasting retention of changes to song. Finally, for self-driven recovery, as for reinforcement-driven learning, LMAN was required for the expression of initial, but not later, changes to song. Our results indicate that NMDA receptor-dependent transmission from LMAN to RA plays an essential role in the initial expression of two distinct forms of vocal learning and that this role gradually wanes over a multiday process of consolidation. The results support an emerging view that cortical-basal ganglia circuits can direct the initial expression of learning via top-down influences on primary motor circuitry.

Acido docosahexaenoico (dha), desarrollo cerebral, memoria y aprendizaje: la importancia de la suplementación perinatal / Docosahexaenoic acid (dha), brain development, memory and learning: the importance of perinatal supplementation

El ácido docosahexaenoico (DHA) es un ácido graso omega-3 de cadena larga derivado del ácido alfa-linolénico. El DHA, junto con el ácido araquidónico, es el ácido graso poliinsaturado que se encuentran en mayor concentración en el tejido nervioso. Se ha propuesto que el DHA tiene un importante rol en la formación y en la función del sistema nervioso, particularmente en el cerebro. Su mecanismo de acción aún no está totalmente dilucidado pero se propone que actuaría a nivel de las membranas celulares regulando sus funciones metabólicas y también a nivel de la expresión de genes relacionados con la función cerebral. Se ha correlacionado el contenido cerebral de DHA con la capacidad de aprendizaje y con el nivel de inteligencia de los recién nacidos y lactantes. Numerosos ensayos en animales de experimentación y en niños han demostrado la necesidad del ácido graso durante el desarrollo cerebral. El DHA, formado a partir de su precursor, proveniente de la dieta, o desde las reservas tisulares, es aportado por la madre al feto durante el período gestacional y a través de la leche durante la lactancia. Se ha sugerido la necesidad de suplementar a la madre con DHA durante el período gestacional, e incluso antes de este, para asegurar el adecuado aporte del ácido graso para el normal desarrollo del cerebro fetal. La suplementación se puede realizar a través de aceites con alto contenido de DHA, a partir de fosfolípidos, en la forma de etil esteres de DHA, o como monoglicéridos que contienen DHA como único ácido graso. En este trabajo se discute el rol del DHA en el desarrollo del sistema nervioso y en la funcionalidad del cerebro, y las evidencias que lo relacionan con una mayor capacidad de aprendizaje de las crías provenientes de madres previamente suplementadas con DHA. Además, se discute cual podría ser la mejor forma de suplementar con DHA la nutrición de la madre y del recién nacido a partir de los productos disponible para la suplementación.

Reducción del ácido docosahexaenoico: DHA, 22:6w3, durante el período de rápido desarrollo del cerebro de ratas: I. Efecto de la dieta materna deficiente en ácido alfa linolénico y alta en ácido linolénico / Reduction of docosahexaenoic acid: DHA, 22:6w3, during the period of rapid development of rat brain: I. Effect of maternal deficient in alpha linolenic acid and high in linolenic acid diet

Uno de los ácidos grasos piliinsaturados más abundantes en los lípidos del cerebro es el ácido docosahexaenoico (DHA, C22:6w3). Este se incorpora al tejido nervioso principalmente durante la visa uterina y en los primeros días de vida en la rata. Con el propósito de diseñar un modelo experimental que provoque una severa deficiencia de DHA en cerebro fetal y postnatal sometimos por generaciones sucesivas a ratas preñadas y nodrizas al consumo de una dieta deficiente en ácido alfa linolénico (18:3w3) y alta en ácido linolénico (18:2w6). La dieta deficiente se preparó con aceite de girasol al 10% y proporcionó 7,2 g de 18:2w6 y 10 mg de 18:3w3/100 g dieta. La dieta control se preparó con aceite de soya al 10% la que proporcionó 5,6 g de 18:2w6 y 740 mg de 18:3w3/100 g dieta. El análisis de los ácidos grasos de los fosfolípidos de cerebro de fetos de 20 días de edad gestacional de 2ª generación y el de crías con 18 días de vida postnatal de primera y segunda generación mostraron una significativa disminución del 22:6w3 y una elevación del 22:5w6 en el cerebro de la progenie de madres que consumieron la dieta con aceite de girasol con respecto a las alimentadas con dieta con aceite de soya. Esta compensación no fue cuantitativa pues la instauración total permaneció baja. No se observaron disminuciones progresivas en el contenido de 22:6w3 del cerebro en el período de lactancia con respecto a la disminución observada en el período prenatal. Se sugiere que el desarrollo prenatal del cerebro es el período de mayor vulnerabilidad a una deficiencia de ácidos grasos omega 3 dietéticos. Se propone este diseño nutricional experimental, en donde podría evaluarse la potencialidad de los aceites vegetales o marinos, fuentes de 18:3w3 ó 22:6w3 en su capacidad para revertir la deficiencia de 22:6w3 tisular